Apostila_Aulas_de_Redes_Industriais

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ARA0157 – REDES INDUSTRIAIS 
Prof. Ms. Pedro Gabriel Calíope Dantas Pinheiro 
 
 
1. INTRODUÇÃO AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL 
Rede: Estrutura de comunicação digital que permite a troca de informações entre diferentes 
componentes/equipamentos computadorizados. 
 
Rede industrial: Rede de comunicação dedicada ao contexto e ambiente industrial. 
 
Conceitos de automação: 
✓ É um sistema de equipamentos eletrônicos e/ou mecânicos que controlam seu próprio 
funcionamento, quase sem a intervenção do homem. 
✓ Diferente de mecanização que consiste no uso de máquinas para realizar um trabalho, substituindo 
assim o esforço físico do homem. 
✓ É a substituição do trabalho humano ou animal por máquina. 
✓ Operação de máquina/sistema automaticamente ou por controle remoto, com a nenhuma/mínima 
interferência humana. 
 
Histórico: 
✓ 1788: 
➢ James Watt desenvolveu um mecanismo de regulagem do fluxo de vapor em máquinas. O 
regulador consistia num eixo vertical com dois braços próximos ao topo, tendo em cada 
extremidade uma bola pesada. 
 
➢ Com isso, a máquina funcionava de modo a se regular sozinha, automaticamente, por meio de 
um laço de realimentação. 
 
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✓ 1870: A energia elétrica passou a ser utilizada e a estimular indústrias. 
✓ No século XX: 
➢ A tecnologia da automação passou a contar com computadores, servomecanismos e 
controladores programáveis. 
➢ Os robôs (do tcheco robota, que significa “escravo, trabalho forçado”) substituíram a mão-de-
obra no transporte de materiais e em atividades perigosas. 
✓ 1950: Surge a ideia da computação gráfica interativa: forma de entrada de dados por meio de 
símbolos gráficos com respostas em tempo real. 
✓ 1954: O robô programável foi projetado pelo americano George Devol, que mais tarde fundou a 
fábrica de robôs Unimation. Poucos anos depois, a General Motors (GM) instalou robôs em sua 
linha de produção para soldagem de carrocerias. 
✓ 1959: A GM começou a explorar a computação gráfica. 
✓ 1960: 
➢ Período mais crítico das pesquisas na área de computação gráfica interativa. Na época, o 
grande passo da pesquisa foi o desenvolvimento do sistema sketchpad, que tornou possível 
criar desenhos e alterações de objetos de maneira interativa. 
➢ O termo CAD (do inglês Computer Aided Design ou “Projeto Auxiliado por Computador”) 
começou a ser utilizado para indicar os sistemas gráficos orientados para projetos. 
✓ 1970: 
➢ As pesquisas desenvolvidas na década anterior começaram a dar frutos. 
➢ Setores governamentais e industriais passaram a reconhecer a importância da computação 
gráfica como forma de aumentar a produtividade. 
✓ 1980: 
➢ As pesquisas visaram à integração e/ou automatização dos diversos elementos de projeto e 
manufatura com o objetivo de criar a fábrica do futuro. 
➢ O foco das pesquisas foi expandir os sistemas CAD/CAM (Projeto e Manufatura Auxiliados por 
Computador). 
➢ Desenvolveu-se também o modelamento geométrico tridimensional com mais aplicações de 
engenharia (CAE – Engenharia Auxiliada por Computador). Alguns exemplos dessas aplicações 
são a análise e simulação de mecanismos, o projeto e análise de injeção de moldes e a aplicação 
do método dos elementos finitos. 
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✓ Hoje: Os conceitos de integração total do ambiente produtivo com o uso dos sistemas de 
comunicação de dados e novas técnicas de gerenciamento estão se disseminando rapidamente. O 
CIM (Manufatura Integrada por Computador) é uma realidade. 
 
Componentes da Automação: 
✓ Acionamento: Provê o sistema de energia para atingir determinado objetivo. 
Ex: motores elétricos, pistões hidráulicos etc.; 
✓ Sensoriamento: Mede o desempenho do sistema de automação ou uma propriedade particular de 
algum de seus componentes. 
Ex: termopares para medição de temperatura e encoders para medição de velocidade; 
✓ Controle: Utiliza a informação dos sensores para regular o acionamento. 
Ex: para manter o nível de água num reservatório, usamos um controlador de fluxo que abre ou 
fecha uma válvula, de acordo com o consumo; 
✓ Comparador ou elemento de decisão: Compara valores medidos com preestabelecidos e toma a 
decisão de quando atuar no sistema. 
Ex: podemos citar os termostatos e os programas de computadores; 
✓ Programas: Contêm informações de processo e permitem controlar as interações entre diversos 
componentes. 
 
