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TIC HOY
LA REVISTA COMERCIAL OFICIAL DE BICSI
Julio/agosto 2015
DISEÑAR
REDES
INDUSTRIALES
USANDO ANSI/TIA-1005-A
ADEMÁS
+ El impacto de las
velocidades de
datos emergentes
+ Prácticas óptimas
de DAS
+ Instalar Wi-Fi en un
entorno de campus
Volumen 36, Número 4
INFINITE POSSIBILITIES
The Future of Data Centers
The
FutureJULY
of Data
COMING
2015 Centers
COMING JULY 2015
© 2015 Corning Optical Communications. LAN-1916-AEN / March 2015
© 2015 Corning Optical Communications. LAN-1916-AEN / March 2015
Julio/agosto 2015/Volumen 36,
Número 4
05
06
18
24
CONTENIDO
MENSAJE DEL PRESIDENTE ELECTO DE BICSI
Actualización global
32
ARTÍCULO DE PORTADA
Diseñar redes industriales usando ANSI/TIA1005-A: La migración a Ethernet industrial
puede lograr menos conexiones, menos
tiempo improductivo, menores costos, más
ancho de banda y mejores procesos.
Por Gregg Schaefer, RCDD, ESS, NTS
38
El cableado estructurado de TIC se encuentra
con NFPA 72 Clase N: Definir una nueva
designación de vía Clase N para utilizar
Ethernet y otros protocolos de redes para
notificación de emergencia. Por Vic Humm,
PE; Denise Pappas y Gordon Bailey
El impacto de las velocidades de datos
emergentes en las infraestructuras de
cableado de fibra de capa uno: A medida
que va en aumento la cantidad de
datos y la velocidad a la cual fluyen,
la confiabilidad y el rendimiento de la
conectividad óptica de un centro de
datos pasa a ser más esencial para
asegurar el rendimiento óptimo de su
hardware. Por Rick Dallmann
44
49
53
ENFOQUE EN SISTEMAS DE ANTENAS DISTRIBUIDAS
Prácticas óptimas de DAS sirven de base para
nueva norma de BICSI: Introducción a una nueva
norma que describe prácticas óptimas neutras en
cuanto a proveedores y prestadores de servicios
para el diseño y la implementación de DAS.
Por Mike Patterson, RCDD, NTS, PE
ENFOQUE EN SISTEMAS DE ANTENAS DISTRIBUIDAS
Facilitar la construcción de DAS: Sepa cómo la
comunidad de diseño e instalación de TIC puede
aplicar su conocimiento, pericia y habilidades
para diseñar y construir complejos sistemas de DAS
en los edificios empresariales de la actualidad.
Por Mark Niehus, RCDD
El uso y la selección de vías de cables y el Código
Eléctrico Nacional: Explore cómo aborda el código
temas como incendios, electrocución y peligros
físicos en lo que respecta a las vías de cables.
Por Eric Sadler
ESTUDIO DE UN CASO
Usar soluciones ecológicas de climatización para
construir un centro de datos más adecuado al medio
ambiente: Un fabricante con sede en Taiwán
dedicado a sistemas de electricidad y energía
diseña su propio centro de datos renovado para
lograr una eficiencia de consumo energético
(PUE) anual menor de 1,43. Por Emily Chueh
Instalar Wi-Fi en un entorno de campus:
Soluciones para diseñadores e instaladores de redes
enfrentando dificultades para brindar una cobertura
inalámbrica omnipresente y una instalación
estéticamente aceptable en un campus
universitario. Por Scott Thompson
POLÍTICA DE PRESENTACIÓN
TIC HOY es publicada bimensualmente en enero/febrero, marzo/abril, mayo/junio, julio/agosto, septiembre/octubre y noviembre/diciembre por BICSI, Inc., y se envía por correo estándar A a los miembros
de BICSI, RCDD, RITP, RTPM, DCDC, instaladores y técnicos de BICSI y portadores de credenciales de ESS, NTS, OTS y Wireless Design. TIC HOY se incluye como suscripción en las cuotas anuales de los
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Julio/agosto 2015
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TIC HOY
LA REVISTA COMERCIAL OFICIAL DE BICSI
JUNTA DE DIRECTORES DE BICSI 2015
ÍNDICE DE PUBLICIDAD
Presidente Michael A. Collins, RCDD, RTPM, CCDA, NCE
AFL.................................. Contraportada
www.aflglobal.com
Presidente electo Brian Ensign, RCDD, RTPM, NTS, OSP, CSI
Secretario Robert “Bob” S. Erickson, RCDD, RTPM, NTS, OSP, WD
Tesorero Mel Lesperance, RCDD
Director de la región canadiense José Mozota, PhD.
Directora de la región norte-central de EUA Christy A. Miller, RCDD, DCDC, RTPM
Directora de la región noreste de EUA Carol Everett Oliver, RCDD, ESS
Director Director de la región sur-central de EUA Jeffrey Beavers, RCDD, OSP
Director de la región sureste de EUA Charles “Chuck” Wilson, RCDD, NTS, OSP
Director de la región oeste de EUA Larry Gillen, RCDD, ESS, OSP, CTS
Diseño de sistemas automatizados...31
www.asd-usa.com
Axis.........................................................43
www.axis.com
Corning Cable...............Portada interior
www.corning.com
Hitachi...................................................27
www.hca.hitachi-cable.com
Director y principal ejecutivo John D. Clark Jr., CAE
ICC...........................................................9
www.icc.com
COMITÉ EDITORIAL
OFS.........................................................47
www.ofsoptics.com
Chris Scharrer, RCDD, NTS, OSP, WD
Jonathan L. Jew
F. Patrick Mahoney, RCDD, CDT
Optical Cable Corporation................37
www.occfiber.com
Outsource.............................................23
www.outsource.net
EDITOR
BICSI, Inc. 8610 Hidden River Pkwy., Tampa, FL 33637-1000
Teléfono: +1 813.979.1991 Web: www.bicsi.org
REDACTOR
Steve Cardone, [email protected]
PERSONAL DE LA PUBLICACIÓN
Wendy Hummel, Creativa, [email protected]
Amy Morrison, Redactora de contenido, [email protected]
Clarke Hammersley, Redactor técnico, [email protected]
Jeff Giarrizzo, Redactor técnico, [email protected]
Karen Jacob, Redactora técnica, [email protected]
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línea de BICSI que aspira a proporcionar
cobertura como autoridad en el
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a proveedores, además de aportar
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+1 813.979.1991 o [email protected]
4
u
TIC HOY
MENSAJE DEL PRESIDENTE ELECTO
¡Saludos a todos!
Espero que hayan observado más actividad
y enfoque mundialmente por parte de BICSI.
Expandir el alcance mundial de BICSI forma
parte del Plan estratégico de la junta de
directores de BICSI y es uno de los principales
aspectos de mi enfoque como presidente
electo. El rol fundamental del presidente
electo de BICSI se relaciona con el desarrollo
mundial como presidente del Comité de
desarrollo mundial, el cual se compone de
los presidentes de distritos y otros integrantes
mundiales en general. Para obtener más
información sobre cada distrito y sus
dirigentes, visite bicsi.org/global.
El presidente de BICSI Michael Collins, RCDD,
RTPM, CCDA, NCE, respalda plenamente
nuestras actividades mundiales. Recuerdo
muy bien que una de las primeras cosas
que me pidió fue continuar sus labor y seguir
promoviendo el desarrollo de BICSI Global.
Me siento muy afortunado de haber
presenciado la mayor parte de las
siguientes conferencias mundiales de BICSI
en 2015 apoyando el desarrollo mundial de
nuestra organización. Quisiera compartir
con ustedes algunas de mis observaciones.
Conferencia del distrito CALA de México,
Ciudad de México, 18-19 de marzo:
Michael y yo, junto con el director de
desarrollo y soporte mundial de BICSI, Paul
Weintraub, RCDD, RTPM, ESS, asistimos
a esta conferencia. Esta fue la primera
conferencia de BICSI que tuvo lugar en
México en los últimos siete años y tuvo una
buena asistencia pues hubo más de 300
personas. Se vio gran entusiasmo por las
oportunidades educativas y de contactos.
Conferencia del distrito de Medio Oriente
y África en Sudáfrica, Johannesburgo, 10 de
abril: Paul y yo asistimos a esta conferencia.
Por cierto que la educación fue el enfoque,
y con más de 70 asistentes, fue todo un éxito.
Estando allá, nos reunimos con miembros
y asociaciones comerciales locales para
fomentar el apoyo en el distrito.
Conferencia del distrito de Medio Oriente
y África en Dubai, 14-16 de abril: Asistí a esta
conferencia con Paul y disfruté el tiempo
que pasé allí, encontrando miembros
y organizaciones que requieren a los RCDD
de BICSI en sus licitaciones. La conferencia
se llevó a cabo en el lapso de dos días
y medio con una asistencia total de más
de 170 personas.
Conferencia del distrito de la India, Mumbai,
24 de abril: ¡Asistí a esta conferencia junto
con Paul y me entusiasmó ver el nivel de
apoyo y liderazgo de los voluntarios en el
distrito! El Comité de dirección del distrito
de la India es un grupo que ha invertido en
la expansión y el crecimiento del distrito
favoreciendo a cada uno de los miembros.
Los asistentes a la conferencia sumaron
más de 300 personas.
Conferencia del distrito del Reino Unido
e Irlanda, Reino Unido, 10 de junio:
Paul asistió a esta conferencia, y estuvo
complacido de reportar una asistencia de
140 personas. El presidente del distrito del
Reino Unido e Irlanda, Barry Shambrook,
RCDD, está haciendo un excelente trabajo
para impulsar el valor renovado en BICSI
para el distrito desde su creación emanada
del distrito europeo. ¡El nivel de apoyo para
BICSI está en pleno crecimiento!
El desarrollo mundial es sumamente
importante para BICSI, la junta de
directores de BICSI y el Plan estratégico de
la junta de directores de BICSI. Hay un gran
número de miembros y profesionales de TIC
que necesitan educación, capacitación
y apoyo. BICSI se esmera por servir a estos
profesionales y promover el avance de la
industria de TIC.
Espero compartir mis experiencias mundiales
futuras con ustedes y continuar esta labor
a futuro. ¡Gracias por su valioso tiempo!
Brian Ensign, RCDD, RTPM, NTS, OSP, CSI
Julio/agosto 2015
t
5
Por Gregg Schaefer, RCDD, ESS, NTS
DISEÑAR
REDES
INDUSTRIALES
USANDO ANSI/TIA-1005-A
ANSI/TIA-1005-A
es una norma
ANSI/TIA-1005-A Telecommunications
estuvieron conectados con tecnología
Infrastructure Standard for Industrial
de bus de campo RS-485 o IEC 61168,
de recintos
Premises es una norma clave pero poco
o no estuvieron conectados en absoluto,
para espacios
utilizada en la especificación de cableado
ahora están disponibles con puertos
industriales
industrial. Ahora que las organizaciones
Ethernet y direcciones de protocolo
que tiene por
industriales necesitan distancias más
Internet (IP). Los dispositivos como
fin garantizar
largas de cableado, menores costos de
controladores lógicos programables (PLC),
la integridad
cableado, conectividad inalámbrica,
interfaces humano máquina y unidades
máquinas remotas, monitoreo de
de frecuencia variable conectan con un
comunicaciones
sensores, ahorro energético de unidades
cable de categoría para gestión local
al pasar por una
de frecuencia variable (controladores de
o remota. La Figura 1 en la página
motor que pueden cambiar voltaje
8 compara la tecnología de bus de campo
y frecuencia) y seguridad física, se espera
actual (la cual presenta velocidades
que el número de puertos conectados
más lentas, distancias más cortas
a Internet supere 11 millones de nodos
y menos dispositivos) con la conectividad
para el año 2016. No es de extrañarse
Ethernet más nueva, más rápida hacia
que el aspecto “Internet de las cosas” sea
la cual migra la industria.
del enlace de
o varias zonas
ambientales.
1
una tendencia industrial. ¿Cómo es que
ocurre esto? Los dispositivos que antes
1
2
6
u
TIC HOY
La migración plantea ciertas
dificultades. El 60 % de los problemas
El mercado mundial para Ethernet industrial por región importante 2011 a 2016, IMS Research
Datacom, Network Management Special, http://intechdigitalxp.isa.org/i/392437/28, septiembre 2
Julio/agosto 2015
t
7
TECNOLOGÍA DE BUS DE CAMPO PREDOMINANTE
* www.us.profinet.com hay otras normas Phy disponibles para Profibus aparte de RS-485
** Rockwell Automation Publication DNET-UM004B-EN-P - Marzo 2011
PARÁMETRO DE LA RED
PROFIBUS*
DEVICENET**
802.3 ETHERNET
Norma Phy
RS 485
DeviceNet
10 Base - T 10/100 Base-SX
100 Base - TX/FX
1.000 Base - TX/SX-LX
10 G Base - opciones de fibra T/múltiples
Velocidad de datos
9,6 kb/s - 12 Mb/s
125 kb/s - 500 kb/s
10 Mb/s - 10 Gb/s
Participantes/Segmento
32
64
Cientos por LAN conmutada limitado por
latencia, ilimitado en una red enrutada
Normas de cables
Especificación de proveedor,
disponible de diversas fuentes
Especificación de proveedor,
disponible de diversas fuentes
ANSI/TIA 568-C, ANSI/TIA-1005-A
Longitud de la red
12.000 m a 93,75 kb/s
Repetidores RS-485 9
500 m entre
dos puntos cualesquiera
Millas- Limitado por latencia por
LAN conmutada
Longitud de segmento
1.000 m a 187,5 kb/s
Cable grueso de 500 m 125 kb/s
Cobre de 100 m UTP, STP- 10 Mb/s a 10 Gb/s
Longitud de segmento
400 m a 500 kb/s
Cable grueso de 250 m 250 kb/s
Millas-Fibra en distancia varía dependiendo
de velocidades de datos, fuente de luz
y calidad de fibra
Longitud de segmento
200 m a 1,5 Mb/s
Cable grueso de 100 m 500 kb/s
Longitud de segmento
100 m a 12 Mb/s
Versión Ethernet
Profinet
Ethernet/IP
FIGURA 1: La conectividad industrial está migrando de bus de campo a la tecnología Ethernet.
de redes se atribuyen a las capas de enlace de datos y física
en el modelo de referencia Open Systems Interconnection
(OSI).2 Además, la tendencia de usar cable de calidad
apta para armario vertical en edificios comerciales y para
cámaras en las sedes industriales aumenta el potencial de
una tasa más alta de falla. Consideremos una situación
común: el integrador de automatización necesita
programar, instalar y mantener PLC conectados
a Ethernet y es responsable de una solución operada
por red que implementa el usuario final. Por otro
lado, el usuario final necesita instalar y apoyar
una infraestructura de red con eficiencia de costos
para toda la empresa,, pero puede tratar de usar
cableado familiar en un entorno rudo. Puede haber
consecuencias negativas después de la instalación.
Aquí aparecen algunos ejemplos:
Pruebas industriales de cables
horizontales comerciales
FLEXIÓN: Después de 25 ciclos, un cable comercial de
categoría 5e tuvo roturas en el encamisado debido al
daño por abrasión.3
3
Belden Industrial Ethernet User Guide, IEUG002, Rev. 2, 2011
8
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TIC HOY
RESISTENCIA AL ACEITE: En una prueba UL® 1277, se
sumergió el cable en contenedores de aceite que luego
fueron sumergidos en un baño de agua y colocados
en una cámara mantenida a 125 grados Celsius
(°C [257 grados Fahrenheit (°F)]) durante 60 días.
El cable de calidad comercial perdió sus características
mecánicas como la resistencia tensional y la elongación.
Con la cantidad suficiente de exposición al aceite
y a las altas temperaturas, el encamisado puede
hincharse y presentar ampollas, desintegrándose
con el paso del tiempo.3
RESISTENCIA UV: ASTM G 54 (Standard Practice for
Operating Fluorescent Ultraviolet (UV) Lamp
Apparatus for Exposure of Nonmetallic Materials)
se expusieron muestras a la luz durante 720 horas
en un lapso de 30 días. Se revisaron los cables en
busca de decoloración, resistencia tensional
y elongación. El cable comercial se decoloró
y había empezado a descomponerse.3
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6/5/2015 1:44:51 PM
En recintos industriales, pueden requerirse tres o más conexiones en el canal
de comunicaciones con el fin de hacer la transición de cable de calidad
apta para armario vertical o cámara a uno de calidad industrial.
Hubo otras consideraciones de cableado para
extender la infraestructura Ethernet al espacio industrial.
Primero, algunos conmutadores IP67 Ethernet usan
enchufe codificado D de 4 posiciones M12 y pares de
tomas para los puertos de enlace ascendente. Dado que
un conector codificado D utiliza cable de dos pares
y los diseños de cable estructurado tradicional usan
solo conexiones de cuatro pares, uno puede imaginarse
los problemas potenciales si se mezclan los dos tipos
de cables en el mismo canal. En segundo lugar, muchas
conexiones Ethernet están sujetas a transitorias eléctricas
rápidas y en algunos casos deben usar cable de par
trenzado blindado. Debe darse mayor consideración
a la puesta a tierra del blindaje para fines de seguridad
y por motivos de integridad de los datos. En tercer
lugar, hay diferencias distintivas entre los entornos
de cableado con respecto a interferencia mecánica, de
ingreso, climática/química y electromagnética (MICE).
Tal como se muestra en los ejemplos previos, debe
darse una consideración minuciosa a la supervivencia
de los encamisados y aislantes de cables así como a las
técnicas de vías en cada uno de estos ambientes.
Dado que cambia rápidamente la infraestructura
de cableado para la conectividad industrial, un simple
conjunto de pautas podría prevenir un gran porcentaje
de fallas. ANSI/TIA-1005-A es una norma de recintos
para espacios industriales que tiene por fin garantizar
la integridad del enlace de comunicaciones al pasar por
una o varias zonas ambientales. ANSI/TIA-1005 y la
publicación filial TSB-185 (Environmental Classification
[MICE] Tutorial) aportan una lista de excepciones para
el grupo de normas ANSI/TIA-568-C, como cables
reconocidos, conectores y reglas relacionadas con
topología, longitud de cable de conexiones y separación
de cables, todo lo cual ayuda al diseñador a especificar
redes con enlaces de comunicaciones sin errores en
entornos rudos.
Topología
Las normas para recintos de edificios comerciales
requieren el uso de una topología jerárquica en estrella
10
u
TIC HOY
y compatibilidad con la arquitectura cliente-servidor.
En otras palabras, la estación de trabajo casi siempre va
al centro de datos para correo electrónico, documentos
y sistemas de gestión de pedidos, y no es necesariamente
crucial para la misión de la organización. Esta es la
topología de referencia para los recintos comerciales
en ANSI/TIA-568-C.0 y puede ser adecuada para el
entorno industrial donde los recursos cruciales se
hallan repartidos en un piso y requieren conexiones
redundantes. ANSI/TIA-1005 permite la topología
jerárquica en estrella pero también ofrece una excepción
para una topología de anillo. Se permite la conectividad
de la sala de telecomunicaciones (TR)-a-TR o espacio de
telecomunicaciones (TE)-a-TE, además queda a criterio del
diseñador y del fabricante del equipo determinar cuántos
paneles debería atravesar un anillo para considerar
latencia y fluctuación. Cuando se prefiere una topología
de anillo, el diseñador también debe considerar el tiempo
de recuperación del anillo y los mecanismos que
pueden facilitar el tiempo de recuperación en menos
de 200 milisegundos (Figura 2).
Los protocolos de vías redundantes para los
conmutadores Ethernet se encuentran fuera del alcance
de ANSI/TIA-1005-A, pero vale la pena mencionarlos
porque el diseñador debe tener cuidado de no enchufar
conmutadores en el espacio industrial que no satisfagan
las necesidades de un proceso industrial. Dado que el
tiempo de inactividad es costoso, la red debe poder
recuperarse rápidamente en caso de haber una falla
del anillo. Todos los conmutadores administrados son
compatibles con el protocolo de árbol de expansión
rápido (Rapid Spanning Tree Protocol), pero los tiempos
de recuperación no son definitivos y generalmente no
son adecuados para Ethernet industrial. Los protocolos
como protocolo de redundancia de medios (Media
Redundancy Protocol, MRP), protocolo de redundancia
paralela (Parallel Redundancy Protocol, PRP) o
redundancia homogénea de alta disponibilidad (High
Availability Seamless Redundancy, HSR) son las normas
más nuevas que se utilizan.
FIGURA 2: Topología para los entornos industriales.
