Infraestrutura e conectividade em redes industriais

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Infraestrutura e
conectividade
em redes
industriais
Prof. Raphael dos Santos
Descrição
As especificações e detalhamentos referentes aos projetos e
instalações de redes de comunicação com meios de transmissão
baseados em par trançado, fibra óptica e redes sem fio (wireless).
Propósito
A metodologia para realização de projetos e instalações de redes com
par trançado, fibra óptica e sem fio (wireless), além de os princípios de
funcionamento e os detalhes referentes aos equipamentos necessários
são importantes conhecimentos em redes industriais.
Objetivos
Módulo 1
Rede de par trançado
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Analisar o projeto e a instalação de uma rede de par trançado.
Módulo 2
Rede de �bra óptica
Analisar o projeto e a instalação de uma rede de fibra óptica.
Módulo 3
Rede sem �os
Analisar o projeto e a instalação de uma rede sem fios.
Introdução
Olá! Antes de começarmos, assista ao vídeo e entenda a
infraestrutura de uma rede de comunicação industrial.

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1 - Rede de par trançado
Ao �nal deste módulo, você será capaz de analisar o projeto e a instalação de uma rede de par
trançado.
Vamos começar!
As vantagens e desvantagens de uma
rede de par trançado
Confira agora as vantagens e desvantagens de uma rede de par
trançado.
Introdução ao par trançado

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Devemos considerar diversos elementos fundamentais para o
funcionamento adequado de um projeto de cabeamento de redes. Esses
projetos são baseados em especificações dos processos industriais e
nas exigências dos usuários em relação às suas necessidades,
considerando:
O consumo de dados dos equipamentos deve ser compatível
com a capacidade de tráfego da rede.
As características de comunicação dos equipamentos
(adequados para fibras ópticas, cabos, wi-fi etc).
O tipo de cabeamento (conectores) que os equipamentos a
serem utilizados suportam.
As condições para passagem de cabos e fatores de interferência
(eletromagnética, ruídos etc.).
Os projetos devem levar em consideração a eficiência do sistema e o
uso racional de recursos com o propósito de redução de custos e
futuras expansões.
Atenção!
Consumo de recursos 
Tipos de equipamentos 
Tipos de cabeamento 
Infraestrutura local 
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Vale ressaltar que o projeto de redes deverá apresentar uma
durabilidade considerável, possivelmente maior do que todos os outros
equipamentos utilizados na rede. É possível, inclusive, que o mesmo
sistema de cabeamento seja utilizado em diferentes equipamentos ao
longo dos anos.
Características da estrutura de rede
No desenvolvimento de qualquer estrutura de hardware, inclusive de
cabeamento, os programas (software) passam por uma evolução
constante, devendo ser atualizados (com o uso de patchs ou troca
integral do programa) em intervalos de tempo consideravelmente mais
curtos do que as estruturas físicas (hardwares). No caso dos
cabeamentos de rede, essa durabilidade é ainda maior. Se um programa
for atualizado a cada 3 anos, o hardware poderá apresentar uma
durabilidade de 6 anos e o cabeamento deverá durar ao menos 10 anos,
contemplando as possíveis mudanças de programa e de hardware.
Cabeamento bem feito
Um projeto de
cabeamento bem feito,
e adequadamente
utilizado, garantirá o
retorno do investimento
ao longo dos anos. Para
isso, deve-se atentar ao
uso dos elementos de
rede (equipamentos
conectados) e ao
acesso físico às
instalações (cuidados
com as terminações,
que representam os
conectores e todos os
componentes que
possam ser danificados
pelo mal uso).
Cabeamento malfeito
Um cabeamento
malfeito (projetado ou
executado
indevidamente) poderá
levar a grandes
prejuízos na operação
da rede, ocasionando
congestionamento no
tráfego de informações,
perdas de dados,
elevado downtime, além
de um tempo de
latência (tempo entre o
envio dos dados e a
resposta do servidor)
excessivo.
Sendo assim, um projeto bem dimensionado é de vital importância para
um sistema de produção eficiente e deve considerar a natureza e as

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limitações dos elementos que serão conectados à rede.
É muito comum as limitações nas especificações acabarem por limitar
as características dos elementos que poderão ser agregados à rede.
Isso acontece, por exemplo, quando a estrutura do cabeamento limita as
características (especificações) das tecnologias que poderão ser
utilizadas na rede.
Comentário
Uma situação típica é a instalação de um cabeamento específico para
baixas velocidades de transmissão, como os cabos limitados a 4 Mbps
(megabits por segundo). Essa estrutura limita o uso de tecnologias com
velocidade de transmissão superior a essa.
Cabe destacar que a estrutura de cabeamento (projeto e instalação) não
se limita à velocidade de transmissão. Outros fatores devem ser
considerados:
Largura de banda – refere-se à quantidade de dados que podem
ser transmitidos em um período de tempo.
Facilidade de instalação.
Imunidade aos ruídos.
Imunidade à interferência eletromagnética.
Perdas reduzidas – baixa atenuação em relação ao
comprimento dos cabos.
Confiabilidade.
Padronização.
Disponibilidade de peças de reposição e reparo.
Embora o cabeamento seja muito importante para um projeto de
comunicação, o custo com a instalação dos cabos é um dos menores
da instalação. A variação maior se dá pelo tipo de cabo utilizado
(qualidade, comprimento, blindagem, espessura da seção do cabo –
bitola etc).
