Bruno Armelim

Especificando uma PDU para o seu RACK

regua para rack

PDU significa Power Distribution Unit que em português se traduz como Unidade de Distribuição de Força, abaixo segue alguns conceitos para especificar corretamente uma PDU.

Veja abaixo os principais itens para você saber como especificar uma PDU para o seu projeto.

  1. Fator de forma – PDUs podem ser Verticais ou Horizontais, além da orientação, a diferença mais óbvia entre as duas réguas de energia para montagem em rack é o espaço, uma vez que a PDU horizontal típica ocupa de 1 a 2U, o número de tomadas disponíveis é limitado à largura do rack e ao número de espaços U disponíveis.
    Uma PDU vertical pode ser instalada nas laterais dos rack sem ocupar nenhum U, é importante verificar a altura livre das guias do rack e da PDU em racks menores.
  2. Quantidade e tipo de tomadas – Você precisa saber quantos dispositivos serão conectados as PDUs e garantir que hajam tomadas suficientes, além da quantidade de tomadas é necessário casar o tipo do plug do equipamento com o das tomadas da PDU, no brasil usamos o padrão NBR 14136 (Tomadas de 2 pinos + terra de 10A e 20A), muitos dos equipamentos de TI são importados e não possuem os plugs padrões do Brasil, eles podem ter plugs padrão NEMA, IEC, CEE, etc.
    Não esqueça de verificar a corrente dos plugs / tomadas.
  3. Tensão de trabalho e número de fases.
    A grande maioria dos equipamentos internos aos racks trabalha com 208V com 2 fases ou Fase/Neutro, as boas praticas de instalações elétricas da Cisco citam que as tomadas da PDU devem estar no máximo a 1,8 metro do dispositivo e devem ser acessadas facilmente.
    Existem PDUs trifásicas, normalmente esse tipo de PDU é usado em locais com alta densidade energética e é viável pois minimiza o custo dos cabos que fornecem essa energia, dividindo a energia de maneira cuidadosa e uniforme entre as três fases da PDU de rack. (Nunca escolha essa opção antes de verificar se sua fonte de alimentação é trifásica e se existe um disjuntor trifásico disponível).
  4. Potência [W]
    Verifique se a soma das potências dos equipamentos a serem instaladas dentro do rack é MENOR que a potência máxima fornecida pela PDU, se as informações da PDU estiverem em Ampere [A] é muito simples a conversão para Watts [W]
    P=U*I (para cargas não trifásicas)
    Sendo:
    P = Potência em Watts
    U = Tensão em Volts
    I = Corrente em Ampere
    Exemplo uma PDU de 20 A sendo utilizada em uma rede 220V tem capacidade máxima de fornecimento de potência de 4400 W ou 4,4 kW.
    Se você utiliza alimentação redundante é vital especificar uma PDU que suporte sozinha toda a carga do rack, quando usamos 2 fontes de alimentação em equipamentos com fontes redundantes as cargas são dividas.
    Se você considerar que as duas PDUS operam acima de 50% de sua capacidade nominal caso uma das PDU’s desligue a outra também vai desligar devido ao sistema de protação por sobrecorrente.
    Nunca sobrecarregue uma única tomada da sua PDU se a capacidade total da PDU é de 440 0W e sua PDU tiver 6 tomadas em uso isso quer dizer que a potência em cada tomada não pode ser superior a 733,33 W.
  5. Proteções Elétricas
    Os principais tipos de proteção elétrica que uma PDU pode ter são os seguintes:
    Proteção para sobre corrente por disjuntores e fusíveis – Essa proteção garante que se a corrente que passa pela PDU for acima da capacidade da mesma o disjuntor ou o fusível entram em ação garantindo que a PDU não se dainifique, pegue fogo, sobre aqueça, etc.
    Proteção contra surtos elétrico – Evita que picos de tensões danifiquem os dispositivos.
    Filtros contra ruídos – Reduzem/Filtram os ruídos gerados pelos dispositivos, campos elétricos induzidos, etc.
  6. Monitoramento.
    As PDUs podem monitorar a energia sendo utilizada no RACK, sendo medição local via display na própria PDU, monitoramento remoto da entrada via uma software de monitoramento de energia,
    monitoramento remoto incluindo cada tomada, controle remoto de tomadas ou monitoramento remoto e controle de tomadas.

Para saber mais sobre os tipos de tomadas e melhores práticas clique aqui.

