1 - Redes Industriais - 3ª Série

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AUTOMAÇÃO 
REDES INDUSTRIAIS-3ª SÉRIE 
 
 
1 
 
Conceitos de redes industriais 
 
Para compreendermos melhor estes 
conceitos utilizaremos o exemplo de uma padaria. 
Suponhamos que a padaria tenha três andares. 
Em cada um desses andares existem dois 
departamentos: entrada e saída (de qualquer coisa 
que entre ou saia de cada um desses andares). 
No primeiro andar funciona a expedição. É 
lá que são despachados para os devidos lugares 
tudo que chega, ou seja, os ingredientes para se 
fazer os pães são encaminhados para as camadas 
de cima e os pães prontos são encaminhados para 
os clientes que os compraram. 
No segundo andar é feito o armazenamento 
das mercadorias e empacotamento dos pães 
prontos: os ingredientes, que foram enviados pelo 
primeiro andar, são armazenados em seus devidos 
lugares e os pães prontos, que foram enviados 
pelo terceiro andar, são embalados e enviados 
para o primeiro andar, para que sejam 
despachados para os clientes. 
No terceiro andar são fabricados e assados 
os pães. Nesse ponto são recebidos os 
ingredientes necessários para a fabricação dos 
pães que, após assados, são enviados para o 
segundo andar e, em seguida, para o primeiro 
andar. 
 
Detalhes importantes: 
 
 A comunicação entre os andares é feita 
de forma que, o primeiro andar só consegue se 
comunicar com o segundo andar. O segundo 
consegue se comunicar com o primeiro e o 
terceiro, e o terceiro andar se comunica apenas 
com o segundo. Essa comunicação é feita 
através de um walk-talk; 
 No primeiro andar existem portas de 
todos os lados, que possibilitam que a entrada e 
saída de material da padaria, possa ser feita por 
vários caminhos, já que a padaria tem diversos 
clientes e cada um mora em um lugar diferente. 
Esses caminhos são as ruas; 
 Essas ruas ligam as padarias aos seus 
clientes. O departamento de expedição da 
padaria pode se comunicar apenas com o 
departamento de expedição dos clientes (sim, 
os clientes também possuem seus 
departamentos); 
 A encomenda é transportada da padaria 
até a casa dos clientes através de bicicletas, 
motos, carros, vans, caminhões ou qualquer 
outro meio de transporte. Isto será definido de 
acordo com a quantidade de pães que sairá da 
padaria. 
Veja a Figura 1: 
 
Figura 1 – Exemplo da rede proposta no texto 
 
Tudo começa com a comunicação de 
dados e as redes de computadores. 
 
Não há como explicar as redes industriais, sem 
falar sobre esses dois assuntos antes. 
A comunicação de dados trata do envio de 
dados através de um meio físico, que pode ser 
cabo, fibra-ótica, infravermelho etc. No caso da 
nossa história, nossos meios físicos são: 
1. O ar: Já que a troca de mensagem entre 
os walk-talks é feita sem fios; 
2. A rua: Nesse caso os pães são enviados 
da padaria para o cliente através de uma rua. 
Percebam que o meio físico é o “lugar” por onde a 
informação irá “caminhar” até chegar em seu 
destino. É através dele que a mensagem sai de um 
lugar e vai para outro. 
Já a rede de computadores é a responsável 
pela ligação entre todos os envolvidos na história, 
através de um “caminho” (ou uma estrutura de 
comunicação de dados) de forma que seja possível 
a troca de informações (nesse caso, pães) entre 
um lugar e outro. Na vida real, esses “envolvidos 
na história” são os computadores e a rede que faz 
essa conexão entre todo mundo é a Internet. 
Através da Internet nós podemos trocar 
informações com todas as pessoas que tenham 
acesso a ela. Seja em forma de e-mails, MSN ou 
qualquer outro bate-papo, redes 
sociais…enfim….conseguimos nos comunicar até 
com quem não conhecemos. 
Dentro das redes, tanto na rede de 
computadores quanto nas redes industriais, o 
“transporte” dos dados é feito através 
dos protocolos. 
No nosso exemplo, os protocolos foram 
chamados de motos, carros etc. No caso da rede 
de computadores, onde falamos mais 
sobre Internet, utiliza-se o TCP/IP, que é a 
combinação entre os protocolos TCP e IP. Nas 
 
 
2 
 
redes industriais existem vários, por exemplo: 
Profibus, Foundation fieldbus, As-i, DeviceNet etc. 
Cada um desses protocolos têm suas 
características e particularidades e a escolha por 
um determinado tipo é feita de acordo com a 
necessidade do “lugar” onde este protocolo irá 
atuar. 
 
 
 
Figura 2 – Exemplo de uma rede de Internet 
conectando o mundo todo 
 As Redes de Computadores são sistemas 
de comunicação responsáveis por interligar 
dispositivos eletrônicos de forma que eles possam 
trocar informações. Por exemplo, no caso da 
Internet, esses dispositivos podem ser 
computadores, smartphones, tablets etc. Com 
qualquer um desses dispositivos todas as pessoas 
que tenham acesso à Internet conseguem se 
comunicar e trocar informações, independente do 
lugar onde cada uma delas esteja. 
Também foi comentado no anteriormente 
que as informações “caminham” de um lugar pra 
outro através dos meios físicos e que o “meio de 
transporte” utilizado são os chamados Protocolos 
de Comunicação. Agora, será abordado o que 
acontece, de fato, quando uma mensagem sai de 
um dispositivo e chega em outro. 
 