Número de conexiones en el canal
En los recintos comerciales, un canal de cable
generalmente tiene tres o menos conexiones del
conmutador de la TR a la estación de trabajo. En los
recintos industriales, pueden requerirse tres o más
conexiones en el canal de comunicaciones con el fin de
hacer la transición desde el cable para armario vertical o cámara- al cable de calidad industrial. La tendencia e
s sacar el cable más conveniente del inventario
y hacer funcionar el enlace, sin importar el número de
conexiones. En algún punto, esta estrategia no dará los
resultados deseados de rendimiento. ANSI/TIA-1005-A
se adapta a la necesidad de muchas conexiones en el
canal y señala que puede haber hasta seis conexiones en
el canal para cables categoría
5e y categoría 6. También hay
límites basados en la pérdida de
retorno (return loss, RL) mínima
y paradiafonía (near-end crosstalk,
NEXT).4 Si ocurre este tipo de
conectividad regularmente, el
usuario final puede considerar
utilizar cableado categoría 6a
para todos los tendidos horizontales
en el piso de la planta creando así un
procedimiento operativo estándar (Figura 3).
Hacer transiciones con los tipos de cables
permite ahorrar costos y da flexibilidad al ofrecer
la conectividad a islas de automatización donde los
cables son costosos y las vías pueden limitar el tendido
de cable adicional.
Longitud del cable de conexiones
En el espacio empresarial, los usuarios siguen la
regla del cable de conexiones de 10 metros (m) o la
longitud máxima combinada de cables, cables de
conexión y cables de equipo en el canal. ¿Funcionan
esas reglas para el espacio industrial cuando se intenta
conectar una máquina conectada a Ethernet que mueve
más de 10 m regularmente dentro de un área de
trabajo? ANSI/TIA-1005-A ofrece una excepción a ANSI/
TIA-568 con un diagrama en la sección 10.2.25 (vea la
Figura 4 en la página ) y permite longitudes mayores del
cable de conexión mientras no se superen las longitudes
del canal permanente (cable conductor macizo).
FIGURA 3: Número de
conexiones en el canal.
ANSI TIA-1005A Anexo B
4
ANSI /TIA-1005A sección 10.2.2 Cableado de par trenzado balanceado
5
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22 A 24 AWG
MAYOR QUE 24 A 26 AWG
LONGITUD
HORIZONTAL
DEL CABLE
LONGITUD MÁXIMA
DEL CABLE DEL
ÁREA DE TRABAJO
M (PIES)
MÁXIMA LONGITUD COMBINADA
DE CABLES DE ÁREA DE TRABAJO,
CABLES DE CONEXIONES Y CABLE
DE EQUIPO M (PIES)
LONGITUD MÁXIMA
DEL CABLE DEL ÁREA
DE TRABAJO M (PIES)
LONGITUD MÁXIMA COMBINADA
DE CABLES DEL ÁREA DE TRABAJO,
CABLES DE CONEXIONES Y CABLE
DE EQUIPO M (PIES)
90 (295)
5 (16)
10 (33)
4 (13)
8 (26)
85 (279)
9 (30)
14 (46)
7 (24)
11 (37)
80 (262)
13 (44)
18 (60)
11 (35)
15 (48)
75 (246)
18 (57)
23 (74)
14 (46)
18 (59)
70 (229)
22 (71)
27 (87)
17 (57)
21 (70)
67 (220)
24 (79)
29 (96)
19 (63)
23 (77)
58 (190)
32 (104)
37 (120)
25 (83)
29 (96)
50 (164)
38 (126)
43 (142)
31 (101)
35 (114)
43 (141)
44 (145)
49 (161)
35 (116)
39 (129)
37 (121)
49 (161)
54 (178)
39 (129)
43 (142)
32 (105)
53 (175)
58 (191)
43 (140)
47 (153)
25 (82)
59 (194)
64 (211)
47 (155)
51 (168)
20 (66)
63 (208)
68 (224)
51 (166)
55 (179)
15 (49)
68 (221)
73 (238)
54 (177)
58 (190)
10 (33)
72 (235)
77 (252)
57 (188)
61 (201)
5 (16)
76 (249)
81 (265)
61 (199)
65 (212)
0
80 (262)
85 (279)
64 (211)
68 (223)
FIGURA 4: Longitudes permisibles del cable de conexiones.
Tablas de MICE y la brecha entre las
definiciones ambientales y las hojas
de datos de cables
creado soluciones factibles para estos ambientes pero
con cable y encamisados especializados que soportan
temperaturas y tensiones de tiro extremas. Las Figuras
6-9 en las páginas 13 y 14 resumen la manera en que
Uno de los aspectos más malentendidos de ANSI/TIA-
se ha superado la brecha de la especificación de cables.
1005-A es el de las clasificaciones ambientales de la tabla
de MICE (Figura 5). MICE se divide en tres niveles de
superan la brecha de la tabla de MICE la mayor parte
rudeza. Las especificaciones de IEC originan esos niveles
de las veces, hay que considerar especialmente los
y fueron adoptadas con el fin de describir áreas en donde se
entornos de minería y petróleo/gas donde predominan
colocará el cableado. Las tablas existen en el Anexo ANSI/
las normas de Mine Safety and Health Administration
TIA-568-C.0 pero se alude a ellas en ANSI/TIA-1005-A.
(MSHA) o las de Oil Resistant I y II. Por último, siempre
Una declaración importante en ANSI/TIA-1005-A
deben considerarse las clasificaciones de bandejas tales
es “el cableado estará diseñado para ser compatible con
como UL 1277 para cables de comunicaciones en los
las aplicaciones deseadas durante la exposición a sus
entornos industriales.
condiciones ambientales.”6 Los fabricantes de cables han
ANSI/TIA-1005A sección 12.1.2.1 General
6
12
u
TIC HOY
Aunque estas soluciones de cables industriales
CLASES AMBIENTALES
COMERCIAL
LIVIANO INDUSTRIAL
PESADO INDUSTRIAL
M1
M3
M3
CLASIFICACIÓN DE INGRESO
I1
I2
I3
CLIMÁTICO ELECTROMAGNÉTICO
C1
C2
C3
E1
E2
E3
MECÁNICO
FIGURA 5: La tabla de MICE se divide en tres niveles de rudeza.
MECÁNICO
M1
M2
M3
SOLUCIONES INDUSTRIALES
Aceleración máxima
40 m/s-2
100 m/s-2
250 m/s-2
Vibración: Amplitud de
desplazamiento (2 Hz a 9 Hz)
1,5 mm
7,0 mm
15,0 mm
Vibración: Amplitud de
aceleración (9 Hz a 500 Hz)
5 m/s-2
20 m/s-2
50 m/s-2
Fuerza tensional
Específico de la instalación
Ver IEC 61918
Específico de la instalación
Ver IEC 61918
Específico de la instalación
Ver IEC 61918
Bien especificado por
fabricantes
Aplastamiento
45 N
sobre 25 mm (lineal) mín.
1100 N
sobre 150 mm (lineal) mín.
2200 N
sobre 150 mm (lineal) mín.
Bien especificado por
fabricantes
Impacto
1J
10 J
30 J
Doblez, flexión y torsión
Específico de la instalación
Ver IEC 61918
Específico de la instalación
Ver IEC 61918
Específico de la instalación
Ver IEC 61918
Aisladores y encamisados de
elastómero - termoplástico
TPE y copolímero de etileno
propileno fluorado FEP
SOLUCIONES INDUSTRIALES
FIGURA 6: Soluciones mecánicas.
INGRESO
I1
I2
I3
Ingreso de partículas
(diám. máx.)
12,5 μm
50 μm
50 μm
Inmersión
Ninguno
Chorro líquido intermitente
≤ 12,5 l/min
Chorro ≥ 6,3 mm
> 2,5 m de distancia
Chorro líquido intermitente
≤ 12,5 l/min
Chorro ≥ 6,3 mm
> 2,5 m de distancia
e inmersión
(≤1 m por <=30 minutos
Clasificaciones NEMA
FIGURA 7: Soluciones de ingreso.
Julio/agosto 2015
t
13
CLIMÁTICO/QUÍMICO
C1
C2
C3
SOLUCIONES INDUSTRIALES
Temperatura ambiente
-10 °C a +60 °C
-25 °C a +70 °C
-40 °C a +70 °C
Bien especificado por fabricantes
Índice de cambio de
temperatura
0,1 °C por minuto
1,0 °C por minuto
3,0 °C por minuto
Humedad
5 % a 85 %
(no condensante)
5 % a 95 %
(no condensante)
5 % a 95 %
(no condensante)
Bien especificado por fabricantes
Radiación solar
700 Wm-2
1 120 Wm-2
1 120 Wm-2
Son comunes los cables resistentes
a rayos UV
Contaminación líquida
Contaminantes
Concentración x 10-6
Concentración x 10-6
Concentración x 10-6
Cloruro de sodio
(sal/agua de mar) 0 < 0,3 < 0,3
0
< 0,3
< 0,3
Aceite
(concentración de aire seco)
0
< 0,005
< 0,5
Encamisados resistentes a químicos
con copolímero de etileno propileno
fluorado- FEP
FIGURA 8: Soluciones químicas (lista parcial).
ELECTROMAGNÉTICO
E1
E2
E3
SOLUCIONES INDUSTRIALES
Descarga electrostática –
Contacto (0,667 μC)
4 kV
4 kV
4 kV
STP, fibra, canal de metal, separación
Descarga electrostática –
Aire (0,132 μC)
8 kV
8 kV
8 kV
STP, fibra, canal de metal, separación
RF irradiada - AM
3 V/m a
(80 a 1000 MHz)
3 V/m a
(1400 a 2000 MHz)
1 V/m a
(2000 a 2700 MHz)
3 V/m a
(80 a 1000 MHz)
3 V/m a
(1400 a 2000 MHz)
1 V/m a
(2000 a 2700 MHz)
10 V/m a z
(80 a 1000 MHz)
3 V/m a
(1400 a 2000 MHz)
1 V/m a
(2000 a 2700 MHz)
STP, fibra, canal de metal, separación
RF conducida
3Va
150 kHz a 80 MHz
3Va
150 kHz a 80 MHz
10 V a
150 kHz a 80 MHz
STP, fibra, canal de metal, separación
EFT/B (coms)
500 V
1 kV
1 kV
STP, fibra, canal de metal, separación
Sobretensión (diferencia
potencial de tierra transitoria) señal, línea a tierra
500 V
1 kV
1 kV
STP, fibra, canal de metal, separación
Campo magnético (50/60 Hz)
1 Am-1
3 Am-1
30 Am-1
STP, fibra, canal de metal, separación
Campo magnético
(60 Hz a 20,000 Hz)
ffs
ffs
ffs
STP, fibra, canal de metal, separación
FIGURA 9: Soluciones de interferencia electromagnética (Electromagnetic interference, EMI).
14
u
TIC HOY
Puesta a tierra
La mayoría de la gente preferiría usar conductos de fibra
o metal en un entorno de alta interferencia electromagnética,
pero puede haber situaciones donde el equipo activo no es
compatible con interfaces de fibra o donde no sea práctico
el uso de un convertidor de medios. Un ejemplo de esto
son los conmutadores Ethernet situados dentro de equipo
de distribución de medio voltaje. Cuando no puede usarse
un canal de fibra o metal, ANSI/TIA-1005-A aporta ciertas
recomendaciones para hacer seguro y efectivo el cable de par
trenzado blindado. La norma se refiere a ANSI/TIA-607-B,
Generic Telecommunications Bonding and Grounding (Earthing)
for Customer Premises. Además, son esenciales los puntos
individuales de puesta a tierra. Cuando las normas de
seguridad requieren la presencia de varias conexiones
a tierra, se aconseja al diseñador usar dispositivos con un
circuito resistor-condensador (RC), el cual impide que el ruido
de energía de baja frecuencia dañe el equipo permitiendo a la
vez que el ruido de alta frecuencia pase a tierra (Figura 10).
FIGURA 10: Sistema de unión y puesta a tierra
conforme a lo recomendado en ANSI/TIA-607-B.
Conectores M12 y uso de cable de dos pares
Dado que el entorno exigía una conexión Ethernet a prueba
de agua, se creó el par de enchufe y toma M12-4 codificado
D para cable Categoría (Figura 11). El conector codificado
D fue aprobado en mayo 2012 en TIA-1005-A y ha sido
utilizado en conexiones de conmutadores Ethernet durante
muchos años. Observe que el conector codificado D utiliza
un cable de dos pares y se limita a la conectividad 100BASETX. Para permitir una solución completa, ANSI/TIA-1005-A
ofrece una excepción a TIA-568-C y reconoce el cable de dos
pares para los recintos industriales. Tal como se menciona
previamente, debe tenerse cuidado de no mezclar dos cables
de dos pares y cuatro pares en el mismo canal o usar cable de
cuatro pares con un enchufe y toma codificado D.7 En enero
2015, fue aprobado el enchufe/toma M12-8 codificado X para
usarse en ANSI/TIA-1005-A-1 (Figura 12). Así puede usarse un
conector aprobado para 1000BASE-T y velocidades más altas
de datos con cable de cuatro pares al dispositivo activo.
Debe tenerse cuidado de usar cable de dos o cuatro pares
en el conmutador porque algunos conmutadores IP67 son
compatibles con los conectores tanto codificados X como
los codificados D para la conectividad de enlace ascendente
y dispositivos.
FIGURA 11: Conector codificado D.
FIGURA 12: Conector codificado X.
ANSI/TIA-1005-A Anexo A.2
7
Julio/agosto 2015
t
15
FIGURA 13: Ejemplo de medición de cable TCL- Belden 7940A
Pérdida de conversión transversal
Conclusión
La pérdida de conversión transversal (transverse
conversion loss, TCL), una medida de lo bien que
un cable pueda rechazar el ruido eléctrico, es una
especificación importante de cables para entornos
eléctricamente muy ruidosos. TCL es una relación del
voltaje de modo común medido en un par con respecto
al voltaje de modo diferencial aplicado en el mismo
extremo del par (Figura 13). Si un cable de par trenzado
bien equilibrado acopla el ruido igualmente en cada
conductor, podría restarse el ruido con transceptores
de modo diferencial, produciendo inmunidad al ruido.
ANSI/TIA-1005-A se refiere a ANSI/TIA-568 C.2 para
especificaciones de TCL pero también especifica niveles
crecientes de TCL para entornos MICE E1, E2 y E3.
Utilizar pautas de TCL de nivel MICE parece ser un
proceso riguroso de diseño y prueba, por eso podría
ser un bueno conformarse con usar siempre cables de
mayor calidad como los de categoría 6 y 6a, los cuales
también cumplen las especificaciones de TCL en cuanto
a inmunidad al ruido. Si hay alguna pregunta, use vías de
metal o fibra óptica. La TCL no aparece indicada por lo
general en la hoja de datos, por eso puede ser necesario
pedir al fabricante una copia de las mediciones de prueba.
Esta medición de TCL es para un cable de par
trenzado unido categoría 6, y supera con creces la
norma TIA-568 C.2.
Todos los tipos de conectividad de bus de campo
tienen alguna capa física que causa que fallen las
conexiones o pasen a ser obsoletas con el transcurso
del tiempo. En algunos casos, el cable y los conectores
soportan los entornos rudos, pero la solución general
no ofrece el ancho de banda requerido para los nuevos
procesos. Las soluciones de propiedad exclusiva pueden
limitar las opciones disponibles y el costo puede ser
prohibitivo. Sin embargo, al reemplazar el gran número
de enlaces de menor velocidad por un número menor
de enlaces Ethernet confiables, el resultado neto sería
menos conexiones, menos tiempo inactivo, menores
costos, más ancho de banda y mejores procesos. Ese es
esencialmente el cambio que está ocurriendo ahora con
la migración a Ethernet industrial. ANSI/TIA-1005-A
ayuda en este proceso brindando una estrategia
estandarizada para la capa física de Ethernet industrial. t
16
u
TIC HOY
BIOGRAFÍA DEL AUTOR: Gregg Schaefer, RCDD, ESS, NTS, es gerente
regional de automatización-NE de Anixter, Inc. donde diseña redes de
seguridad física y automatización. Anteriormente se desempeñó en diversos
cargos de ingeniería en Nortel Networks, desarrollando soluciones de
servicio LAN y de IP para clientes empresariales y prestadores de servicios
de telecomunicaciones. Ha sido miembro de la International Society of
Automation (ISA) desde 2013. Recibió su título de Ingeniero eléctrico de
Rutgers University. Se le puede contactar en [email protected].
2015
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Julio/agosto 2015
t
17
Por Vic Humm, PE; Denise Pappas y Gordon Bailey
Encuentro del cableado
estructurado de TIC con la
NFPA 72 CLASE N
El mundo de las alarmas de
incendios presenta altibajos
dependiendo de los numerosos
códigos y normas que impulsan
a la industria, siendo la norma
más importante NFPA 72,
National Fire Alarm and
Signaling Code, de la National
Fire Protection Association
(NFPA). Los comités técnicos
constan de voluntarios que
revisan el código a través de
un proceso administrativo para
actualizar y revisarlo cada tres
años. Usando este sistema,
a veces hay una brecha entre la
tecnología nueva y el código
actual. En el pasado, por ejemplo,
18
u
TIC HOY
los sistemas en redes se utilizaban
principalmente para informes
suplementarios. Con el
advenimiento del protocolo
de voz por Internet (voice
over Internet protocol, VoIP),
la notificación masiva y los
sistemas de buscapersonas en
redes, la NFPA se dio cuenta de
que era necesario definir una
nueva designación de vía Clase
N para utilizar Ethernet y otros
protocolos de redes.
Se ha propuesto y aprobado
oficialmente la Clase N pasando
por el visto bueno de todos los
comités técnicos para su inclusión
en la edición 2016 de NFPA 72.
Este artículo se enfocará en lo que
se ha propuesto como lenguaje
de código para la Clase N. Puede
haber variaciones en el código
final 2016 dependiendo del
resultado del voto en la Reunión
técnica de la NFPA.
Impulsores tras
la designación
Una de las fuerzas impulsoras
partidarias de añadir la designación
de Clase N fue la creación del
capítulo 24 (Sistemas de
comunicación de emergencia).
Este capítulo se agregó
originalmente a NFPA 72 en la
edición 2010 y originó muchos
cambios dentro del código. Uno
de los mayores cambios fue que,
por primera vez, una alarma de
incendio podía ser anulada por un
mensaje de notificación masiva.
Aunque está permitido hacer esto,
solo puede ponerse en práctica
esta opción si se ha llevado a cabo
una evaluación completa de la
sede. La evaluación de riesgo
se basa en el plan de respuesta
de emergencia y es específico
de la sede.
Al trabajar para incluir la Clase
N en algún diseño, es importante
incluir a la autoridad competente
(AHJ) desde el principio. Esta es la
persona que va a dar la aprobación
final de todo sistema instalado
y es integral para el proceso general
de diseño. Para toda desviación
del código, esta es la autoridad
que otorga la aprobación final.
En la edición 2013 de NFPA 72,
hay dos extractos importantes:
“1.5.1 Ninguna parte de este
Código impedirá el uso de sistemas,
métodos, dispositivos o aparatos de
calidad, fuerza, resistencia al fuego,
eficacia, durabilidad y seguridad
equivalentes o superiores a las que
establece este código.”
“24.2.2 Este capítulo estipula
niveles mínimos requeridos de
rendimiento, confiabilidad y
calidad de la instalación para los
sistemas de comunicaciones de
emergencia pero no establece los
únicos métodos mediante los cuales
se pueden cumplir estos requisitos.”
Nunca fue la intención de los
comités técnicos impedir que se
utilicen las nuevas tecnologías, y
estos dos extractos dejan en claro
dicha intención. A menudo, es
la aceptación por parte de la
autoridad competente (AHJ)
lo que permitirá utilizar las
nuevas tecnologías para reunir
los requisitos del usuario final.
Por este motivo, es altamente
recomendable involucrar
a la autoridad competente
(AHJ) desde el principio de
un proyecto para confirmar el
cumplimiento o la equivalencia
con los códigos y las normas.
Designaciones de vías
En la edición 2013 de NFPA 72,
se define una vía como cualquier
circuito, conductor, fibra óptica,
portador de radio u otro medio
que conecte dos o varias
ubicaciones. Las designaciones
se clasifican como Clase A, B,
C, D, E o X dependiendo de su
rendimiento. Es útil efectuar una
evaluación de las designaciones
actuales de cada clase para
entender la Clase N.
Las vías Clase A incluyen
una vía redundante, y continúa
la capacidad operativa después
de una falla de abertura única.
Una falla de abertura única
y cualquier otra condición que
afecte el resultado operativo
deseado anuncia una señal de
problema. Una falla de tierra
única no afecta la capacidad
operativa pero también se
anunciará como señal de
problema. Estas vías se utilizan
comúnmente para circuitos
de línea de notificación
y señalización.
