Automation

Dimensionamiento de rack 19"

Un rack 19" se dimensiona en unidades de rack (U), y la cuenta rara vez es la suma de los equipos. Cada switch arrastra un organizador de cables y un patch panel, cada ODF un organizador de reserva de fibras, y el rack todavía necesita interruptores, regletas y espacio para crecer. Esta página muestra cómo cerrar esa cuenta y elegir la altura correcta en la serie comercial.

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Cuándo usar

Al especificar el rack de un tablero de red o de una sala técnica, al armar la lista de materiales de un proyecto de infraestructura de automatización, al verificar si un rack existente admite una expansión y al dibujar la elevación frontal para el documento de proyecto.

Por qué la cuenta de U casi nunca cierra la primera vez

Quien dimensiona un rack por la lista de equipos suele llegar a un número demasiado pequeño. Los equipos activos — switches, conversores, servidores, grabadores — ocupan una fracción del rack. El resto es infraestructura que no aparece en la lista de compras de TI: organizadores de cables, patch panels, organizadores de fibra, regletas y el panel de interruptores. En el ejemplo de esta página esa parte es de 14 de las 35U ocupadas — 40 %.

En un proyecto de automatización, los switches de este rack son el backbone Ethernet de la red de planta. Las redes de campo que salen de él se dimensionan aparte: la red Ethernet-APL hasta los instrumentos, y los segmentos PROFIBUS DP, DeviceNet o ControlNet, cuyos acopladores y gateways también pueden ocupar espacio en el rack.

Los bloques que no se separan

Un switch nunca va solo al rack. Debajo va 1U de organizador de cables horizontal, y debajo del organizador el patch panel donde terminan los cables horizontales. El espacio del organizador no es desperdicio: es lo que permite doblar los cordones de maniobra del puerto del switch al puerto del patch panel sin forzar el radio de curvatura. Con el patch panel pegado al switch, la maniobra se hace con los cordones doblados junto a los puertos, forzando el cable justo en el conector.

El ODF sigue la misma lógica. La fibra que llega de afuera se empalma o se conecta en el ODF, y la reserva — que tiene que existir, para permitir un nuevo empalme en el futuro — queda en un organizador de 1U justo debajo. Un chasis de ODF modular, con varios módulos de 12 fibras, recibe el mismo organizador.

Energía: tomas, regletas e interruptores

Cada equipo eléctrico necesita una toma. La cuenta prudente agrega una reserva — aquí, 20 % redondeado hacia arriba — porque el próximo equipo siempre llega antes que el próximo proyecto. Las regletas van en el medio del rack, donde los cables de alimentación de los equipos de arriba y de abajo quedan cortos. El panel de interruptores en riel DIN ocupa la parte superior; el circuito que lo alimenta sale de un tablero de distribución, dimensionado en el dimensionamiento de tablero de distribución. Cuando el rack tiene que atravesar un corte de energía, el respaldo detrás de las regletas es un banco de baterías dimensionado para la autonomía exigida, y el alimentador del rack entra en la lista de cables del proyecto.

Pesados abajo

Servidores y NVR son los ítems más pesados y más profundos. Van a la base del rack, el de 4U primero. El motivo es mecánico: con el centro de gravedad bajo, extraer un servidor sobre sus rieles no vuelca el rack.

La serie comercial manda en la altura

La altura necesaria es la suma de las U ocupadas con la reserva de expansión. Pero el rack que se compra es el primero de la serie comercial igual o por encima de ella. En la línea Enterprise de Furukawa los escalones son 6, 9 y 12U en racks de pared, 22 y 42U en racks de piso cerrados y 36 y 45U en racks abiertos. Los escalones son grandes: quien necesita 14U compra 22U, y la diferencia también es espacio de expansión.

Lo que esta herramienta no evalúa

La herramienta trabaja por clase de equipo — switch de 24 puertos, servidor 2U — y no por modelo. Por eso no evalúa profundidad, consumo de potencia, corriente de las regletas, carga térmica ni peso. Esos ítems dependen del modelo comprado y deben verificarse en la especificación: el estándar 19” fija el ancho y la altura de la U, pero un servidor de 750 mm de profundidad no entra en un rack de pared de 450 mm.

Fórmulas y fundamentos

U ocupadas U_ocup = Σ U_equipos + Σ U_accesorios por regla + U_interruptores + n_regletas

Accesorios por regla son el organizador horizontal y el patch panel de cada switch y el organizador de reserva de fibras de cada ODF. El panel de interruptores ocupa 3U arriba y cada regleta ocupa 1U.

Reserva de expansión U_res = valor en U | U_res = ⌈U_ocup × p / 100⌉

La reserva es decisión de proyecto, no requisito de norma. Declarada en U es fija; en porcentaje se redondea hacia arriba y crece junto con el rack.

Altura del rack U_nec = U_ocup + U_res | H = min { H ∈ serie | H ≥ U_nec }

La altura necesaria siempre se redondea hacia arriba dentro de la serie comercial. En la línea Enterprise de Furukawa la serie es 6, 9, 12, 22, 36, 42 y 45U; un resultado de 39U se convierte en un rack de 42U.

Tomas y regletas T = ⌈1,2 × n_eléctricos⌉ | n_regletas = max(1, ⌈T / tomas por regleta⌉)

Una toma por equipo eléctrico (switches, chasis de conversores, servidores, NVR) más 20 % de reserva. Incluso sin equipos eléctricos el rack lleva al menos una regleta.