Impacto: 
✓ Reduz custos; 
✓ Aumenta a produtividade do trabalho possibilitando mais tempo livre e melhor salário para a 
maioria dos trabalhadores. 
✓ Pode livrar os trabalhadores de atividades monótonas, repetitivas ou mesmo perigosas. 
✓ Pode tornar a experiência de um trabalhador se torna rapidamente obsoleta; 
✓ Esses problemas podem ser solucionados com programas contínuos de aprendizagem e reciclagem 
de trabalhadores para novas funções. Além disso, as indústrias de computadores, máquinas 
automatizadas e serviços vêm criando um número de empregos igual ou superior àqueles que 
foram eliminados no setor produtivo. 
 
 
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Vantagens da máquina: 
✓ Nunca reclama 
✓ Nunca entra em greve 
✓ Não pede aumento de salário 
✓ Não precisa de férias 
✓ Não requer mordomias 
✓ Trabalha no escuro (economia de energia) 
✓ Não se apaixona 
 
Desvantagens da máquina: 
✓ Capacidade limitada de tomar decisões 
✓ Deve ser programada ou ajustada para controlar sua operação nas condições especificadas 
✓ Necessita de calibração periódica para garantir sua exatidão nominal 
✓ Requer manutenção eventual para assegurar que sua precisão nominal não se degrade. 
 
Automação e controle: 
✓ Controle automático não é Automação 
✓ Controle automático é uma das camadas da pirâmide da automação: 
➢ Medição e Controle; 
➢ Alarme e Intertravamento; 
➢ Otimização de controle; 
➢ Integração com negócios; 
✓ Automação monitora o controle automático 
 
Automação em aplicações distribuídas 
✓ Evolução: 
➢ Controladores de Malha (Single-loop) 
➢ Controle digital direto 
➢ SDCD (Sistemas Digitais de Controle 
Distribuído) 
➢ Multiprocessador 
➢ Controle distribuído: Tempo de resposta; 
Flexibilidade; Redundância; Razões 
geográficas.
 
 
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Sistemas Supervisórios: 
 
 
 
 
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Novas Tecnologias: 
✓ Dispositivos móveis (Smatphones e Tablets) 
➢ ScadaView - Innovate Werks; 
➢ SuperView - Novus 
➢ TeslaScada - Tesla 
➢ UniGo - Mikael Anderson 
➢ iView - Prosoft 
 
Amplitude das redes: 
✓ Local Area Network (LAN) 
➢ Pequena extensão. 
➢ Localizados na mesma sala ou prédio. 
✓ Campus Area Network (CAN) 
➢ Pequena extensão. 
➢ Localizados no memos campus. 
✓ Wide Area Network (WAN) 
➢ Rede de longa distância. 
➢ Computadores em uma mesma região. 
✓ Rede Metropolitana (MAN) 
➢ WAN instalada em uma única cidade. 
 
Tipo de associação: 
✓ Ponto-a-ponto: 
➢ Diversas linhas de comunicação, cada uma 
com duas estações. 
➢ Comunicação indireta entre nós não 
diretamente ligados (Não Adjacentes). 
➢ Geralmente redes de longo alcance. 
✓ Difusão: 
➢ Todas as estações compartilham a mesma 
linha de comunicação. 
➢ As mensagens transmitidas são recebidas 
por todas as demais. 
➢ Geralmente redes locais. 
 
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Estrutura em camadas: 
✓ Atendimento aos conceitos de hierarquia e descentralização. 
✓ Possibilidade de interconexão de sistemas. 
✓ Cada camada oferece um serviço às camadas superiores (serviços). 
✓ A camada n se comunica com a camada n de outro dispositivo através de um protocolo. 
 
Arquitetura de rede: 
✓ Conjunto de camadascompondo uma rede com informações definidas para correto 
desenvolvimento de hardware e software. 
 