Em uma rede local, os tipos de cabeamentos mais utilizados são:
Par trançado
Fibra óptica
Redes sem fio
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O cabeamento do tipo par trançado é formado por pares de fios, veja:
Par trançado.
Os fios são trançados com o objetivo de reduzir o ruído (através do
efeito de cancelamento) para manter constantes as propriedades
elétricas dos fios por toda a sua extensão.
O par trançado também evita o efeito da interferência cruzada (diafonia)
entre os pares de fios e diminui o nível de interferência eletromagnética
e de radiofrequência. Também é importante destacar que o número de
tranças nos fios pode variar de acordo com a necessidade de redução
do acoplamento elétrico.
Tipos de cabos pares trançados
Os cabos utilizados nos pares trançados se dividem em:
STP – par de cabos trançados com blindagem
UTP – par de cabos trançados sem blindagem
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Cabos STP
Os cabos do tipo STP possuem malhas blindadas que são utilizadas na
redução dos efeitos das interferências externas (principalmente
eletromagnéticas e radiofrequências). Esse tipo de cabo apresenta uma
blindagem interna para cada par trançado que compõe o cabo principal
para reduzir os efeitos da diafonia, veja:
Estrutura interna de um cabo par trançado STP.
Um cabo do tipo STP comum possui 2 pares de cabos trançados e
blindados. Podem apresentar características de impedância
(resistência) de 150 ohms e largura de banda típica de 300 MHz para
100 metros de cabo.
Nos cabos do tipo par trançado, cada duplapossui características
diferentes (diâmetro e materiais na blindagem), sendo categorizados em
1, 1A, 2, 2A, 6, 6A, 9 e 9A.
Comentário
Nesse tipo de cabeamento, a blindagem é aterrada nas duas
extremidades, e esse aterramento pode ser feito através de um hub
específico para cabos STP. A falta de blindagem pode aumentar os
problemas de interferência, o que envolve aumento do custo do cabo,
seu tamanho (espessura) e peso.
Cabos UTP
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O desenvolvimento de cabos de melhor qualidade e o baixo custo de
aquisição e maior facilidade de instalação nos levou à produção de
cabos trançados não blindados (UTP), veja:
Estrutura interna de um cabo par trançado UTP.
Esses cabos UTP são padronizados pela Associação das Indústrias de
Telecomunicações (TIA) e pela Associação de Indústrias Eletrônicas
(EIA) e divididos em 5 categorias, levando em consideração:
A bitola do fio (em AWG – escala americana de bitolas de fios),
em que os números maiores indicam fios de bitolas (diâmetros)
menores.
O nível de segurança.
As categorias são divididas de acordo com esta tabela:
Categoria Bitola (AWG)
Taxa de
Transmissão
Cat. 1 26 AWG 64 Kbps
Cat. 2 26 AWG 2 Mbps
Cat. 3 24 AWG 10 Mbps
Cat. 4
24 AWG – UTP de
baixa perda
16 Mbps
Cat. 5 24 AWG – UTP de
frequência
10 Mbps
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Categoria Bitola (AWG)
Taxa de
Transmissão
estendida
Cat. 5e 24 AWG 1 Gbps
Cat. 6 23 ou 24 AWG 1 Gbps
Cat. 6A 23 AWG 10 Gbps
Tabela 1: Categorias dos cabos pela EIA / TIA.
Raphael dos Santos
Apesar do baixo custo e das vantagens em instalação dos cabos, a falta
de blindagem torna os cabos mais sensíveis e demandam uma mão de
obra especializada para a instalação adequada e para o transporte.
Contudo, a maior flexibilidade desses cabos associada à menor
espessura (comparado com os blindados), aparece como grande
vantagem nesse tipo de cabeamento.
Características de um sistema com
par trançado
Cada equipamento eletricamente carregado transmite e recebe ondas
eletromagnéticas que podem interferir nos cabeamentos, visto que
funcionam quase como antenas. O mesmo comportamento ocorre com
os cabos que, em frequências maiores, comportam-se como uma
antena e agravam a emissão de ondas eletromagnéticas.
Interferência eletromagnética
Os efeitos das interferências eletromagnéticas, produzidas pelos
equipamentos e nos cabos, representam um grande problema no
desenvolvimento dos projetos, já que podem causar perdas de
desempenho nas redes, falhas nos programas e corrupção de dados.
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As novas normas da Comissão da Comunidade Europeia (CEC)
definiram o limite de interferência eletromagnética que os equipamentos
podem produzir, exigindo que os cabos sejam adequados aos
equipamentos utilizados.
A interferência eletromagnética consiste na produção de um campo ou
uma onda elétrica ou magnética e pode ser gerada pela energização de
cargas indutivas, acionamentos de relés, chaves, disjuntores, descargas
eletromagnéticas etc.
Atenção!
Em cabos UTP, a redução das emissões de interferências
eletromagnéticas é feita através do efeito de cancelamento balanceado,
em que sinais de polaridades opostas são enviados pelos cabos
trançados. Caso os sinais enviados estejam perfeitamente balanceados,
a interferência se cancela mutuamente, reduzindo (ou eliminando) a
atuação do cabo como uma antena.