Normas y métodos

  • EIA/ECA-310-E — Cabinets, Racks, Panels, and Associated Equipment (ancho de fijación de 19", unidad de rack de 44,45 mm)
  • ANSI/TIA-569 — espacios y canalizaciones de telecomunicaciones (citada en las especificaciones de los racks)

Valores típicos de referencia

Magnitud Rango típico Observación
Unidad de rack (1U) 44,45 mm (1,75") EIA/ECA-310-E
Ancho de fijación 19" (482,6 mm) el patrón de agujeros de los rieles define el estándar, no el ancho externo del rack
Switch de 12, 24 o 48 puertos 1U el de 12 puertos suele ser de medio ancho y necesita kit de fijación o bandeja
Patch panel 24 puertos 1U · 48 puertos 2U —
ODF 24F 1U · 48F 2U · 72F 3U un chasis de ODF con 12 módulos de 12F ocupa 3U
Chasis de conversores de medios 2U —
Servidor 2U o 4U —
NVR 1U, 1,5U o 2U 1,5U ocupa 2U en el rack
Panel de interruptores en riel DIN 3U —
Serie Furukawa Enterprise 6, 9, 12, 22, 36, 42 y 45U 6 a 12U pared cerrado; 22 y 42U piso cerrado; 36 y 45U piso abierto

Ejemplo resuelto

Sala técnica con tres switches, fibra, servidores y NVR

Datos de entrada

Switches
2 × 48 puertos + 1 × 24 puertos —
Fibra
1 chasis de ODF 12F + 1 ODF 48F + 1 chasis de conversores —
Servidores y CCTV
2 × 2U + 1 × 4U + 1 NVR 2U —
Accesorios
1 bandeja 1U —
Reserva de expansión
4 U
Tomas por regleta
12 —

Resultados

Equipos informados
21 U
Accesorios por regla
10 U
Energía (interruptores + regletas)
4 U
U necesarias
39 U
Rack seleccionado
42 U (piso, cerrado)
Tomas necesarias
10 (1 regleta de 12) —

Los equipos suman 21U, pero el rack necesita 35U ocupadas: 10U de organizadores, patch panels y reservas de fibra entran por regla, y 4U van a interruptores y regleta. Con 4U de reserva la necesidad es 39U, que no existe como rack comercial; el siguiente de la serie es 42U, y las 3U de sobra también son espacio de expansión. Ocho equipos eléctricos piden ⌈9,6⌉ = 10 tomas, que caben en una regleta de 12.

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Errores comunes

  • Sumar solo los equipos. Tres switches de 24 puertos suman 3U, pero sus bloques — switch, organizador y patch panel — suman 9U. Es el error que hace que el rack comprado no cierre en el montaje.
  • Pegar el patch panel al switch. Sin la 1U de organizador entre los dos, el cordón se dobla junto al puerto y fuerza el cable justo en el conector.
  • Olvidar el organizador de reserva debajo del ODF. La reserva de fibra que sale del ODF necesita dónde acomodarse sin dobleces; metida al fondo del rack, es lo primero que se rompe en una intervención.
  • Contar regletas sin reserva. Un rack con ocho equipos y una regleta de 8 tomas no tiene dónde conectar el noveno, y el noveno siempre llega.
  • Poner servidores pesados arriba. Servidores y NVR van abajo: el centro de gravedad bajo es lo que impide que el rack vuelque cuando se extrae un servidor sobre sus rieles.
  • Tratar el NVR de 1,5U como 1,5U. La media U no queda utilizable: el equipo ocupa la U entera siguiente.
  • Confundir altura útil con profundidad. El estándar 19" fija el ancho y la altura de la U, no la profundidad: un servidor de 750 mm no entra en un rack de pared de 450 mm, por más U libres que tenga.

Preguntas frecuentes

¿Cuántos milímetros tiene 1U?

44,45 mm, o 1,75 pulgada, según EIA/ECA-310-E. Un rack de 42U tiene cerca de 1,87 m de altura útil entre los rieles; la altura externa del gabinete es mayor por la base y el techo.

¿Hace falta de verdad 1U vacía entre el switch y el patch panel?

Hace falta 1U de maniobra, y lo usual es ocuparla con un organizador de cables horizontal. Es el espacio que permite doblar los cordones del switch al patch panel sin forzar el radio de curvatura del cable. Una U es suficiente; más que eso solo alarga los cordones.

¿Dónde van las regletas de tomas?

En el medio del rack, para que los cables de alimentación de los equipos de arriba y de abajo queden cortos. Cuando el medio no admite las regletas sin partir un bloque de switch o de ODF, suben justo debajo del panel de interruptores.

¿Cuánta reserva dejar en un rack?

No hay valor normativo; es decisión de proyecto. Lo importante es declarar la reserva — en U o en porcentaje de las U ocupadas — y recordar que el redondeo a la serie comercial suele dejar espacio adicional.

¿Rack abierto o cerrado?

El abierto (dos columnas) facilita el acceso al cableado, pero no protege contra polvo ni acceso no autorizado. Es común en sala técnica controlada; en tablero de campo, el cerrado es la elección usual.

Glosario

U (unidad de rack)
Altura normalizada de 44,45 mm usada para medir equipos y racks 19".
Patch panel
Panel pasivo de conectores donde terminan los cables horizontales y de donde salen los cordones de maniobra al switch.
Organizador de cables horizontal
Accesorio de 1U que ordena los cordones entre el switch y el patch panel y preserva el radio de curvatura.
ODF
Distribuidor óptico — donde la fibra externa se empalma o conecta y se distribuye por cordones ópticos.
Elevación frontal
Dibujo del rack visto de frente, U por U, con la posición de cada equipo y accesorio.