Las vías Clase B no incluyen
una vía redundante, y se detiene
la capacidad operativa en una
falla abierta única. Las condiciones
que afectan el resultado operativo
deseado anuncian una señal de
problema. Una falla de tierra
única no afecta la capacidad
operativa pero también se
anunciará como señal de problema.
Estas vías también se usan
comúnmente para circuitos
de línea de notificación
y señalización.
Las vías Clase C incluyen
una o varias vías, y la capacidad
operativa se verifica mediante
comunicación de extremo a
extremo, pero no se monitorea
la integridad de las vías
individuales. Una pérdida de
la comunicación de extremo a
extremo se anuncia como señal
de problema. Se utilizan estas vías
habitualmente con dispositivos
y aparatos direccionables.
Las vías Clase D tienen
un funcionamiento a prueba
de fallas donde no se anuncia
ninguna falla sino que se efectúa
la operación deseada en caso
de fallar una vía. Un ejemplo
del uso de estas vías sería a un
sujetador magnético de puerta.
Las vías Clase E no se
monitorean en cuanto a
integridad. Estas vías se utilizan
normalmente solo para equipo
suplementario.
Las vías Clase X incluyen
una vía redundante, y la capacidad
operativa sigue pasando una
abertura individual, un solo
cortocircuito, una falla de tierra
y una combinación de falla
de abertura y falla de tierra.
Todo causa el anuncio de una
Julio/agosto 2015
t
19
señal de problema. Cualquier
otra condición que afecta el
funcionamiento deseado de la
vía también se anuncia como
señal de problema. Se usan estas
vías habitualmente para señalar
circuitos de línea.
Existe una excepción: los
requisitos para fallas de tierra
no son aplicables a vías
no conductoras (por ej.,
inalámbricas, fibra óptica).
Requisitos de la Clase N
Las vías Clase N son diferentes
de las otras designaciones de
clases de vías en muchos aspectos,
pero la mayor diferencia es
que no son un circuito de dos
cables como la mayoría de las
designaciones de vías Clase antes
mencionadas fueron definidas
originalmente.
La definición de Clase N como
se propone para la edición 2016
de NFPA 72 es “Una vía se designa
como Clase N cuando reúne las
características siguientes:
1. Incluye dos o varias vías donde
la capacidad operativa de la vía
primaria y una vía redundante
a cada dispositivo serán
verificadas a través de la
comunicación de extremo
a extremo. (Excepción:
Cuando solo se da servicio
a un dispositivo, se requerirá
solo una vía).
2. Se anunciará una pérdida de
comunicaciones deseadas entre
puntos finales como señal
de problema.
3. Una falla de abertura
individual, de tierra, de corto
circuito o una combinación de
fallas en una vía no afectarán
ninguna otra vía.
20
u
TIC HOY
4. Las condiciones que afectan
la operación de la(s) vía(s)
primaria(s) y vía(s)redundante
(s) se anunciará como señal de
problema cuando no puedan
cumplirse los requisitos
operativos mínimos
del sistema.
5. No se permitirá que las vías
primarias y redundantes
compartan tráfico usando
el mismo segmento físico.”
NFPA 72 define los requisitos
para la Clase N pero no define
la tecnología ni las técnicas
requeridas para cumplir con esos
requisitos.(Vea la vía Clase N en
la Figura 1.)
El equipo de control puede
representar un panel de control
de alarma de incendio, una
unidad de control autónoma,
una unidad de control de
comunicaciones de emergencia
u otros controles de sistemas
listados. En la Figura 1, hay
una nota que hace referencia
a que se permite en el código un
máximo de 20 pies dentro de
una caja o canaleta protegidas.
Este diagrama ilustra que
mientras la unidad de control
esté en la misma sala o caja
que el conmutador de la red,
no requiere una vía de red
redundante hacia ella. Se
requieren vías redundantes
entre el Conmutador 1 y el
Conmutador 2 y no se requieren
vías redundantes entre el
conmutador y los dispositivos de
punto final. En una sección de la
vía Clase N que sirve o controla
solo un dispositivo de punto
final, no se requiere una vía
redundante.
La Figura 2 muestra que no
se requiere un cable redundante
a un solo dispositivo de punto
final y no requiere supervisión
separada bajo las vías Clase N
propuestas.
El equipo de infraestructura
de la red que compone una
red Clase N no se define como
dispositivos Clase N en la
norma NFPA 72. Se consideran
equipo de transporte (por ej.,
conmutadores, enrutadores,
concentradores) y no requieren
la supervisión específica que
requieren los dispositivos Clase N.
Se requiere supervisión general
porque forman parte de las vías
supervisadas que sirven a los
dispositivos Clase N mismos. Los
requisitos de energía de respaldo
para Clase N son aplicables
a todo equipo de transporte de
la red usado para dispositivos
de seguridad vital y Clase N.
Aunque se requiere una vía
redundante, se permiten las vías
redundantes adicionales, pero
no se requieren. En la Figura 3, la
vía adicional entre el Conmutador
1 y el Conmutador 2 es una vía
redundante alternativa,
no requerida.
Normalmente, un
dispositivo de punto final Clase
N abarca solo un dispositivo
o aparato y no se requiere una vía
redundante. Si un punto final
sirve a más de un dispositivo
o aparato, se debe tener una vía
redundante. La excepción a esta
regla se ilustra en la Figura 4
mediante la línea punteada. No
se requieren las vías redundantes
dentro de la misma caja o canaleta
dentro de 20 pies en la misma sala.
FIGURA 1: Una vía Clase N.
Las vías Clase N utilizan
dispositivos de transporte de
la red y NFPA 72 define niveles
para vías compartidas. Las redes
se designan como nivel de
vía compartida de 0, 1, 2 o 3
dependiendo de su rendimiento.
Nivel 0 – No segrega ni prioriza
datos de la seguridad vital de los
datos que no son de seguridad
vital.
Nivel 1 – No se segregan los datos
de seguridad vital, pero se
priorizan por sobre los datos que
no son de seguridad vital.
FIGURA 2: Conforme a las vías Clase N propuestas, no se requiere un cable redundante a un
dispositivo de punto final único y no se requiere supervisión separada.
Nivel 2 – Se segregan los datos de
seguridad vital de todos los datos
que no son de seguridad vital.
Nivel 3 – Equipo dedicado para
sistemas de seguridad vital.
FIGURA 3: Se permiten las vías redundantes, pero no se requieren, para las vías Clase N.
Un ejemplo de una vía
compartida Nivel 0 es una
red no administrada. Usando
calidad de servicio u otro
medio, pueden priorizarse los
datos de seguridad vital para
alcanzar la vía compartida Nivel
1. Pueden segregarse los datos
de seguridad vital en una LAN
virtual u otro medio para alcanzar
la vía compartida Nivel 2. Al usar
equipo dedicado para el sistema
de seguridad vital, se alcanza la
vía compartida Nivel 3.
Aunque generalmente se
requiere que las vías Clase N
sean Nivel 3 de vía compartida,
dependiendo del análisis de
riesgo y la aprobación de la
autoridad competente (AHJ),
también pueden ser Nivel 1 o 2.
FIGURA 4: Se requiere que un punto final que sirva a más de un dispositivo o aparato tenga una vía redundante
salvo cuando está en la misma caja o canaleta dentro de 20 pies en la misma sala.
Julio/agosto 2015
t
21
El público general no debe tener
acceso a vías Clase N.
Otras consideraciones para
las vías Clase N son la separación
física de vías redundantes y los
niveles de sobrevivencia de la vía.
La Clase N no requiere separación
física de vías redundantes,
pero los códigos locales, la
especificación de diseño o la
autoridad competente (AHJ)
pueden exigirla. Los niveles
de sobrevivencia de vía se
acuerdan normalmente entre
el profesional de diseño y la
autoridad competente (AHJ)
para el proyecto específico
y no serían diferentes de otros
requisitos de vías.
Requisitos del
procedimiento
de emergencia
para la Clase N
La edición 2016 de NFPA 72
incluirá una sección sobre la
Clase N que trata sobre los
requisitos del procedimiento
de emergencia. Deberán existir
estos requisitos al utilizar la
Clase N.
Hay cuatro requisitos cuando
opera un sistema Clase N bajo
los criterios normales:
1. Enviar una señal de
supervisión al panel de
alarma de incendio.
2. Dejar constancia de la
información en el registro
histórico.
3. Notificar a los propietarios
del recinto sobre el problema.
4. Identificar la ubicación del
problema.
Aquí está el texto propuesto
para requisitos del procedimiento
22
u
TIC HOY
de emergencia correspondiente
a la NFPA 72, edición 2016:
“Si se superan los parámetros
operativos y/o los límites
ambientales, aparecerá una señal
de supervisión en el panel de
alarma de incendio para iniciar la
reparación inmediata y se dejará
constancia en el registro histórico.
“El propietario del recinto debe
definir claramente al personal en
la sección de TI que (si hubiere)
es un corte planificado de los
programas zfuncionamiento
de la comunicación del sistema
de seguridad vital deben existir
métodos de comunicación
alternativos que sean aceptables
para notificar a las autoridades
competentes con jurisdicción
sobre la perturbación o las
condiciones que no son
normales.”
Estos requisitos indican
la necesidad de comunicar
claramente a la autoridad
competente (AHJ) todo método
de comunicación alternativo
que se vaya a usarcuando haya
un corte planificado o no
establecido de los programas
o servidores que afecte el
funcionamiento del sistema.
De vez en cuando, se cambian
los servidores y enrutadores y
debe haber un plan establecido
para que no se vea afectado
el funcionamiento durante
este lapso. Debe estar cubierto
en el Plan de respuesta en
emergencias y contar con la
aprobación de la autoridad
competente (AHJ).
El texto propuestopara el
Plan de mantenimiento en la
NFPA 72, edición 2016, señala
que debe incluir lo siguiente:
1. Acceso físico a todas las partes
del equipo de la red Clase N
(es decir, conmutadores, puertos,
servidores, controladores,
dispositivos o componentes).
2. Acceso electrónico a todas las
partes de la red Clase N (es
decir, contraseñas, direcciones).
3. Procesos de perturbación por
corte del servicio con avisos
sobre la perturbación y los
planes de contingencia para los
sistemas afectados.
4. Procedimientos de
actualización.
5. Cambio de los procedimientos
de control, considerando
requerir un análisis actualizado
de riesgos si fuera necesario.
6. Información sobre la
configuración de la priorización
y/o segregación para el tráfico
de seguridad vital.
7. Planes de mantenimiento
y pruebas para asegurar que se
mantenga la mínima capacidad
operativa con respecto
a energía secundaria.
8. Otros planes de servicio,
mantenimiento o
reconfiguración para todo
equipo conectado.
Aunque la Clase N se considera
una tecnología emergente en el
mundo de las alarmas de incendios,
Ethernet y los protocolos de
redes son comunes en el mundo
del cableado estructurado.
NFPA 72 define los requisitos
para la Clase N pero no define
la tecnología ni las técnicas
requeridas para cumplir con
dichos requisitos.
Es crucial entender las
definiciones de circuitos
y vías desde la perspectiva de
NFPA 72 para asegurarse de
que se instale correctamente
el cableado estructurado. Una
vez que esté funcionando bien
un sistema, la aprobación final
debe provenir de la autoridad
competente (AHJ). Por este
motivo, es importante contar
con la participación de la
autoridad competente (AHJ) al
principio de todo proyecto. Será
interesante ver cómo cambia
y evoluciona el código de
NFPA 72 en el futuro. t
BIOGRAFÍAS DE LOS AUTORES
Vic Humm, PE, es consultor con más de 40 años de experiencia desempeñándose
en diversos comités técnicos y correlacionados de la NFPA 72 . Durante más de
una década ha formado parte de los paneles técnicos de normas de U.L. . Tiene
un título en ingeniería civil. Se le puede contactar en [email protected].
Denise Pappas es gerente de desarrollo comercial de Valcom, Inc. Posee más
de 20 años de experiencia en la industria de telecomunicaciones/alarmas de
incendios y se ha desempeñado en el comité técnico del Capítulo 24 de la NFPA 72
y otros. Tiene un título en comunicaciones interpersonales y públicas y es además
oradora certificada. Se le puede contactar en [email protected].
Gordon Bailey es director de servicios de ingeniería de Valcom Services, LLC. Tiene
más de 30 años de experiencia en la industria de telecomunicaciones, diseñando
e instalando sistemas superiores de buscapersonas y sonido. Posee un título BSET
en tecnología de ingeniería eléctrica. Se le puede contactar en [email protected].
STRUCTURED CABLE
STAFFING
Crews of Installers
Anywhere in the US
LOCATIONS
Los Angeles
San Francisco
San Diego
Inland Empire
Seattle
Phoenix
Denver
Dallas
Austin
Houston
San Antonio
Chicago
Cincinnati
Atlanta
Jacksonville
Tampa
New York
Washington DC
Julio/agosto 2015
t
23
Por Rick Dallmann
W
Qué deben buscar los
gerentes de centros de
datos en la capa uno
(la infraestructura física
de cableado) de sus centros de datos?
Es indispensable implantar una
infraestructura de capa uno que no
solo sea compatible con las velocidades
previas y actuales sino que permita
migrar las infraestructuras existentes
a las velocidades de datos emergentes
que proponen las normas Ethernet
y Fibre Channel.
Basándose en lo que se conoce
hoy acerca de las consideraciones
de distancia y presupuestos de
pérdida en enlaces de alta velocidad
actuales y futuros, ¿cómo diseña uno
efectivamente una infraestructura
de cableado estructurado que sea
compatible con una duración de 10
a 20 años, sin tener que reconfigurar
significativamente la infraestructura
de la capa uno?
24
u
TIC HOY
Los centros de datos requieren
soluciones de alta densidad en sus
vías verticales y horizontales, como
bastidores de escalera superior y bajo
los pisos de los centros de datos,
y también dentro de bastidores y
gabinetes para administrar conexiones
y máquinas. La alta densidad de las
capacidades de puertos directores
actuales, dado que algunos permiten
hasta 512 puertos en 14 unidades de
bastidores de espacio, está ayudando
a impulsar los requisitos de
conectividad óptica. Esto se cumple
también en el caso de enlaces de
velocidad óptica y costo por circuito.
A medida que aumenta la cantidad
de datos y la velocidad en que fluye,
la confiabilidad y el rendimiento de
la conectividad óptica de un centro
de datos pasa a ser más esencial en
asegurar el funcionamiento óptimo
de su hardware.
HISTORIA DE LA ÓPTICA
Una mirada a la historia de la
infraestructura de centros de datos
reciente muestra que el conector LC
dúplex ha sido la norma de facto
para la interconexión. La norma
multifibra push-on (MPO), a la cual
se alude en la industria mediante
la marca MTP®, ha sido utilizada
principalmente en el eje central
o backbone como interconexión
pasiva. Aunque la MPO preterminada
ha existido durante más de 20 años
en el mercado de la infraestructura
pasiva, estuvo principalmente
reservada para usarse en entornos de
mainframe, sistemas abiertos y redes
de área de almacenamiento (storage
area network, SAN) muy sofisticadas.
En 2010, con la ratificación de la norma
IEEE 802.3ba, la MPO pasó a ser
el conector recomendado para
interconexiones de 40 y 100 gigabits
por segundo (Gb/s). Esto abrió
A MEDIDA QUE VA EN AUMENTO LA CANTIDAD DE DATOS Y LA VELOCIDAD A LA CUAL FLUYEN,
LA CONFIABILIDAD Y EL RENDIMIENTO DE LA CONECTIVIDAD ÓPTICA DE UN CENTRO DE DATOS
PASA A SER MÁS ESENCIAL PARA ASEGURAR EL RENDIMIENTO ÓPTIMO DE
SU HARDWARE.
todos los mercados de centros de
datos y redes para el requisito de
la norma MPO.
El conector MPO ofrece varias
ventajas. Al implantar una
infraestructura preterminada, basada
en MPO, los gerentes de centros de
datos pueden reducir el número de
empleados necesarios para instalar
e implementar soluciones de capa
uno. Esto se logra óptimamente
utilizando cableado proveniente de
fábricas con control de calidad y que
lo prueban antes de enviarlo. Además
se logran beneficios en cuanto
a mano de obra, personal y costos
gracias al tiempo inferior a tres
segundos necesario para conectar
12 fibras, y una reducción 6-a-1 en
el cableado general con respecto
a las conexiones dúplex típicas.
Asimismo, dado que esta solución
se basa en la modularidad, pueden
lograrse fácilmente cambios del tipo
de conector al intercambiar módulos
en casete por distintas carátulas de
interfaz sobre ellos. Esto permite
que la infraestructura principal de
cableado permanezca en su sitio
durante traslados, adiciones y cambios
(moves, adds and changes, MACs).
La MPO es el conector
recomendado para Ethernet de 40
y 100 Gb/s, tal como lo definen las
normas actuales y previstas de IEEE
802.3bm. También es el conector
recomendado para Fibre Channel,
según las normas propuestas de Fibre
Channel de 64 y 128 Gb/s. Por lo
tanto, los centros de datos que usan
una interconexión MPO reducirán
sus costos totales de propiedad. Esta
reducción es posible con una
infraestructura basada en MPO porque
facilita las actualizaciones gracias
a leves modificaciones en el panel
de conexiones, con casetes de paso
o módulos de conversión de MPO,
para transmisiones de mayor velocidad.
Además de los conectores, los
tipos de transmisión también juegan
un papel en el diseño de centros de
datos. En muchos centros de datos hoy
en día, hay dos tipos principales de
transmisiones: fibra óptica monomodo
y multimodo. Tradicionalmente,
multimodo ha sido la opción principal
en centros de datos empresariales,
mientras que monomodo se usa
primordialmente para abordar
requisitos de largo alcance.
Esta diferenciación entre el uso de
tipos de transmisión se ve impulsada
por la propuesta de valor asociada
con los transceptores multimodo.
A 1 Gb/s y más, las fuentes de luz
utilizadas en estos transceptores
multimodo son láseres de cavidad
vertical y emisión superficial
(vertical-cavity surface-emitting
lasers, VCSEL), en comparación con
los láseres de onda larga estándar
utilizados en la transmisión
monomodo. Estos VCSEL son muy
fáciles de producir y empacar en los
factores de forma de transceptores
que vemos hoy, logrando bajo costo.
La diferencia estimada de costo de
los transceptores multimodo en
comparación con los transceptores
monomodo es de 2:1 a 10 Gb/s,
4:1 a 40 Gb/s y de 25:1 a 100 Gb/s.
Por consiguiente, los transceptores
multimodo tienen más valor al
abordar 100 Gb/s a distancias
de 100 metros (m [328 pies]) o
menos, mientras el monomodo
representa mayor valor para abordar
velocidades de datos de
100 Gb/s a distancias que
superan 100 m (328 pies). Se usan
comúnmente los transceptores
monomodo para distancias mayores
de 150 m (500 pies).
A medida que aumentó la demanda
por velocidad, IEEE 802.3ba también
recomendó cambiar el método de
transmisión de conectores serie, LC
dúplex a 10 Gb/s a óptica paralela
de transmisión multi-pista para
40 y 100 Gb/s, haciendo que el
conector MPO se convirtiera en
el paquete de transceptor estándar.
Esto fue porque el rendimiento y
la tecnología óptica de los VCSEL
en el momento se limitaba a un
máximo de aproximadamente 24
Gb/s por pista en serie, o fibra óptica,
Julio/agosto 2015
t
25
FIGURA 1: Las velocidades de datos, requisitos de cableado y el tipo de transceptor son todos factores que deben considerarse al diseñar redes de 40 G y 100 G.
en la dirección de transmisión y
recepción, y no pudo producir las
velocidades necesarias.
Dando un vistazo más a fondo
a la manera en que ocurre la
transmisión (Figura 1), la norma
40 Gb/s usa una férula de 12 fibras
para transmitir cuatro señales
separadas de 10 Gb/s en una
dirección y recibir cuatro señales
separadas de 10 Gb/s. Para 100 Gb/s,
la norma usa una MPO de férula de
24 fibras para transmitir 10 señales
separadas de 10 Gb/s y recibir 10
señales separadas de 10 Gb/s. La
belleza de esta norma es que las
cuatro señales de 10 Gb/s se pueden
separar en señales distintivas de
10 Gb/s en cualquier momento
o cualquier punto del enlace. Por
ejemplo, si un servidor requería
múltiples enlaces ascendentes de
10 Gb/s o un enlace ascendente
estándar Quad Small Form-Factor
Pluggable (QSFP) SR4 de 40 Gb/s
conectado de vuelta a un conmutador
de núcleo, el cual utilizaba transceptores
26
u
TIC HOY
de 10 Gb/s SFP+ LC en el núcleo de
10 Gb/s, la infraestructura del centro
de datos podía aprovechar la tecnología
y la norma IEEE 802.3ba. Al utilizar un
transceptor óptico paralelo QSFP de 40
Gb/s para aprovechar la consolidación
de conector y electrónica, la transmisión
se separa de vuelta a LC dúplex en el
núcleo usando un arnés de MPO a LC.