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Limite nos comprimentos de cabos de dados e vídeo

Todos os cabos de dados e vídeo devem respeitar um comprimento máximo de uso. Essas distâncias máximas podem variar muito de um tipo de cabo para o outro. Saber os fundamentos por trás dos limites de distância de cada tipo de cabo é o primeiro passo para selecionar o cabo certo para suas necessidades.

cabo hmdi cabos de dados e vídeo
Alguns cabos podem ter até 20 metros, outros podem chegar até  cinco. Conheça as limitações de uma variedade de formatos comuns e quais são problemas de romper a barreira do limite do comprimento.
CABOS DE DADOS
Cabo de rede ETHERNET Cat5e, Cat6 e Cat6a
Qual o comprimento máximo para um cabo de rede?
O comprimento máximo permitido por norma para um cabo de rede é de 100 METROS.
Contudo se seu intuito for certificar suas instalações fique atento a norma abaixo e suas definições.
De acordo com TIA / EIA-568-B, a distância horizontal máxima permitida do cabo é de 90 m de cabeamento instalado, seja de fibra ou par trançado, com 100 m de comprimento total máximo incluindo patch cords. Nenhum cord deve ter mais de 5 m.
Existem várias versões diferentes de cabo de rede Ethernet, mas todos eles devem respeitar a distância máxima de 100 metros. 
O cabo Cat7 tem limites de distância mais severos (SE VOCÊ PRECISA DA VELOCIDADE MÁXIMA) do que Cat5e, Cat6 e Cat6a. 
Para que o cabo Cat7 atinja a velocidade nominal de 100 Gbps, o tamanho total do cabo não pode ultrapassar os 15 metros. A partir desta distância, sua velocidade vai ser a mesma velocidade de 10 Gbps dos cabos Cat6 e Cat6a (embora ainda retenha sua largura de banda superior de 850 Mhz).

CABO USB
Qual o comprimento máximo para um cabo USB?
O comprimento máximo para um cabo USB passivo é de 5 METROS.
A especificação USB 2.0 limita o comprimento de um cabo entre dispositivos USB 2.0 (velocidade total ou alta velocidade) a 5 metros
Os cabos USB passivos (padrão ou seja que não possuem nenhuma placa eletrônica) devem ter um comprimento máximo de 5 metros. Esse limite pode ser superado usando cabos de extensão USB ativos. Os cabos ativos contêm um repetidor (microchip) que ignora o limite normal de 5 metros dos ​​cabos passivos. Lembrando que esses limites podem ser ultrapassados mas ocorre a existência de perdas de velocidade e ou de dados.
A especificação USB 3.0 / 3.1 não especifica um comprimento máximo de cabo entre dispositivos USB 3.0 / 3.1 (SuperSpeed ​​ou SuperSpeed ​​+), mas há um comprimento recomendado de 3 METROS. Cabos com qualidade elevada podem superar essa barreira.

Mas como levar um cabo USB a longas distâncias?
Se você precisa levar um cabo USB a longas distâncias pode recorrer a adaptador Ethernet / USB. Este extensor permite que os usuários usem um cabo Ethernet como uma extensão para USB. Extensores diferentes têm diferentes classificações de distância máxima, mas geralmente variam entre 45 e 60 METROS. É importante lembrar que você precisará de 2 adaptadores sendo um para cada ponta dos cabos.

CABOS VGA  
Qual o comprimento máximo para um cabo de monitor VGA?
O comprimento máximo para um cabo VGA é de 45 METROS.
VGA é um sinal analógico e acaba ficando mais fraco quanto maior for a distância. Temos recomendações de distâncias diferentes para diferntes resoluções.
30 Metros: 800×600 
15 a 30 metros: 1280×1024 & 1024×768
7,5 metros: 1600×1200 & 1920×1200

CABOS DISPLAY PORT
Qual o comprimento máximo para um cabo de monitor DISPLAY PORT?
O comprimento máximo para um cabo Display port é de 4,5 METROS.

CABOS DVI
Qual o comprimento máximo para um cabo de vídeo DVI?
O comprimento máximo para um cabo DVI pode chegar até 15 METROS.
Para máxima qualidade de imagem devem ser utilizados cabos de até 5 metros. Cabos analógicos DVI-A também não devem passar de 5 metros.
Distâncias maiores irão funcionar mas com alguma perda de qualidade.

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Conversores de mídia para uso na industria

Conversores de mídia tem a função de converter uma entrada em fibra ótica para uma saída em cabo de rede metálica ou o contrário ou seja transformar uma entrada de rede metálica em uma saída óptica.

o Geralmente possuem apenas uma porta RJ-45 e uma porta óptica.
o Para definir que o equipamento é para uso industrial considero principalmente a temperatura de trabalho de até 60ºC ou mais, robustes e montagem em trilho DIN.
o Em 99% dos casos quando o cordão da fibra é de cor AZUL a mesma é Monomodo, quando o cordão da fibra é Amarelo a mesma é Multimodo.