2. O MODELO OSI/ISO E TCP/IP 
 
Modelo OSI/ISO: 
✓ Modelo de referência para permitir conexão de diferentes equipamentos de forma transparente ao 
usuário. 
✓ RM-OSI: Reference Model for Open Systems Interconnection. 
➢ Cada camada corresponde a um nível e possui funções próprias. 
➢ O número de camadas deve ser grande para evitar muita diversidade em uma mesma camada 
e pequeno para evitar alta complexidade na arquitetura. 
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Camadas: 
✓ Camada 1: Física 
➢ É a camada que estabelece a comunicação real entre os dois dispositivos. Podemos considerar, 
nesta camada, o cabeamento, a característica elétrica, óptica ou eletromagnética. 
➢ Basicamente, é o meio físico de transmissão – cabos ethernet ou de fibra óptica, repetidores, 
hubs – por onde a comunicação vai de fato acontecer. 
➢ A unidade de transmissão é o bit. 
➢ Leva em consideração: Modos de representação dos bits 0 e 1; Tipos de conectores; Maneira 
de estabelecer conexões; Modo de transmissão (unidirecional, bidirecional, etc); Modo de 
conexão (ponto-a-ponto, multiponto); Modo de tratamento de erros. 
➢ Suporte de transmissão: 
o Com guia Físico: (Par de fios trançados; Cabo coaxial; 
Fibra ótica) 
o Sem guia Físico: Rádio 
➢ Modos de transmissão: (Paralela; Serial; Síncrona; Assíncrona; Analógica x Digital) 
 
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✓ Camada 2: Enlace de Dados 
➢ Faz o controle de fluxo da transmissão dos dados, detectando e corrigindo erros do nível físico. 
Além disso, realiza o recebimento e a transmissão de uma sequência de bits para a camada 
física. 
➢ É nesta camada que os switches trabalham, utilizando o MAC Adress para encaminhar o pacote 
à máquina certa. Com esse encaminhamento, o MAC se converte em endereço IP. 
➢ A unidade de transmissão aqui é o quadro. 
➢ Transforma o meio de comunicação em uma linha livre de erros de transmissão para a camada 
de rede. 
➢ Decompõe a mensagem em unidades de dados denominados frames. 
➢ Evita uma alta taxa de envio de dados pelo emissor no caso do receptor não ter capacidade de 
absorver na mesma taxa. 
 
✓ Camada 3: Rede 
➢ Realiza o endereçamento dos dispositivos na rede, ou seja, quais os caminhos que as 
informações devem percorrer da origem ao destino. 
➢ Ela converte endereços IP em endereços físicos, garantindo que a mensagem chegue 
➢ É aqui ainda que ocorre o roteamento, e a unidade é o pacote. 
➢ Responsável pela gestão de sub-redes, define o roteamento em função do tráfego na rede. 
➢ Gerencia o congestionamento de pacotes na rede. 
➢ Soluciona problemas relacionados à interconexão, como incompatibilidade de endereços, 
incoerência no tamanho das mensagens, etc. 
➢ Protocolo IP (Internet Protocol): Endereçamento 
o Classe A: MSB = 0, 7 bits identificam a sub-rede, 24 bits definem endereço local do host. 
o Classe B: 16 bits identificam a sub-rede, 16 bits definem endereço local do host. 
o Classe C: 24 bits identificam a sub-rede, 8 bits definem endereço local do host. 
o Máscara de sub-rede. 
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✓ Camada 4: Transporte 
➢ Esta camada detecta e elimina erros das camadas anteriores. Além disso, controla o fluxo de 
dados da origem ao destino, ordenando-os. 
➢ Comunicação é feita via sub-rede. 
➢ O endereço do destinatário deve ser explicitamente definido. 
➢ Difícil bufferização devido a grande quantidade de conexões simultâneas. 
➢ A camada de transporte garante a confiança do pacote, o qual chegará na máquina com todos 
os dados necessários, sem perdas, erros ou duplicações, além de obedecerem a uma 
sequência. 
➢ A unidade aqui é o segmento, e os protocolos de transporte são o TCP e o UDP. 
➢ Protocolos: Para cada nível de serviço da camada de rede, o nível de serviço da camada de 
transporte varia do simples ao complexo. 
o classe 0: São os serviços mais simples, capazes de estabelecer uma conexão, mas baseados 
na hipótese que o serviço de Rede não gera erros de transmissão; não existe tratamento 
de erros, controle de fluxo nem sequenciamento; 
o classe 1: Corresponde à classe 0, mas permite implementar a retomada de diálogo, 
considerando que pode ocorrer quebra do diálogo a nível de Rede (serviço N_RESET); ele 
permite a retomada da comunicação entre duas entidades de Transporte após a 
interrupção de uma conexão de Rede; 
o classe 2: Torna mais sofisticada a classe 0 pela introdução da possibilidade de manutenção 
de diversas conexões de Transporte sobre uma única conexão de Rede (multiplexação); 
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o classe 3: Agrupa os mecanismos de retomada de diálogo da classe 1 com os de 
multiplexação da classe 2; 
o classe 4: Definida para operar sobre os serviços de Rede do tipo C cuja falta de 
confiabilidade é conhecida, devendo tratar então os erros, perdas, duplicações, retomada 
de diálogo e todos os possíveis problemas não resolvidos pela camada de rede. 
➢ Gerenciamento das conexões. 
o Complexo por envolver estações finais. 
o TSAP (Ponto de Acesso ao Serviço de Transporte ou Transport Service Access Point): 
Endereça um processo de aplicação dentro de um nó. A forma de associação depende do 
sistema operacional. 
 