Obs.: a Internet não é o único tipo de Redes de 
Computadores, porém, é a mais comum entre 
todas, já que está presente no dia-a-dia de 
muita gente. Por isso foi usada como exemplo. 
 
Em uma rede de computadores as 
mensagens percorrem “caminhos” denominados 
Camadas, que são organizadas de acordo com o 
modelo OSI, da ISO (International Standards 
Organization). Este modelo é composto de sete 
camadas, que, com exceção da primeira, que é a 
Física, são implementadas em software. Na 
primeira parte, estas camadas foram chamadas de 
“andares da padaria”. Lembram? 
Veja na Figura 1 um exemplo da arquitetura e 
organização dessas camadas: 
 
Figura 1 - Modelo de referência OSI/ISO 
A implementação de todas as camadas 
varia de acordo com a necessidade da aplicação. 
Quanto maior a complexidade da aplicação, maior 
será a quantidade de camadas implementadas e 
vice-versa. Por exemplo, quando falamos de 
Internet, que utiliza o protocolo TCP/IP, são 
implementadas apenas cinco delas, que são: 
Física, Enlace, Rede, Transporte e Aplicação. 
Já em vários protocolos de redes industriais 
são implementadas apenas três, que são: Física, 
Enlace e Aplicação. Cada uma das camadas 
“enxerga” e trata a mensagem de uma maneira 
diferente. Veja na Tabela 1 como é feita esta 
interpretação: 
 
Tabela 1 – Forma como cada camada interpreta as 
mensagens 
 Cada vez que a mensagem passa por uma 
camada ela é “embalada” com um conteúdo que 
apenas poderá ser interpretado pela mesma 
camada do destino final. Este processo é chamado 
de Encapsulamento. Para exemplificar, vamos a 
mais uma história. Imagine que vamos iniciar uma 
conversa pelo MSN com alguém. A mensagem 
inicial enviada é a palavra “OI!!!”. Então quer dizer 
que, quando digitamos a mensagem e a enviamos, 
http://www.automacaoindustrial.info/wp-content/uploads/2012/06/o-que-sao-redes-industriais-modelo-OSI.png
 
 
3 
 
estamos solicitando à Camada de Aplicação que a 
mensagem “OI!!!” seja enviada para algum lugar. 
Então, esta camada insere um cabeçalho 
contendo as informações que serão necessárias 
para a Camada de Aplicação do receptor da 
mensagem. Cada vez que uma 
mensagem+cabeçalho chega à camada inferior ela 
é vista como dado pela camada atual e, esta insere 
seu cabeçalho e envia esse “conjunto” de 
cabeçalhos+mensagem para a próxima camada. 
Esse processo se repete até que a Camada de 
Enlace seja atingida. 
Neste ponto, além do cabeçalho referente à 
Camada de Enlace, também é adicionado um outro 
cabeçalho, denominado Trailer, que é um conjunto 
de informações que serão inseridas após os 
dados. Assim, o frameestá pronto para ser 
transmitido. Então, na Camada Física são gerados 
sinais elétricos, por exemplo, que são os 
responsáveis pela transmissão deste frame até o 
destino final. Esse frame será “recebido” pela 
Camada de Enlace do destinatário. 
Em seguida,o cabeçalho referente à 
Camada de Enlace será retirado e o que sobrar 
será enviado para a camada superior. Cada 
camada retira do frame o cabeçalho referente à 
mesma camada da origem, e esse processo é 
realizado até que a mensagem original chegue à 
Camada de Aplicação e, por fim, “apareça” na tela 
do computador de destino. 
Na Figura 2 podemos ver que cada quadro 
colorido representa o cabeçalho de cada 
camada. Nesta figura foram implementadas 
apenas cinco camadas, que são as necessárias 
quando se fala de Internet: 
 
Figura 2 – Exemplo de encapsulamento dos dados 
Agora que foi explicado como é realizado o 
“transporte” de uma mensagem através das 
camadas, vamos explicar, resumidamente, qual é a 
função de cada uma delas: 
 
 Camada Física – esta camada descreve a 
tecnologia de transmissão dos dados, a 
pinagem dos conectores e os parâmetros 
técnicos e elétricos que devem ser cumpridos 
[4]. É nesta camada que ocorre o transporte dos 
dados representados por um conjunto serial de 
bits entre dois dispositivos [3], via um suporte 
de transmissão, que são os meios físicos. A 
camada Física não interpreta os dados; ela 
somente passa os dados para a Camada de 
Enlace [2]. 
 Camada de Enlace – aqui é feita a detecção e 
correção de erros, controle do fluxo de dados e 
controle de acesso ao meio [1], por exemplo, 
quando há passagem de token. Isso significa 
que apenas terá direito de acessar o 
barramento quem possuir o token….isso 
garante que não haverá nenhuma colisão entre 
os pacotes que trafegam pelo barramento. 
 Camada de Rede – cuida da rota que os dados 
devem seguir e fazem um controle de 
congestionamento dos meios de transmissão 
[1]. 
 Camada de Transporte – sua função é garantir 
que a transferência dos dados seja feita de 
forma segura e econômica, entre origem e 
destino [1]. 
 Camada de Sessão – cuida da sincronização 
entre máquinas para que se possa fazer longas 
transferências de dados [1]. 
 Camada de Apresentação – esta camada 
cuida do conteúdo dos dados, sendo possível 
alterá-los [1]. 
 Camada de Aplicação – é nesta camada que é 
feita a interface entre a máquina e o usuário. 
Falaremos sobre como é feita a 
transmissão dos dados pelo meio físico. Como foi 
falado anteriormente que quando uma mensagem 
é enviada de um dispositivo para outro, ela passa 
por várias camadas até chegar à Camada Física, 
onde ela é transformada em algum tipo de sinal 
para que possa trafegar pelo meio físico utilizado. 
Este sinal pode ser: 
 Elétrico: quando se utiliza cabos; 
 Luz: quando se utiliza fibra ótica; 
 Rádio, infravermelho, satélite: quando a 
transmissão é feita sem fios, ou seja, os sinais 
trafegam pelo ar. 
http://www.automacaoindustrial.info/wp-content/uploads/2012/06/o-que-sao-redes-industriais-encapsulamento3.png
 