  • Geralmente possuem apenas uma porta RJ-45 e uma porta óptica.
  • Para definir que o equipamento é para uso industrial considero principalmente a temperatura de trabalho de até 60ºC ou mais, robustes e montagem em trilho DIN.
  • o Em 99% dos casos quando o cordão da fibra é de cor AZUL a mesma é Monomodo, quando o cordão da fibra é Amarelo a mesma é Multimodo.

o Conversores Planet (usados hoje nas S.E.s.) são de tipo comercial modelos FT que não são próprios para uso industrial mas operam bem salvo algumas necessidades de reset.
Operam de 0 a 50ºC vem com fonte que é alimentada por 220V.
FT-802 : SC / Multi-mode / 2km (CONVERSOR MULTIMODO COM ENTRADA PARA CONECTOR DE FIBRA SC).
FT-802S15 : SC / Single mode / 15km (CONVERSOR MONOMODO COM ENTRADA PARA CONECTOR DE FIBRA SC).

o Conversores Planet modelos IGT que são próprios para uso industrial.
Operam de -40 a 75ºC vem SEM fonte, deve ser alimentado com 24VDC.
IGTP-802T: SC / Multi-mode / 2km (CONVERSOR MULTIMODO COM ENTRADA PARA CONECTOR DE FIBRA SC).
IGTP-802TS: SC / Single mode / 15km (CONVERSOR MONOMODO COM ENTRADA PARA CONECTOR DE FIBRA SC).
Site: www.planet.com.br

o Conversores HIRSCHMANN SPIDER modelos que são próprios para uso industrial e de marca mundilamente reconhecida.
Operam de 0 a 60ºC vem SEM fonte, deve ser alimentado com 24VDC.
SPIDER-SL-20-01T1M29999 (CONVERSOR MULTIMODO COM ENTRADA PARA CONECTOR DE FIBRA SC).
SPIDER-SL-20-01T1S29999 (CONVERSOR MONOMODO COM ENTRADA PARA CONECTOR DE FIBRA SC).
Site: www.baumier.com.br

o Conversores ADVANTECH (mesmo fabricante do ADAM), são próprios para uso industrial e uma marca mundialmente conhecida.
Operam de -10 a 60ºC vem SEM fonte, deve ser alimentado com 24VDC.
EKI-2741SX – Media Converter, 1000Mbps, Multimode 850nm, SC (CONVERSOR MULTIMODO COM ENTRADA PARA CONECTOR DE FIBRA SC).
EKI-2741LX – Media Converter, 1000Mbps, Single mode 1310nm, 10km, SC (CONVERSOR MONOMODO COM ENTRADA PARA CONECTOR DE FIBRA SC).
Site: https://www.advantech.com.br/

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Acertando na escolha dos cabos de alimentação da PDU aos devices

As melhores praticas na hora de conectar os cabos de alimentação do seu equipamento de TI nos PDU`s.

cordoes de forca coloridos

Em um projeto onde será trocado ou instalado um equipamento novo no data center, a ênfase geralmente é colocada no equipamento, enquanto a alimentação elétrica geralmente é negligenciada. A seleção correta dos cabos de alimentação dos equipamentos é importante não apenas para o custo da instalação mas também para evitar atrasos nas instalações.

1. Verifique todos os detalhes do equipamento em que você conectará os cabos de alimentação.

A primeira coisa é saber a tensão máxima de alimentação do equipamento e o número de fases necessários para alimentar o mesmo. Se você for conectar o equipamento em uma PDU existente, calcule a potência adicional e verifique se a PDU comporta esse acréscimo de carga. Verifique se os plugues de conexão elétrica são compatíveis com sua PDU ou tomadas. Existem diferentes padrões para plugues de equipamentos elétricos como:

CEE – Padrão Europeu.

IEC 60320 – Padrão internacional.

NEMA – Padrão América do Norte.

Usualmente os cabos de alimentação usados em equipamentos importados com corrente até 16A são os de padrão IEC, são geralmente usados ​​em um data center para alimentar switchs e servidores e até mesmo as PDUS, esse cabos de alimentação geralmente possuem os plugues C13 e C19 e devem ser ligados respectivamente em tomadas C14 e C20. 