Para lograr 40 Gb/s sobre fibra
óptica multimodo, la norma IEEE
802.3ba requiere óptica paralela con
un conector estilo MPO. El conector
MPO, utilizado tradicionalmente
en el entorno pasivo, se usa ahora
como interfaz activa. Esto se logra
con ocho fibras ópticas multimodo
que transmiten y reciben a 10 Gb/s.
El conector multifibra tendrá un
formato de 12 o 24 fibras en un solo
conector y tiene el mismo formato
básico como conector LC dúplex. Al
implementar 100 Gb/s, hay 20 fibras
que transmiten y reciben a 10 Gb/s
dentro de un conector MPO de
24 fibras o dos conectores MPO de
12 fibras.
Aunque es importante entender
la historia de la óptica involucrada,
las normas que rigen las prácticas
óptimas y el uso de esta óptica están
cambiando continuamente con las
tendencias actuales y emergentes
de la industria.
FACTORES QUE IMPULSAN
EL MERCADO
Las velocidades de transmisión del
centro de datos para trabajo en redes
y almacenamiento han aumentado
drásticamente en la década pasada,
pasando de 1 Gb/s a 100 Gb/s para el
trabajo en redes y 1 Gb/s a 128 Gb/s
Fibre Channel para almacenamiento.
Se espera que pronto la Ethernet
Alliance emita especificaciones
de 400 Gb/s. Los centros de datos
requerirán la capacidad de ejecutar
la transmisión acelerada de datos
para conectar servidores, firewalls
y tecnologías de virtualización.
Además, a medida que la conectividad
avanza hacia tecnologías como
Application Centric Infrastructure de
Cisco, ejecutar múltiples protocolos
en el mismo ancho de banda de
cableado necesitará ser compatible
con estas señales combinadas.
LA EVOLUCIÓN DE LAS NORMAS
Las normas de IEEE han
evolucionado a lo largo de los
años para abarcar avances en
el panorama de la tecnología
óptica siempre cambiante.
IEEE 802.3ba
La norma IEEE 802.3ba fue
ratificada en 2010. Además de
las especificaciones citadas
anteriormente, esta norma
también estableció lo siguiente:
u
La fibra óptica multimodo de
capa física OM3 es compatible
con velocidades de 40/100 Gb/s
hasta 100 m.
u La fibra óptica multimodo OM4
es compatible con velocidades
de 40/100 Gb/s hasta 150 m.
IEEE 802.3bm
Hay una actualización de
2015 a la norma IEEE 802.3ba
que se denomina IEEE 802.3bm.
Esta actualización especifica
la transmisión de 25 Gb/s por
pista, con cuatro pistas o fibras,
equivalentes a la transmisión
óptica paralela de 100 Gb/s.
También usa una férula MPO
estándar de 12 fibras. Esto reduce
considerablemente la cantidad
de infraestructura de fibra óptica
necesaria para lograr velocidades
Ethernet de 100, y elimina la
necesidad de una MPO de 24 fibras.
La MPO de 24 fibras no recibió
mucha aceptación en la industria
debido a su alto costo y bajo
rendimiento tanto activa como
pasivamente. La transmisión de
25 Gb/s por pista sigue siendo
la solución más económica para
distancias de OM3/OM4 más
allá de 802.3ba (100 m/150 m)
al comparar con la electrónica
y conectividad monomodo OS2.
La actualización IEEE 802.bm
también estableció lo siguiente:
u 100GBASE-SR4 que será
publicado.
u Define la operación de 100
Gb/s de 100 m (328 pies) en
fibra óptica OM4 multimodo.
u Las velocidades de transceptores
saltarán de 10 a 25 Gb/s por fibra
en la fibra óptica multimodo.
u Cuatro fibras x 25 Gb/s (óptica
paralela) = 100 Gb/s.
IEEE 802.3bs
Una actualización a la norma
prevista en 2017 se denomina
actualmente IEEE 802.3bs. Se
espera que esta actualización
establezca lo siguiente:
u La conectividad proyectada
Ethernet de 400 Gb/s usará
25 Gb/s por fibra óptica o,
potencialmente, 50-56 Gb/s
por fibra óptica.
u Ejecutar 25 Gb/s por fibra
óptica puede usar un conector
MPO de 16 fibras (16 fibras x
25 Gb/s = 400 Gb/s).
u Ejecutar 50 Gb/s por fibra
óptica puede usar un conector
MPO de 8 fibras (8 fibras x 50
Gb/s = 400 Gb/s).
MAS ALLÁ DE LAS NORMAS
Aunque todavía no se basa en
normas, también ha surgido en la
industria el transceptor basado en
LC dúplex de Cisco, 40GBASE-SRBiDi (bidireccional). Este módulo
utiliza dos pistas eléctricas de 20
Gb/s e impulsa dos señales ópticas
de 20 Gb/s mediante las pistas LC
dúplex. Además del transceptor
de Cisco, el dúplex 40G universal
anunciado está destinado a reducir
el costo de la conectividad óptica
dúplex OM3/OM4. Esta tecnología
utiliza un lanzamiento monomodo
de multiplexación por división
Julio/agosto 2015
t
27
FIGURA 2: Un mapa de las tendencias venideras en la industria permite a los diseñadores avanzar con un plan estratégico para sus infraestructuras de centros de datos.
aproximada de longitud de onda
de 40 Gb/s (4x10G) (coarse wave
division multiplexing, CWDM)
para transmitir cuatro longitudes de
onda de 10 Gb/s que funcionan en
la zona de 1310 nanometros (nm)
y cumplen con el plan de canal de
longitud de onda de IEEE 802.3ba
40GBASE-LR4. Esto funcionará
también mediante la infraestructura
monomodo a 500 m (1640 pies).
Estas dos tecnologías podrían
permitir el uso de las infraestructuras
de centros de datos basadas en LC
dúplex desplegadas actualmente
para velocidades de transmisión
de 40 Gb/s, eliminando así la
necesidad de mayores pistasde fibra
o tecnología de conectividad MPO.
UN MAPA DE TECNOLOGÍAS
El hecho de tener un entendimiento
a fondo de las normas existentes,
permite a los diseñadores avanzar
con un plan estratégico para sus
infraestructuras de centros de datos.
A medida que sigue cambiando la
28
u
TIC HOY
tecnología, también es fundamental
tener un mapa básico de tendencias
venideras en la industria (Figura 2).
Ethernet (GE) de 400 Gigabits ya
se vislumbra en el horizonte. Estas
velocidades afectarán la manera en
que los diseñadores construyan sus
infraestructuras, porque los objetivos
de 400 GE son para al menos 100 m
(328 pies) mediante fibra óptica
multimodo OM4 y 500 m (1640 pies)
mediante fibra óptica monomodo.
La primera generación proyectada
prevé usar 32 fibras mediante
a 2x16 MPO y transmisión (Tx)
16x25 G; recepción (Rx) 16x25 G.
Es incierto cuál será la acogida que
tenga esto en toda la industria.
Se espera que la segunda generación
proyectada utilice óptica paralela de
16 fibras para el año 2020, usando
Tx 8x50 G y Rx 8x50 G, 16 fibras
ópticas o MPO 1x16 con una sola
matriz o conector. De manera similar,
es incierto cuánto vaya a extenderse
esto con el uso primera de cable óptico
activo (Active Optical Cable, AOC).
Un AOC es un cable óptico
especializado que usa conversión
eléctrica a óptica en los extremos de
cables, es decir que los transceptores
están conectados al cableado. Se espera
que la tercera generación proyectada
utilice óptica paralela de 8 fibras: Tx
4x100 G, Rx 4x100 G con un conector
MPO de 12 fibras, 1x12. Sin embargo,
esto no se prevé hasta 2024.
Las distancias para 10 Gb/s
mediante fibra óptica OM3 son de
300 m (984 pies) y 550 m (1804
pies) medianteOM4. A medida que
aumentan las velocidades para
40/100 Gb/s en la 802.3ba 10G/pies,
la distancia disminuye a 100/150 m
(328/500 pies) respectivamente para
OM3/OM4. Para la 802.3bm 25G/
pista actualizada recientemente,
la distancia disminuye a 70/100 m
(230/328 pies) respectivamente para
OM3/OM4. Las normas Fibre Channel
siguen características similares en
distancia para 8 Gb/s a 150/190 m
(500/623 pies), 16 Gb/s a 100/125 m
(328/410 pies), y 32 Gb/s a 70/100 m
(230/328 pies) respectivamente para
OM3/OM4.
FIGURA 3: La pérdida total de conector y el presupuesto de pérdida total presiona al centro de datos para funcionar sin errores a distancias admisibles.
Al observar consideraciones
de cableado para 40 y 100 Gb/s,
los administradores de centros de
datos deben elegir correctamente. Por
ejemplo, si eligen una infraestructura
basada en LC, siguiendo las normas,
van a tener que agregar cables de
troncales MPO con el fin de lograr
40 y 100 Gb/s conforme a las normas.
Por otro lado, elegir instalar una planta
de cableado estructurado basada en
MPO no requerirá actualizaciones de
cableado. La infraestructura basada en
MPO ofrecerá ahorros considerables en
el costo total de propiedad del centro
de datos, dado que las actualizaciones
de cableado son uno de los eventos
más perturbadores que puede sufrir
un centro de datos.
RECOMENDACIONES DE DISEÑO
¿Cómo será el aspecto o el
rendimiento del centro de datos
existente? Los administradores de
centros de datos deben tomar en
cuenta consideraciones serias de
cableado para estas nuevas
topologías de alta velocidad de 40
y 100 GE, junto con Fibre Channel
de 32 Gigabits. ¿Van a usar una
parte de sus estructuras existentes
de cableado o van a optar por una
instalación nueva? ¿Van a usar
conexión directa mediante celdas?
¿Será cableado punto a punto o van
a desplegar un sistema de cableado
estructurado (structured cabling
system, SCS) con réplica de puertos?
Al planificar una infraestructura
de capa uno, se recomienda usar un
SCS modular mediante sistema punto
a punto por numerosos motivos. El
cableado punto a punto consiste
simplemente en conectar máquinas
y conmutadores juntos donde sea
y cuando sea que se necesite una
conexión. El problema del cableado
punto a punto es que una vez que
el centro de datos empiece a crecer,
se ocupan más puertos, y pasa a ser
difícil identificar vías de cables,
implementar MAC y mantener una
administración eficaz de los cables.
Este problema se ve exacerbado por
la mayor exigencia en los cables
de fibra óptica. Esta presión crea
pérdida en diversos puntos a lo largo
del enlace al exceder el radio de
curvatura de la fibra óptica. Con la
pérdida y los presupuestos de enlaces
sumamente bajos que se requieren
para enlaces de alta velocidad, solo
esta pequeña pérdida dentro del
cableado puede causar fallas tanto
intermitentes como totales.
La principal preocupación
(aparte de la confiabilidad y facilidad
de trabajo) son los bajos requisitos
presupuestarios a medida que
aumentan las velocidades. Para 10 GE
y Fibre Channel de 8 Gigabits, los
presupuestos de pérdida ya son muy
pequeños. Presentan una pérdida
total de conector de 2,6 decibelios
(dB), con 2,2 dB asociada con la
pérdida de distancia operativa.
En el espectro de Fibre Channel de
16 Gigabits y 40 GE, esas pérdidas
bajan a 1,9 dB de pérdida total de
enlace, con una pérdida de conector
de 1,5 dB. En Fibre Channel de
32 Gigabits y 100 GE, la pérdida total
de enlace baja a 1,5 dB con 1,1 dB de
pérdida total de conector. A juzgar
por estas cifras, existe poco margen
de error en una infraestructura de
cableado, y la pérdida de inserción es
Julio/agosto 2015
t
29
<
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30
u
TIC HOY
un parámetro crucial de rendimiento.
La pérdida total de conector y el
presupuesto de pérdida total presiona
al centro de datos para funcionar
sin errores a distancias admisibles.
A medida que aumenta la pérdida
total de conector, disminuye la
distancia admisible (Figura 3 en
la página anterior).
Las distancias admisibles para los
requisitos nuevos de alta velocidad
de Ethernet y Fibre Channel están
disminuyendo de 100/150 m (328/
500 pies) en OM3/OM4, a 70/100 m
(230/328 pies) en 100 GE y Fibre
Channel de 32 Gigabits.
Afortunadamente, la mayor parte
de los enlaces de centros de datos
no excederían esta distancia. No
obstante, mientras más corto sea
el enlace, más se ahorra en cuanto
a presupuesto de pérdida de dB.
Al diseñar una infraestructura
de centro de datos conforme a la
norma correspondiente de la
Telecommunication Industry
Association (TIA)-942, el sistema
debe tener interconexiones, las cuales
son normalmente encapsulados del
panel de conexiones y hardware de
réplica. Estas interconexiones son
cruciales para gestionar los elevados
requisitos de densidad de puertos
en los centros de datos actuales. Sin
embargo, agregar interconexiones en
el sistema también introduce pérdida
en los diversos enlaces. Ocurre lo
mismo con la arquitectura centralderivada (spine and leaf), que se está
popularizando más en el centro de
datos. La dificultad consiste en que
silos diseñadores siguen las normas
de la industria en cuanto a pérdida
de interconexión, encuentran que
LC dúplex tiene una pérdida máxima
estándar de 0,5 dB por par acoplado,
y MPO tiene una pérdida máxima
estándar de 0,75 dB por par acoplado.
Al calcular presupuestos de pérdida,
queda claro que no se requieren muchas
interconexiones para quedar en los
requisitos mínimos de pérdida del
espectro 40 Gb/s o pasarlos, además
pasa a ser imposible lograr normas
de 100 Gb/s sin conexiones directas
punto a punto. Incluso una simple
troncal MPO enchufada en un par
de módulos de casete a cada lado,
siguiendo las normas de la industria
para pérdida máxima del tipo
de conector causa una pérdida de
2,5 dB. Esto ya es considerablemente
mayor que la pérdida de enlace
permisible para 40 Gb/s e incluso
la correspondiente a 10 Gb/s.
¿Entonces cuáles son las opciones
que tienen los administradores de
los centros de datos de la actualidad?
En realidad hay solo dos. La primera
es volver al cableado punto a punto
y enfrentar los dolores de cabeza
y el enredo de infraestructura que
ocurren habitualmente cuando se
despliega este tipo de topología. No se recomienda esto. La segunda
opción es trabajar con proveedores
de cableado que ofrezcan productos
de alto rendimiento y que excedan
las normas de la industria. Es
altamente recomendable que
todos los administradores de
centros de datos efectúen una
investigación exhaustiva y diseñen
una infraestructura de fibra que
dure 10 a 20 años. Es aconsejable
buscar proveedores que ofrezcan
documentación sobre sus productos
y comparar diversos proveedores
para obtener óptimo valor
y rendimiento.
las implementaciones iniciales de 40
y 100 Gb/s serán de óptica paralela
con pistas 4 x 10 Gb/s o pistas
4 x 25 Gb/s. Las velocidades de datos de
Fibre Channel de 32 Gb/s y 128 Gb/s
serán compatibles con pistas 4 x 16 Gb/s
y pistas 4 x 32 Gb/s. La tecnología
LC dúplex BiDi y la tecnología LC
dúplex universal para 40 Gb/s también
ganarán terreno y podrían agregarse
pronto a las normas actuales o futuras.
Al examinar tecnologías actuales
y futuras, es evidente que una
infraestructura de cableado basada
en MPO es la manera más eficaz de
construir un SCS capaz de admitir
las generaciones futuras
de actualizaciones. t
BIOGRAFÍA DEL AUTOR: Rick Dallmann
es arquitecto de infraestructura de centros de
datos de CABLExpress. Posee más de 20 años
de experiencia en la industria en los sectores
de infraestructura de cableado de fibra óptica
para LAN/redes de recintos y empresariales/
mainframe/SAN. Rick empezó su carrera
con Tyco/Amp. Fue presidente y cofundador/
propietario de KMG Fiber Optics of Levittown,
PA, y Fibras Optics de San José, Costa Rica. Antes
de integrarse a CABLExpress, Rick era gerente
de canales de Emerson Network Power - Optical
Connectivity. Se graduó con un título en ingeniería
mecánica y márketing de Drexel University
en Filadelfia. Se le puede contactar en
[email protected].
CONCLUSIÓN
Queda claro que 40, 100 y 400 GE
operarán mediante transmisión dúplex
y óptica paralela. La mayor pare de
Julio/agosto 2015
t
31
ANSI/BICSI 006-2015
ENFOQUE EN SISTEMAS DE ANTENAS DISTRIBUIDAS:
LAS PRÁCTICAS ÓPTIMAS DE
DAS INFORMAN LA NUEVA
NORMA DE BICSI
POR MIKE PATTERSON, RCDD, NTS, PE
Los sistemas de antenas distribuidas
(distributed antenna systems, DAS) son
un requisito creciente para sistemas
inalámbricos de voz y datos con el fin de
cubrir áreas geográficas que no pueden
abarcarse con el sistema inalámbrico
primario, ya sea una red telefónica
celular, radio móvil terrestre u otro
sistema inalámbrico. Las áreas de zonas
muertas habituales incluyen edificios
gubernamentales y comerciales y plantas
industriales, hospitales, escuelas, hoteles,
casinos, centros de diversión y de reuniones
32
u
TIC HOY
(como estadios, centros de convenciones),
trenes metropolitanos, minas, túneles,
garajes de estacionamiento y desfiladeros
(tanto naturales como urbanos). El
movimiento actual hacia los edificios
inteligentes, la eficiencia energética
y la certificación de Leadership in Energy
& Environmental Design (LEED®) ha
exacerbado el problema, porque estas
características tienden a bloquear
la penetración de las señales de
radiofrecuencia (RF) en los edificios.
HAY ALGUNAS NORMAS DE DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE INFRAESTRUCTURA
INALÁMBRICA PREPARADAS POR LOS PRINCIPALES PROVEEDORES Y FABRICANTES
DEL SECTOR. PERO NO HA EXISTIDO UNA NORMA NEUTRA EN CUANTO
A PROVEEDORES Y FABRICANTES PARA EL DISEÑO Y LA INSTALACIÓN DE UN
DAS TOTAL.
Las organizaciones dedicadas
a desarrollar códigos nacionales
y regionales, como la National Fire
Protection Association (NFPA) en
los Estados Unidos, han adoptado
disposiciones que exigen sistemas
inalámbricos dentro del edificio
en ciertos inmuebles comerciales
para brindar cobertura a los sistemas
de radio de seguridad pública.1
El Código internacional contra
incendios tiene requisitos similares
para las construcciones nuevas (en la
Sección 510) y para edificios
existentes (en el Capítulo 11). Un
número creciente de ciudades y
estados está adoptando estos códigos
o desarrollando sus propios códigos
similares, para hacer obligatoria esta
cobertura. Las empresas también
están descubriendo una necesidad
creciente de DAS para satisfacer
sus propias necesidades en cuanto
a clientes, empleados, seguridad,
mantenimiento de edificios
y operaciones.
El Consejo asesor técnico de
la Federal Communications
Commission (FCC) emitió un informe2
al presidente de la FCC el 22 de abril
de 2011, referente al desarrollo de
“áreas de innovación” y “políticas
tecnológicas informadas” para respaldar
la competitividad y la creación de
empleos. El informe incluye múltiples
referencias que promueven DAS
y recomienda reunir a un “grupo
liderado por la industria” para (entre
otras cosas) “desarrollar ‘arquitecturas
universales’”; talleres para ciudades
y municipios “destacando las prácticas
óptimas identificadas”; y solicitar
una orden ejecutiva sobre despliegue
de infraestructura de banda ancha en
recintos federales que avanzaría el
desarrollo de DAS y de otras tecnologías.
Queda claro que la demanda por
cobertura inalámbrica omnipresente,
tanto dentro como fuera de
prácticamente todas las instalaciones,
ha ido en aumento durante varios
años y se va acelerando.
Hay muchísimos códigos y normas
para los componentes y equipos
usados para formar DAS. También
hay algunas normas de diseño
e implementación de infraestructura
inalámbrica preparadas por los
principales proveedores y fabricantes
del sector. Pero no ha existido
una norma neutra en cuanto
a proveedores y fabricantes para el
diseño y la instalación de un DAS
total. Para las redes celulares, los
diseños de sistemas son dictados
generalmente por los prestadores
de servicio, y cada cual tiene sus
propios requisitos que a menudo
son incompatibles con otros. Para
DAS de radio móvil terrestre, el
diseño y la instalación dependen
del integrador local que provea el
sistema, que habitualmente reúne
diversos componentes para hacer
un sistema de diseño propio.
