Gestión de Cables en Rack de Servidor

No es hasta que suena la alerta de temperatura que te das cuenta de que tienes un problema de gestión de cables en un rack. De lo contrario, la red descontrolada de cables que ha estado ahogando el flujo de aire alrededor de tus servidores durante semanas habría pasado desapercibida y convertido un trabajo de 20 minutos en un ejercicio de medio día solo para ordenar los cables. Este documento describe la gama de opciones disponibles, sus ventajas y desventajas, las leyes y regulaciones aplicables y, por último, cómo implementarlas en un gabinete de 42 U.

Hay dos dispositivos de organización de cables verticales ubicados a los lados del rack. También hay un gestor horizontal, que podría ser de 1U o 2U, entre los paneles de parcheo. Las ataduras de Velcro permiten instalaciones utilizando configuraciones temporales, mientras que atar cables es solo una solución para una instalación permanente. La acumulación de cables podría crear un problema al aumentar la posibilidad de problemas de circulación de aire por 40%, y la temperatura del aire entrante podría aumentar en 10° C si el rack no está sellado correctamente. De cualquier manera, los cables de datos deben tener una distancia de al menos 3 in (76 mm) de los cables de alimentación o 6 in (152 mm) cuando se suministra una mayor potencia de CA.

Por qué este es un problema de ingeniería, no de limpieza

Tres figuras hacen un argumento más fuerte que cualquier declaración hecha sobre la apariencia.

• Flujo de aire. Los hallazgos de estudios de flujo de aire y auditorías de centros de datos indican que los paquetes de cables, que obstruyen los paneles de rack perforados o interrumpen el flujo de aire entre racks, disminuyen el flujo de aire entre un 20 y un 40%, dependiendo del tamaño del paquete, la forma en que se enruta y la ocupación del rack. Un gestor horizontal de 2U con un lío de cables es esencialmente una placa de cobre.
• Temperatura de entrada. Los hallazgos en las directrices de ASHRAE TC 9.9 muestran que los racks no sellados pueden causar un aumento en la temperatura de entrada de los servidores de 5 a 10 grados Celsius. Cada grado de temperatura de entrada innecesaria significa energía desperdiciada.
• Tiempo de cambio. El costo de cambiar cosas como el enrutamiento de cables es un costo real que a menudo no se incluye en los cálculos. Cuando los cables se enrutan directamente a los racks, cambiar un servidor significa quitar todos los cables hacia y desde el servidor para que puedan ser reemplazados. Con una gestión adecuada de cables, reemplazar un servidor se puede hacer en una fracción del tiempo.

Lo que se ha descrito anteriormente no tiene nada que ver con la apariencia, sino todo que ver con el flujo de aire, las temperaturas y la mano de obra.

Las opciones, lado a lado

Más personas se sorprenden de cuántos productos existen en esta categoría. La tabla a continuación compara los productos más populares según cómo los diversos criterios influyen en una decisión apropiada.

Opción	Mejor para	Debilidad	Reutilizable
Bridas de nylon	Ejecuciones permanentes y estáticas detrás de los rieles	No se puede ajustar; el exceso de tensión daña el cable	No
Bridas de gancho y bucle (Velcro)	Cualquier ejecución que se cambiará	Costo unitario más alto; más voluminoso en paquetes densos	Sí
Bridas de acero inoxidable	Alta temperatura, UV, vibración, permanente	Costoso; bordes afilados; necesita una herramienta de tensión	No
Bridas montables / de tornillo	Fijar paquetes a una superficie en lugar de entre sí	Necesita un agujero de montaje o base adhesiva	No
Bridas magnéticas	Sostenimiento temporal de cables en un rack o panel de acero	Fuerza de sujeción débil; solo estantes de acero	Sí
Barras de encintado y anillas en D	Recorridos horizontales en la cara del panel	Requiere bridas para asegurar realmente el cable	Sí
Gestores horizontales de 1U / 2U	Entre paneles de parcheo, enrutamiento en la parte frontal del rack	Consume unidades de rack; puede obstruir si se sobrecarga	Sí
Gestores de cables verticales	Enrutamiento lateral de altura completa, lado caliente y frío	Consume ancho; se necesitan gestores profundos para fibra	Sí
Bandejas de cables / estantes de escalera	Recorridos inter-rack sobre cabeza o bajo suelo	Costo de capital e instalación; se necesita planificación de capacidad	Sí
Envoltura espiral / tubo dividido	Protegiendo un solo cable o pequeño paquete en tránsito	Atrapa calor; oculta daños; difícil de volver a entrar	Parcialmente
Canal y grommets de cepillo	Sellando aberturas en el techo y el suelo del gabinete	Pasivo; no organiza nada por sí mismo	Sí