Dica: Considere Utilizar tomadas que tenham um mecanismo de trava para evitar desconexões acidentais.

cabo iec colorido

2. Codificação por cores e identificação com etiquetas dos cabos de alimentação.

É uma boa prática utilizar cabos com cores diferentes para alimentar equipamentos que possuam mais de uma fonte e trabalhem em redundância, tente escolher cabos com cores diferentes e crie um padrão para indicar quais equipamentos recebem alimentação do lado A (UPS-1) e alimentação do lado B (UPS-2) ou a linha de alimentação principal e a linha de alimentação redundante. Identifique os cabos com etiquetas em ambas as pontas, indique de onde vem a alimentação e de qual linha, idealmente procure identificar qual painel e qual PDU está alimentando o equipamento.

Dica: Use fita isolante colorida e faça um anel na extremidade dos cabos para a identificação. Não é fácil encontrar no Brasil os cabos de força coloridos e geralmente os cabos que vem com os equipamentos são pretos, fitas isolantes coloridas são baratas e fáceis de achar.

fita isolante colorida

3. Capacidade e comprimento dos cabos de força.

Se o cabo de força não vier junto com o equipamento é necessário verificar qual o tipo de plugue e sua capacidade de conduzir corrente elétrica (Amperes), nunca utilize cabos sub dimensionados. Se for necessário alimentar a PDU, os cabos devem atender a potência total da PDU, mesmo se a mesma não trabalhar a plena carga. Procure cabos de força com o tamanho adequado, cabos muito compridos serão difíceis de organizar pois geralmente os racks não possuem guias de cabos elétricos ou se possuem o espaço é pequeno. Cabos curtos dificultam a organização e por vezes são instalados esticados o que pode danificar as tomadas do equipamento ou da PDU ao passar do tempo.

Dica: Verifique a distância do ponto onde está a tomada do equipamento até a PDU e compre o cabo com a medida ideal.

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Leitos de cabos

Os leitos de cabos são uma parte necessária da construção industrial e comercial, oferecendo soluções rápidas, econômicas e flexíveis para as instalações. As bandejas de cabos são capazes de suportar todos os tipos de fiação: Cabos de alta tensão, cabos de distribuição de energia, cabos de controle sensível, cabos ópticos entre outros.
Podemos citar como vantagem principal ao se utilizar leitos a completa ventilação dos cabos, a fácil inspeção visual graças a instalação aparente e o fácil acesso para a manutenção.

leito de cabos

Veja abaixo os principais detalhes para especificar os leitos de cabos corretos para sua instalação.

Tipos de materiais e tratamento dos leitos de cabos

Leito de cabos de aço carbono com tratamento PZ – Pré Galvanizado ou Pré Zincado

O revestimento contínuo por imersão à quente, também conhecido como pré-zincagem ou PZ, tem como princípio básico a aplicação de um revestimento fundido à base de zinco na superfície a uma chapa de aço, a chapa de aço é passada continuamente por uma banho de zinco fundido.
As empresas que fabricam os leitos de cabos compram bobinas de aço que já vem revestida por um processo de zincagem a quente das usinas. A bobina de aço sem a galvanização é desbobinada dentro de um tanque com zinco líquido e após a imersão do material nessa banho o material é rebobinado, esta maneira garantindo uma camada de proteção a bobina.
No processo de pré zincagem, as chapas de aço recebem uma camada de aproximadamente 06 a 18 microns de zinco conforme as normas ABNT, NBR 7013 e NBR 7008.

Indicações de uso:
Uso interno com baixa umidade.
Preferência em locais secos (locais confinados em forros).
Áreas cobertas, do tipo shopping centers, centros de distribuições, supermercados, atacadistas, hospitais etc.

Leito de cabos de aço carbono com tratamento GF – Galvanizado a Fogo

A galvanização a fogo (zincagem por imersão a quente) compreende a imersão do leito em um banho de zinco fundido, por um determinado tempo, antes dessa imersão é necessário realizar uma limpeza cuidadosa e preparação adequada do componente a ser tratado. O principal objetivo da galvanização a fogo é impedir o contato do material base, com o meio corrosivo.
No processo de galvanização à fogo por imersão, as peças recebem uma camada de aproximadamente 49 microns de zinco, conforme a NBR-6328.

Indicações de uso:
Uso externo com situação de intempérie (chuva e orvalho).
Locais com produtos químicos leves.
Instalações industriais pesadas: óleo e gás, mineração, metalurgicas, etc.
Em áreas costeiras, com salinidade moderada.