La carencia de normas ha creado
un ambiente con millares de sistemas
incompatibles, donde cada cual
requiere a menudo una gran cantidad
de espacio, y la mayoría de los cuales
son altamente costosos de diseñar
e instalar. En algunos casos, hay
que instalar múltiples sistemas
independientes en la misma sede
La edición 2010 del National Fire Alarm and Signaling Code (NFPA 72), introdujo un nuevo Capítulo 24, Emergency Communications Systems (ECS). Este capítulo “
se ha agregado para proveer los requisitos correspondientes a una variedad de sistemas utilizados para comunicar información en diversas situaciones de emergencia.
El capítulo de ECS incluye nuevos sistemas como sistemas de notificación masiva dentro de los edificios, sistemas de notificación masiva de área amplia, sistemas
de notificaciones masivas con destinatarios distribuidos, sistema de mejora de las radiocomunicaciones de dos vías, y sistemas de comunicaciones de emergencia de
área de refugio. El capítulo de ECS también incluye dos sistemas antes situados en el capítulo sobre sistemas de alarma de incendios en recintos protegidos: sistemas
de comunicaciones de voz/alarma de emergencia (de incendios dentro del edificio), y sistemas decomunicación de dos vías para servicios de emergencia (telefónicos)
alámbricos dentro del edificio.” Cualquiera o todos estos sistemas podría usar un DAS para ofrecer la cobertura necesaria.
2
Informe del presidente del Consejo asesor técnico, 22 de april de 2011. http://hraunfoss.fcc.gov/edocs_public/attachmatch/DOC-306065A1.pdf.
1
Julio/agosto 2015
t
33
LOS PUNTOS PROBLEMÁTICOS POTENCIALES INCLUYEN ESPACIOS COMO
ESCALERAS Y ELEVADORES ASÍ COMO MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN
COMO PAREDES GRUESAS DE CONCRETO, VIDRIO DE BAJA EMISIVIDAD
(LOW-E) Y COMPONENTES METÁLICOS COMO ESTRUCTURAS Y REFUERZOS
DE CONSTRUCCIÓN.
para satisfacer los requisitos de
los propietarios de los sistemas
inalámbricos anfitriones (es decir,
prestadoras de servicio de
telecomunicaciones, organizaciones
de seguridad pública). Este alto
costo hace que las empresas resistan
o retrasen la instalación de DAS,
especialmente en situaciones de
adaptaciones, disminuyendo el
nivel de seguridad del personal
y las capacidades comerciales.
HISTORIA DE ANSI/
BICSI-006-2015
Para abordar esta situación, el
Comité de normas de BICSI creó el
Subcomité de sistemas inalámbricos
en la Conferencia de invierno 2012
de BICSI. La misión declarada del
subcomité es desarrollar normas
neutras en cuanto a proveedores y/o
documentos de prácticas óptimas
según sea necesario para el diseño y la
instalación de sistemas de radio y otros
inalámbricos, además de monitorear
los códigos y las normas existentes
en lo que respecta a sistemas de radio
e inalámbricos y reportar sobre la
actividad relacionada.
Se asignó al subcomité la tarea de
preparar un documento de prácticas
óptimas neutro en cuanto a proveedor
y prestadora de servicios para diseñar
e implementar DAS. Luego desarrolló
contenido y trabajó en el proceso de
votación. Ahora se ha publicado la
norma ANSI/BICSI 006-2015, Prácticas
óptimas de diseño e implementación del
sistema de antenas distribuidas (DAS).
34
u
TIC HOY
La norma se basa en la experiencia
y los aportes de más de 60 personas
de todas las áreas en la industria
inalámbrica. Incluye información de
manuales y normas existentes, pero
gran parte del trabajo fue original.
Por lo tanto, el proceso tardó mucho
más que actualizar un documento
existente.
DESCRIPCIÓN GENERAL DE
LA NORMA
Los temas abarcados en la norma
incluyen descripciones de los distintos
tipos de DAS junto con el equipo, los
componentes, las antenas y el cableado
usados; el proceso de diseño y los
requisitos; la implementación, prueba
y puesta en servicio; la gestión vitalicia
del sistema; problemas específicos de
los tipos particulares de instalaciones,
como plantas industriales, hospitales
o instituciones educativas; además de
consideraciones legales, reglamentarias
y de seguridad.
Por necesidad, gran parte de este
documento consiste en explicaciones,
en vez de indicar estrictamente
requisitos y especificaciones. El motivo
es que mucha gente en nuestra
industria puede ser conocer recién
DAS, por eso se necesita explicar los
diversos componentes, métodos
y términos. Aunque hay algunos
en nuestra industria que pueden
ser novatos en cuanto a la industria
inalámbrica en general, queda
fuera del alcance de esta y de toda
norma pasar a tratar los aspectos
fundamentales de la RF.
CONTENIDO DE LA NORMA
Losprimeros cuatro capítulos
contienen la información usual
necesaria para todas las normas
de BICSI: El Capítulo 1 contiene
una introducción; el alcance se
halla en el Capítulo 2; un listado
de otras normas y documentos
cuyas disposiciones son requeridas
se encuentra en el Capítulo 3; y el
Capítulo 4 contiene las definiciones,
siglas, abreviaturas y unidades de
medición empleadas en la norma.
El documento no pretende cubrir
todos los aspectos potenciales y usos
de un DAS. Por ejemplo, el Capítulo 2
incluye una sección de Limitaciones
en donde se excluyen dos tecnologías
específicamente de la discusión: Wi-Fi
y WiMAX. Tal como se indica en la
norma, “Aunque algunos proveedores
están empezando a incluir la capacidad
de Wi-Fi en sus líneas de productos
de DAS, las redes de Wi-Fi son
relativamente maduras y pueden
desplegarse a menudo de manera
igualmente efectiva usando métodos
de cableado estructurado estándar.
La tecnología WiMAX no es altamente
utilizada dentro de los despliegues
de DAS.” Es posible que estas
y otras tecnologías se aborden en
documentos futuros.
Este documento dedica poco
espacio a especificar requisitos para
el aspecto de cableadoestructurado
real de un DAS y los sistemas de
infraestructura, tales como espacios,
energía y calefacción, ventilación
yaire acondicionado (HVAC). Hay
FIGURA 2: Ejemplo de una topología jerárquica de estrella.
FIGURA 1: Diseño de un DAS activo.
otros documentos preparados por
BICSI y otras organizaciones que
describen y especifican muy bien
los requisitos para estas áreas. Esta
norma se enfoca en cómo se usan
estos subsistemas en un DAS y cómo
puede diferir su diseño e instalación
para esta aplicación.
El Capítulo 5 trata sobre asuntos
reglamentarios y de seguridad,
incluyendo requisitos de código local
y requisitos de seguridad del personal
(principalmente límites de exposición
a RF). Por ejemplo, la FCC provee los
límites de exposición a RF en 47 CFR
1.1310, Radiofrequency Radiation
Exposure Limits, y en el OET Bulletin
65, Evaluating Compliance with FCC
Guidelines for Human Exposure to
Radiofrequency Electromagnetic Fields,
ofrece asistencia para determinar
si las instalaciones, operaciones
o dispositivos de transmisión
propuestos o existentes cumplen
con estos límites.
El Capítulo 6 empieza la discusión
sobre los sistemas y componentes de
DAS ofreciendo una descripción de
los tipos de DAS, como los sistemas
pasivos, activos (Figura 1) e híbridos.
Continúa tratando el tema de las
tecnologías fuente de señal más
importantes (por ej., GSM, CDMA,
LTE, radio móvil terrestre) y otras.
Se introduce más detalle con las
discusiones del equipo de cabecera
y subordinado, incluyendo la unidad
maestra de control y los amplificadores
bidireccionales. También se describen
los componentes pasivos, como
acopladores, divisores, combinadores,
filtros y atenuadores. El capítulo
avanza después hacia una discusión
de los tipos de cables usados en un DAS,
como coaxial, coaxial radiante, par
trenzado balanceado y fibra óptica.
Esto va seguido de una descripción
de los tipos y características de las
antenas usadas en DAS.
El Capítulo 6 también menciona
los componentes de apoyo de DAS
como pararrayos, supresores de
sobretensión, fuentes de alimentación
(red principal e ininterrumpida),
inyectores de voltaje además de
sistemas de gestión de software.
El Capítulo 7 abarca el diseño de
sistemas. Comienza por revisar las
responsabilidades y calificaciones
necesarias para el personal de diseño,
instalación y servicio. Luego trata el
tema de planificación y proceso de
diseño, con actividades como inspección
del sitio y análisis de necesidades. El
capítulo describe entonces la topología,
las vías y espacios, las opciones de
cableado y de configuración inalámbrica
que tiene a su disposición el diseñador
(Figura 2).
El Capítulo 8 trata sobre la
implementación de una infraestructura
de DAS, mencionando la administración,
puesta a tierra y unión, instalación de
cables, antenas y la instalación del
equipo activo d DAS.
El Capítulo 9 revisa un área que
a menudo se omite en los documentos
Julio/agosto 2015
t
35
ESTA NORMA SE ENFOCA
EN CÓMO SE USAN ESTOS
SUBSISTEMAS EN UN DAS
Y CÓMO PUEDE DIFERIR
SU DISEÑO E INSTALACIÓN
PARA ESTA APLICACIÓN.
FIGURA 3: Se pueden usar dos antenas direccionales colocadas una
contra otra para ofrecer cobertura en los puntos problemáticos.
de normas y prácticas óptimas: la
gestión vitalicia de un sistema una
vez puesto en servicio. El capítulo
empieza abarcando el personal
de administración y operaciones
necesario (por ej., gerente de
sistemas, especialista reglamentario)
y continúa con los requisitos de
administración. Después sigue con
pruebas periódicas, actualizaciones
y mantenimiento del sistema. El
capítulo concluye con una revisión
de los requisitos de seguridad física
potenciales y la infraestructura
para DAS.
El Capítulo 10 es una breve
discusión sobre tecnologías de
localización en lo que respecta
a DAS. Estas tecnologías se
encuentran todavía en etapas
incipientes. Este capítulo describe
algunas de las estrategias que
se estaban probando cuando
se preparaba esta norma.
36
u
TIC HOY
El Capítulo 11 alerta al lector
en cuanto a problemas que deben
considerarse para algunos puntos
interiores problemáticos dentro de
las estructuras así como ciertos tipos
de instalaciones importantes. Los
puntos problemáticos potenciales
incluyen espacios como escaleras
y elevadores (Figura 3) así como
materiales de construcción como
paredes gruesas de concreto,
vidrio de baja emisividad (low-E)
y componentes metálicos
como estructuras y refuerzos
de construcción.
Además, la mayoría de los tipos
de instalaciones tienen características
exclusivas que deben tomarse en
cuenta, tanto desde la perspectiva de
planificación de proyectos como de
diseñode sistemas. Las instalaciones
con múltiples inquilinos, tanto
residenciales como comerciales;
plantas industriales; centros
médicos; instituciones educativas;
tiendas y hoteles son algunos de los
tipos de sedes que se mencionan.
La norma concluye con
cuatro apéndices:
u
El Apéndice A continúa la
discusión del Capítulo
5 sobre los problemas legales
que pueden encontrar los
diseñadores y contratistas
de DAS.
u
El Apéndice B ofrece una lista
útil de herramientas y equipo
de prueba que puede necesitar
un diseñador y/o contratista
de DAS.
u
El Apéndice C es una revisión de
las definiciones y clasificaciones
de los diversos ambientes de
atmósfera peligrosa que podrían
encontrarse en ciertas instalaciones
(por ej., industriales, médicas,
educativas).
u
El Apéndice D es una lista
de documentos relacionados
que pueden resultar útiles
para el lector. Los apéndices
son informativos en vez de
ser normativos, y ofrecen
información de interés potencial
para el diseñador y contratista,
no los requisitos.
CONCLUSIÓN
ANSI/BICSI 006-2015 representa
un primer paso dentro del ámbito
casi vacante de las normas neutras en
cuanto a proveedores y prácticas
óptimas para el diseño, la
implementación y gestión de
sistemas inalámbricos. El documento
mejorará, y es probable que vaya
creciendo, con cada nueva edición.
Hay otros sistemas, como las redes
inalámbricas IEEE 802.11, que también
pueden abarcarse en el futuro. t
del Subcomité de normas inalámbricas, el cual
desarrolló ANSI/BICSI-006-2015. Es ingeniero
profesional certificado en California, integrante
sénior del Institute of Electrical and Electronics
Engineers (IEEE) y miembro de la National Society
of Professional Engineers (NSPE) además de
la California Society of Professional Engineers
BIOGRAFÍA DEL AUTOR: Mike Patterson,
RCDD, NTS, PE, es socio de Physical Layer
Telecommunications Consulting, LLC, y tiene
38 años de experiencia en la industria de TIC. Es
miembro de los Comités de BICSI sobre normas
e información técnica y métodos Ytrabaja en el
Subcomité de coordinación de presentaciones
del Comité de avance educativo para asistir en
la selección de oradores en las conferencias
norteamericanas de BICSI. Mike es presidente
(CSPE). Posee un título en ingeniería eléctrica
de la University of Missouri-Rolla (la cual
actualmente es la Missouri University of Science
and Technology). Se le puede contactar en
[email protected].
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Julio/agosto 2015
t
37
Por Mark Niehus, RCDD
ENFOQUE EN SISTEMAS DE ANTENAS DISTRIBUIDAS:
HACER A DAS MÁS
CONSTRUIBLE
La facilidad de construcción se define como una técnica de
administración de proyectos para evaluar procesos de construcción
de principio a fin durante la fase previa a la construcción. Se usa
para identificar obstáculos antes de construir una obra con el fin de
reducir o prevenir errores, retrasos y costos fuera de presupuesto.
Para quienes estén involucrados en el diseño y la construcción
de TIC, este término debe reflejar algo a lo cual aspirar. Los líderes
inteligentes procuran mirar hacia delante: pensar y discutir,
debatir, desafiar la manera en que se diseñan y construyen las
estructuras para favorecer lo que convenga al cliente, aplicando las
lecciones aprendidas para hacer mejor las cosas la próxima vez.
38
u
TIC HOY
El problema es que un sistema de antenas distribuidas (DAS) comúnmente
no se implementa de manera muy fácil de construir. Dado que no se
coordina plenamente con los procesos estándar de diseño y construcción,
puede haber errores, retrasos y costos fuera de presupuesto, causando
insatisfacción en la clientela. Aunque muchos saben lo que es un DAS (ver
el inserto del costado en la página 41), pueden carecer de un entendimiento
acerca de cómo debe diseñarse e instalarse el sistema.
¿Por qué es esto tan importante ahora? Hasta hace poco, se instalaba DAS
generalmente en estructuras construidas ya y no formaba parte del alcance de
la construcción nueva. Ahora que los códigos de construcción e incendios
exigen cobertura inalámbrica dentro del edificio para socorristas y emergencias, la
mayoría de los edificios nuevos de tamaño significativo pueden requerir DAS
para fines de seguridad pública. Los propietarios de edificios deben asegurar el
cumplimiento o arriesgarse a no recibir un certificado de ocupación (certificate
of occupancy, COO). Además, la demanda del público por conectividad
omnipresente y las tendencias como “traer su propio dispositivo” han impulsado
la demanda por DAS celular en los lugares donde vive y trabaja la gente. Toda
persona que entre en un edificio nuevo espera que funcione su teléfono celular.
Por eso aunque se ha dicho mucho sobre lo que es DAS, poco se ha mencionado
sobre cómo construirlo mejor.
La manera de hacer más fácil de construir el DAS puede verse al revisar los
pasos en el proceso de planificación y construcción y efectuar recomendaciones
sobre cómo podría integrarse el diseño e instalación de DAS. Para DAS, hay
12 pasos generalmente aceptados de ingeniería y construcción (Figura 1).
Para diseño y construcción, la mayoría de los profesionales siguen la
metodología común de cuatro fases del American Institute of Architects (AIA):
prediseño, diseño esquemático (SD), diseño detallado (DD) y administración
de la construcción (CA) (Figura 2).
La fase de prediseño incluye la creación de una descripción escrita sobre
la estructura detallando lo que es y cómo se verá. También incluye empezar el
proceso de permisos, estimar costos y desarrollar un calendario de construcción.
Asimismo, se contempla una idea aproximada de cuál será el aspecto del edificio
y cuándo se va a terminar. Para DAS, la fase temprana de prediseño es
el momento óptimo para incorporar a los prestadores de servicios de
telecomunicaciones y comenzar un diálogo formal sobre los deseos del cliente
para tener cobertura mejorada mediante DAS en el edificio. Dieciocho a 24 meses
antes de ocupar el edificio no es demasiado pronto para empezar, pues los
prestadores de servicios tienen un proceso típicamente definido y prolongado
para evaluar y aprobar la participación en DAS.
Los prestadores de servicios de telecomunicaciones gustan de DAS porque
mejora la experiencia del usuario en el edificio y alivia la congestión que tienen
en el macroentorno. La clave para incorporar a los prestadores de servicios de
telecomunicaciones y entusiasmarlos con respecto al proyecto del cliente es
entender sus ciclos presupuestarios y los pasos que deben seguir internamente
para aprobar y posiblemente financiar su participación. Tarda aproximadamente
un año desde el momento en que haya aprobado el prestador de servicios
el diseño hasta el momento en que activen su señal en el edificio y entre en
funciones. Es muy frecuente que los usuarios finales no tengan idea de que el
proceso tarda tanto, y también sobrestiman su influencia sobre el prestador de
servicios. Planificar un DAS celular lo más pronto posible aumenta la facilidad
de construcción y previene los retrasos.
Tarda aproximadamente
un año desde el momento
en que haya aprobado
el prestador de servicios el
diseño hasta el momento
en que activen su señal
en el edificio y entre en
funciones.
EL PROCESO DE DAS
1................Inspección del sitio
2...................Diseño preliminar
3....... Declaración de trabajo
4...................Inspección de RF
5...................Diseño detallado
6..................Inspección previa
.................... a la construcción
7............................. Diseño final
8... Aprobación del prestador
...............................de servicios
9.......................... Pedir equipo
10............................Instalación
11................Puesta en servicio
12..... Aceptación del sistema
FIGURA 1: Los 12 pasos
en el proceso de DAS.
EL PROCESO DE
DISEÑO DE AIA
1........................Diseño preliminar
2...........Diseño esquemático (SD)
3.................Diseño detallado (DD)
4....Admin. de la construcción (CA)
FIGURA 2: Las cuatro fases en el
proceso de diseño de AIA.
Julio/agosto 2015
t
39
La industria de TIC se vería favorecida con componentes DAS más estandarizados
que satisfagan todos los requisitos correspondientes del código. En cuanto a la
facilidad de construcción, conviene considerar si puede ser más rápida y más
eficiente la instalación. Una manera fácil de hacer esto es prefabricar algunos
de los componentes del sistema.
La fase SD incluye desarrollar un plan de acción para
determinar el aspecto y la función del edificio basándose
en el presupuesto del cliente y las solicitudes específicas de
diseño del cliente. Incluye la formulación de planes más
definitivos sobre los tipos de sistemas que requerirán los
códigos de construcción o solicitados por el propietario.
En esta fase, tiene sentido planificar para DAS (seguridad
celular y pública) en los espacios del edificio porque es
sumamente difícil pedir espacio posteriormente. El uso de
herramientas predictivas permite modelar la estructura de
construcción y declaraciones bastante precisas acerca de
la propagación y cobertura de radiofrecuencia (RF).
La dificultad es que resulta imposible estar 100 % seguro
acerca de la necesidad de DAS. Esta certeza podría solo
existir cerca del final del proyecto, ya sea a través de una
prueba de radio de la sede dirigida por una autoridad
competente (AHJ) o una inspección inalámbrica. Si tiene
éxito alguno de los procesos, el propietarios ha ahorrado
considerablemente al no tener que instalar DAS. De lo
contrario, debe construirse el DAS dentro de un plazo
limitado con la esperanza de poder terminar la instalación
y puesta en servicio antes de ocupar el edificio. Los
profesionales de diseño de TIC inteligentes hacen que DAS
sea más fácil de construir suponiendo el peor de los casos
y planificando para la vía de cable, espacio para equipo
y requisitos de energía del equipo en la fase SD. Si es
necesario, puede instalarse entonces un DAS de manera más
fácil, rápida y utilizando recursos coordinados del edificio.