Bridas para cables: el producto correcto, en el lugar correcto

Las bridas para cables son el tipo de sujeción más barato en el rack y quizás el más maltratado. Si se hace correctamente, su uso representa la solución adecuada para recorridos terminales detrás del rack, de los cuales nada se moverá. Si se realiza incorrectamente, el uso de bridas para cables puede ser la causa de que un cable falle en las pruebas de certificación.

Hay tres decisiones a considerar. Primero, ¿qué material usar? El nylon 6/6 es el estándar, mientras que las bridas de acero inoxidable se utilizan cuando hay riesgo de que el nylon se dañe debido a la temperatura, radiación UV o vibración. En segundo lugar, está la cuestión de la resistencia a la tracción. Las bridas mini y estándar pueden manejar de 18 a 50 lb, las bridas intermedias — de 50 a 75 lb, y las bridas de alta resistencia pueden soportar hasta y más de 175 lb. Cat6A, por ejemplo, no requiere una brida de alta resistencia capaz de soportar 175 lb de peso. Por último, está la tensión. La tensión es lo que resulta en las consecuencias más graves. Cuando la tensión se vuelve demasiado alta, esto lleva a la deformación de la geometría de par trenzado dentro del cable de par trenzado y, por lo tanto, lleva a la disminución de los parámetros de diafonía alienígena en el extremo final — el tipo de medición para el cual Cat6A se prueba hasta 500 MHz.

Para que algo se instale en el área de manejo de aire, debe cumplir con los requisitos de plenum. Determinando qué son las bridas para cables clasificadas para plenum y dónde se aplica la clasificación. vale la pena hacerlo antes de que se coloque la primera atadura, porque es mucho más barato hacerlo bien en la etapa de diseño que quitarlo de un rack en funcionamiento. Al conectar un paquete a un sistema de rack en lugar de a otro cable, se trata del uso de una atadura montable con un tornillo o base adhesiva en lugar de pasarla a través de un panel perforado.

Gancho y bucle: El predeterminado para cualquier cosa que se mueva

Una regla que siempre se puede aplicar al cableado es que cualquier cosa que pueda ser cambiada debe asegurarse con gancho y bucle, en lugar de una atadura. Las correas de gancho y bucle permiten reutilización, ajuste y el fácil proceso de desconectar y volver a conectar, sin cortar nada.

La desventaja es el precio del producto y el volumen. Una correa de gancho y bucle es varias veces más cara que una atadura de nylon, y, en un paquete apretado, es posible medir el aumento en el grosor del paquete. No obstante, ninguno de estos debería preocuparnos en el rack, ya que el cableado en la parte frontal del rack necesita ser reemplazado cada vez que se instala un nuevo servidor. La gama completa de estilos — rollo continuo, correas pre-cortadas, correas de cincha y las versiones anchas para grandes paquetes — se describe en esta visión general de bridas de gancho y bucle.

Un método de separación efectivo que se puede adaptar en casi todos los racks es el uso de un gancho y bucle en todo lo que se puede tocar desde el frente y ataduras de cables a lo largo de la parte posterior del tronco que tiene un número fijo de cables en su lugar y que permanecerán intactos.

Caminos estructurados: Verticales, Horizontales y Aéreos

Los gestores realizan la tarea de enrutamiento que los cables no pueden realizar. Tres niveles de gestión son significativos.

Gestión Horizontal. Al utilizar gestores de 1U o 2U, la protección de los cables de parche en el panel de parche debe provenir del mantenimiento del radio de curvatura del cable de acuerdo con las especificaciones TIA-568.2-D. El radio de curvatura mínimo para cables de par trenzado debe ser igual a cuatro veces el diámetro del cable y a menudo se rompe en la cara del panel. Es mejor instalar gestores cada 1U a 2U de su panel en lugar de intentar cubrir todo el rack con solo un sistema de gestión.