Leito de cabos de aço carbono com tratamento GE – Galvanizado Eletrolítico

A zincagem eletrolítica é um processo que usa a corrente elétrica, sendo chamado de eletrólise, onde o zinco é transferido de um ânodo para a peça que é carregada negativamente. Utiliza-se banho químico contendo sais de zinco e eletrodo de zinco.
O processo de Galvanização Eletrolítica, também conhecido como zinco eletrodepositado, consiste no tratamento do material de acordo com a Norma NBR 10476/88, que possui a finalidade de obter uma camada de zinco eletrolítico sobre uma peça de ferro ou de aço.
Neste processo de galvanização, as chapas de aço recebem uma camada de aproximadamente 2,5 a 8 microns de zinco.

Indicações de uso:
Locais internos, sem presença de umidade;
Áreas cobertas, normalmente confinadas em nichos fechados por forro.

Leito de cabos de Aço Inox – 304 E 316L

Os leitos de aço INOX são muito utilizados em segmentos que necessitem de limpeza contínua como industrias alimenticias ou locais com elevada agressividade do ambiente como industrias químicas.
O aço Inox possuí maior resistência à corrosão sob tensão, melhor resistência onde o material pode ter a superfície arranhada, tem um acabamento que não tende a mudar de cor e não é magnético.

Indicações de uso:
Uso externo com situação de intempérie (chuva e orvalho).
Locais com produtos químicos agressivoc.
Utilizado em indústrias alimentícias, estações de tratamento de águas e esgoto, usinas sucroalcooleiras e papeleiras.A resistência à corrosão dos revestimentos de zinco é determinada principalmente pela espessura do revestimento, mas varia com a severidade das condições ambientais. Cada ambiente afeta a galvanização por imersão a quente de maneira diferente, com base em um conjunto exclusivo de variáveis ​​de corrosão. A previsibilidade da vida útil de um revestimento é importante para o planejamento e orçamento da manutenção necessária. Estudos realizados no estados unidos indicam que em áreas industrias a ocorrência de 5%* de oxidação em uma material galvanizado a fogo com 50.8 μm de zinco se dará após 50 anos, por referência um material com 25.4 μm de zinco em área urbana téria seus primeiros 5% de oxidação aparecendo após 25 anos.

* A indicação de aparecimento de 5% de oxidação é indicada como “A hora para a primeira manutenção” The Time to First Maintenance (TFM) Chart, foi desenvolvido através de informações da ISO 9223 e ISO 14713. A espessura da cobertura de zinco pelo processo de imersão a quente ou galvanização a fogo é linearmente relacionada ao tempo da primeira manutenção.

Principais métodos de instalações.

Usualmente os leitos são instalados em locais altos porém devem ter fácil acesso ao se utilizar andaimes ou plataformas elevatórias, podem ser fixados com pendentes vindo do alto de vigas ou lajes, ser fixados em paredes com suportes ou até mesmo instalados no piso, veja abaixo os principais métodos de fixação e os materiais usados.

leito suspenso

Fixação em laje de alvenaria utilizando chumbadores e vergalhão roscado, calha suportada em perfilado 19×38.

leitos de cabos

leitos de cabos com vergalhao roscado

Fixação em estrutura metálica de suporte do telhado utilizando grampo C, balancim e vergalhão roscado. Leito apoiado em perfilados.

leito instalado no piso

calha de cabos no chão

Fixação no piso utilizando suporte para evitar contato direto da bandeja de cabos com o solo.

Especificações de uso de leitos em projetos.

Podemos dar diretrizes para o uso de leitos no projeto como:

  • Tensão nominal de distribuição – Exemplo: Cabos unipolares de 380V.
  • Material dos leitos – Exemplo: Chapas de aço carbono galvanizadas a fogo externamente.
  • Instalação –  Exemplo: Aparente, suportada na estrutura do telhado.
  • Formação dos circuitos – Exemplo: Cabos unipolares
  • Tipo de agrupamento dos circuitos – Exemplo: Trifólio.
  • Ocupação dos Leitos – Exemplo: 40% da capacidade máxima.
  • Amarração dos cabos – Exemplo: Cabos devem ser amarrados a cada 2 metros com abraçadeiras de nylon.
  • Ligação final entre Leito e quadros elétrico – Exemplo: Box conector para ligação em painéis.
  • Observações: Não será permitido a fabricação de peças dentro da obra. Exemplo: Montagem de curvas a partir de barras de leitos, cortes para redução de peças, etc.*

* É importante criar critérios para alteração das peças de leitos principalmente se as mesmas foram galvanizadas a fogo, pois ao cortar e soldar as peças as mesmas perdem a camada de zinco depositada a quente deixando pontos vulneráveis a oxidação prematura.

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