✓ Camada 5: Sessão 
➢ Exerce o controle de quando a comunicação entre duas máquinas (de origem e de destino – 
ou emissor e receptor) deve começar, terminar ou reiniciar. 
➢ Percebe-se então que essa camada realiza o controle do diálogo e da sincronização entre os 
hosts, sendo uma extensão da camada de transporte. 
➢ A unidade aqui são os dados. 
➢ Responsável pelo estabelecimento de sessões de diálogo com os usuários na rede. 
➢ Estabelece se o diálogo será uni ou bidirecional. 
➢ Realiza a sincronização do diálogo, podendo inserir pontos de teste na mensagem para, em 
caso de interrupção, a mensagem retornar a partir do último ponto de teste válido. 
o O usuário emissor insere, nas suas mensagens, pontos de sincronização, cada ponto 
contendo um número de série. Quando um usuário envia uma primitiva (request) para 
inserir um ponto de sincronização, o outro usuário vai receber uma primitiva de indicação 
correspondente, isto ocorrendo de igual maneira no caso de uma ressincronização. 
o A camada oferece apenas os serviços, mas quem ativa as ferramentas na detecção de um 
problema são as camadas superiores. 
➢ É responsável pelo gerenciamento de atividades. Decomposição do fluxo de dados em 
atividades independentes umas das outras. 
o Ex: transferência de arquivos, onde cada arquivo deve ser separado dos demais. 
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o Antes do envio de cada arquivo, o usuário envia a primitiva S_ACTIVITY_START.request 
que sinaliza uma nova atividade. 
o Ex: transferência de arquivo muito grande, onde necessita-se interromper a 
transferência para realizar uma consulta. 
 
 
✓ Camada 6: Apresentação 
➢ Esta camada realiza a conversão dos formatos de caracteres de forma que sejam utilizados na 
transmissão. Há a compressão e criptografia para que o receptor possa entender os dados. 
➢ É como se a camada de apresentação realizasse o trabalho de um tradutor, garantindo que as 
duas redes diferentes se comuniquem de forma efetiva. 
➢ Como na camada 5, a unidade aqui também são os dados. 
➢ Responsável pela formatação, sintaxe e semântica dos dados transmitidos. 
➢ Formatação em padrões definidos (Ex: ASCII). 
➢ Pode realizar a compressão dos dados e implementar funções de confidencialidade e de 
autenticação (proteção de acesso). 
➢ Serviços relacionados à apresentação dos dados a serem transmitidos: 
o Conversão de dados (ASCII e EBCDIC)o Criptografia (Substituição e Transposição) 
 
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o Confidencialidade 
▪ A proteção contra leitura de dados por pessoas não autorizadas; 
▪ A proteção contra a inserção de mensagens por elementos não autorizados; 
▪ A verificação da «identidade» do emissor da mensagem; 
▪ Tornar possível o envio de documentos com «assinatura eletrônica». 
 
o Compressão de dados 
▪ Redução de custo. 
▪ Otimização de velocidade de transmissão. 
▪ Economia de espaço de armazenamento. 
▪ Técnicas: 
❖ Codificação de um alfabeto finito de símbolos. Ex.: Codificar livros por número no 
lugar de título. 
❖ Codificação dependente da frequência: Quanto maior a frequência, menor o 
símbolo de representação. 
❖ Codificação baseada no contexto: Busca-se analisar probabilidades e relações entre 
os símbolos 
 
✓ Camada 7: Aplicação 
➢ É com esta camada que nós, usuários, temos mais contato, já que funciona como uma porta 
de entrada da rede, dando o acesso aos serviços dessa rede. 
➢ Ela é utilizada pelos softwares que costumamos usar, como aplicativos de mensagens 
instantâneas, servidores de e-mails, browser etc., sendo a interface direta para inserir ou 
receber dados. 
➢ A unidade aqui são os dados, e alguns protocolos de aplicação são HTTP, SMTP e FTP. 
➢ Implementa um conjunto de protocolos bastante diversificado. 
➢ Realiza interface entre programa e terminal. 
➢ Transferência de arquivos. 
 