Problemas com o cabeamento UTP 5
O cabeamento de categoria 5 é um dos mais utilizados nos sistemas de
comunicação. Seu baixo custo, facilidade de instalação, resistência ao
fogo e isolamento são capazes de controlar os níveis de emissão
eletromagnética. Entretanto, a resina fluorpolimerada, essencial na
produção dos revestimentos desses cabos, vem apresentando uma
redução significativa na sua produção mundial, o que tem colocado em
risco a produção desse tipo de cabeamento.
Projetos de cabeamento de um
sistema par trançado
A instalação dos conectores nos cabos do tipo par trançado, também
denominada terminação ou crimpagem, consiste na conexão da
extremidade do cabo par trançado a um terminal (componente físico de
conexão denominado RJ45), veja:
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Crimpagem de um cabo par trançado.
Para a conexão de um terminal em um cabo par trançado, são
necessários:
Alicate de crimpagem
Conector RJ45
Cabo par trançado
O alicate de crimpagem é utilizado na fixação do conector na ponta do
cabo. Observe a imagem de um alicate de crimpagem:
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Alicate de crimpagem.
Cabo cruzado e cabo direto
Os cabos de pares trançados são utilizados para conexão entre
equipamentos.
Em casos de conexões diretas entre computadores (sem o uso de hubs)
o cabo precisa ser invertido ou cruzado (crossover). Caso o computador
seja conectado a um hub, devemos utilizar um cabo do tipo direto.
Confira!
Cabo direto
Em qualquer cabo, a primeira etapa consiste na remoção do
revestimento externo com um alicate de corte, deixando os fios
expostos. A sequência dos cabos no conector RJ-45 segue o padrão
estabelecido pela norma ETA/TIA 568A, sendo necessário que o cabo
seja completamente encaixado no conector RJ-45, cada cabo em um
orifício.
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Remoção do revestimento do cabo.
Cabo par trançado - direto.
Já as cores seguem o padrão:
Verde e branco
Verde
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Laranja e branco
Azul
Azul e branco
Laranja
Marrom e branco
Marrom
No cabeamento direto, os dois terminais do cabo são “crimpados” de
forma direta.
Cabo cruzado
O cabo cruzado também é montado de acordo com o padrão EIA/TIA
568A, contudo, possui a seguinte sequência:
Cabo par trançado - cruzado.
Já as cores seguem o padrão:
Laranja e branco
Laranja
Verde e branco
Azul
Azul e branco
Verde
Marrom e branco
Marrom
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No cabeamento cruzado (crossover), uma extremidade é presa ao
conector de forma direta e a outra de forma cruzada.
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Falta pouco para atingir seus objetivos.
Vamos praticar alguns conceitos?
Questão 1
No desenvolvimento de um projeto de cabeamento, considerando-
se uma instalação que envolva equipamentos, cabeamentos e
programas, é natural supor que:
Parabéns! A alternativa D está correta.
No desenvolvimento de uma estrutura contemplando programas e
partes físicas, incluindo computadores, controladores e
cabeamento, a estrutura que menos necessita de atualizações é o
cabeamento, tendo em vista que os cabeamentos, em geral, são
A
A maior durabilidade será dos programas, tendo em
vista serem os que menos necessitam de
atualizações.
B
Os hardwares (computadores e CLPs)
necessariamente passarão por menos atualizações
que os cabeamentos.
C
Os cabeamentos necessitarão ser atualizados em
um intervalo inferior aos softwares
obrigatoriamente.
D
A tendência é de que o cabeamento apresente uma
menor necessidade de atualizações que o software.
E
A tendência é deque o software apresente uma
maior necessidade de atualizações que o
cabeamento.
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capazes de comportarem diferentes hardwares e versões distintas
de programas.
Questão 2
Os processos industriais estão suscetíveis aos mais diferentes
tipos de interferências que afetam a qualidade das medições
realizadas. A utilização de um cabeamento do tipo par trançado
ajuda na redução desses ruídos através da redução do efeito da
Parabéns! A alternativa A está correta.
A utilização do par trançado nos cabos evita o efeito da
interferência cruzada e da interferência eletromagnética nas
instalações de transmissão e aquisição de dados.
A interferência eletromagnética.
B dispersão da luz na fibra.
C resistência elétrica.
D corrente elétrica.
E tensão elétrica.
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2 - Rede de �bra óptica
Ao �nal deste módulo, você será capaz de analisar o projeto e a instalação de uma rede de
�bra óptica.
Vamos começar!
A re�exão da luz em uma �bra óptica
Agora, você conhecerá um pouco sobre a reflexão da luz em uma fibra
óptica.
O funcionamento de uma �bra óptica

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Quando se fala em comunicação óptica, logo associamos ao uso das
fibras ópticas. A fibra pode ser tão fina quanto um fio de cabelo, mas
pode carregar milhares de informações digitais a longas distâncias sem
perdas significativas.
Aplicações utilizando as fibras ópticas, lentes e suas propriedades
também encontram espaço no campo da engenharia óptica,
responsável pela pesquisa e desenvolvimento de novas tecnologias
relacionadas com a ciência da luz. O trabalho desenvolvido em
laboratórios de Física altamente sofisticados, busca estudar o
comportamento da luz e verificar como ela pode ser manipulada para
melhorar os sistemas eletrônicos e equipamentos.
As utilizações das fibras ópticas são variadas, com grande destaque
para o uso em comunicações e instrumentação óptica.