 
4 
 
Para que uma mensagem consiga percorrer 
o meio físico ela precisa ser codificada, ou seja, ela 
precisa ser transformada em alguma coisa que 
seja capaz de percorrer o meio físico que está 
sendo utilizado. 
Vamos a um exemplo. Imagine que existam 
duas pessoas e cada uma delas esteja em um 
quarto. Esses quartos são vizinhos e existe no 
meio da parede um pequeno buraco que os 
interliga. As duas pessoas gostariam de se 
comunicar entre si, utilizando este buraco na 
parede, porém elas são mudas. Então, é claro, 
que não dá para a comunicação ser feita através 
da fala. Existe em cada um dos quartos várias 
pecinhas com letras, números e sinais ortográficos 
escritos, onde é possível uni-las e formar palavras. 
Assim, cada vez que uma das pessoas 
resolve mandar uma mensagem, ela coloca as 
pecinhas em ordem, de forma que a palavra que 
se quer enviar seja formada, e ela começa a jogar 
pelo buraco uma pecinha de cada vez (também em 
ordem). A pessoa do outro quarto vai juntando as 
pecinhas por ordem de chegada. Quando todas as 
peças são enviadas a palavra está completa no 
destino e a pessoa conseguirá ler a mensagem. 
Ambos os lados agem da mesma forma, formando 
palavras e enviando uma peça de cada vez para o 
destino. 
Esse processo de transformar a palavra em 
pedaços para que a informação consiga “passar” 
por um meio físico (neste caso o buraco) e chegar 
ao destino é chamado de Codificação. 
Veja Figura 1: 
 
Figura 1 – Exemplo de codificação de dados 
Na vida real, quando a mensagem chega 
na Camada Física, ela é vista por esta camada 
como uma sequência de bits. Esses bits são 
codificados, ou seja, são transformados em sinais 
(elétricos, luz etc), são transmitidos por partes e 
são unidos novamente no destino final. Uma das 
técnicas mais simples de codificação é através de 
impulsos, onde um impulso significa bit 1 e a 
ausência de impulso significa bit 0. Com estes dois 
dígitos é possível codificar todo tipo de mensagem 
que esteja representada por uma sequência de 
bits. 
Esse processo de enviar a informação por 
partes, ou seja, bit por bit é chamada 
de Transmissão Serial. 
De acordo com [1] esse tipo de transmissão tem as 
seguintes características: 
 Os dados são transmitidos de forma 
menos complexa; 
 Há necessidade de apenas um canal de 
comunicação (por exemplo, cabo par trançado); 
 Menor velocidade na transmissão dos 
dados; 
 Menor custo; 
 E maior imunidade a ruídos. 
 
Existem três formas de transmitir uma mensagem. 
São elas: Simplex, Half-duplex e Duplex. Veja 
abaixo a explicação de cada uma delas: 
 
 Simplex: neste tipo de comunicação a 
transmissão dos dados é feita de forma que não 
haja interatividade entre as partes que estão 
enviando a mensagem e as que estão 
recebendo. Por exemplo: a televisão nos 
fornece informações de vários tipos e nós não 
conseguimos interagir com ela. Quando o 
Willian Bonner nos dá “Boa noite” no final do 
Jornal Nacional, tem gente que até responde, 
mas ele não ouve. 
 Half-duplex: aqui, a comunicação 
ocorre entre todas as partes, porém, quando 
uma está enviando uma mensagem, a outra fica 
quieta e somente quando a primeira termina a 
transmissão, é que a segunda poderá enviar 
sua parte. Exemplo: walk-talk. 
 Duplex: neste modo, a transmissão e 
recepção dos dados pode ocorrer ao mesmo 
tempo. Exemplo: telefone. Quando duas 
pessoas estão conversando, elas podem falar 
ao mesmo tempo. Não é necessário que uma 
escute enquanto a outra fala. 
 
Transmissão paralela e transmissão serial 
 
 
5 
 
 
Apresentação 
 
Quando falamos em comunicação de dados 
e suas transmissões, além de termos que saber 
em qual meio ele será transmitido, temos que 
saber de quer forma ele será emitido. Existem 
apenas duas formas: paralelo e serial. 
 
Não importa se ele será uma comunicação 
entre dispositivos ou computadores - sempre serão 
por meio paralelo ou serial. 
 
Transmissão paralela 
 
Elas se caracterizam por utilizar meios 
físicos com muitas vias de comunicação. Um 
exemplo onde se pode verificar isso são os antigos 
cabos de impressora matricial. 
 
A utilização destas várias vias se dá pelo 
fato de que cada uma delas é responsável pela 
transmissão de um bit, seja para completar um 
caractere ou para controle deles. Como geralmente 
um caractere é formado por 8 bit’s, então são 
necessários 8 vias para que um caractere seja 
formado, enviado e recebido. Ele dispara, de uma 
única, vez 8 bit’s, ou seja, um caractere por pulso. 
 
 
Mas como você já deve ter percebido, 
cabos dessa natureza não contem somente as 8 
vias de comunicação. Tem vários outros. Eles 
servem de controle de transmissão e erros. Já 
trataremos disso com detalhes. 
 