 
 
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Interconexão de rede 
✓ Sistemas distribuídos em diferentes subredes: 
➢ Maior economia pela condição geográfica. 
➢ Limitação tecnológica na conexão direta de grande número de computadores separados por 
grandes distâncias. 
➢ Melhor desempenho e confiabilidade, redução do tráfego no suporte de transmissão. 
➢ Funcionalidade e organização na interconexão de estações que realizem operações 
compatíveis em rede local. 
✓ Problemas: 
➢ Roteamento entre diferentes subredes. 
➢ Subredes não implementarem o mesmo 
protocolo. 
➢ Subredes não serem baseadas na mesma 
arquitetura. 
➢ Endereçamento, encaminhamento e 
fragmentação de mensagens. 
 
Possibilidades de interconexão 
✓ Repetidores (Repeaters): Implementados no nível físico, que permitem unicamente amplificar e 
retransmitir; 
✓ Pontes (Bridges): Implementadas no nível enlace, que efetuam o armazenamento e retransmissão 
dos quadros entre 2 redes locais; a retransmissão do quadro pode ser caracterizada por algumas 
modificações nos formatos dos quadros, se necessário; 
✓ Roteadores (Routers): Implementados no nível rede, que retransmitem pacotes entre várias redes; 
✓ Passarelas (Gateways): Implementadas ao nível aplicação, cuja tarefa é bem mais complexa que as 
dos elementos anteriores, utilizados para a interconexão de sub-redes incompatíveis até mesmo 
do ponto de vista da arquitetura (redes OSI x redes não-OSI). 
 
 
 
 
 
 
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Vantagens do Modelo OSI: 
✓ Facilita a programação modular; 
✓ Impede que uma mudança em uma camada prejudique as demais (diferentemente da arquitetura 
monolítica); 
✓ Descomplica o entendimento e a visualização do processo; 
✓ Evita que ocorram problemas de compatibilidade entre dois dispositivos diferentes; 
✓ Em decorrência da vantagem anterior, permite que ocorra a comunicação entre sistemas distintos; 
✓ Realiza a normalização dos componentes da rede; 
✓ Padroniza a interface. 
 
3. CARACTERÍSTICAS, MEIOS DE TRANSMISSÃO, ALGORITMOS DE REDES 
 
Características da transmissão na rede: A comunicação entre os diferentes dispositivos de uma rede é 
realizada a partir do envio e recebimento de mensagens, compostas por conjuntos de bits, que devem 
ser enviados de maneira ordenada e padronizada. A transmissão de bits pode ser paralela, que ocorre 
através de várias vias ao mesmo tempo, ou serial, em sequência através de uma mesma via. O método 
mais utilizado para a transmissão é o serial. 
 
 
✓ Outro aspecto a ser analisado é o sincronismo da transmissão, que pode ocorrer de maneira 
assíncrona ou síncrona. 
➢ Assíncrona: acontece caractere a caractere, sem a necessidade da sincronização entre o 
transmissor e o receptor. Nesse tipo, o canal de comunicação fica em “repouso” até que seja 
necessário o envio de uma mensagem. 
 
➢ Síncrona: a informação é enviada de modo contínuo, sem intervalos. Para esse tipo de 
transmissão se faz necessário um sincronismo entre transmissor e receptor. 
 
 
 
 
 
 
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Meios de transmissão: 
✓ Par Trançado: Consiste em um par de condutores de cobre cobertos com camada isolante 
(encapados) e trançados (torcidos). Esses fios são trançados com o objetivo de reduzir a 
interferência eletromagnética induzida no par, proveniente de motores, lâmpadas fluorescentes, 
descargas atmosféricas ou qualquer outra fonte de ruído. 
É um dos principais meios guiados de transmissão e pode ser apresentado também como o de 
menor custo, dependendo da categoria do cabo utilizado. Porém, assim como qualquer meio de 
transmissão, ele apresenta suas limitações. 
 
Aplicação: Redes telefônicas, industriais e na comunicação serial de equipamentos eletrônicos, 
Transmissões: Podem chegar a alcançar taxas acima de 1 Gbps. 
Distância: Relativamente Grande (Dezenas de Metros), acima de 1000 metros, porém nesses casos 
as taxas de transmissão se limitarão a valores menores, como 100 kbps. 
 