Princípio da re�exão da luz
As fibras ópticas são constituídas basicamente de materiais dielétricos
(isolantes) que permitem total imunidade a interferências
eletromagnéticas: uma região cilíndrica central composta de um
material transparente como fibra de vidro ou plástico, denominada
núcleo, por onde passa a luz; e uma região periférica denominada casca,
que envolve o núcleo.
Para ser capaz de refletir a luz, o núcleo das fibras não precisa ser
apenas transparente, mas também precisa apresentar um alto índice de
refração. Veja:
Reflexão da luz no interior de uma fibra óptica.
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Índice de refração
Atenção!
O índice de refração consiste no fenômeno que relaciona a mudança na
velocidade de propagação de uma onda eletromagnética (como a luz)
quando atravessa 2 meios ópticos diferentes.
Quando ocorre a refração, o comprimento da onda de luz pode mudar,
mas sua frequência permanece a mesma. Como o produto entre o
comprimento de onda e sua frequência resulta na velocidade (Equação
1), é possível observar a mudança na velocidade de propagação da onda
quando muda de meio:
Eq. 1
Em que é o comprimento de onda e é a frequência (Hz).
A reflexão da luz no interior da fibra está associada aos índices de
refração dos materiais que a compõe. Ela pode ser definida pela Lei de
Snell, que permite calcular o desvio dos raios de luz ao mudarem de um
meio, conforme a Equação 2:
Eq. 2
Como os materiais que compõe o núcleo e a casca possuem índices de
refração diferentes, e o índice do núcleo é sempre maior que o
índice de refração da casca , existe um ângulo de penetração da luz
na fibra que, se for menor que o ângulo de aceitação correspondente
ao ângulo máximo de incidência da luz, em relação a um eixo
longitudinal no centro da fibra, para que esta penetre no cabo,
promoverá sua reflexão total no interior da fibra e, consequentemente,
sua propagação com perdas reduzidas. Observe:
v = λf
λ f
v1
v2
=
λ1
λ2
=
n2
n1
(n1)
(n2)
(θ)
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Ilustração de uma fibra óptica.
Alguns conceitos inerentes às fibras ópticas são fundamentais para que
elas possam ser utilizadas com razoável grau de eficiência. A abertura
numérica (NA), por exemplo, é definida pelo ângulo formado entre um
eixo imaginário, localizado no centro de uma fibra óptica, e um raio de
luz incidente, de tal forma que ele consiga sofrer a primeira reflexão,
necessária para a luz se propagar ao longo da fibra.
A abertura numérica da fibra pode ser calculada considerando os
índices de refração que a compõe (Equação 3).
Eq. 3
Em que, como o meio de propagação é o ar, .
Dessa maneira, toda a luz incidente com um ângulo menor do que terá
propagação dentro da fibra. Observe:
Abertura numérica de uma fibra óptica.
Vantagens das �bras ópticas
Quando comparada com outros meios de propagação de dados (par
trançado e cabos coaxiais, por exemplo), as fibras ópticas apresentam
diversas vantagens.
Tendo em vista o barateamento das tecnologias para fabricação.
NA = η. sen θ = √n21 − n22
η = 1
θ
Os cabos apresentam um menor custo 
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O que facilita a instalação.
As perdas são muito pequenas mesmo para grandes distâncias.
Por se tratar de um sinal luminoso, a fibra não sofre interferência
eletromagnética ou de outros sinais.
Por se tratar de um sinal luminoso, os riscos de incêndio ou
choque elétrico são inexistentes.
Sendo assim, a montagem de uma infraestrutura baseada em fibras
ópticas pode ser mais barata. O risco de furto de fibras ópticas é muito
menor, quando comparado com os cabos de cobre, tendo em vista que
o preço do cobre tem aumentado e o reaproveitamento das fibras (com
emendas) é quase impossível.
As dimensões reduzidas permitem que as fibras tenham dimensões
menores (mais finas) sem, contudo, perderem a capacidade de
transmissão ou terem seu rendimento reduzido. Quando comparado
com os cabos de cobre, as fibras, mesmo em distâncias maiores e com
diâmetro menor, apresentam uma capacidade de transmissão (menor
atenuação ou menor perda e maior velocidade de transmissão) muito
superiores.
Considerando que os riscos também são menores, as vantagens no uso
das fibras ópticas são consideráveis.
Dimensões reduzidas 
Capacidade de propagação muito elevada 
Imunidade à interferência 
Menor risco de acidentes 
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Tipos de redes e de �bras ópticas
As redes de fibras ópticas podem ser classificadas como:
Ativa
Passiva
Já as fibras ópticas podem ser divididas em:
Monomodo Multimodo
Tipos de redes de �bras
As fibras possuem dois tipos:
AON
Uma rede ativa (AON)
utiliza switches
energizados por
eletricidade para
distribuir os sinais
dentro da rede. Já uma
rede passiva utiliza
splitters para recolher e
dividir os sinais dentro
de uma rede.
PON
Uma rede passiva
(PON) somente
necessita de
equipamentos
energizados
eletricamente para
produzir os sinais e
receber os sinais, ou
seja, nos extremos de
uma fibra.
Switches


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Aparelho eletrônico que permite criar uma rede de comunicaçãoentre
computadores, via cabo (Ethernet). Essa rede pode ser fechada (sem
acesso a sites externos), ou aberta (com acesso a sites externos).