Vemos também esse exemplo muito bem 
exposto na placa-mãe. Ligando circuitos integrados 
a outros (como chipset ao processador, por 
exemplo), estas vias tem um nome diferente: 
barramento. Cada barramento transmite 
informações de forma paralela. Isso torna mais 
rápida a troca de informação entre os devices, 
principalmente na ponte norte. 
 
Transmissãoserial 
 
Este tipo de transmissão, como o nome 
sugere estando em inglês, se dá em serie - um bit 
atrás do outro. Para este tipo de transmissão é 
necessária apenas uma via de transmissão. 
Vemos isso definido na comunicação do mouse 
com a placa-mãe. Seus controles de transmissão 
são na mesma via. As transmissões de redes em 
cabos UTP, também são transmitidos de forma 
serial – claro que de maneira diferente. 
 
 
A maioria das transmissões de dados é 
feita de forma serial por causa do baixo custos de 
material e manutenção – alem do alcance poder 
ser bem maior se comparado ao cabo paralelo que 
é de 3m, por exemplo. 
 
Além de tudo isso, existe o fato da baixa 
possibilidade de atenuação de sinal por 
interferência, já que, quanto mais vias existir num 
cabo, maior a chance de perdemos informação. 
 
Enquanto podemos ter 3m para cabos 
paralelos, para os seriais, como os cabos de rede 
UTP CAT5, podemos ter ate 100m ou mais devido 
o fato de haver uma tecnologia que anula o 
crosstalk - interferência entre os pares dentro de 
um cabo, também conhecida como diafonia. 
 
Vias de ondas eletromagnéticas, como 
redes wireless, por exemplo, terão sempre 
transmissões seriais, a não ser que hajam vários 
canais emitindo de forma sincronizada, bits para 
formação de informações, caracterizando assim 
uma transmissão paralela. Mas é uma tecnologia 
mais cara. 
 
Quando pensamos em rapidez e 
confiabilidade, analisemos então, quem é mais 
rápido: paralelo ou serial? 
 
Poderíamos afirmar que as transmissões 
paralelas são no mínimo 8 vezes mais rápidas que 
a serial, sendo que esta entrega 1 bit é de uma 
vez, enquanto a serial entrega os bit's em fila. 
 
Além do curto espaço entre pontas no cabo 
paralelo, há ainda o crosstalk, não podendo ter no 
cabo, uma freqüência mais alta. Havendo perda de 
uma única via, não haverá mais entrega de dados. 
 
Com os dados transmitidos de forma serial 
necessitam de uma única via (duas, contando com 
http://3.bp.blogspot.com/_ramGlgFfQTM/SzwzXhlKXbI/AAAAAAAAAa0/C2d6BZS5oZY/s1600-h/paralelo.gif
http://1.bp.blogspot.com/_ramGlgFfQTM/S5RSfraoKDI/AAAAAAAAAcE/V9S-fRCWpDA/s1600-h/serial.gif
 
 
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o terra), não teríamos problemas com interferência 
vindo de fontes próximas - com algumas exceções. 
Cabos UTP CAT5 não podem estar perto de fontes 
eletromagnéticas como motores, por exemplo. 
 
Correção de erros nas transmissões 
 
CRC - Controle de erros nas transmissões 
paralelas 
 
Para que haja uma confiabilidade na 
entrega dos dados das transmissões, e feito uma 
verificação na entrega dos dados, certificando se 
os dados são idênticos entre o receptor e o 
emissor. Caso contrário, o receptor pedirá um 
reenvio das informações ao emissor. 
 
Existem vários protocolos de verificação. O 
mais comum é o CRC (Cyclical Redundancy Check 
- Checagem Cíclica de Redundância), por ser uma 
variação de um famoso modo chamadoChecksum. 
Seu conceito básico é o seguinte: Quando os 
dados são enviados, e recebido também pelo 
receptor, uma soma dos valores dos dados. Se os 
valores coincidirem, o receptor envia ao emissor 
uma informação certificando que os dados foram 
recebidos de maneira correta. A esse dado 
enviado, damos o nome de ack (Acknowledge - 
certificado). Caso contrário, o receptor pedirá o 
reenvio das informações enviando um dado 
chamado de nack(Not Acknowledge - não 
certificado). Isso faz com que a transmissão não se 
complete, havendo um loop infinito de pedidos 
entre os devices. 
 
Há também, outros modos de detecção de 
erros por paridade – verificação de erro que leva o 
mesmo nome. Por exemplo, onde o receptor conta 
o números de bit's 1 detectando erros caso não 
sejam pares. 
 
Já nas transmissões seriais, os erros são 
identificados de outra forma. 
 
Transmissões seriais assíncronas 
 
Caracteriza-se por conter na mesma via, 
muitos bit's de controle START/STOP a cada 
caractere transmitido. Se pensarmos bem, cada 
byte terá 10 bit's, então. A principal vantagem de 
dispositivos que utilizam esta tecnologia é o preço, 
por serem bem mais baratos que os transmissores 
síncronos. 
 
Transmissões seriais síncronas 
 
Como o nome sugere, o conjunto 
emissor/receptor terá que estar sincronizado. Para 
tanto, o conjunto terá que estar trabalhando na 
mesma freqüência. O controle é feito transmitindo-
se um bloco de dados que é comparado mantendo 
sincronizado o conjunto. 
 
