Racks en videovigilancia

En esta nota conoceremos más en detalle los racks en especial orientados proyectos de videovigilancia en red teniendo en cuenta: 

• Cuál es la función de los racks 
• Unidades de rack RU
• Características y tipos de racks
• Accesorios más comunes
• Disposición de cableado y equipos
• Ventilación y refrigeración 
• Aspectos de seguridad 

Cuál es la función de los racks 

Los racks son elementos ampliamente usados en el mundo de TI y también hacen parte importante en los sistemas de videovigilancia tanto en proyectos con sistemas analógicos como video en red o la combinacion de ambos. 

Permiten agrupar o concentrar el cableado de las señales de video en un solo punto o en varios dependiendo del diseño y tamaño del proyecto. También están diseñados para albergar y concentrar los equipos activos como: sistemas de grabación, servidores, switches de red, enrutadores, equipos terminales de datos, incluso, fuentes de energía de respaldo, como UPS’s y bancos de baterías. 

Teniendo en cuenta lo anterior es muy importante que se conozcan los diferentes tipos de rack que aplican para los proyectos de seguridad y como se especifican. 

Unidades de rack RU

La unidad de rack o RU como se conoce normalmente es la unidad de medida que se ha estandarizado para definir el tamaño del rack en términos del espaciamiento entre los orificios dispuestos verticalmente en los bastidores internos del rack y cuya medida es 1,75”/44,5 mm de alto por 19"/482,6 mm de ancho. 

De este modo los fabricantes de racks especifican sus modelos y productos con base en esta unidad y en muchos sólo la identifican como “U”. 

Fuente: questinter.com

Así como los racks se especifican en RU, los equipos que se diseñan para instalarse en racks también se especifican comúnmente en RU y se puede encontrar esta información en las hojas de datos de los equipos, como ejemplo, en un NVR podemos encontrar:

Por consiguiente es muy importante determinar el tamaño del rack según el número de equipos que deberá contener, más consideraciones relacionadas con  ventilación y espacio para los elementos de organización de cableado como lo veremos más adelante. 

Características y tipos de racks

Básicamente los racks se pueden clasificar en dos grupos de acuerdo a su estructura, en abiertos y cerrados. Cada uno de estos grupos tiene subclasificaciones según sea su uso o propósito.

Rack abiertos 

Los racks abiertos de marco expuesto son más livianos por tener menos estructuras metálicas en su construcción, por consiguiente pueden ser más económicos; una gran ventaja que estos racks tienen es que son más fáciles de manipular y de esta manera es más fácil el acceso a los equipos que en estos se instalan, además, resulta más fácil la disposición de cableado. Al no tener puertas tienen otra ventaja relevante dado que permiten el flujo de aire a todos los equipos y en todas las direcciones. 

Ha cuatro tipos de racks abiertos según la necesidad o aplicación:

• De piso con cuatro parales
• De piso con dos parales
• Aplicación horizontal en muro
• Aplicación vertical en muro

De piso con cuatro parales: Estos racks se utilizan normalmente para montar equipos más grandes, como servidores NVR/VMS, conmutadores y UPS grandes de instalación horizontal. Ocupan amplio espacio y requieren fijación firme sobre piso usualmente con chazos de tipo expansivo. 

De piso con dos parales: Se usan en sitios con espacio más reducido, con equipos que no sean muy pesados y no requieran sujeción en la parte posterior, como paneles de conexión de cables de datos, terminaciones de fibra o equipos menos profundos o livianos. Al igual que el caso anterior requieren fijación firme sobre piso. 

Aplicación horizontal en muro: Se utilizan normalmente para aplicaciones pequeñas o centros de cableado secundarios. Por lo general, están limitados a una carga máxima de 35 a 50 kilos y a una profundidad de 40 a 50 centímetros, por lo que no se recomienda la instalación de servidores grandes, conmutadores o equipos UPS en bastidores de montaje en pared.

Aplicación vertical en muro: Los racks verticales de montaje en pared se diferencian de los racks tradicionales en que el hardware cuelga de los rieles del rack, lo que permite montar en la pared switches más grandes y posiblemente servidores pequeños en un espacio más compacto. Son usados en armarios o gabinetes con muy poca profundidad y en centros de cableado secundarios. 