Splitters
Componente da rede de fibra óptica que tem a função de distribuir o sinal
óptico. Esse componente é considerado um elemento passivo, na rede.
É bastante comum as redes combinarem elementos passivos e ativos
formando redes híbridas.
As redes passivas apresentam algumas vantagens em relação às redes
ativas, tais como:
A construção e manutenção de uma rede passiva são mais
baratas comparadas com a necessidade de equipamentos
elétricos das redes ativas.
As redes ativas são mais suscetíveis a falhas, tendo em vista a
existência de equipamentos elétricos em seu funcionamento.
Apesar dessas vantagens, as redes passivas apresentam uma grande
limitação quando comparada com as redes ativas. Enquanto as redes
passivas costumam ter um alcance de aproximadamente 20km, as
redes ativas podem chegar a 100km. Assim, as centrais precisam ficar
mais próximas dos destinatários em uma rede passiva.
Quanto à proximidade da rede de fibra com o cliente, as redes podem
ser classificadas em:
Menor custo de implementação 
Menor suscetibilidade 
 Fibra para nó ou �bra para a vizinhança
(FTTN)
A d ó ti t i l ilô t d
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Tipos de �bras ópticas
Quanto ao tipo de fibras, elas podem ser monomodo ou multimodo.
Vamos conhecê-las!
Fibra óptica monomodo
Esse tipo de fibra aceita apenas 1 sinal luminoso por vez. Isso acontece
porque as fibras monomodo apresentam um núcleo de cerca de 10
micrômetros e uma casca mais grossa que a multimodo.
Como o espaço de transmissão é muito estreito (devido às dimensões
reduzidas do núcleo) o feixe de luz é transmitido de forma direta, quase
em uma linha reta. Observe a ilustração:
A rede óptica termina a alguns quilômetros do
destinatário.
 Fibra ao meio �o ou �bra ao gabinete
(FTTC)
Nesta configuração, os cabos ópticos da rede
terminam a menos de 300 metros do destinatário.
 Fibra para o prédio ou �bra para o porão
(FTTB) ou �bra para casa (FTTH)
São estruturas de redes onde as fibras terminam
dentro do prédio ou da casa do cliente.
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Ilustração de uma fibra monomodo.
Como vantagens, a fibra monomodo apresenta:
Menor perda de luz, mesmo em curvas e/ou grandes distâncias.
Velocidade superior, quando comparadas com as fibras
multimodo.
Como desvantagem, a fibra monomodo apresenta:
Maior dificuldade com emendas, tendo em vista a dificuldade de
alinhamento das fibras.
Observe a imagem, a seguir, de uma propagação de informação em uma
fibra monomodo. É possível observar que cada fibra da ilustração
propaga 1 única informação.
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Propagação de informação em uma fibra monomodo.
Fibra óptica multimodo
Apresentam núcleos maiores que as de uma fibra monomodo e uma
casca mais fina.
Como o espaço para transmissão é maior, os feixes de luz são refletidos
diversas vezes e múltiplos feixes podem ser propagados. Veja:
Ilustração de uma fibra multimodo.
Por esses motivos, como vantagem das fibras multimodos, podemos
citar:
Menor custo.
Facilidade de operar e instalar, quando comparadas com as
fibras monomodo.
Entre as desvantagens, podemos citar:
Maior perda de luz em distâncias maiores e/ou curvas.
Limitações da velocidade e das distâncias.
Observe agora a propagação de informações em uma fibra multimodo:
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Propagação de informação em uma fibra multimodo.
Elementos de uma rede de �bra
óptica
Como já discutido, as redes de fibra podem ser ativas, passivas ou
híbridas, sendo formadas por diversos componentes ou elementos.
Confira!
Elementos ativos
Os elementos ativos são aqueles que necessitam de energia elétrica
para seu funcionamento.
Entre os elementos ativos, podemos citar:
Emissores ópticos
São os dispositivos responsáveis por emitirem os feixes de luz, ou seja,
transformam energia elétrica em luminosa. Sendo formados por uma
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fonte óptica, um modulador e um acoplador para a fibra óptica.
Os emissores podem ser baseados em diodos emissores de luz (LED)
ou diodos laser.
Entre as especificações dos emissores devemos destacar:
Quanto maior a fibra, maior deverá ser a potência.
A dispersão de luz é menor para comprimentos de ondas
menores.
A fonte deverá ser insensível a variações no meio (temperatura e
umidade).
Receptores ópticos
Os receptores são responsáveis por transformarem os sinais luminosos
em energia elétrica e devem ser capazes de operarem mesmo com
sinais luminosos de baixa potência.
Observe agora a ilustração de uma fibra óptica com um emissor de luz e
um receptor acoplados. A propagação do raio laser, pela reflexão, ocorre
mesmo em condições de curvatura.
A potência 
Comprimento de onda espectral 
Insensibilidade ao meio ambiente 
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Ilustração de uma fibra óptica com um receptor e um emissor acoplados.
Ampli�cadores ópticos
Os amplificadores são utilizados em sistemas onde a luz propagada
através da fibra apresenta uma potência insuficiente para ser recebida
pelos receptores ópticos.
Os projetos devem ser especificados para comportarem a menor
quantidade possível de amplificadores, na medida em que eles
degradam os sinais. Veja:
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Amplificador óptico para sinais de TV.