Informação analógica X informação digital 
Informações analógicas 
 
 As informações analógicas, isto é, podem 
assumir qualquer valor ao longo do tempo dentro 
do intervalo. O som e a luz são bons exemplos de 
sinais analógicos. 
 A principal vantagem da informação 
analógica é que a mesma pode representar 
qualquer valor, e também a sua grande 
desvantagem. Onde se o sinal analógico pode 
assumir qualquer valor, o receptor não tem como 
saber se o dado enviado pelo transmissor foi 
alterado por uma interferência externa. As 
transmissões analógicas são chamadas de banda 
larga ou wideband. 
 
Informações digitais 
 
As informações digitais tem caracteristica 
de trabalhar com valores em binário (0 ou 1), 
tornando a transmissão mais rápida porém mais 
suscetível a ruídos, normalmente aplicadas a curta 
distãncias. As transmissões digitais são chamadas 
de banda base ou baseband. 
 
Números binários 
 
 Como vimos as informações binárias só 
podem assumir valores: 0 e 1. Esse tipo de valor é 
chamado de binário e cada algarismo binário é 
chamado de bit. 
 
Número de bits Nome 
4 Nibble 
8 Byte 
16 Word 
32 Double Word 
64 Quad Word 
 
 
 
7 
 
Conceitos sobre redes de computadores 
 
Arquiteturas 
 
 Conjunto de elementos em que a rede se 
sustenta, tanto no hardware quanto no software. 
OSI (Open System interconection) – Dividida em 
7 camadas, onde cada camada é uma subdivisão 
do problema geral em diversos sub-problemas. 
SNA (System Network Architecture) – Modelo 
anterior ao OSI, originário da IBM. Neste caso são 
5 camadas ou níveis. 
TCP/IP – Abreviatura de Transmission Control 
Protocol/Internet Protocol. Modelo voltado para 
compatibilizar a conexão de computadores através 
da rede mundial. 
Hierarquia de computadores 
 
Arquitetura par a par (peer to peer ou não 
hierárquica) – Todas as máquinas são 
contempladas com o mesmo sistema operacional 
de rede, e todas tem idênticos poderes. 
 
Arquitetura cliente-servidor – Uma máquina ou 
mais fazem o papel do servidor. Rede hierárquica. 
 
Arquitetura internet – Um servidor central provê 
páginas de internet com as quais os usuários 
podem interagir. 
 
Topologias 
 
Quanto ao arranjo com que se estabelecem 
as redes locais. 
 
Topologia física – Decorre do modo como a rede 
se apresenta instalada no espaço a ser coberto. 
“Forma da rede”. 
 
Topologia lógica – Decorre do modo de como as 
estações vão se comunicar entre si, fazendo o 
fluxo das mensagens. 
 
Barramento 
 
 
As estações se ligam através de um cabo 
único e comum. Quando o sinal atinge uma das 
extremidades ele é destruído. Quando uma 
estação lança um sinal, ele percorre ambas as 
direções. 
 
Vantagens: 
 
- Usa menor quantidade possível de cabos 
- Layout dos cabos extremamente simples 
- Fácil instalação e modificação 
- Fácil de estender 
 
Desvantagens: 
- Identificação e isolamento de falhas difícil 
- Baixa segurança 
 
Anel 
 
Os nós vão se ligando uns aos outros, 
formando um anel. Cada estação funciona como 
um receptor, reforçando os sinais entre um estação 
e outra. Os dados percorrem o anel em um sentido 
único. 
 
Vantagens: 
 Baixo custo do cabo 
 A regeneração do sinal permite cobrir maiores 
distâncias 
 
Desvantagens: 
 A falha de qualquer nó afeta a rede inteira 
 Difícil diagnóstico de falhas e erros 
 A re-configuração da rede para 
acrescentar/retirar nós é complicada. 
 
 
 
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Estrela 
 
 
Nesta topologia existe um dispositivo 
central, ao qual as estações e servidores se 
conectam. Todo tráfego de redepassa por este 
centro. 
 
Vantagens : 
 Facilidade de manutenção 
 Facilidade na identificação de problemas 
 
Desvantagens: 
 Necessidade de maior quantidade de cabos 
 Paralisação total no caso de falha no 
equipamento central. 
 
Métodos de acesso 
 
São especificações que disciplinam o 
controle de acesso dos computadores ao canal de 
comunicações. 
 
Pode ser do tipo: 
 
Determinístico – Que reserva espaço de tempo 
especificamente a cada estação. 
 
Não-determinístico – Se estabelece o critério 
segundo o qual as estações disputam o direito de 
acesso ao canal de comunicações 
 
CSMA/CD 
 
(Carrier Sense Multiple Access With Collision 
Detection) 
 
 - Método de acesso não-determinístico. 
 - Cada componente de rede possui idêntico direito 
de acesso ao canal. 
 - Em caso de transmissão simultânea, a rede 
utilizará um número aleatório para decidir quem 
terá a preferência. 
 - Quando o número de estações ultrapassa 50, a 
tendência é que colisões múltiplas e freqüentes, 
podendo causar um “deadlock”. 
 
Polling(pergunta/resposta) 
 
 - Um nó da rede somente transmite se estiver 
autorizado por uma estação denominada 
controladora. 
 - A controladora interroga cada estação, dando a 
todas, sucessivamente, o direito de transmitir, sem 
riscos de colisão. 
 - Método baseado na baseado em contenção ou 
método determinístico. 
 