La fase DD significa una expansión del diseño original
para brindar más granularidad acerca de tamaño, forma
y sistemas del edificio. En términos de DAS, esto incluye
crear una declaración de trabajo (paso 3), desempeño de una
inspección de RF (paso 4) y expansión del diseño para hacerlo
más detallado (paso 5). Además, el arquitecto y su equipo
verificarán que el diseño del edificio cumpla con los códigos
locales. Con DAS, esta responsabilidad se asigna a menudo
al profesional especializado en mecánica, electricidad
y plomería que está a cargo de los sistemas eléctricos y de
seguridad vital contra incendios. Tendrán que determinar
si las autoridades competentes (AHJ) han adoptado la
totalidad o parte de los códigos más predominantes como
el International Fire Code (IFC) 2009 o 2012 y National Fire
Protection Association (NFPA) 72, 2010 o 2014.
40
u
TIC HOY
Se ha propagado rápidamente la adopción de estos
códigos en todo Estados Unidos en los últimos años. Más
de 27 estados han adoptado IFC 2009 o 2012. Incluso los
estados que no han adoptado el código a menudo tienen
ciudades, condados y municipios que han adoptado estas
ordenanzas. Estos códigos están convirtiéndose rápidamente
en requisitos estándar para la mayoría de los edificios grandes
en todas partes. Pero actualmente, casi toda instalación de
DAS de seguridad pública es personalizada, en cuanto a que
el instalador es responsable de cumplir con la capacidad
de supervivencia del sistema que exige el código local con
equipo como encapsulados clasificados 3 o 3R de National
Electrical Manufacturers Association (NEMA) y respaldo
extendido de suministros ininterrumpibles de energía.
La industria de TIC se vería favorecida con componentes
DAS más estandarizados que satisfagan todos los requisitos
correspondientes del código. “Estandarizado” significa más
fácil de construir que personalizado, generalmente de
menor costo y mayor disposición inmediata.
Después de que el propietario de un edificio haya
aprobado lo que se ha creado en la fase DD, se generan
planos, y los contratistas usan estos impresos junto
con las especificaciones relacionadas para establecer
los costos del proyecto. En general, hay un proceso de
licitación en donde se convoca a diversas entidades para
que entreguen propuestas de la estructura. Se utiliza
este proceso de licitación con el fin de potenciar el valor
para el propietario: se espera que la competencia por la
obra disminuya los costos. Si se realiza bien el diseño, se
reduce la variabilidad y el propietario va a ver múltiples
ofertas similares dentro del alcance de la obra. Mientras
más detallado sea el diseño de DAS, más puede ganar el
cliente gracias a este proceso.
En la última etapa, CA, el propietario y el equipo
de diseño seleccionan al oferente exitoso y se firman
los contratos. En adelante, el rol del diseñador será
interpretar los documentos de contratos de construcción,
seguir el avance de la obra y conciliar intereses en conflicto
entre el constructor y el propietario. Para DAS, deben
terminarse seis de los 12 pasos restantes en esta fase.
En otras palabras, la mitad de los procesos de diseño
y construcción comúnmente no empiezan hasta que se
adjudica el proyecto. Se podría argumentar que es por
este motivo que existe a menudo confusión, retraso y riesgo de no conseguir un
COO de la autoridad competente (AHJ) en cuanto a DAS de seguridad pública
y no tener cobertura celular en el edificio cuando se mude e instale el cliente.
El hecho de examinar y tal vez simplificar algunos de estos pasos puede hacer
más fácil de construir el DAS y mejor para el propietario.
Por lo general, puede excluirse el paso 6 para poder simplificar toda la instalación.
Es una inspección previa a la construcción en donde el instalador de DAS realiza
un recorrido para validar rutas de cables y ubicaciones de equipo. Este proceso
está diseñado en realidad para una adaptación y no para una construcción nueva.
Todos los otros sistemas de bajo voltaje están diseñados y especificados de tal
modo que el instalador pueda revisar los documentos e impresos y empezar
a trabajar tan pronto estén en el lugar de trabajo.
Enseguida viene la conclusión del diseño final de RF (paso 7) y conseguir la
aprobación del prestador de servicios de telecomunicaciones (paso 8). El propietario
debe ser informado sobre este proceso y se le debe aconsejar trabajar para lograr
que el prestador de servicios de telecomunicaciones entregue un acuerdo de
retransmisión que el propietario va a firmar y ejecutar. DAS puede compararse
con un sistema de rociadores contra incendios, siendo el prestador de servicios
de telecomunicaciones quien suministra el agua para que funcione el sistema.
El propietario del edificio, con la ayuda del equipo de diseño, debe entender
y firmar estos acuerdos para hacer funcionar el sistema, ojalá de manera
simultánea con la mudanza del inquilino.
Ahora puede comenzar la instalación física de cables, antenas, remotos, divisores
y todo el demás equipo de DAS asociado (paso 10). En cuanto a la facilidad
de construcción, conviene considerar si puede ser más rápida y más eficiente la
instalación. Una manera fácil de hacer esto es prefabricar algunos de los
componentes del sistema. La prefabricación es un proceso de construcción bien
aceptado en donde se ensamblan los artículos, se colocan en kits o se arman en
un lugar alejado del lugar de la obra, idealmente uno en donde las condiciones
de trabajo (buena luz, herramental y área de trabajo configurados para procesos
repetibles) se presten para una mano de obra más eficiente. Hay numerosos
estudios que ilustran que las técnicas de construcción prefabricada pueden
disminuir los tiempos del proyecto, los costos y el desperdicio en la obra
de construcción.
La prefabricación es especialmente pertinente con DAS porque muchos
sistemas incluyen cable coaxial de 50 ohmios como uno de los principales
medios utilizados para distribuir la señal inalámbrica dentro del edificio. Este
cable está terminado con conectores estilo N que se instalan comúnmente en
el lugar de la obra. Este proceso de conectorización, incluso al hacerlo el mejor
técnico capacitado, se presta a problemas potenciales.
La intermodulación pasiva (passive intermodulation, PIM) es la interferencia
indeseada entre dos o varias señales inalámbricas y a menudo se debe a la
terminación de los conectores. La PIM puede ser suficientemente grave como
para afectar la señal del prestador de servicios celulares (macro) y afectar a
otros usuarios. Una reducción de solo un decibelio en la sensibilidad del enlace
ascendente causada por PIM podría disminuir la cobertura inalámbrica en un
área incluso en un 11 %. Además, la única manera real de mitigar esto es probar
los cables, post-instalación, con un probador sofisticado de PIM. Al prefabricar
los ensamblajes de cables y probar la PIM en un ambiente controlado, fuera
¿QUÉ
ES
DAS?
Los dispositivos móviles
están redefiniendo
la manera en que
trabajamos, nos
divertimos y vivimos. La
tecnología ha aportado
dispositivos y aplicaciones
que mejoran nuestra
productividad y movilidad.
Sin embargo, la calidad
del servicio móvil puede
verse comprometida
en interiores porque a
las señales de RF les es
difícil penetrar paredes
gruesas, estructuras
de metal y ventanas
que ahorran energía.
Además, los nuevos
códigos de construcción
a menudo estipulan un
sistema inalámbrico de
seguridad pública para los
socorristas como cuerpos
de bomberos y policía.
Un DAS ofrece cobertura
y capacidad para radios
de seguridad pública
y dispositivos celulares
comerciales dentro de
edificios y estructuras.
Julio/agosto 2015
t
41
GERENTE DE PROYECTOS DE
TELECOMUNICACIONES
CERTIFICADO
BICSI
RTPM
Miembro vital de proyectos
exitosos de TIC.
Reciba las publicaciones.
Tome el curso.
Reciba la credencial.
www.bicsi.org/rtpm
42
u
TIC HOY
de la sede, los instaladores de DAS pueden contribuir a una
mejor facilidad de construcción.
Una sugerencia final para hacer más construible el DAS
(específicamente, para prevenir errores) es reconocer la
naturaleza compleja de los sistemas inalámbricos en lo que
respecta a fusionarlos. ¿Debe combinarse Wi-Fi be con DAS?
Aunque hay muchas promesas en el futuro de las tecnologías
inalámbricas convergidas y el costo potencial y las eficiencias
operativas, hoy conviene más mantener separados DAS
y Wi-Fi. El documento borrador D012 Structured Cabling
Infrastructure Standard to support Distributed Antenna Systems,
de la Telecommunications Industry Association señala:
“Los usuarios de Wi-Fi pueden decidir desplegar Wi-Fi sobre
un DAS, pero los usuarios deben entender plenamente las
salvedades y las implicancias de diseño, despliegue y soporte.”
Por lo común, poner juntos Wi-Fi y DAS significa un sistema
combinado, no un sistema consolidado. Dado que Wi-Fi y DAS
funcionan en distintas frecuencias, ofrecer cobertura de antena
unificada para ambos pasa a ser complejo y costoso, a menudo
10 veces más caro que la infraestructura de antena. Varios
proveedores de redes han advertido a los usuarios de Wi-Fi que
algunas funciones de IEEE 802.11 pueden no funcionar conforme
al diseño usando DAS, como los servicios basados en la ubicación,
roaming del cliente y gestión de radio. Al combinar dos sistemas
con ciclos de vida útil fundamentalmente distintos, los usuarios
finales pueden enfrentar dificultades al actualizar una de las clases
de equipo en una infraestructura compartida.
RESUMEN
¿Por qué debe importarle a alguien la facilidad de construcción
con DAS? Porque la mejor manera de servir a los clientes es dar una
mirada cuidadosa a la forma en que están diseñadas y construidas
las estructuras y esforzarse por considerar las necesidades futuras
(a menudo desconocidas). 5G será la norma en cuanto a servicio
celular para el año 2020 y aportará una mejora notable en
la capacidad móvil, la velocidad, la cobertura y la latencia,
además del crecimiento continuo acelerado en el número
de dispositivos.
Además, una subasta de espectro en enero 2015 administrada
por la Federal Communications Commission ilustra un apetito
aparentemente insaciable por el servicio inalámbrico. El gobierno
estimaba que la subasta reportaría una suma neta de US$20.000
millones por unos 65 megahertzios (MHz) de espectro en la
banda de Advanced Wireless Services (2100 MHz); de hecho, los
oferentes subieron el precio hasta alcanzar US$44.000 millones.
Por cada dólar gastado en el espectro, los prestadores de
servicios tendrán que gastar unos dos dólares en infraestructura
para admitir estas nuevas frecuencias. Otra subasta de espectro
planificada en 2016 en la banda de 600 MHz significa admitir
frecuencias que los prestadores de servicios celulares no
usan actualmente.
Internet of things (IoT) promete un futuro en que
los sensores de bajo costo y la conexión inalámbrica
omnipresente se traduce en gran número de dispositivos
conectados, aumentando la productividad, la eficiencia
y la visibilidad en los edificios. DAS no va a ser el método
de comunicaciones para todo esto: Wi-Fi, Bluetooth,
comunicación en campo cercano, RFID, ZigBee y la
tecnología inalámbrica futura son todos factores que juegan
un papel. Ciertos estudios indican que en 2022 habrá
18 mil millones de conexiones móvil a móvil, de las
cuales 2.600 millones serán celulares, apuntando a la
relevancia que tiene DAS. Aunque puede que no haya
consenso hoy en día sobre cómo será IoT, los profesionales
visionarios harían bien en investigar esta área y ganar
en conocimiento y pericia para beneficio de su clientela.
La comunidad de diseño e instalación de TIC es la
mejor adaptada para asumir la propiedad de DAS porque
posee el conocimiento, la pericia y las habilidades para
diseñar y construir sistemas tecnológicos complejos en
los edificios empresarias actuales. Asumir la propiedad
se traduce en invertir tiempo y recursos para adquirir
capacidades en cuanto a esta nueva tecnología y averiguar
maneras de facilitar el diseño y la construcción de DAS.
El diálogo abierto, las normas y compartir las prácticas
óptimas debieran hacer que DAS pase a ser más fácil
de construir. t
BIOGRAFÍA DEL AUTOR: Mark Niehus, RCDD, es gerente de canales
de ingeniería en DAS Simplified. Posee más de 25 años de experiencia en
instalación de TIC, administración de proyectos, además de ventas
y mercadeo. Ha sido RCDD desde 1997 y tiene una licenciatura en inglés de
la University of Iowa y una maestría en administración de empresas de la
University of Phoenix. Se le puede contactar en [email protected].
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Julio/agosto 2015
t
43
POR ERIC SADLER
EL USO Y LA SELECCIÓN DE VÍAS DE CABLES Y EL
Código Eléctrico Nacional
NFPA 70: National Electrical Code® (NEC®)
es la referencia para el diseño eléctrico
seguro, la instalación e inspección para
proteger personas y bienes contra peligros
eléctricos, y sus reglas se describen en
un documento de 1500 páginas llamado
Manual NEC. La Sección 90.4 del código
señala que sin importar cómo interprete
uno el NEC, es la interpretación de la
autoridad competente (AHJ), un inspector
eléctrico empleado por la municipalidad,
quien es el árbitro final.
44
u
TIC HOY
Entre muchos otros temas, el código
incluye secciones que abordan vías de
cables en lo relacionado con peligros
eléctricos. Los peligros de la electricidad
se pueden separar en tres tipos: incendio,
electrocución y físicos. Este artículo
observará las secciones que abordan estos
peligros en lo relacionado con vías de
cables. También mencionará algunos mitos
y malentendidos comunes acerca de las
vías de cables que frecuentemente ocurren
debido a que se interpreta mal NEC.
PREVENCIÓNDE INCENDIOS
Para prevenir que se propague el
fuego y los productos de combustión,
NEC en la Sección 300.21 señala que
toda penetración efectuada en una
pared para crear vías de cableado debe
restaurarse a la capacidad de cortafuego
antes de que el instalador la penetrara.
Si la pared tenía propiedades de
contención de incendios, debe usarse
la contención de incendios adecuada
alrededor de la vía. Para ilustrar lo que
eso significa con un ejemplo extremo,
si una pared estuviera hecha de papel
tisú con capacidad nominal de tres
segundos, y un instalador la penetrara
para tender un cable que redujera la
capacidad nominal a dos segundos,
el instalador debe sellar alrededor del
agujero para restaurar la pared a una
capacidad nominal de tres segundos.
Para prevenir la propagación de
los productos de combustión, NEC
300.22 exige métodos de cableado
encapsulado en los espacios de
cámaras. Entre los ejemplos de vías
que aportan métodos de cableado
encapsulado se encuentran los
conductos (llamados genéricamente
canaletas en NEC), bandejas de cables
con fondos, costados y tapas sólidos,
además de encamisados de cables con
clasificación apta para cámaras.
Hay más reglamentaciones que
intentan prevenir que empiece un
incendio. Estas comienzan con NEC
310.15(A), donde se indica que no
se utilizará ningún conductor de tal
modo que su temperatura operativa
supere la capacidad nominal de su
aislamiento. Para prevenir esto, el
NEC tiene reglamentaciones acerca
de los cables y sus vías.
La temperatura es la medida de
la energía térmica promedio en una
sustancia; en la electricidad, el calor
proviene de la corriente medida
en amperios. El NEC establece las
corrientes base para casi todo cable
conductor conocido en las tablas
310.15(B) 16 a 21. Las tablas 16 y 17
contienen los cables más comunes
usados en cableado residencial,
comercial e industrial ligero bajo
dos condiciones comunes. La tabla
16 indica los amperios permisibles
cuando los conductores están
encapsulados en una canaleta
o encamisado o enterrados en la
tierra. La tabla 17 contiene los
amperios para esos conductores
cuando se halla al aire libre.
Los factores de corrección, llamados
comúnmente factores de disminución
de capacidad nominal, se utilizan
para ajustar los valores en estas tablas
dependiendo de las condiciones
operativas, las cuales incluyen
temperatura ambiente y el uso en
sus vías. Las tablas 310.15(B)(2)(a)
y (b) dan los factores de corrección
de temperatura ambiente que se
aplicarán a las tablas base. Estos
factores de corrección varían de
1,29 a 10 grados Celsius (°C [50
grados Fahrenheit (°F)]) o menos,
hasta 1,29 a 80,5 °C (177 °F) o más.
La tabla 310.15(B)(3)(a) proporciona
los factores de corrección para el
número de conductores en una
canaleta como vía o conductores
portadores de corriente en el
encamisado de un cable. Estos
fluctúan de 80 % en 4-6 conductores
hasta 35 % en 41 o más. Estos se
aplicarían a la tabla 16. Para cables
multiconductor en una bandeja de
cables, 392.80 (A) recomienda usar
el mismo diagrama ajustando según
el número de cables que haya dentro
del encamisado. También señala que
si la bandeja cables está cubierta en
1,83 metros (m [6 pies]) o más, debe
aplicarse un factor de corrección
adicional de 0,95.
Julio/agosto 2015
t
45
PARA PREVENIR LA
PROPAGACIÓN DE LOS
PRODUCTOS DE COMBUSTIÓN,
NEC 300.22 EXIGE MÉTODOS DE
CABLEADO ENCAPSULADO EN
LOS ESPACIOS DE CÁMARAS.
La Sección 392.80(A)(2) señala
que para conductores individuales en
bandeja puede usarse el valor entero
de la table 17, el diagrama de aire
libre, si se ajusta por el diámetro total
de cable entre cada cable dentro de la
bandeja. En cambio, si se ponen en
la bandeja cableados juntos, se aplica
un factor de corrección a la tabla
17 de 0,75 para los cables de 600.000
milésimas circulares de pulgada
(600 kcmil) y mayores, y de 0,65 para
los cables de 1/0 a 500 kcmil.
Existe una brecha notoria en las
reglamentaciones de NEC. La Sección
690.31 permite cables conductores
individuales de menos de 1/0 en
bandejas de cables dentro de una
matriz fotovoltaica. El código 2011
era un poco vago; permitía “métodos
de cableado expuesto”, los cuales
incluirían bandeja. Esto fue aclarado
en 2014 para permitir bandejas
explícitamente. Sin embargo, no hay
factores de corrección en el código
para cables de menos de 1/0 en la
bandeja de cables. En este momento,
el electricista o ingeniero que instale
debe estimarlos o calcularlos.
PREVENIR LA ELECTROCUCIÓN
Las reglamentaciones de NEC
sirven para prevenir la electrocución
principalmente consultando los
Capítulos 2 y 3. El Capítulo 2,
Cableado y protección, cubre puesta
a tierra y uniones, protección de
sobrecorriente y de sobrevoltajes. Esto
se resume bien en la Sección 250.4(A)
46
u
TIC HOY
(1), la cual requiere puesta a tierra
correcta para prevenir la electrocución
tanto por cortocircuitos como por
sobrevoltajes externos como los rayos.
En el Capítulo 3, Métodos
y materiales de cableado, las
reglamentaciones de NEC pretenden
prevenir la electrocución al exigir al
instalador que seleccione el método
de cableado adecuado, incluyendo
la vía. Las secciones describen
los usos aprobados de cada tipo
de vía incluyendo cada tipo de
canaleta y bandeja de cables. Más
precisamente, el NEC requiere que el
instalador seleccione el método y la
vía adecuados, protegiendo así a las
personas contra la electrocución por
las corrientes de los cables. En general,
indica al instalador que seleccione
vías encapsuladas como formas de
canaletas en aplicaciones donde los
conductores de energía quedarían
accesibles si dichos conductores
no estuvieran encapsulados por la
canaleta. Permite métodos de cableado
expuesto como una bandeja donde
los conductores no llevan energía,
o donde los conductores de corriente
no quedan accesibles, como sobre el
cielo raso o bajo el piso.
PROTECCIÓN CONTRA
PELIGROS FÍSICOS
El NEC previene los peligros físicos
a través de diversas secciones que rigen
el soporte y relleno correctos de las vías
de cables. Para soportar canaletas
como conductos y tubos, el NEC
es un poco ambiguo. La Sección
300.11 simplemente señala que las
canaletas deben “sujetarse bien en
su sitio”. Donde se usan cables de
apoyo deben ser independientes de los
cables de soporte de la cuadrícula del
cielo raso y quedar sujetos en ambos
extremos. Puede ser difícil sujetar en
ambos extremos. Por esto es que los
instaladores a menudo deciden usar la
vara roscada para colgar las canaletas.
La instalación de la bandeja de cables
es regulada más detenidamente
por NEC 392.18(A)-(G). Incluye
estas directrices:
u
Las instalaciones de cables deben
mantener la continuidad
eléctrica en la instalación
de la bandeja.
u
Deben completarse antes de
instalar los cables en la bandeja.
u
Si se usa una tapa en la bandeja,
debe ser de un material
compatible con la bandeja.
u Se permite explícitamente
traspasar paredes.
Las bandejas deben quedar
expuestas y accesibles.
u Los conductos y cajas deben
sujetarse conforme a las
reglas indicadas.
u El alto voltaje debe estar marcado
donde corresponda.
u
392.30(A) requiere que el
instalador sujete las bandejas
a intervalos conformes con las
instrucciones de instalación.