✓ Cabo de Par Trançado (TP -Twisted Pair): É formado por quatro pares trançados, envoltos com 
isolamento plástico, podendo ser blindado ou não. 
 
Blindagem: Utilizada apenas para proteger contra interferências eletromagnéticas. 
➢ UTP (unshielded twisted pair): Cabo sem blindagem. 
➢ FTP (foiled twisted pair): Este é o tipo mais simples de blindagem. Nele uma fina folha de 
aço ou de liga de alumínio envolve todos os pares do cabo, protegendo-os contra 
interferências externas, mas sem fazer nada em relação à interferência entre os pares de 
cabos. 
➢ STP (shielded twisted pair): Usa uma blindagem individual para cada par de cabos. Isso 
reduz a interferência entre os pares de cabos e melhora a tolerância do cabo quanto à 
distância. Pode ser usado em situações em que for necessário crimpar cabos fora do 
padrão, com mais de 100 metros. 
➢ SSTP (screened shielded twisted pair): Combinam a blindagem individual para cada par de 
cabos com uma segunda blindagem externa, envolvendo todos os pares, o que torna os 
cabos especialmente resistentes a interferências externas. 
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Essas interferências podem afetar de maneira significativa o sinal transmitido, e por isso o uso da 
blindagem é altamente indicado em locais sujeitos a campos eletromagnéticos (motores elétricos, 
compressores de ar-condicionado, subestações, linhas de energia). 
 
Os cabos de par trançado podem ser classificados em categorias que determinam alguns 
parâmetros, como frequência máxima suportada e taxa máxima de transmissão. 
 
➢ Categorias 1 e 2: Eram recomendadas para a comunicação de voz e dados até 9,6 Kbps. 
Atualmente estão fora de uso e não são mais reconhecidas pela TIA (Telecommunications 
Industry Association). Eram utilizadas em instalações telefônicas e de dados antigas. 
➢ Categoria 3: Características de desempenho para cabeamento e conexões em transmissões 
de dados e voz na velocidade de até́ 10 Mbps. Agora é usada somente em cabos telefônicos. 
➢ Categoria 4: Características de desempenho para cabeamento e conexões em transmissões 
de dados e voz na velocidade de até 16 Mbps. Raramente é utilizada. 
➢ Categoria 5: Suporta frequências de até 100 MHz. Utilizada em aplicações de redes locais 
de 100Mbps e até mesmo de 1000 Gbps (1 Gbps). Instalações novas devem usar Cat5e ou 
superior. 
➢ Categoria 5e: Nesta categoria a letra “e” significa enhanced (melhorada). Trata-se de uma 
versão melhorada quanto às características dos materiais utilizados na categoria 5, 
permitindo melhor desempenho. É especificada para redes de entre 100 Mbps e 1000 
Mbps. 
➢ Categoria 6: Características para desempenho especificadas até 250 Mhz. Foi originalmente 
desenvolvida para ser usada em redes de 1000 Mbps, mas, com o desenvolvimento do 
padrão para cabos categoria 5e, sua adoção acabou sendo retardada. Embora os cabos 
categoria 6 ofereçam uma qualidade superior, o alcance continua sendo de apenas 100 
metros. Podem ser usados em redes 10 Gbps, mas nesse caso o alcance é de apenas 55 
metros. 
 
 
 
 
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✓ Cabo coaxial: O cabo coaxial consiste em um fio 
de cobre rígido formando o núcleo, envolto por 
um material isolante que, por sua vez, é envolto 
em um condutor cilíndrico, frequentemente na 
forma de uma malha cilíndrica entrelaçada. Além 
disso, o condutor externo é coberto por uma capa 
plástica protetora. 
 
O isolamento contra interferências eletromagnéticas é dado pela malha metálica. A malha 
metálica circular cria uma gaiola de Faraday, isolando desse modo o condutor interior de 
interferências. O inverso também é verdadeiro, ou seja, frequências e dados que circulam pelo 
condutor não conseguem atingir o exterior graças ao isolamento da malha, e assim não interferem 
em outros equipamentos. 
 
✓ Fibra Ótica: Os sistemas de transmissão por fibra ótica se baseiam na transmissão de feixes de luz 
através de fios de vidro oticamente puros. Um sistema de transmissão ótico possui três 
componentes: o emissor de luz, o meio de transmissão e o detector. Geralmente a codificação é 
baseada no fato de um pulso de luz indicar um bit 1, e a ausência de luz representa um bit zero. 
 