Gestión Vertical. Al usar gestores de altura completa, debe conectar horizontalmente los cables de parche desde los racks hasta el techo, al suelo o a racks adyacentes. Puede usar gestores de estilo dedo o en forma de D, siendo la única diferencia el ancho del rack, siendo 100 mm el mínimo y 100 mm necesario. Aquí nuevamente, si planea usar cableado Cat8 o fibra OM5, tener un canal de 100 mm es bastante obligatorio.

Estantes de escalera y bandejas de cables. Se utilizan para el tráfico cruzado tanto por encima de los racks como por debajo de los pisos elevados. De acuerdo con las normas TIA-942-B, las bandejas de cables sobre el equipo no deben exceder el 50% de capacidad para que se pueda ahorrar el flujo de aire del plenum. Usar tales bandejas completamente cargadas con los cables es tan incorrecto como sobrecargar el gestor.

La fibra merece una mención debido a las siguientes razones. OM3 tiene un radio de macrobending de 7.5 mm, mientras que OM4 y OM5 se doblan aún más ajustadamente. Por lo tanto, si no mantiene el radio de la fibra en un valor prescrito, puede enfrentar la pérdida del presupuesto de enlace.

Separación de Potencia y Datos

Este es un caso donde las normas son claras, ya que la industria a veces no lo es. Cuando diferentes tipos de cables de potencia y comunicaciones se colocan en la misma canalización sin suficiente separación, producen interferencia electromagnética no deseada así como crosstalk ajeno que no puede ser rectificado posteriormente en el panel de parche.

Condición	Separación mínima	Fuente
Conductores de datos de cobre no apantallados vs conductores de potencia	3 pulg (76 mm)	ANSI/TIA-942-B; consistente con NEC 800.133(A)(2)
Donde están presentes conductores de potencia de CA por encima de 480 V	6 pulg (152 mm)	ANSI/TIA-942-B
Espacio de plenum, cable de comunicaciones	Se requiere listado de clasificación de plenum (CMP)	NEC 300.22(C) y Artículo 800
Bandeja de cables sobre filas de equipos activos	Llenado máximo de 50%	Recomendación ANSI/TIA-942-B
Radio de curvatura de par trenzado balanceado	4× diámetro del cable mínimo	TIA-568.2-D

La implementación práctica de una solución es simple: ejecutar potencia de un lado del gabinete y datos del otro, usar unidades de distribución de potencia (PDU) que tengan tomacorrientes en ambos racks para que ningún cable tenga que cruzar en el gabinete, y mantener los agregadores de cable verticales lo más separados posible. Si ocurre un cruce, asegúrese de que esto se haga en un ángulo recto en lugar de acompañar una carrera paralela a una distancia cercana.

Reglas de Agrupación que Protegen la Señal

La forma en que se manejan los cables es tan importante como su dirección de viaje. Podemos resumir las reglas básicas de agrupación a continuación.

• No permita que la relación de llenado supere 40%. Cuando se llena demasiado, se vuelve imposible extraer un cable del paquete sin afectar a los cables vecinos.
• No apriete la chaqueta exterior. Si hay alguna deformación, perdemos los beneficios que de otro modo obtendríamos de un emparejamiento adecuado de pares de cables. Si una brida deja la marca, está demasiado apretada.
• Siga el radio de curvatura de 4× para cobre a lo largo de todo el trayecto, en el camino hacia el gestor, en el panel y a lo largo de todo el trayecto.
• Elija el tamaño correcto para la brida; una brida larga crea un lazo que puede engancharse en algo; una brida que es corta causará una tensión indebida en el paquete. Igualar la brida al diámetro del paquete en lugar de a la costumbre es para lo que sirve la tabla de tamaños, y la asignación se establece en esta guía para tamaños de bridas y cómo elegir las dimensiones correctas.

Una construcción que funciona para un rack de 42U

En resumen, hemos cubierto la configuración típica que cumple con los requisitos de la mayoría de las aplicaciones y no se excede en los gastos.