En cuanto a los circuitos de datos,
conocidos en el NEC como circuitos
Clase 2 y Clase 3, NEC 725.24 permite
colgarlos directamente de la estructura
del edificio. Los dispositivos utilizados
para colgar estos circuitos son calificados
a menudo por UL® 2239, “Hardware
for the Support of Conduit, Tubing
and Cable”.
El relleno permisible es el
porcentaje de un corte transversal
de una vía que se puede ocupar
físicamente con cable. Es importante
notar este es un problema matemático,
no un problema de apariencia.
Cuando el NEC permite que una vía
como la bandeja de cables queda
lleno en un 50 %, esto significa lleno
en un 50 % matemáticamente, aun
cuando parezca estar lleno en un
100 %. También es importante
entender que los requisitos de
porcentaje de lleno solo corresponden
cuando se cumplen primero los
requisitos de capacidad de amperaje.
Para calcular lo que se permite
llenar, determine el área geométrica
de un corte transversal en una vía
(Ap). Luego, determine el área
geométrica del corte transversal del
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Trust OFS to Deliver Strength and Reliability
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High bandwidth
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47
cable (Ac). Finalmente, determine
el porcentaje a llenar mediante
división. El código da el porcentaje
máximo de llenado para cada vía:
u
Conducto y tubo (más de dos
conductores) NEC Capítulo 9,
Tabla 1 - 40 %.
u Vía de metal (canales)
376.22(A) - 20 %.
u Surcos de metal laminado (canales
abiertos) 366.22(A) - 20 %.
u Bandeja de cables de fondo
sólido 392.22(A)(4) - 40 %.
u Escalera o bandeja de cables
ventilada 392.22(A)(2) - 50 %.
Para determinar el número de
cables que pueden usarse de manera
segura conforme al NEC, multiplique
el área de la vía (Ap) por el porcentaje
permisible de lleno, y luego divida
por el área del cable (Ac).
Número de cables = (Ap x porcentaje
permisible)/Ac.
Ejemplo: Cable Núm. 10 USE2 en 2
pulgadas (pulg) EMT.
El diámetro interior real de 2 pulg
EMT es 2,067 pulg.
Ap = π r^2 = 3,14159 x (2,067/2)
^2 = 3,36 pulg^2
El porcentaje de lleno para el
conducto en tubos es 40 %.
Diámetro Núm. 10 USE2 = 0,202
Ac = π r^2 = 3,14159 x (0,202/2)
^2 = 0,032 pulg^2
Número máximo permisible de cables
= (3,36 x 0,40)/0,032 = 42 cables.
48
u
TIC HOY
MITOS Y MALINTERPRETACIONES
Existen algunas malinterpretaciones
comunes relacionadas con las vías de
cables y el NEC, particularmente en
bandejas de cables. Por ejemplo, es
común que una autoridad competente
(AHJ) o ingeniero de diseño solicite
que una bandeja de cables usada para
una instalación aparezca listada por UL
o por una entidad similar. De hecho,
no existe una bandeja de cables listada.
Ni UL ni otras autoridades reconocidas
para listados tienen ninguna norma
según la cual prevean probar una
bandeja de cables. La American
Electrical Manufacturers Association
tiene una norma para la construcción
de bandejas industriales (VE1) y su
instalación (VE2), pero el NEC no
las exige. Simplemente se espera que
los fabricantes construyan bandejas
suficientes para hacer su trabajo,
y que los diseñadores e instaladores
elijan esas bandejas.
Uno puede tener una bandeja
clasificada por UL como conductor
a tierra de equipo (equipment
grounding conductor, EGC), y
existen algunas reglamentaciones en
el NEC en cuanto a cómo hacer esto.
Pero el malentendido es que una
bandeja debe ser un EGC clasificado
por UL. El NEC 692.60(A) establece
que “se permitirá que sea” un EGC
la bandeja de cables, pero no se
exige de ningún modo. El único
motivo por el cual una autoridad
competente (AHJ) exigiría que una
bandeja de cables sea un EGC listado
por UL es porque no existe tal cosa;
en otras palabras, si una bandeja es
un EGC clasificado por UL, las letras
“UL” pueden asociarse con
bandeja de alguna manera.
También hay mitos sobre los
divisores y tapas que requieren
listado. El NEC 392.20(B)(2) establece
que los divisores deben ser un
barrera fija de material compatible
con la bandeja. Otro mito acerca de
la bandeja es la creencia de que los
cables de corriente y los de datos no
pueden ponerse en la misma bandeja.
De hecho, 725.136 señala que sí
pueden, si se separan con una barrera.
Otro malentendido más sostiene
que no se pueden poner en una
bandeja de cables los conductores
más pequeños que 1/0. En realidad,
392.10(B) prohíbe cables conductores
individuales más pequeños que 1/0
en la bandeja de cables. No obstante,
se permiten los cables multiconductor
de tamaños más pequeños, y 690.31
permite conductores individuales
en la bandeja dentro de una matriz
fotovoltaica.
Existen mitos como estos porque
la gente a veces cree lo que oye en
vez de hechos verificables, y porque
la interpretación puede ser nebulosa
a veces. Se espera que este artículo
explique el NEC en cuanto a lo que se
refiere a vías de cables para prevenir
accidentes y daños causados por
la electricidad. t
Biografía del autor: Eric Sadler es
gerente de ventas de ingeniería en Snake Tray
Cable Management Solutions. Posee más de
20 años de experiencia especializada en aspectos
como diseño y desarrollo de maquinaria en
las industrias de plásticos y seguridad, diseño
y desarrollo de soluciones anti-sobrevoltajes
durante su trayectoria de 10 años en Porta
Systems, además de diseño y desarrollo de vías
de cables y productos de distribución eléctrica
durante cuatro años en Snake Tray Cable
Management Solutions. Eric tiene un título en
ingeniería mecánica del Massachusetts Institute
of Technology. Se le puede contactar en
[email protected].
ESTUDIO DE
UN CASO
Por Emily Chueh
USAR SOLUCIONES DE CLIMATIZACIÓN ECOLÓGICAS
PARA CONSTRUIR UN CENTRO DE DATOS MÁS
FAVORABLE
AL M E D I O
AMBIENTE
Emily Chueh es gerente
de mercadeo de productos
en la Unidad comercial de
soluciones de infraestructura
esencial de
Delta Electronics, Inc.
Los sistemas de climatización pueden representar casi la mitad
del consumo de energía de un centro de datos. La implementación
de métodos de sistemas de climatización avanzados puede ser la
clave del éxito al renovar un centro de datos existente dentro del
edificio de una oficina empresarial.
Delta Electronics es una empresa multinacional con oficinas de
ventas, plantas manufactureras y centros de investigación en todo
el mundo. Para proteger sistemas y aplicaciones de tecnología
de la información (TI) indispensables tales como planificación de
recursos empresariales, servidor de correo, servidores de Web y otros
servidores de aplicaciones, la confiabilidad de la infraestructura de
su centro de datos es una prioridad primordial.
La sede central de Delta Electronics en Taipei, Taiwán, contenía
dos centros de datos separados ubicados en dos edificios de
oficinas. Para este proyecto de renovación, se fusionaron los dos
centros de datos en uno solo para lograr mayor centralización de
recursos y sistemas. Los principales objetivos del proyecto eran la
alta confiabilidad, la ecología y la mayor escalabilidad con un
Julio/agosto 2015
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49
Había varios problemas de climatización en los dos centros de datos originales
que consumían una enorme cantidad de energía cada año.
PROBLEMA
EFECTO
CONTRAMEDIDA
Falta de contención de pasillos fríos y calientes
Temperatura más baja establecida para
adaptarse a mezcla de aire caliente y frío
Contención de pasillos fríos y calientes
HVAC traditional enfriado por aire
Baja eficiencia de climatización
Sistema enfriado por aire de alta eficiencia
Falta de sistema de volumen variable de flujo
de aire y volumen variable de agua
Alta velocidad del ventilador incluso con
carga parcial
HVAC de frecuencia variable
Falta de climatización libre
Imposible utilizar aire frío exterior
durante la primavera, el otoño o invierno
Aplicación de climatización libre
(lado de aire y lado de agua)
No sincronizado con el sistema de climatización
del edificio
Imposible utilizar el sistema de climatización del
edificio para mayor eficiencia
Sincronización inteligente de los sistemas de
climatización del centro de datos y el edificio
La temperatura de la sala de computación
y el agua enfriada es muy baja
Aumenta la demanda de energía
Aumentar temperatura
TABLA 1: Dificultades y contramedidas de eficiencia de energía del nuevo centro de datos.
diseño modular. La meta de Delta era construir
este nuevo centro de datos con una eficiencia
de consumo energético (PUE) anual promedio
menor de 1,43, lo cual cumple el criterio para
eficiencia de centros de datos a nivel dorado
definida por The Green Grid.
DESCRIPCIÓN GENERAL
La renovación de uncentro de datos en el
edificio existente de una empresa puede ser
especialmente difícil para los arquitectos de centros
de datos. Las condiciones como espacio, altura del
piso y disponibilidad de ventanas exteriores pueden
afectar la renovación considerablemente.
El espacio general del nuevo centro de datos
de Delta es de alrededor de 230 metros cuadrados
(m2 [2476 pies cuadrados2]), con Zona A/B para
contención de pasillo frío y Zona C/D para
contención de pasillo caliente (Figura 1). Hay 63
bastidores con una capacidad de TI total planificada
de 240 a 280 kilovatios (kW) en cinco años.
Hay dos unidades de suministro de energía
ininterrumpida (UPS) y varios gabinetes de baterías
situados en una sala separada. Para la visualización
optimizada del monitoreo del centro de datos,
una pared visual con paneles LCD de 2x3 ilustra
el sistema de administración de infraestructura
del centro de datos, el índice de utilización de
dispositivos de TI y el monitoreo de video en
tiempo real.
Había varios problemas de climatización en
los dos centros de datos originales que consumían
una enorme cantidad de energía cada año.
La PUE era de 2,01, lo cual significaba que 1 kW
de consumo de energía de TI requería el mismo
50
u
TIC HOY
nivel que 1 kW de energía que no fuera de TI.
Para mejorar significativamente la eficiencia
energética y lograr una PUE inferior a 1,43, Delta
adoptó seis contramedidas descritas en la Tabla 1.
Contención de pasillos fríos y calientes
La contención de pasillos fríos y calientes evita
mezclar aire y aumenta la eficiencia de climatización.
Junto con las unidades de climatización a precisión
instaladas cerca de los puntos calientes, esto
elimina efectivamente el calor para evitar que se
sobrecaliente y apague el equipo de TI (Figura 1).
Sistema de climatización enfriado por agua
En comparación con el sistema tradicional
enfriado por aire, el sistema enfriado por agua
aporta 30 % de ahorro de energía. Tomando
como ejemplo un sistema de 40 toneladas de
refrigeración (RT), puede disminuir el consumo
de energía de 1,25 kW/RT a 0,89 kW/RT.
Sistema HVAC de frecuencia variable
El control de velocidad variable continua
y control de flujo de agua variable del sistema de
climatización contribuyen al ahorro de energía.
Disminuir la velocidad del ventilador en un 10 %
produce un ahorro de energía que se estima en
un 27 %.
Los ventiladores de corriente directa y las
unidades exteriores tienen tecnología de
frecuencia variable incorporada: los ventiladores
de torre de enfriamiento son con control de
volumen de aire variable, y la bomba enfriadora
y bomba de condensador son con control de
volumen de agua variable.
FIGURA 1: La contención de
pasillos calientes y fríos es una
característica clave del diseño
del nuevo centro de datos.
Climatización libre
Para las condiciones meteorológicas en Taipei,
puede usarse la climatización libre el 46 % del
tiempo durante el año. Una vez que la temperatura
baja de ≈25 grados Celsius (°C [77 grados Fahrenheit
(°F)]), se activa automáticamente la climatización
libre del lado del aire para introducir aire frío exterior
al centro de datos. Esto elimina la necesidad de
encender unidades de climatización, bombas,
torres de enfriamiento y enfriadores. Una caída
en la temperatura bajo ≈15 °C (59 °F) activa la
climatización libre del lado del agua mediante el
intercambiador de calor y la torre de enfriamiento
y se apagan los enfriadores del centro de datos,
produciendo más ahorro de energía.
Sincronización inteligente de los enfriadores del
centro de datos y del edificio de oficinas
La sede central de Delta en Taipei es certificada
como edificio verde clasificado diamante con 58 %
de ahorro de energía comparado con el consumo
promedio de energía de un edificio normal de
oficinas. Hay dos sistemas de enfriadores en el edificio.
Para utilizar los enfriadores de alta eficiencia del
edificio durante el día, se apagan los enfriadores del
centro de datos y el centro de datos depende solo
de los enfriadores del edificio para suministrar agua
enfriada. En la noche, se encienden los enfriadores
del centro de datos para satisfacer la necesidad
continua de enfriamiento de la sede. El sistema de
climatización del centro de datos está sincronizado
inteligentemente con el sistema de climatización
del edificio para optimizar el ahorro de energía.
Ajuste óptimo de temperatura del centro de datos
Basándose en las normas internacionales, las
temperaturas recomendadas para los centros de
datos varían de un margen de ≈18 °C (64 °F) – ≈27 °C
(80 °F) hasta un margen de ≈20 °C (68 °F) – ≈25 °C
(77 °F). Los centros de datos tradicionales
generalmente fijan las temperaturas en el primero
de estos dos márgenes; lo cual queda dentro del
margen temperatura recomendado, pero hay
todavía espacio para aumentarlo.
Conforme a una regla general de los centros
de datos, un aumento de ≈1°C en la temperatura
del centro de datos logra un 2 a 3 % de ahorro
de energía. Suponiendo esto, si aumenta la
temperatura del pasillo frío de ≈18 °C (64 °F) ≈20 °C (68 °F) a ≈25 °C (77 °F), el centro de datos
puede obtener 10 a 14 % de ahorro de energía.
Además de la temperatura del pasillo frío, se
puede aumentar la temperatura del agua de
entrada de los enfriadores para lograr más ahorro
de energía.
También puede optimizarse la temperatura
del agua de entrada. La práctica tradicional
es establecer la temperatura del agua de
enfriamiento de entrada en ≈7 °C (45 °F). Aumentar
la temperatura del agua de entrada a ≈13 °C (55 °F)
puede lograr un 20 % de ahorro de energía.
Aparte de las soluciones de enfriamiento,
Delta, proveedor de soluciones totales de
infraestructura para centros de datos, también
aplicó sus sistemas de energía altamente
eficientes, bastidores modulares y sistema de
administración ambiental a este centro de datos,
haciéndolo más ecológico en todo aspecto.
Julio/agosto 2015
t
51
FIGURA 2: Un sistema de administración de
infraestructura de centros de datos (DCIM)
integra todas las instalaciones y dominios
de TI en una sola plataforma.
SISTEMA DE ENERGÍA
El centro de datos requiere alta confiabilidad,
eficiencia y escalabilidad. Es difícil para el sistema
de energía satisfacer estas diversas demandas.
La sala de energía de este nuevo centro de datos
incluye una unidad de UPS totalmente modular,
intercambiable en caliente y altamente eficiente
con eficiencia de corriente alterna de hasta un
96 %. Los módulos de alimentación escalable
en caliente admiten el crecimiento directo del
centro de datos para proyectarlo a mediano
y largo plazo.
El centro de distribución de energía (power
distribution center, PDC) y la unidad de Distribución
de energía (power distribution unit, PDU) de Delta
también están diseñados con un concepto modular.
Los disyuntores de salida son intercambiables en
caliente y pueden ampliarse hasta 42 unidades
para cada panel de energía. El PDC y la PDU
ofrecen mayor protección y monitoreo de energía
y la flexibilidad y escalabilidad para adecuarla
a los requisitos reales de distribución de energía.
BASTIDORES Y ACCESORIOS
La administración del aire es esencial para
un centro de datos con bastidores de densidad
de potencia media o alta. El nuevo centro de
datos de Delta está diseñado para lograr 10
a 15 kilovoltio-amperios por bastidor en el largo
plazo. Los bastidores modulares ofrecen disipación
de calor mediante perforación de 70 % para
cumplir los requisitos de la sala de TI de alta
densidad. La alta capacidad de soportar carga
52
u
TIC HOY
FIGURA 3: Se redujo la PUE anual a 1,43, cumpliendo
el criterio para eficiencia de centros de datos nivel
dorado definido por The Green Grid.
de los bastidores admite ≈1420 kilogramos
(kg [3131 libras (lb)]) de peso estático o ≈1000 kg
(2205 lb) de peso rodante y puede ahorrar valioso
espacio del centro de datos.
SISTEMA DE ADMINISTRACIÓN AMBIENTAL
Un sistema de administración de infraestructura
del centro de datos (data center infrastructure
management, DCIM) integra todas las sedes
y dominios de TI en una sola plataforma (Figura 2),
facilitando la gestión directa, inmediata y completa
de energía, sistema de alimentación, enfriamiento,
ambiente, seguridad, bienes, monitoreo de
servidores y mucho más. Los registros históricos
ayudan al gerente de TI para analizar y entender
la PUE del centro de datos.
RESULTADOS DE OPTIMIZACIÓN
Después de adoptar varias soluciones de
climatización ecológica, energía y bastidores, se
espera que este nuevo centro de datos aporte
los siguientes beneficios:
u
Optimización de PUE: Mejora la PUE de 2,01
a 1,43, y se prevén mayores mejoras durante las
condiciones de climatización libre del invierno
(Figura 3).
u
Ahorro de energía: El consumo total de
energía disminuye en un 30 %.
u
Ahorro de espacio: El espacio total del centro
de datos es reduce de ≈300 m2 (3229 pies2)
a ≈230 m2 (2476 pies2) para ahorrar espacio
hasta un 23 %. t
Por Scott Thompson
Instalar Wi-Fi en un
entorno de campus
Es notable lo lejos que ha llegado la computación inalámbrica
en campus en menos de 20 años. A principios de la década de
1990, algunos campus universitarios estaban experimentando con
la computación inalámbrica, con la idea de que pudiera haber
computadoras portátiles circulando por el campus y mantenerlas
conectadas a la red. Esos pioneros luchaban contra sistemas sin
normalizar y dispositivos clientes de propiedad exclusiva y costosos.
También había interfaces de baja velocidad de baudios a la red
celular en ciertos mercados. A mediados de la década de 1990,
el Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) creó la
norma IEEE 802.11 para computación inalámbrica, pero incluso
esta norma permitía tecnologías no interoperables, como infrarroja
(IR), y distintas técnicas de modulación de radiofrecuencia (RF).
A fines de la década de 1990, las reformas de la norma IEEE 802.11 se
estandarizaron en un servicio RF (en vez de IR), y la alianza Wi-Fi
Julio/agosto 2015
t
53
Ocupación de la sede No. de puntos de acceso
1-25
1
26-50
2
51-75
3
76-100
4
101-125
5
126-200
9
201-300
14
301-400
18
401-500
21
TABLA 1: Densidad de WAP recomendada por
TIA-4966 Telecommunications Infrastructure
for Educational Buildings and Spaces.
creó las pruebas de interoperabilidad.
Esto abrió la puerta para producir
a gran escala dispositivos clientes
inalámbricos, ahora incorporados
en casi todo dispositivo móvil.
Los despliegues tempranos de Wi-Fi
en campus se enfocaron en cobertura
de la señal inalámbrica, extensión de
la red en exteriores y, en algunos casos,
eliminación de cableado en áreas
difíciles de cablear. Hoy, los estudiantes
y docentes confían en la presencia
de Wi-Fi robusta en todo el campus
para prácticamente toda aplicación
de la red. Los despliegues de Wi-Fi
se enfocan en capacidad y servicio
confiable, pues la red inalámbrica ha
pasado a ser indispensable. En algunos
casos, el requisito es instalar un punto
de acceso inalámbrico (wireless access
point, WAP) en cada sala de residencia
y varios WAP en cada aula, exigiendo
la instalación de más cable de datos
de banda ancha.
Este artículo describirá algunas
de las dificultades comunes en la
instalación de redes inalámbricas
y presentará algunas soluciones a ellas.
También aportará información sobre
requisitos de ancho de banda para
infraestructura y consideraciones de
cableado para la inspección del sitio
inalámbrico.
54
u
TIC HOY
INFRAESTRUCTURA DE
WI-FI EN EL CAMPUS
En los campus universitarios la
red Wi-Fi no solo es una conveniencia;
es crucial. Se utiliza la red inalámbrica
para entregar contenido, material
instructivo, programar, efectuar pruebas
y mucho más. La Wi-Fi que antes se
usaba para reclutar nuevos estudiantes,
ahora es omnipresente y se considera
un servicio básico, como el agua potable
y la luz eléctrica en todo el campus.