Elementos passivos
Elementos passivos são aqueles elementos das redes de fibra óptica
que não utilizam energia elétrica em seu funcionamento.
Entre os elementos passivos, podemos citar:
Uniões
São as conexões utilizadas na junção de duas fibras.
As uniões podem ser:
 Mecânicas
As extremidades de 2 fibras ópticas são
conectadas. Por promoverem perdas (as junções
não são perfeitas) não são recomendadas para
redes de baixas potências.
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Observe a fusão entre 2 fibras na imagem a seguir. A colocação das
fibras dentro do soldador é feita manualmente. Entretanto, o processo
de fusão é realizado de maneira automática pela máquina.
Fusão de uma fibra óptica.
Adaptadores
Os adaptadores, também chamados de conectores ou pigtails, são
conectados na extremidade das fibras e permitem a conexão das fibras
em uniões, emissores, receptores e outros elementos da rede.
 Fusão
As máquinas de fusão são capazes de promover a
fusão (solda) entre 2 fibras. Apresentam perdas
menores que as uniões mecânicas.
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Exemplos de adaptadores para fibras ópticas.
Atenuadores ópticos
Atenuadores ópticos são utilizados quando é necessário reduzir a
potência de um sinal na entrada de um equipamento. Considerando que
os feixes apresentam uma potência e, consequentemente, uma energia,
caso possuam potência maior do que os equipamentos nos quais serão
conectados, poderão danificá-los.
Atenuador óptico de 2 canais com ajuste manual.
Acopladores
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Os acopladores permitem distribuir 1 sinal óptico para 2 ou mais fibras.
Também permitem combinar os sinais de 2 ou mais fibras em 1 única
fibra.
Splitters
Os splitters permitem a divisão do sinal óptico em 2 ou mais partes.
Filtros ópticos
Permitem a multiplexação de diversos sinais com comprimentos de
ondas distintos vindos de diferentes canais.
Caixas de junção
Servem para efetuar a união de dois cabos ou para produzirem
ramificações.
Exemplo de caixa de junção para fibras ópticas.
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Falta pouco para atingir seus objetivos.
Vamos praticar alguns conceitos?
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Questão 1
As fibras ópticas são alguns dos meios de comunicação mais
utilizados atualmente. A imunidade que elas oferecem aos
sistemas de medição e trocas de dados fazem com que as fibras
sejam altamente recomendadas para uso nos processos
produtivos. Entre as vantagens no uso das fibras, podemos
destacar:
Parabéns! A alternativa A está correta.
As fibras ópticas apresentam diversas vantagens, como o risco
reduzido de incêndios e choque elétrico. Além disso, a imunidade a
interferências, por se tratar de um sinal luminoso, torna as fibras
vantajosas no uso em sistemas sensíveis a ruídos.
Questão 2
As redes com fibras utilizam diversos equipamentos para seu
funcionamento. Alguns necessitam de energia elétrica e outros não,
sendo denominados ativos e passivos, respectivamente. Entre
esses elementos, aqueles que são utilizados para a redução da
intensidade de um sinal na entrada de um equipamento para evitar
que seja danificado são denominados:
A imunidade a interferências.
B o trançado dos fios.
C a comunicação wireless.
D a utilização reduzida de fios.
E a facilidade na realização de emendas.
A
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Parabéns! A alternativa B está correta.
Os atenuadores permitem a redução da intensidade de um sinal de
maneira que possam ser colocados na entrada de um equipamento
sem que o danifiquem.
3 - Rede sem �os
Ao �nal deste módulo, você será capaz de analisar o projeto e a instalação de uma rede sem
�os.
pigtails.
B atenuadores.
C emissores.
D receptores.
E acopladores.
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Vamos começar!
A tecnologia sem �o
Confira agora a tecnologia sem fio.
A rede wireless
Quando falamos em rede wireless, fazemos referência ao tipo de rede
com conexão sem fio com os componentes, ou seja, sem a utilização de
cabos.
Embora a rede seja considerada sem fio, diversos nós dessa rede são
formados por componentes ligados entre si, muitas vezes, com o uso de
cabos adequados. Por exemplo, mesmo em uma rede wireless, um
roteador estará conectado com cabo na rede de dados para possibilitar
o acesso sem fio aos demais componentes da rede. Do mesmo modo,
os cabos de alimentação dos componentes, quando energizados pela
rede elétrica, também possuirão cabos de energização.
Atenção!
É fundamental compreender, porém, que a transmissão de dados e
informações é feita por ondas de rádio, infravermelho, telefonia,
bluetooth, entre outras.

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Utilização de rádios e walkie-talkies.
Uma das aplicações mais comuns dos sistemas wireless é promover
acesso remoto à internet. Entretanto, embora o conceito de conexão à
internet sem o uso de fios seja recente, as conexões wireless com
rádios comunicadores, walkie-talkies e satélites, são históricas.
Um exemplo de conexão de sistemas sem fio à internet, atualmente, é
bastante evidente na utilização dos celulares.
Conexão sem fio de um celular.
Embora a conexão sem fio sirva, essencialmente, para a transferência
de dados entre mais de dois equipamentos que não estejam fisicamente
ligados por cabos, as tecnologias wireless vêm evoluindo e permitindo
outras funcionalidades, como o carregamento de dispositivos
eletrônicos.
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Carregamento de celular com almofada de carregamento sem fio.