• Dos gestores de cables verticales que ocupan toda la altura en los lados del gabinete deben incluir al menos 4 in (100 mm) de canal. Un lado del gabinete contendrá cables de datos, mientras que el otro – cables de alimentación.
• Un sistema de gestión de cables horizontal de 1U debe sostener el panel de parcheo o un sistema de 2U en el caso de una alta densidad de cables. El segmento debe incluir tiras de cepillo que permitan manejar los cables sin causarles daños.
• Las correas de sujeción deben colocarse frente a todo el panel de parcheo, mientras que todos los cables y conectores que se puedan alcanzar sin quitar el servidor deben asegurarse con bridas detrás de los rieles y apretarse a mano para que el aislamiento del cable esté ajustado pero no dañado.
• Las bridas montables deben instalarse en los lugares donde los cables deben fijarse al marco, mientras que los tallos deben fijarse con adhesivo o tornillos, permitiendo tanto el montaje de cables al marco como el montaje del cable.
• Selle cada unidad de rack vacía con una placa de cierre y coloque grommets de cepillo en las aberturas en la parte superior y en la parte inferior del gabinete.

El paso seis es el paso que la gente suele omitir pero que es el más barato de la lista de tareas. Es importante recordar que los paneles de cierre cuestan muy poco, mientras que las unidades de rack no selladas pueden llevar a temperaturas de entrada más altas.

Lo que cuesta

Los precios mencionados a continuación son estándar para bandas de 2026 en bienes de consumo y hardware para un solo rack. Los artículos de capital como bandejas y gestores de altura completa dependen del tamaño y la clasificación de carga.

Artículo	Precio típico	Notas
Bridas de nylon, paquete de 100, estándar	$3–$8	Tensión de 18–50 lb
Bridas de nylon, paquete de 100, de alta resistencia	$6–$15	Hasta 175 lb de tensión
Correas de gancho y bucle, paquete de 100	$15–$40	Reutilizables; el costo aumenta con el ancho
Bridas de acero inoxidable, paquete de 100	$20–$60	Alta temperatura y resistencia a UV
Bridas montables con base, paquete de 100	$10–$30	Montaje con tornillo o adhesivo
Gestor de cables horizontal 1U	$30–$90	Dedo o anillo en D
Gestor vertical de altura completa	$100–$400	Dependiente de la profundidad y el ancho
Paneles en blanco, 1U, paquete de 10	$20–$40	La solución de flujo de aire más barata disponible
Estante de escalera, por sección de 10 pies	$100–$300	Las versiones con clasificación sísmica cuestan más

La línea de consumibles es tan pequeña que al hacer una elección errónea, rara vez es por costo. Un conjunto completo de bridas y correas cuesta tanto como un solo servidor, lo que hace necesario tomar la decisión basada en la reutilización y el flujo de aire en lugar de una cuestión de precio por unidad. Para proyectos donde la especificación de la brida aparece en una lista de materiales en lugar de un carrito de compras, las opciones de volumen y material se establecen en el programa de fabricación de bridas de alta resistencia.

Instalación y Mantenimiento

La gestión adecuada de cables implica mantener los cables después de la instalación y no termina con el proceso de instalación.

• Inspección visual trimestral. Verificar cualquier daño físico, así como asegurarse de que no haya cables sin soporte o que la bandeja de cables no se haya congestionado y no haya caído de su lugar designado.
• Pruebas de rendimiento anuales. Confirmación de que los canales existentes aún cumplen con las especificaciones requeridas después de cualquier cambio en la estructura.
• Auditoría de etiquetas. ANSI/TIA-606-C establece que cada conexión, empalme y terminación debe tener un identificador único. La etiqueta que no corresponde con el registro es peor que no tener etiqueta en absoluto.
• Eliminar cables redundantes. Los cables de parcheo no utilizados y los sistemas terminados solo obstruyen el flujo de aire.
• Dejar 20–30% de espacio vacío adicional en las bandejas de cables para que no haya necesidad de renovación durante el próximo proyecto.

Preguntas Frecuentes

¿Son mejores las bridas o el Velcro para los racks de servidores?