Las instalaciones de Wi-Fi
deben hacerse en todas las aulas
de clases, bibliotecas, laboratorios,
edificios administrativos, residencias
universitarias, auditorios, estadios y
áreas exteriores, a menudo en edificios
histórica o arquitectónicamente
sensibles. Proporcionar cobertura
omnipresente además de una
instalación aceptablemente estética
es una dificultad que enfrentan el
diseñador y el instalador de la red
inalámbrica pues deben usar todos
los recursos a su disposición. Debido
a la naturaleza indispensable de la
red inalámbrica en el ambiente
académica, la red debe:
u
Proporciona una mejor cobertura
inalámbrica, capacidad y
confiabilidad, puesto que la
infraestructura de cableado
admite los servicios inalámbricos.
u Combina estéticamente
con el ambiente, lo cual es
particularmente importante en
edificios históricos y edificios
arquitectónicamente sensibles.
u Proteger los puntos de acceso de
Wi-Fi contra robo, vandalismo,
alteraciones, daños accidentales
y traslados y desconexiones sin
autorización.
u Proteger los puntos de acceso
contra la intemperie, el derrame
de líquidos y los impactos, donde
corresponda.
u Permitir acceso conveniente,
autorizado a los WAP y cableado
para simplificar traslados,
adiciones y cambios.
Por su naturaleza, los WAP y
antenas deben quedar expuestos
para ofrecer cobertura inalámbrica.
Pero también deben estar situados,
montados, orientados y físicamente
protegidos debidamente para brindar
un rendimiento óptimo.
DISEÑO INALÁMBRICO
DE ALTA DENSIDAD
TSB-162-A Telecommunications
Cabling Guidelines for Wireless Access
Points de la Telecommunications
Industry Association (TIA) recomienda
ofrecer la colocación de al menos
un WAP dentro de cada celda de
60 X 60 pies del edificio. Esto se
aproxima bastante a la recomendación
de los principales fabricantes en cuanto
a densidad de WAP de uno por cada
3000 pies cuadrados. Sin embargo, las
escuelas tienen muchas instalaciones
con requisitos de densidad mucho más
alta como residencias universitarias,
aulas, auditorios y estadios. En estas
instalaciones, TIA-4966 Telecommunications Infrastructure for Educational
Buildings and Spaces recomienda una
densidad de WAP de un punto de
acceso por cada 25 ocupantes (Tabla 1).
Recuerde que los alumnos
comúnmente poseen tres o más
dispositivos móviles, por eso aun
cuando TIA-4966 se basa en la
ocupación de la instalación, el
diseñador de la red inalámbrica debe
contemplar cuántos dispositivos hay
realmente en el aula. El requisito de
colocación de WAP de alta densidad
requiere creatividad por parte del
diseñador e instalador de la red
inalámbrica para cablear y ocultar
los puntos de acceso.
ESTÉTICA DE LA
INSTALACIÓN
Muchos campus tienen edificios
históricos que requieren atención
especial a la instalación inalámbrica,
debido a la complejidad de la
construcción y el deseo de preservar
el carácter y el aspecto de los edificios.
FIGURA 1: Los principales fabricantes recomiendan montar el WAP en la orientación
horizontal dentro o cerca del cielo raso,, pero no encima de las losetas del cielo raso.
FIGURA 2: Los montajes de cielo raso disponibles
en el comercio para los WAP se instalan como las
luces empotradas y reducen al mínimo la intrusión
en todo tipo de cielo raso.
Aunque la ubicación ideal para la
instalación de WAP está en el cielo
raso, en muchos edificios históricos,
nuevos y remodelados, el arquitecto
no permite sujetar el WAP a la
cuadrícula del cielo raso por
motivos estéticos. Comúnmente, el
arquitecto pedirá al diseñador de la
red inalámbrica ocultar el WAP por
encima de un cielo raso suspendido.
Sin embargo, no se deben poner los
WAP por encima del cielo raso por
estos motivos:
u La cuadrícula y el cielo raso
suspendido degradan la señal
inalámbrica, además los ductos y
vigas también afectan la señal.
u Los WAP son más difíciles de
mantener y localizar cuando
están sobre el cielo raso. Esto es
particularmente perjudicial en
los entornos de atención médica.
u Si las paredes de la sala no se
extienden sobre el cielo raso
suspendido, las paredes bajo
el cielo raso atenúan la señal
inalámbrica , pero sobre el
cielo ras hay una vía directa
de WAP 1 a WAP 2 (Figura 1).
Debido a esta vía directa, si está
activo el Control de energía
de transmisión automático,
los WAP reducirán su energía
respectiva hasta niveles
inaceptablemente bajos
de energía en la sala.
El diseñador/instalador de la red
inalámbrica debe considerar medios
para ocultar o al menos disminuir al
mínimo el impacto visual de un WAP
manteniendo a la vez el rendimiento
inalámbrico. Pueden instalarse los
WAP en encapsulados de cielos rasos
suspendidos o montados en cielos
rasos empotrados o accesorios de
pared. Algunas de las soluciones de
montaje más nuevas se instalan como
luces empotradas (Figura 2), quedando
expuesta solo la cara de la antena del
WAP. Estos productos están diseñados
para ser mínimamente intrusivos,
facilitando a la vez el mantenimiento
y el cumplimiento con el código.
INSTALACIÓN
EN RESIDENCIAS
UNIVERSITARIAS
La mayoría de los campus tienen
Wi-Fi de alta densidad en sus
residencias universitarias, o están
en proceso de ofrecerla. Estas
instalaciones a menudo carecen de
cielos rasos suspendidos dentro de
los cuales puede montarse el WAP
y el espacio sobre el cielo raso a través
del cual puede tenderse el cableado
horizontal. Con el cielo raso duro y
la pared, el instalador comúnmente
se ve enfrentado al montaje de
superficie del WAP y a veces poner
canaleta de superficie hacia él. Los
fabricantes recomiendan montar el
WAP con una orientación horizontal,
como si se montara en el cielo raso,
para lograr la mejor cobertura de
antena (como se muestra en la Figura
1). En estos entornos abiertos, puede
montarse el WAP en la orientación
horizontal usando soportes en
ángulo recto disponibles en el
comercio diseñados específicamente
para este fin (Figura 3), o puede
asegurarse el WAP en una caja de
seguridad no metálica montada en
la superficie colocada sobre el cielo
raso o la pared (Figura 4). Aunque
el robo directo del WAP puede no ser
problema, debe protegerse el WAP
contra vandalismo, alteraciones
y traslados y desconexiones.
Muchos edificios nuevos y
remodelados tienen cielos rasos de
nube y toldos acústicos, estando
pintada de negro el área encima
de la nube o toldo. Los ductos,
Julio/agosto 2015
t
55
FIGURA 3: Soporte de pared en ángulo recto
para WAP.
portacables eléctricos y tuberías de
plomería y vigas del techo también
están pintados de negro, y casi
desaparecen tras los toldos. En
estas situaciones, debe montarse el
WAP bajo los ductos y vigas para
evitar que se degrade la señal. Pintar
el WAP para combinar bien con
el entorno anulará la garantía del
WAP. En cambio, puede cubrirse
el WAP con un revestimiento
decorativo de color que es pintable
y transparente para la señal
inalámbrica (Figura 5).
INSTALACIÓN EN
ESTADIOS
Y AUDITORIOS
FIGURA 4: Caja de seguridad para montaje
superficial no metálica para WAP.
FIGURA 5: WAP con cubierta decorativa
pintable y soporte de viga.
Es dificultoso crear un diseño de
red inalámbrica con docenas o tal
vez incluso cientos de puntos de
acceso, como en estadios. En algunos
casos, el diseño requiere colocar
WAP debajo de los asientos y sobre
soportes verticales, simplemente
porque no hay otro lugar para
montar un WAP. En estos casos,
debe protegerse el WAP mediante
tipo NEMA 4. NEMA 4 se refiere al
encapsulado diseñado para proteger
el equipo adentro contra la lluvia,
el hielo, los derrames de líquidos
y chorros de lavado.
Si la instalación es en exteriores,
el encapsulado NEMA 4 también
debe estar construido de un plástico
con resistencia UV para que no
resulte dañado por la luz solar con
el paso del tiempo. Los encapsulados
utilizados bajo los asientos (Figura 6)
deben tener cubiertas atornilladas
resistentes a las alteraciones y deben
ser lo más compactos que sea posible
para no competir con el espacio para
los pies del ocupante.
INSTALACIÓN EN
CENTROS DE SALUD
Y HOSPITALES
UNIVERSITARIOS
FIGURA 6: Encapsulado NEMA 4 compacto
diseñado para proteger los WAP en entornos
bajo el asiento.
56
u
TIC HOY
La instalación de la red
inalámbrica en centros de salud
y hospitales universitarios plantea
un conjunto singular de requisitos.
Los hospitales tienen mucho
cuidado para evitar que se
propaguen infecciones por esporas
de hongos y moho; partículas de
polvo que pueden portar bacterias
y virus; además de otros núcleos
presentes en el aire. El espacio
encima de un cielo raso (ya sea
usado o no como cámara para
manejar el aire) o en una pared se
reconoce como depósito de polvo
y esporas. Los hospitales toman
precauciones para evitar pasar la
barrera del cielo raso. En algunos
centros está prohibido montar los
WAP sobre un cielo raso suspendido
o sobre la cuadrícula del cielo raso
y perforar agujeros en el cielo raso
para el cable de datos.
Además, la Comisión conjunta
(la entidad que acredita a los centros
de atención médica) ha especificado
que los centros deben establecer
procedimientos de evaluación de
riesgo para controlar infecciones
(Infection Control Risk Assessment,
ICRA) destinados a mitigar la
propagación de enfermedades
y agentes infecciosos. Reconociendo
que el espacio sobre un cielo raso
suspendido puede acumular polvo
y generar esporas de moho, los
procedimientos de ICRA restringen
el acceso a estos espacios. Si se ha
de realizar trabajo sobre el cielo
raso suspendido y se deben levantar
o trasladar losetas del cielo raso,
será necesario obtener un permiso
y “encarpar” para aislar el área de
trabajo usando cubiertas de plástico,
o usar un encapsulado de presión de
aire negativo trasladable (negative
air-pressure enclosure, NAPE). En
área encarpada debe mantenerse
con una presión de aire negativa
y el aire filtrado mediante un filtro
de partículas de alta eficiencia (highefficiency particulate arrestance,
HEPA). Este proceso requiere tiempo
y puede perturbar el flujo de trabajo
en la cercanía. Lamentablemente,
este espacio arriba, o dentro, del
cielo raso suspendido donde se
ubican los WAP precisamente,
debido a la cobertura inalámbrica
preferida desde la ubicación en
el cielo raso. Del mismo modo,
el cableado de apoyo para la
red inalámbrica está ubicado
en este espacio sobre las losetas
del cielo raso.
El diseñador e instalador de la
red inalámbrica deben considerar
estas restricciones al planificar para
la instalación en el hospital. Los
encapsulados de WAP del cielo raso
suspendido listados por UL pueden ser
una solución, ya que están diseñados
para preservar la integridad de la
barrera del cielo raso y simplificar el
cumplimiento del procedimiento con
la ICRA. Si el WAP va montado en el
encapsulado del cielo raso, puede
accederse al mismo sin requerir un
permiso o desplegar un encapsulado
NAPE. Esto puede producir ahorro de
tiempo y costos además de servir para
proteger a los pacientes vulnerables.
CABLEADO PARA 802.11AC
TSB-162-A recomienda tender
cable categoría 6a a cada WAP,
y muchas escuelas deciden tender dos
cables categoría 6a a cada ubicación
para prever necesidades futuras de
ancho de banda adicional, energía
o dispositivos en cada ubicación.
¿Pero realmente necesitan los WAP
cableado de 10 gigabits por segundo
(Gb/s)? La nueva enmienda de IEEE
802.11ac ofrece avances en cuanto
a codificación, modulación y ancho
de banda bruto que, en teoría,
avanzarán los requisitos de ancho de
banda superando con creces 1 Gb/s
en la infraestructura cableada.
Uno de los grandes avances en
802.11ac es que especifica el uso de
la banda de 5-6 gigahertzios (GHz)
exclusivamente. Esto no significa
que los productos de 802.11ac no
admitirán productos de 2,4 GHz
existentes, sino que significa que, en
adelante, las redes Wi-Fi van a operar
más efectivamente en la banda de
5-6 GHz, y evitarán la banda atorada
de 2,4 GHz, que se comparte con
hornos de microondas y otras fuentes
de interferencia. La banda de 5-6 GHz
aporta más de 500 megahertzios (MHz)
de ancho de banda, permitiendo hasta
veinticinco canales de 20 MHz, doce
canales de 40 MHz, o seis canales de
80 MHz, además, por primera vez,
dos canales de 160 MHz. En el futuro
cercano, la Federal Communications
Commission puede liberar 240 MHz
adicionales de ancho de banda en esta
banda para usar con Wi-Fi.
Se están introduciendo productos
IEEE 802.11ac en dos oleadas de
silicio, llamadas Wave 1 y Wave
2. Los productos Wave 1 avanzan
modulación y codificación, además
explotan el ancho de banda adicional
de 5 GHz. Los productos Wave 2
van a introducir algo enteramente
nuevo: entrada múltiple salida
múltiple multiusuario (multi-user
multiple-input multiple output,
MU-MIMO). MU-MIMO permite
que el WAP transmita a varios
clientes simultáneamente. Usando
procesamiento avanzado de señal
y formación de haz, el WAP crea un
haz a cada cliente individual. De
hecho, el WAP puede crear un haz
a varios clientes al mismo tiempo en
el mismo canal de frecuencia. Como
siempre, los WAP pueden tener 25
o más dispositivos cliente conectados
de manera lógica al mismo tiempo,
pero con los productos 802.11ac
Wave 2, el WAP ahora puede
conectar simultáneamente con
múltiples clientes. Se prevé que esta
transición a MU-MIMO en Wave 2
rinda un aumento de hasta un 33
% en capacidad de datos sobre los
productos Wave 1.
Con estos avances, es más
importante que nunca evaluar
las especificaciones de WAP para
determinar el requisito de capacidad
de la infraestructura cableada. Las
velocidades de datos comúnmente
reportadas en las especificaciones de
WAP representan la productividad
de velocidad de datos en el aire (over
the air, OTA), fente al protocolo de
control de transmisión (transmission
control protocol, TCP) en el conector
Ethernet. La productividad de TCP
en el conector Ethernet (que es el
valor en el cual se interesa más el
profesional de cableado) es por lo
común 70 % de la velocidad de datos
OTA. Por eso si la hoja de datos de
WAP especifica 1300 megabits por
segundo (Mb/s) de velocidad de datos
en el radio de 5 GHz, entonces la
productividad de TCP es de 910 Mb/s.
Si está activo MU-MIMO (en productos
Wave 2), este valor será un 33 % más
alto, o 1210 Mb/s. Recuerde agregar
el radio 802.11n operando a 2,4
GHz, agregando otra productividad
de TCP de 120 Mb/s, para una
productividad total de TCP de
1330 Mb/s en el conector Ethernet.
La infraestructura de cable de 1 Gb/s
instalada actualmente puede ser
adecuada por el momento, pero en
vista de los avances en el ancho de
banda y las tecnologías disponibles,
debe planificarse nueva infraestructura
para cableado mayor de 1 Gb/s.
Dado que la infraestructura de
cableado debe estar diseñada para
durar 10 a 15 años, ¿cuál sería el
requisito previsto para cablear los
WAP desde 2015 hasta 2025? Una
estrategia es observar las velocidades
de datos de las tecnologías previas
y cómo avanzaron éstas a lo largo de
las dos décadas pasadas. La Figura 7
muestra la velocidad de datos OTA
y la productividad TCP en función de
la tecnología y del plazo aproximado
(año) de la adopción generalizada. Este
gráfico es aproximado, pero se puede
ver que en 2015, se ha traspasado el
umbral de 1 Gb/s, y con la adopción
generalizada de 802.11ac Wave 2 en
los próximos años, la productividad
de TCP superará 1 Gb/s. Aquí se utiliza
la enmienda de IEEE 802.11ad para
pronosticar la productividad TCP en
2025 (aunque estos productos están
disponibles actualmente) a 5 Gb/s,
pero esto se halla probablemente en
Julio/agosto 2015
t
57
velocidad de datos (Mb/s)
TECNOLOGÍA Y AÑO
FIGURA 7: La velocidad de datos inalámbricos frente a tecnología y año aproximado de la adopción generalizada.
MATERIAL
900 MHz (Celular)
2,4 GHz (Wi-Fi)
5-6 GHz (Wi-Fi)
Vidrio normal........................ < 1 dB............................... 0,5 - 3 dB..................................... 2 - 6 dB
Loseta de cielo raso (5/8 pulg).. < 1 dB............................... 0,1 – 2 dB.................................. 0,2 - 3 dB
Lámina de panel de yeso (1/2 pulg). 1 - 3 dB.......................... 0,5 - 4 dB...................................... 1 - 5 dB
Madera contrachapada/puerta.
1 - 3 dB............................1,6 - 4 dB...................................... 2 - 7 dB
Pared de ladrillo................... ≥ 5 dB............................... 5 - 18 dB.................................. 15 – 30 dB
Pared de bloques.................. ≥ 7 dB............................... 7 - 18 dB ...................................10 - 30 dB
Concreto reforzado............... ≥ 15 dB................................ ≥ 15 dB....................................... ≥ 20 dB
Vidrio de baja emisividad..... ≥ 13 dB................................ ≥ 13 dB....................................... ≥ 20 dB
TABLA 2: Pérdida inalámbrica a través de los materiales típicos en dB.
el lado bajo. En vista de los factores
mencionados más arriba, es posible
que la infraestructura de cableado
pase el umbral de 10 Gb/s en menos
de 10 años, y tal vez cinco años.
INSPECCIÓN DE LA
SEDE INALÁMBRICA
Y CABLEADO PARA
LA RED INALÁMBRICA
Es esencial efectuar una
inspección de la sede inalámbrica
para la LAN inalámbrica
indispensable. La Tabla 2, la cual se
basa en los resultados de un gran
58
u
TIC HOY
número de inspecciones de sedes y
cifras teóricas, muestra que puede
ser bastante variable la pérdida a
través de materiales comunes de
construcción. La pérdida inalámbrica
a través del material de construcción
depende del espesor del material y su
composición, la señal de frecuencia
inalámbrica y el ángulo en el cual
pasa la señal a través del material. La
tabla da una idea de la variabilidad
en la pérdida por material de
construcción y muestra lo difícil que
es estimar la cobertura de un WAP.
Nótese que la pérdida, en decibelios
(dB) se da en una escala logarítmica.
Una pérdida de 3 dB es una pérdida
del 50 % de la energía; una pérdida
de 10 dB es una pérdida del 90 % de
la energía; una pérdida de 20 dB es
una pérdida del 99 % de la energía.
La mayoría de las escuelas están
usando la banda de 5 GHz en la
máxima medida posible, debido
al ancho de banda mucho mayor
disponible en la banda de 5 GHz
frente a la banda de 2,4 GHz.
En teoría, la atenuación a 5 GHz
debe ser similar a 2,4 GHz, pero en la
práctica, algunos materiales atenúan
la señal de 5 GHz mucho más
que 2,4 GHz, por eso la cobertura
inalámbrica no es tan grande a
5 GHz como lo es a 2,4 GHz. No
obstante, un diseñador conocedor
utilizará la mayor atenuación 5 GHz
como ventaja para diseñar redes
Wi-Fi de alta densidad y alto ancho
de banda.
CONCLUSIÓN
Se ha establecido bien la ventaja
de desplegar redes inalámbricas de
alta densidad y alta confiabilidad. Los
requisitos para instalar y asegurar los
WAP de manera estética que cumpla
con el código presentará dificultades
al diseñador y al instalador. El equipo
de diseño de redes inalámbricas debe
ser persistente en exigir el presupuesto
para diseñar, instalar y cablear
debidamente la infraestructura para
la red indispensable del futuro. No
subestime la capacidad de los alumnos
del campus, los docentes y el personal
para superar todas las proyecciones
razonables en cuanto a demanda
inalámbrica en el futuro. t
BIOGRAFÍA DEL AUTOR: Scott Thompson
es presidente y fundador de Oberon, Inc. Desde
1999, ha dirigido el desarrollo de productos para
instalación e infraestructura inalámbricas en
Oberon. Thompson tiene licenciatura y maestría
en ingeniería eléctrica, siendo además miembro
de BICSI e integrante sénior de IEEE. Se le puede
contactar en [email protected].
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