Como funciona uma rede sem �o?
Embora com os avanços tecnológicos a utilização das redes sem fio
tenha se tornado mais barata e popular, as conexões com fios são mais
rápidas e simples de serem configuradas, mesmo havendo
complexidade na instalação. Contudo, para a instalação de diversos
equipamentos, é mais recomendada a conexão sem fio, pois o uso de
cabos pode tornar o custo consideravelmente alto.
Como a maioria dos dispositivos tecnológicos atuais já possui
tecnologias para adaptação sem fio (wireless) integradas, a
popularização das instalações sem fio ocorreu de forma mais fácil e
rápida. Por outro lado, a grande quantidade de adaptadores para os
equipamentos com fio tornou possível a adaptação dos equipamentos
cabeados às novas tecnologias wireless.
As tecnologias wireless permitem a mobilidade imediata para realização
das mais diversas atividades. Veja algumas vantagens de uma rede sem
fio:
Flexibilidade – diferentes equipamentos podem ser instalados
ou removidas na rede sem grandes alterações.
Transmissão de dados e informações em alta velocidade.
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Baixo custo de manutenção e instalação.
Acesso remoto.
Mobilidade – como os equipamentos não são presos a fios,
podem ser movidos par diferentes pontos.
Menos equipamentos na instalação e configuração.
Entre as desvantagens de uma rede sem fio, podemos destacar:
A segurança é mais fácil de ser burlada, tendo em vista que os
sinais da rede se propagam por um volume espacial tão grande
quanto o sistema permita.
Por questões de segurança e privacidade, demanda maior
tecnologia de criptografia.
O sinal está sujeito à interferência de fatores externos.
A velocidade de transmissão é inferior à de uma rede com fio.
Mesmo não possuindo fios, o alcance também apresenta
limitações.
Componentes de uma rede wireless
Apesar de todas as vantagens, alguns dos diversos componentes de
uma rede sem fio apresentam conexões entre si por meio de fios.
Entre esses componentes, destacam-se:
A maioria dos dispositivos já vem com essas adaptações.
Contudo, equipamentos mais antigos podem ser adaptados para
atuarem nas redes sem fio.
Adaptadores de rede sem fio 
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São os componentes capazes de disponibilizar a rede sem fio
para os diversos equipamentos da rede.
Observe o exemplo de uso de um roteador wi-fi para compartilhamento
de uma rede sem fio:
Roteador wi-fi.
A seleção dos componentes de uma
rede wireless
A seleção dos componentes wireless demanda alguns critérios
fundamentais para uma seleção adequada. Embora um custo reduzido
seja uma característica importante para os projetos em geral, na seleção
de componentes para uma rede sem fio, devem ser levados em
consideração outros parâmetros mais importantes do que o custo, tais
como:
Facilidade de adaptação na utilização com equipamentos de
fabricantes diversos.
Roteadores 
Interoperabilidade 
Alcance 
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O equipamento deverá ser capaz de oferecer um elevado alcance
para a rede sem fio mesmo considerando-se a existência de
obstáculos.
A velocidade com que os dados são trocados (transmitidos e
recebidos) entre os equipamentos e o roteador.
Facilidade de reposição de peças e manutenção.
Também é importante destacar que existem diferentes tipos de
conexões wireless, com especial destaque para aquelas mais utilizadas:
Taxa de transmissão 
Peças de reposição 
 IrDA
Rede de transferência de dados baseada em
adaptadores e receptores infravermelhos para
transmissão e recebimento de dados. Essa rede,
porém, não é capaz de armazenar dados.
 Bluetooth
Tecnologia de comunicação sem fio bastante
comum entre computadores, celulares e outros
dispositivos para troca de dados de maneira direta
e fácil. Entretanto, apresenta como limitação a
necessidade de uma distância reduzida, tendo em
vista a limitação no alcance.
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Con�guração de uma rede wireless
A configuração de uma rede sem fio envolve uma série de
procedimentos, dos mais simples aos mais complexos. O primeiro
passo envolve a identificação da rede sem fio, com o objetivo de
diferenciá-la das demais redes que estejam ao alcance dos dispositivos
sem fio utilizados. A escolha de um nome deve ser intuitiva, para a fácil
localização da rede, tendo em vista que pode haver múltiplas redes
disponíveis no local de acesso do equipamento.
Um ponto fundamental para as redes sem fio consiste na escolha de
chaves de segurança, ou seja, de configurações capazes de garantir a
preservação do nível de segurança da rede e dos dispositivos a ela
integrados. Entre os tipos de chaves de segurança podemos citar:
Um dos primeiros tipos de segurança para redes desenvolvido e,
por esse motivo, apresenta um baixo nível de segurança, sendo
fácil de ser burlado.
 Ronja
Tecnologia para transmissão de dados por
dispositivos ópticos e sem fio.
 Wi-�
Abreviação de wireless fidelity, representa a
tecnologia de comunicação capaz de realizar
acessos à internet sem o uso de fios, através de um
roteador ou hotspot (locais de acesso amplo à rede
sem fio, podendo ser público ou limitado – com
acesso por senha).
WEP 
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Evolução do WEP, ele utiliza a mesma base, porém apresenta
alguns recursos que contornam as fragilidades do sistema
anterior. Foi apelidado de WEP2.