Token Ring 
 
 - Método de acesso determinístico. 
 - Um pacote de dados especial, denominado ficha 
“Token”, circula na rede de topologia anel, 
obedecendo à ordem física. 
 - Estando desocupada a ficha é capturada pela 
estação que deseja transmitir. 
 - A ficha é capturada pela estação que deseja 
transmitir, que insere a mensagem com o endereço 
de destino, a estação de destino ao reconhecer 
que é a ela que a mensagem está sendo enviada, 
copia o conteúdo e volta a liberar a ficha, ao 
passar novamente pela estação transmissora, esta 
retira a mensagem que volta a “rodar em 
disponibilidade”. 
Token Bus 
 
 - Método análogo ao anterior aplicado em redes 
barramento. A denominação generalizada de 
métodos de acesso desta natureza é Token-
Passing. 
 
Órgãos padronizadores 
 
Conectividade – Característica obtida a partir da 
adoção de um conjunto de padrões que possibilita 
a integração de computadores, formando redes; 
 
Compatibilidade - Independência de fornecedores 
:Uma vez que os produtos seguem as normas, sua 
origem deixa de ser relevante. 
 
Interoperabilidade - O funcionamento dos 
recursos da rede independerá do tipo de máquina 
ou do sistema operacional. 
 
Portabilidade - É a capacidade de passar de uma 
máquina para outra sem que seja necessário re-
 
 
9 
 
aprender como manipular a interface com o 
sistema computacional / Informacional. 
Termos: 
 
Sistemas abertos - Sistemas que possuem 
compatibilidade, portabilidade e interoperabilidade; 
 
Proprietário - Produto cuja arquitetura e 
funcionalidade não são de domínio público, ou seja 
não obedecem padrões que estejam de alcance do 
domínio público ou outras entidades. 
 
 ISO – (International Organization for 
Standarzation)- Organização Internacional de 
padronização. 
 Termos: 
 IEEE – (Institute of electrical and 
electronics engineers) - Maior organização do 
planeta. 
 EIA/TIA (Electronics Industries 
association / Telecommunications Industries 
Association ) – Órgão norte-americano de 
padrões de sistemas de comunicações. 
 ITU (International Telecommunication 
Union) – Organização internacional que define 
padrões para comunicações analógicas e digitais. 
Canais de comunicação 
 
Conector bnc: 
 
 
Cabo coaxial – Cabo formado por um núcleo 
interno metálico envolto em uma camada isolante, 
outro condutor externo que envolve a camada 
isolante e finalmente, um envoltório externo. 
 
Vantagens : 
 
 Imunidade a ruídos; 
 Suporta banda base e banda larga 
 Cada segmento alcança maiores distâncias 
que o par-trançado; 
 Transmite voz, dados e imagem; 
 Permite multiderivação; 
 
Desvantagens: 
 
 Mais oneroso que o par-trançado; 
 Sua instalação é mais difícil e mais cara; 
 A falha em um único ponto impede a 
comunicação em todos os nós; 
 Falta de segurança; 
Tipos de cabos coaxiais: 
 10base5 – 0.4” 
 10base2 – 0.2” 
 
 
 
10 
 
Conector rj45: 
 
 
Par-trançado - Cabo formado por pares de fios de 
metal isolados e trançados um sobre o outro. 
Tipos : 
 
STP (Shielded twisted pair) – Contém uma 
blindagem individual para cada par de fios afim de 
reduzir a diafonia e uma blindagem global para 
reduzir a influência externa. 
UTP (Unshielded twisted pair)- Cabo sem 
blindagem. 
 Baixo custo; 
 Facilidade de conectar aos dispositivos; 
 Facilidade na instalação; 
 Pode ser blindado afim de reduzir 
interferências; 
 A falha de um cabo não afeta os outros nós 
 Maior segurança que o cabo coaxial. 
 
Desvantagens: 
 O cabo não blindado pode sofrer interferências 
principalmente em altas velocidades; 
 O cabo blindado é de alto custo; 
 Banda de passagem limitada com relação à 
fibra óptica e o cabo coaxial; 
 
Conectores: 
 
 
 
 
 
 
11 
 
Fibra ótica - Duto de vidro de alto grau de pureza . 
Na fibra as informações são transmitidas na forma 
de pulsos de luz, não existindo, portanto impulsos 
elétricos. Os pulsos podem ser gerados por um led 
ou por laser. O potencial de transmissão pode 
chegar a 1 trilhão de bits por segundo. 
 
Vantagens: 
 Taxas de transferências muitos altas; 
 Não produzem e nem sofrem interferências; 
 Transportam os sinais por maiores distâncias 
sem degradação. 
 
Desvantagens: 
 Pessoal mais especializado, portanto mais 
caro, para fazer a instalação; 
 
 Mais difícil adicionar / excluir nós; 
 Preço mais alto que os outros cabos; 
 Um conector de fibra deve criar um angulo reto 
e preciso com relação a extremidade do cabo, uma 
ligação com custo alto; 
 Uma placa de rede para f.o. pode custar até 7 
vezes mais que uma placa de cabos de cobre; 
 
Canais atmosféricos – Chamados canais 
wireless (sem fio). 
 
Pode ser dividido em dois grupos: 
 
Difusão – Formado pelas ondas de rádio e infra-
vermelho; O emissor atinge uma vasta área, não 
sendo necessário que os receptores sejam 
localizados de maneira precisa. 
 
Direcionais – Formados pelas microondas e 
lasers; Neste caso o a ligação é ponto a ponto, ou 
seja, é necessário o alinhamento preciso do 
transmissor e do receptor. 
 