Rack cerrados 

Los racks cerrados tienen una ventaja sobre los de tipo abierto y es que brindan una mayor seguridad física a los equipos y conexiones de red en equipos de grabación como NVR’s, sistemas instalados en servidores y equipos de red como switches. 

Según el modelo y los accesorios que se soliciten al fabricante se podrá materne la unidad ventilada y por la estructura cerrada, habrá un control en entrada y salida de aire para estabilizar los rangos de temperatura que puedan generar los equipos activos que contenga. 

Similar al caso de los racks abiertos, los cerrados también se fabrican en varios tipos abierto, los gabinetes vienen en varias formas diferentes:

• De piso con puertas laterales
• De pared con puerta sencilla
• De pared con puerta doble
• De pared aplicación vertical

Rack de piso con puertas laterales: Los gabinetes de piso de cuatro compuertas laterales son bastante usados en proyectos de videovigilancia por la seguridad que ofrecen comparados con los abiertos. Las tapas o puertas abatibles según el modelo o fabricante pueden incorporar chapas con llave que aportan a la seguridad del cableado, conexiones y equipos. Del mismo modo pueden tener la capacidad de ventilación generando un flujo de afuera hacia adentro del gabinete.

Rack de montaje en pared de con una sola puerta: Son bastante prácticos para alojar equipos en puntos de cableado satélites o distribuidos, con un requerimiento de seguridad aceptable y en donde hay pocos equipos de red de no más de 24 puertos y a los sumo un NVR, paneles de conexión, y UPS pequeña. 

En el uso de estos racks es importante tener en cuenta que no hay forma de acceder a la parte posterior de ningún hardware o panel de conexión. Por lo que de ser algo mandatorio o crítico para labores de mantenimiento o revisión es mejor optar por la opción de doble puerta.  

Los racks de montaje en pared con doble puerta: Suelen ser más grandes que los modelos con una sola puerta, pero ofrecen acceso a la parte posterior del equipo en el rack sin tener que removerlo de la pared. Esto hace que la terminación de los paneles de conexión o el intercambio de hardware sea mucho más fácil de hacer.

Rack de montaje en pared vertical: Son una versión cerrada del bastidor abierto de montaje vertical, que también permite montar en la pared servidores y conmutadores más grandes en un espacio más compacto de 25 cm a 40 cm en promedio y proporciona la seguridad de un gabinete con cerradura. Están clasificados para un peso máximo de 70 kilos en promedio.

Orificios de montaje 

Algunos bastidores tienen orificios roscados para montar equipos, mientras que otros usan orificios cuadrados que aceptan una tuerca encapsulada o también llamadas tuercas enjauladas. 

Tuerca enjaulada con tornillo

Los rieles de montaje generalmente están diseñados para uno u otro estilo, pero no para ambos estilos. Esto es importante porque generalmente los racks no incluyen los tornillos o tuercas para la fijación de equipos. 

Accesorios más comunes

Además de los equipos típicos, como switches de red, sistemas de grabación, servidores y paneles de conexión o patch panel, existen varios accesorios de rack que son comunes en aplicaciones de videovigilancia 

Conmutadores KVM

Muchas instalaciones de bastidor pueden tener varios servidores y equipos dentro del mismo rack o grupo de racks. En lugar de múltiples monitores, teclados y mouse para control y visualización en cada servidor, un conmutador KVM (teclado/video/mouse) permite el control de múltiples sistemas desde una configuración de control. 

Consola KVM integrada (Monitor, teclado, mouse) para montaje en rack. Fuente: StarTech.com

Conexiones de un  KVM integrado para montaje en rack. Fuente: StarTech.com

La forma más común es un estante deslizable con monitor plegable, pero también puede ser un interruptor independiente con monitor, mouse y teclado, separados.

Bandeja para rack 

Las bandejas para rack pueden ser ventiladas (con ranuras) o lisas y también varían en la profundidad según el requerimiento, se usan para soportar equipos pequeños que no tienen modo de anclaje sobre el bastidor, como grabadores pequeños, CPU de escritorio, equipos terminales de datos. 