En diferentes ubicaciones. El gancho y bucle es ideal para cualquier cosa que pueda sufrir cambios. Los cables de parcheo, cualquier cosa accesible desde el frente, o cualquier paquete de cables en un dispositivo de reemplazo funcionarán. Las bridas de nylon demuestran ser más adecuadas para conexiones detrás del riel donde no se esperan cambios en los cables, ya que ahorran dinero y espacio. Si se usan bridas en todas partes, el resultado será el corte de cualquier cable en el futuro. Al mismo tiempo, usar gancho y bucle en todas partes llevará a gastos excesivos y un bulto de cables no tocados.

¿Se pueden usar bridas de cable normales en un espacio de plenum?

La condición se aplica solo si la brida tiene clasificación para plenum. De acuerdo con las reglas NEC 300.22(C) y el Artículo 800, el cableado en ubicaciones de manejo de aire debe cumplir con el requisito. Cabe señalar que esto incluye no solo el cable, sino todas las partes del ensamblaje. Una brida de nylon común no puede considerarse una buena opción para tales áreas, y se requiere una que sea resistente al fuego y adecuada para aplicaciones de plenum. Siempre verifique la lista, no el material utilizado para la construcción de la brida.

¿Qué tan apretada debe estar una brida en el cable de red?

Es necesario crear suficiente tensión en la brida para permitir que los cables se mantengan juntos, pero tampoco demasiado para no comprimir la funda, ya que si se observan indentaciones en la brida significa que está siendo tensada en exceso, lo que en el caso de Cat6A puede afectar el nivel de diafonía alienígena. Al atar cables, simplemente átelo a mano hasta que el paquete esté firme, y asegúrese de usar siempre la brida más pequeña posible para que no tenga que aplicar presión innecesaria.

¿Qué tan separadas deben estar las cables de alimentación y datos en un rack?

De acuerdo con ACTI/TIA-942-B y el cumplimiento de las regulaciones NEC 800.133(A), la distancia entre el cable de datos de cobre no apantallado y los cables de alimentación debe ser de al menos 3 pulgadas (76 mm) y 6 pulgadas (152 mm) si el voltaje de los cables de alimentación de CA supera los 480 V. La mejor manera de cumplir con las regulaciones descritas es evitar medir por completo. Se debe dedicar una gestión de cables vertical separada para datos y otra para alimentación, y sería lógico utilizar PDUs que puedan mover los cables de alimentación de un lado a otro en el recinto.

¿Realmente importan los paneles de cierre?

De hecho, las unidades de rack no selladas son la mejora más rentable para el flujo de aire. Usar unidades de rack no selladas crea una situación donde el aire de escape puede regresar al aire entrante. Las pautas de ASHRAE TC 9.9 indican que el uso de unidades de rack selladas eleva la temperatura de entrada entre 5° y 10 °C. Los paneles de cierre cuestan menos de unos pocos dólares, solo tardan segundos en instalarse y resuelven el mismo problema para el cual a menudo se utiliza una gestión de cables sofisticada.

Referencias

• Comité Técnico ASHRAE 9.9 — Instalaciones Críticas, Centros de Datos, Espacios Tecnológicos y Equipos Electrónicos
• ASHRAE — Serie Datacom, pautas térmicas para entornos de procesamiento de datos
• NFPA — Código Eléctrico Nacional NFPA 70 (Artículo 300.22, Artículo 800)
• Asociación de la Industria de Telecomunicaciones — estándares ANSI/TIA-942 y ANSI/TIA-568
• BICSI — estándares de diseño de tecnología de información y comunicaciones
• Panduit — referencia de infraestructura física y gestión de cables
• Chatsworth Products — guía de diseño de caminos de cable para racks y gabinetes

Conclusión

Gestionar los cables en los racks de servidores es importante para mantener el equipo fresco y seguro. Tener muchos cables alrededor obstaculiza el flujo de aire adecuado a través de las costillas del servidor. Además, perder un cable de parche le costará 20 minutos de un trabajo irrecuperable al cambiar el servidor.

Hay tres aspectos a los que prestar atención. Asegúrese siempre de que los datos aparentes estén separados de la energía para evitar la molestia de medir nuevamente las 3 pulgadas de espacio libre. Se puede hacer con gestores verticales en dos lados y PDUs dobles. Además, use velcro para fijar los cables en el lado frontal y bridas — en la parte trasera.

Colocar los cables de manera suelta, pero sin comprimirlos demasiado, también le ahorra algo de frustración por la diafonía.