O emissor tem o papel de transformar um sinal elétrico em um sinal de luz, o qual é enviado 
pelo meio de transmissão, a fibra ótica. Já o detector tem a função de receber o sinal luminoso e 
transformá-lo em um sinal elétrico. 
 
Quando instalamos uma fonte de luz em uma extremidade de uma fibra ótica e um detector 
na outra, temos um sistema de transmissão de dados unidirecional (simplex) que aceita um sinal 
elétrico e o converte, transmitindo pulsos de luz. Na extremidade de recepção, a saída é 
reconvertida em um sinal elétrico. 
 
Transmissor ótico: Este utiliza um diodo laser (LD) ou diodo emissor de luz (LED) para converter os 
sinais elétricos em sinal luminoso. 
 
 
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Receptor ótico: Compõe-se de um dispositivo fotoelétrico (responsável pela detecção e conversão do 
sinal luminoso em sinal elétrico) e de um estágio eletrônico de amplificação e filtragem. 
 
 
vantagem da transmissão por fibra ótica é a taxa de transmissão, podendo passar de 50 Tbps. 
Existem dois principais tipos de fibras óticas utilizadas para a transmissão de dados: 
Multimode Fiber (MMF): Os raios incidentes refletem nas bordas da fibra. Nesse tipo de fibra é 
recomendado que as distâncias não ultrapassem 300 metros. 
 
Singlemode Fiber (SMF): O diâmetro da fibra é reduzido ao comprimento de onda de luz. Devido 
ao fato de que a luz se propaga em linha com o condutor, a eficiência do meio é maior, permitindo 
uma distância maior sem emendas ou repetidor (até 80 quilômetros). Nesse caso não há reflexão 
(ou há muito pouca) e a fibra se comporta como um guia de onda. Além disso, esse tipo de fibra 
permite maiores taxas de transmissão. 
 
 
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✓ O espaço (comunicações sem fio — wireless): Em diversas situações, o uso de meios guiados de 
transmissão é altamente complexo ou inviável. Para tais casos existe a possibilidade do uso de 
meios não guiados de transmissão, que fazem uso de ondas dispersas no ar para enviar dados. 
Redes industriais nas quais há dificuldades para se instalar cabeamento metálico ou fibra, devido 
à falta de canaletas ou conduítes, à localização geográfica ou ao espaço físico também podem 
recorrer a essas tecnologias de transmissão não guiada. 
 
Normalmente chamamos a transmissão pelo espaço de wireless (sem fio), e dentro desse conceito 
diversas tecnologias que podem ser empregadas, tais como: 
➢ Infravermelho 
➢ Micro-ondas 
➢ Rádio modem 
➢ Bluetooth 
➢ Wi-Fi (IEEE802.11) 
➢ Zigbee (IEEE802.15.4)
O número de oscilações por segundo de uma onda eletromagnética é chamado de frequência e 
emedido em Hz (em homenagem a Heinrich Hertz). Quando se instala uma antena com o tamanho 
apropriado em um circuito elétrico, as ondas eletromagnéticas podem ser transmitidas e recebidas 
com eficiência por um receptor localizado a uma distância bastante razoável. 
 
Nas redes industriais, utilizam-se algumas tecnologias de meios de transmissão não guiada, como: 
➢ Omnidirecional: Irradia em todas as direções; 
➢ Direcional: Irradia em uma direção específica; 
 
Rádio modem transparente: Rádio com função de modem, mas inteligência limitada. Em geral, possui 
uma porta serial RS-232 ou RS-485 para entrada e saída de dados. Não tem controle de fluxo nem 
verificação de erros. As taxas de transmissão são compatíveis com taxas de enlaces seriais. Por 
exemplo, 115 kbps. 
Rádio modem inteligente: Oferece uma série de vantagens, tais como controle de fluxo e verificação 
de erros. 
Rádio telemetria: Em um rádio modem, há uma interface que permite sua comunicação com outro 
dispositivo que se encarrega do gerenciamento dos sensores e atuadores ligados a ele. Em sistemas 
de rádio telemetria, o próprio rádio já possui entradas e saídas para sensores, sendo mais simples, 
porém também limitado. 
ARA0157 – REDES INDUSTRIAIS 
Prof. Ms. Pedro Gabriel Calíope Dantas Pinheiro 
 