Bandeja para rack ventilada

Cajones para rack

Los cajones de rack se utilizan comúnmente para almacenar cables, manuales, discos u otros materiales que se pueden necesitar con frecuencia. Los cajones van desde 1U-4U, típicamente, y hasta 45 cm de profundidad.

Cajón para rack. Fuente: StarTech.com

Iluminación especial 

En muchos casos los cuartos de racks son pequeños y la altura del rack impide una buena iluminación para trabajar en él. Estos kits de iluminación resultan ser un accesorio práctico en este tipo de casos y especialmente útil para dar servicio a la parte trasera de los gabinetes cerrados.

Lámparas para soporte de iluminación en rack

Disposición de cableado y equipos

No hay un estándar definido sobre el orden de cómo deben ir dispuestos los equipos en el rack, sin embargo una buena práctica dejar los espacios adecuados para el cableado en las posiciones intermedias entre los equipos de red y/o sistemas de almacenamiento de modo que no haya una distancia larga entre los punto de llegada de los cables y los equipos activos. 

Cableado horizontal de datos. Fuente: soportelan.com

Aplicación de rack para videovigilancia de pared, abierto. Fuente: cctvsg.net

Algunas pautas generales a tener en cuenta:

• Las UPS suelen ser el hardware más pesado por lo que deben ubicarse en la parte inferior del rack para mayor estabilidad.
• Los paneles de conexión de fibra y otras conexiones de cables troncales suelen estar ubicados en la parte superior del bastidor, ya que se accede a ellos con mucha menos frecuencia que a los switch de red y al cableado de estaciones/dispositivos.
• Si se utiliza un KVM/monitor, debe colocarse a la altura de trabajo, generalmente de 90 cm a 110 cm para que no quede demasiado alto o bajo para usarlo cómodamente.

En la zona media de rack pueden haber más variaciones dependiendo de los equipos activos y la cantidad de cable horizontal que se tenga, en este punto intercalar equipo activo y cableado es una buena alternativa. De esta manera resulta más obvio que cables llevan señal a un determinado equipo y hacer las conexiones será más fácil. 

Cableado dentro del rack

La organización del cableado dentro del rack es una tarea relevante. Es donde se realizan la mayoría de los cambios, solución de problemas y adiciones. El correcto cableado y el etiquetado son claves para una buena gestión técnica del sistema. 

Existen dos enfoques comunes para el manejo del cableado dentro de los racks, las conexiones del cableado que llegan al rack y se conectan al panel de conexión y el cableado de estos elementos a los equipos activos.

• Bloque de cableado a los paneles de conexión: En este enfoque, en una parte del rack se ubican los paneles de conexión en bloque, uno al lado del otro, y en la otra parte del rack los equipos activos como los switches de red; se utilizan cables de conexión más largos para conectar los paneles de conexión a los suiches. Este enfoque facilita la adición de futuros paneles de conexión o suiches, pero los cables deben ser más largos y se puede presentar alguna dificultad en el seguimiento de los mismos.

• Paneles de conexión alternados con switches de red o equipos activos: En este enfoque, los paneles de conexión y los conmutadores se agrupan y se utilizan cables de conexión más cortos para conectarlos. Este método reduce la necesidad de organizadores de cables horizontales, ya que los tramos son cortos. 

Sin embargo, es menos flexible porque es posible que los puertos del switch de red que estén libres no queden ubicados o correspondan con el panel de conexiones adyacente debido a que el cable nuevo se agrega después de la instalación inicial.

Ventilación y refrigeración 

El sistema de ventilación, en especial cuando se trata de múltiples racks como en un data center, es clave para el buen desempeño de los equipos y estabilidad del sistema.

Como lo anotamos anteriormente los racks abiertos no brindan ninguna forma de contener y dirigir el aire caliente que emana de los equipos activos lejos del aire de entrada de la fuente del enfriador, esencialmente el aire caliente re-circula de manera aleatoria en el sitio, por lo que es importante cuando se usan este tipo de racks que el cuarto técnico esté ventilado y con control de temperatura.