Vantagens: 
 
 Desaparecimento dos gastos com cabeamento; 
 Facilidade na instalação e re-configuração; 
 O infravermelho não precisa de licença legal 
para utilização; 
 Os canais de difusão permitem que os nós 
receptores sejam móveis; 
 Os canais direcionais apresentam resistência 
contra acesso indesejável; 
 O infravermelho e o laser são imunes a 
qualquer interferência eletromagnética; 
 Microondas e laser apresentam alta banda de 
passagem; 
 As ondas de rádio, microondas e lasers podem 
ser utilizados em redes metropolitanas ou de área 
abrangente; 
 
 
Desvantagens: 
 
Os canais de difusão são inseguros exigindo 
criptografia. 
 O uso de ondas de radio, microondas e laser 
necessita de autorização legal; 
 As microondas, infravermelhos e lasers são 
sensíveis a barreiras materiais; 
 Em determinadas situações o alinhamento do 
receptor e transmissor pode ser impossível; 
 As ondas de rádio e microondas são 
suscetíveis a interferências eletromagnéticas; 
 AS ondas de rádio e infravermelho apresentam 
banda de passagem limitada; 
 O uso de infravermelho está restrito à redes 
locais. 
 
Padrões de cabeamento 
 
 EIA/TIA - Associação internacional de 
padronização de cabeamento. 
 EIA/TIA 568 - Norma que define 
características de cabeamento para prédios 
comerciais. 
 EIA/TIA 568A – Proposta para modificação da 
norma 568. 
 SP-2840 – Nome para o qual a norma EIA/TIA 
568A está mudando. 
 
Categorias de cabos 
 
As normas TSB36 e TSB40 definem as condições 
para cabos e componentes transmitirem sinaiscom 
velocidades variadas. 
 
 
12 
 
 Categoria 3 : Para transmissões até 10Mbps. 
Certificado até 16MHz 
 Categoria 4 : Para transmissões até 16Mbps. 
Certificado até 20Mhz 
 Categoria 5 : Para transmissões até 100Mbps 
e acima. Certificado até 100MHz. 
 
Cabeamento estruturado 
 
A configuração básica recomendada para os 
sistemas modernos de cabeamento de 
telecomunicações (voz e dados) nas instalações 
prediais dá-se o nome de cabeamento estruturado. 
 
Cabeamento vertical ou dorsal (backbone) - É 
composto de cabos de comunicação que 
interconectam os diversos componentes da infra-
estrutura (QP,SE,QI e ST). É exigido que o 
cabeamento vertical utilize a topologia estrela. 
 
Cabeamento horizontal – É formado pelos cabos 
situados entre a ST e ATU, painéis de manobra 
(patch panel) no ST, cabos de manobra (patch 
cord). Cabeamento que serve a diretamente aos 
equipamentos de comunicação (computadores 
pessoais, servidores, telefones, fax e etc.). É 
exigido que o cabeamento horizontal tenha a 
topologia estrela. 
 
Para cabeamento vertical, os seguintes cabos 
podem ser utilizados: 
 Cabo par-trançado UTP de 100 Ohms 
 Cabo par-trançado STP de 150 Ohms 
 Fibra ótica multimodo 
 Fibra ótica monomodo. 
 
Para Cabeamento horizontal os seguintes cabos 
podem ser utilizados 
 Cabo de par-trançado UTP – 100 Ohms 
 Cabo de par-trançado STP – 150 Ohms 
 Fibra ótica multimodo 
 O cabo coaxial não deve ser utilizado nestas 
instalações. 
Componentes : 
 
Patch panel – Dispositivo existente na sala de 
telecomunicações e junto aos distribuidores 
prediais. Utilizado para facilitar a interconexão dos 
cabos existentes em cada uma destas áreas. 
 
Patch cord ou cabo de manobra – Cabo que liga 
do patch panel ao equipamento da rede (HUB ou 
PABX). 
Fatores determinantes para a escolha de cabos 
para a rede: 
A topologia física de uma rede é suportada pelo 
cabeamento. 
 
 Cabeamento vertical(Backbone): Interligando 
os demais segmentos componentes. Neste caso 
são utilizados normalmente enlace de fibra ótica. 
 
 Cabeamento horizontal: Onde os cabos são 
distribuídos por um dos andares de uma 
edificação. Os cabos mais utilizados para estas 
estruturas são os cabos UTP categoria 5 nas 
normas EIA/TIA 568, 568a,569,606. 
 
Com a escolha da F.O. para o cabeamento 
dorsal convém adotar a tecnologia ATM. 
 
ATM (Asynchronous Transfer Mode) – 
Tecnologia que permite a utilização de serviços 
integrados de dados, voz, texto e imagens. Modo 
de transmissão assíncrono que suporta 
velocidades desde 1.544Mbps até 10Gbps. 
Permite o tratamento igualitário dos pontos sejam 
espalhados pelo país ou no mesmo edifício. 
O uso da fibra ótica não se generaliza deve-se a: 
 Ser significativamente mais cara do que o cabo 
UTP; 
 Exigir mão-de-obra especializada para a 
instalação; 
 Não se fazer necessária, por não haver 
qualquer justificativa, já que o UTP satisfaz às 
exigências do cabeamento generalizado. 
A escolha do par-trançado UTP se justifica pelos 
seguintes motivos: 
 Confiabilidade; 
 Segurança; 
 Facilidade na instalação; 
 Baixo custo; 
 Altas taxas de transmissão; 
 Conectividade simples. 
 
Cabeamento horizontal 
 O cabo mais utilizado é o UTP; 
 Embora projetado para voz o cabo par-
trançado, foi adaptado atualmente para as 
workstations, suportando até 100Mbps; 
 O Trançamento do cabo UTP evita o crosstalk; 
 10baseT – Cabo UTP empregado em 
ETHERNET 
 100baseT - Cabo UTP empregado em FAST 
ETHERNET. 
 Onde o T – Twist (trançado) 
 Cabo UTP flexível – Deve ser utilizado nos 
segmentos curtos das instalações como, entre 
 
 
13 
 
placas de redes e tomadas de parede, entre os 
equipamentos do patch panel. 
 Cabo UTP rígido – Utilizado nos cabos 
horizontais. Deve ser utilizado em locais em que 
ele não vai ser dobrado, torcido ou curvado 
repetidamente. 
 Em locais ruidosos como aeroportos, fábricas e 
etc, devemos utilizar os cabos STP. 
 