 
Bluetooth: Começou a ser desenvolvido em 1994, pela Ericsson. Em 1998 passou a ser trabalhado pelo 
Bluetooth Special Interest Group (SIG), consórcio inicialmente formado pela Sony, Ericsson, IBM, Intel, 
Toshiba e Nokia. O Bluetooth é uma tecnologia de transmissão sem fio para pequenas distâncias. Suas 
características são: 
➢ Baixo consumo de energia, Robustez e Baixo custo. 
➢ A taxa de transmissão para a versão 1.2 é de 1 Mbps e a versão 2.0 chega a 3 Mbps. 
Wi-Fi (IEEE802.11): Wi-Fi é uma marca registrada da Wi-Fi Alliance, utilizada por produtos certificados 
que pertencem à classe de dispositivos de rede local sem fios (WLAN) baseados no padrão IEEE 802.11. 
Por causa do relacionamento íntimo com seu padrão de mesmo nome, o termo Wi-Fi é usado 
frequentemente como sinônimo para a tecnologia IEEE 802.11. O nome, para muitos, sugere que se 
deriva de uma abreviação de wireless fidelity, ou fidelidade sem fio, mas não passa de uma brincadeira 
com o termo Hi-Fi, designado para qualificar aparelhos de som com áudio mais confiável, que é usado 
desde a década de 1950. Os principais padrões na família IEEE 802.11 são: 
➢ IEEE 802.11a: Padrão Wi-Fi para frequência 5,8 GHz com capacidade teórica de 54 Mbps. 
➢ IEEE 802.11b: Padrão Wi-Fi para frequência 2,4 GHz com capacidade teórica de 11 Mbps. Esse 
padrão utiliza DSSS (direct sequency spread spectrum – sequência direta de espalhamento de 
espectro) para diminuição de interferência. 
➢ IEEE 802.11g: Padrão Wi-Fi para frequência 2,4 GHz com capacidade teórica de 54 Mbps. 
➢ IEEE 802.11n: Padrão Wi-Fi para frequência 2,4 GHz e/ou 5 GHz com capacidade de 65 a 600 Mbps. 
 
Zigbee (IEEE802.15.4): Surgiu por volta de 1998 com a intenção de suprir algumas deficiências já 
encontradas em tecnologias Wi-Fi e Bluetooth. Em 2003 o ZigBee foi normalizado através do padrão 
IEEE 802.15.4. Seus fabricantes são Philips,Motorola, Honeywell, Samsung, Siemens, Schneider, entre 
outros. 
Principais Aplicações: 
➢ Automação predial e doméstica (controle de iluminação, irrigação, segurança, controle de 
acesso) 
➢ Periféricos de computadores (mouse, teclado, joysticks) 
➢ Eletrônica de consumo (TV e DVD) 
➢ Controle industrial (gerenciamento de processos e energia) 
➢ Dispositivos pessoais de cuidados médicos (monitoramento de pacientes e fitness). 
ARA0157 – REDES INDUSTRIAIS 
Prof. Ms. Pedro Gabriel Calíope Dantas Pinheiro 
 
 
 
4. REFERÊNCIAS 
✓ Filippo Filho, Guilherme. Automação de processos e de sistemas. São Paulo: Érica, 2014. Disponível 
em: https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/9788536518138/cfi/2!/4/4@0.00:0.00 
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✓ Moraes, Alexandre Fernandes de. Redes industriais para automação industrial: ASI, PROFIBUS e 
PROFINET. São Paulo: Érica, 2019. Disponível em: 
https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/9788536532042/cfi/1!/4/4@0.00:0.00 
✓ MORAES, Alexandre.Fernandes. REDES DE COMPUTADORES: FUNDAMENTOS. São Paulo: Saraiva, 
2020. Disponível em: https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/9788536532981 
✓ Alves, Jose Luiz Loureiro. Instrumentação, controle e automação de processos. 2ª Ed. Rio de 
Janeiro: LTC, 2017. Disponível em: 
https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/9788521619178/cfi/4!/4/4@0.00:67.2 
✓ Barrett, Diane. Redes de computadores. Rio de Janeiro: LTC, 2010. Disponível em: 
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✓ Filippo Filho, Guilherme. Automação de processos e de sistemas. São Paulo: Érica, 2014. Disponível 
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✓ Prudente, Francesco. Automação industrial PLC: teoria e aplicações: curso básico. Rio de Janeiro: 
LTC, 2015. Disponível em: 
https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/9788521620235/cfi/5!/4/4@0.00:61.9 
✓ Tanenbaum. Andrew S. Redes de Computadore. São Paulo: Pearson, 2011. Disponível em: 
https://plataforma.bvirtual.com.br/Leitor/Publicacao/2610/pdf 
 
https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/9788536532981
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