La ventilación de gabinetes cerrados de montaje en pared o piso puede estar más controlada y muchos incluyen orificios ciegos para ventiladores en la parte superior y/o inferior que permiten que el aire se ventile en espacios plenos o conductos de aire acondicionado (HVAC).

Refrigeración activa y pasiva 

Hay dos tipos de refrigeración utilizados en entornos con instalaciones de rack:

El enfriamiento pasivo: Significa que con solo el flujo de aire natural que expulsan los equipos activos como de los servidores y switches de red y el flujo de aire frío dentro del recinto sea suficiente para mantener estables los rangos de temperatura de los equipos.

El enfriamiento activo: Significa usar un ventilador o sistemas de refrigeración para eliminar el aire caliente del área del rack, lo que permite que la entrada de aire frío se realice de manera más eficiente y mantenga el equipo más fresco.

El enfriamiento pasivo es más común en armarios de datos pequeños o entornos que no son centros de datos, que contienen algunos switches y grabadores de video que, por lo general, no producen un calor extremo. 

El aire acondicionado (HVAC) ya sea dedicado o del edificio alimenta con aire frío el cuarto técnico en donde se encuentra el o los racks y tiene como objetivo mantener fresco todo el recinto. Este es un método que puede ser ineficiente pero de baja inversión de capital para mantener el equipo de red fresco y en funcionamiento. En estos escenarios los racks también pueden incorporar unidades pequeñas de ventilación en cada rack para ayudar a la ventilación de los equipos en la parte interna del rack. 

Unidad de ventilación para rack. Fuente: Tupavco Equipment

Un método de enfriamiento activo implica la recirculación de aire frío y caliente por la acción de una máquina de aire acondicionado que dirige el aire frío desde abajo, haciendo que el aire caliente sea succionado por la parte superior del recinto por medio de ductos de aire. Esto requiere una unidad de refrigeración dedicada y un sistema de piso elevado. 

Esquema de refrigeración activa. Fuente: etherpower.net

Aspectos de seguridad 

Los racks a menudo se aseguran con pequeñas cerraduras de cilindro y/o manijas giratorias que se usan para desbloquear con llaves simples. Además, muchos bastidores tienen paneles laterales removibles o puertas traseras que se aseguran con cerraduras de cilindro.

Chapa tipo cilindro. Fuente: compratecno.cl

Así, el nivel de seguridad en los racks no es muy alto, sin embargo existen soluciones que pueden incrementar el nivel de seguridad en estos elementos tales como:

• Cerraduras con control de acceso 
• Apoyo con cámaras de seguridad 
• Alarma con señales de tamper en caso de abrir las puertas del rack sin desactivar la alarma 

Los sistemas de control de acceso electrónico pueden integrar elementos de control para gabinetes o racks con cerraduras de manija giratoria electrificada y cerraduras magnéticas cilíndricas que reemplazan la original del rack  Algunas chapas para racks tienen lectores de tarjetas Wiegand integrados directamente en la unidad de bloqueo.

Borer Chapa de Seguridad para Rack o Gabinete. Fuente: cpvmicro.com

Las cámaras de seguridad son un buen complemento para la seguridad de los racks en especial para tener cubrimiento de la manipulación de los equipos que tiene instalados, es importante anotar que los racks, en especial los que están enfocados en seguridad, por lo sensible de la información no deben estar dentro de las centrales de monitoreo, de modo que estos puedan manipularse fácilmente incluso por personal ajeno al de seguridad.

Fuente: Axis.com

Conclusión

Los racks y los equipos que se instalan dentro de ellos pueden ser considerados el punto central o crítico del funcionamiento del sistema, no solo por el tipo de equipos que contienen, también por la información que se concentra en estos puntos. Son múltiples las consideraciones de diseño y de instalación a tener en cuenta, con la ventaja de que para cada tipo de proyecto la industria nos ofrece una solución a la medida. Según estas recomendaciones, conocer sobre ello generará criterio adecuado para la correcta selección de estos importantes elementos y así conservar la vida útil de los equipos y del sistema en general.