Criado para desenvolver um sistema de segurança mais elevado,
aumentando consideravelmente a complexidade do sistema.
Baseado em uma criptografia dinâmica, ou seja, as chaves de
segurança se alteram a cada envio de pacotes de dados.
Tecnologia que garante a maior segurança, contudo também
demanda um maior processamento por parte dos dispositivos,
não sendo tolerado por alguns dos equipamentos.
Con�guração de uma rede wi-�
Os passos para configuração de uma rede sem fio são bastante
simples. A maior complexidade, geralmente, ocorre nas limitações dos
equipamentos ou nos dispositivos de proteção (firewall e antivírus).
Entre os passos para a configuração de uma rede, temos:
WPA 
WPA2 
TKIP 
AES 
 A configuração do roteador, por meio do nome da
rede, tecnologia de proteção e senha. Esse acesso
é f it l t ti d b t d
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Algumas recomendações sobre login e senha são indicadas, tais como
a não utilização de informações básicas e associadas diretamente com
os donos da rede, tais como: endereços, datas marcantes, nomes etc.
é feito, geralmente, a partir de um cabo conectado
entre o computador e o roteador.
 O acesso ao roteador, feito através de um
navegador de internet, por meio de um endereço
disponível no próprio equipamento (em uma
etiqueta) ou no manual do fabricante. São
solicitados o login e a senha fornecidos pelo
fabricante.
 O nome e a senha (chaves de segurança), que são
ajustados através desse primeiro acesso e serão
utilizados para acesso através de quaisquer
computadores.
 As parametrizações da conexão após os ajustes
das configurações de segurança.
 Por fim, no aparelho que se deseja conectar à
internet, a rede aparecerá, caso esteja disponível, e
o login e a senha de acesso deverão ser
informados.
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Falta pouco para atingir seus objetivos.
Vamos praticar alguns conceitos?
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Questão 1
O advento dos sistemas sem fio representou uma revolução na
utilização dos sistemas eletrônicos em rede. Entre as
características das redes sem fio, podemos citar:
Parabéns! A alternativa D está correta.
A ausência de fio na comunicação com os aparelhos que formam
uma rede sem fio garante, entre outras vantagens, o acesso remoto
aos dispositivos.
Questão 2
Nas redes sem fio, o custo reduzido dos sistemas não é a
característica mais importante, visto que pode afetar o rendimento
e alcance do sistema. Entre as características importantes na
seleção dos componentes, aquele que considera a facilidade de
adaptação a fabricantes diferentes é denominado
A Flexibilidade reduzida.
B Velocidade reduzida das transmissões.
C Custo elevado.
D Acesso remoto.
E Mobilidade reduzida.
A interoperabilidade.
B alcance.
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Parabéns! A alternativa A está correta.
A interoperabilidade é a característica dos equipamentos da rede
sem fio se adaptarem a equipamentos de diferentes fabricantes.
Considerações �nais
Analisamos os projetos e as instalações de diversos sistemas de
comunicação e de trocas de dados.
Primeiramente, vimos o projeto e a instalação de um sistema com
cabeamento do tipo par trançado, que é um modelo de estrutura das
mais antigas e bastante utilizada em pequenos projetos, capaz de reduz
o efeito da interferência eletromagnética. Outros efeitos promovidos por
ruídos diversos também são atenuados pelo uso de blindagens e
aterramentos.
Acompanhamos os projetos de instalação com fibras ópticas. Tipo de
sistema que apresentou um grande crescimento, atualmente, pelas
inúmeras vantagens da utilização dessas fibras.
Também vimos o projeto e a configuração dos sistemas sem fio. A
grande versatilidade desse padrão de sistema associada à redução nos
custos dos componentes, vista nos últimos anos, popularizou esse tipo
de instalação. Além disso, a adaptação das novas tecnologias, como os
celulares e os computadores portáteis, motivou ainda mais a expansão
das instalações de rede sem fio.
C taxa de transmissão.
D crosstalk.
E diafonia.
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Podcast
Agora, você conhecerá um pouco mais sobre a infraestrutura e
conectividade de redes industriais.
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Confira o que separamos especialmente para você!
Leia o artigo Ambientes informacionais digitais, de Elizabeth Roxana
Mass Araya e Silvana Aparecida Borsetti Gregório Vidott e veja a
importância de ambientes digitais.
Referências
BOQUE, V.; HAHN, R. M.; ASTIAZARA, M. V. Cabo de par trançado e cabo
coaxial. Universidade Luterana do Brasil. Curso de Sistemas de
informação, 15 set. 2012.
BORGES, G. S. et al. Modelagem de par trançado para comunicações em
banda larga. 2016. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica) -
Universidade Federal do Pará, 2016.
LOUREIRO,A. A. F. et al. Redes de sensores sem fio. In: Simpósio
Brasileiro de Redes de Computadores (SBRC), p. 179-226, 2003.
RIBEIRO, J. A. J. Características da propagação em fibras ópticas.
Instituto Nacional de Telecomunicações, dez. 1999.
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https://stecine.azureedge.net/repositorio/00212en/03650/index.html# 52/52
RUIZ, L. B. et al. Arquiteturas para redes de sensores sem fio. In:
Simpósio Brasileiro de Redes de Computadores e Sistemas Distribuídos
(SBRC), 2004.
SOUZA, V. A. Comunicação por Fibra Óptica. Clube de Autores, 2015.
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