Redes Ethernet 
 
Rede física em ambito local (LAN), utilizando 
CSMA/CD como protocolo de enlace de dados. 
Pode utilizar cabeamento 10baseT com enlaces 
10baseF; 
Nasceu do projeto da Universidade do Hawai 
Chamado Aloa Net. 
Chamado pela IEEE de 802.3 e pela ISO de 
8802.3 
Pode trabalhar nas velocidades de 10Mbps, 
100Mbps e 1Gbps. 
Oferece facilidade na ligação com outras redes. 
A redes Ethernet são chamadas de: 
 10Mbps – Ethernet IEEE 802.3 
 100Mbps – Fast Ethernet IEEE 802.3u 
 1Gbps – Gigabit Ethernet IEEE 802.3z 
 
Transição Ethernet – Fast Ethernet 
 
A Fast Ethernet mantém a técnica de acesso ao 
meio CSM/CD. 
Não há a necessidade de troca de software de 
gerenciamento de redes. 
A Ethernet 100Mbps serve como degrau de 
transição para tecnologias mais rápidas. 
A rede Ethernet de 100 Mbps pode ser 
implementada gradualmente a partir de uma rede 
10 Mbps. 
 
Fatores relevantes para a evolução do Ethernet 
10 Base T (10Mbps) para Fast Ethernet 
(100Mbps): 
 
 Familiaridade – Os administradores já sabem 
como manter uma Lan ETHERNET. 
 Compatibilidade – A Fast Ethernet mantém os 
mesmos protocolos da rede ETHERNET. 
 Flexibilidade do cabeamento – Tal como o 
10baseT, a Fast Ethernet pode operar sobre 
diversos esquemas de cabeamento, como F.O., 
cabo par-trançado, portanto a transição não implica 
em grandes despesas de cabeamento. 
 
Redes Ethernet comutadas 
 
Podemos utilizar ao invés da rede Ethernet 
compartilhada a Ethernet comutada. 
Para tal transição basta trocarmos os 
concentradores para comutadores inteligentes, 
chamados de Switchs. 
A rede comutada faz aumentar a velocidade 
agregada e reduzir o congestionamento global. 
Dentro de cada comutador, circuitos de alta 
velocidade suportam conexões entre todos os 
segmentos para a alocação máxima de largura de 
banda sob demanda. 
 
Rede Token Ring 
 
Consiste em uma topologia lógica anel e 
uma topologia física em estrela, com método de 
acesso de passagem de ficha. (Token Passing). 
 Conhecida como o IEEE 802.5. 
 Opera a 16Mbps. 
 Possui a característica de alto custo; 
 O uso do cabo par-trançado garante que a rede 
esteja protegida de falhas de cabeamento. 
 
Redes FDDI 
 
 Fiber Distributed Data Interface; 
 Cabeamento em fibra ótica; 
 Anel simples (até 200Km) ou anel duplo; 
 Velocidade de 100Mbps; 
 Ligação de até 500 estações; 
 IEEE 802.5; 
 Método de acesso Token Ring; 
 
Redes ATM 
 
 Asynchronous Transfer mode; 
 Utiliza transmissões isocrônicas 
(voz,dados,imagens); 
 
 Pode ser utilzada em redes LAN ou em redes 
WAN; 
 Utiliza cabeamento ótico; 
 Velocidades de 2Mbps até 10Gbps; 
 Custo alto com relação à modificações; 
 Muito utilizado em aplicações de vídeo 
conferência. 
 
Componentes essenciais de uma rede: 
 
Placa de rede 
 
As placas de rede são equipamentos 
internos instalados nos computadores para tornar 
possível a comunicação entre as estações de 
 
 
14 
 
trabalho e entre as estações e o servidor. As 
placas de rede são também conhecidas por NIC 
(Network Interface Card). A Figura 1.3 representa 
uma placa de rede: 
 
 
 
Hub 
 
Representam dispositivos de conexão entre 
as estações e os servidores de uma rede local. 
Funciona como um repetidor multiportas, nos quais 
os sinais que são recebidos em uma das portas 
são repetidos em todas as demais. É um elemento 
passivo no sentido que não analisa examina 
endereços MAC ou IP. O hub também opera na 
camada física do modelo OSI e do padrão Ethernet 
e não tem como interpretar os quadros que está 
enviando ou está recebendo. 
 
 
 
Repetidor 
 
Tem como objetivo ampliar o tamanho da 
rede, ou seja, uma máquina poderá transmitir 
dados para outra máquina localizada em uma 
distância maior do que a normalmente alcançada 
sem o uso deste equipamento. 
O repetidor opera na camada física do 
modelo OSI e do padrão Ethernet, e por isso não 
tem condições de analisar os quadros e dados 
recebidos. Sendo assim tem como única funçãoestender o seguimento da rede. 
 
Switch 
 
Representa uma Bridge com múltiplas 
portas, opera na camada de enlace do modelo osi 
e no padrão Ethernet. O switch analisa os quadros 
observando seu endereço MAC, através de uma 
 tabela, direciona as informações para o destino. 
 
 
 
Bridge 
 
Equipamento que opera na camada de 
enlace do modelo OSI e do padrão Ethernet. 
Possui a capacidade de interpretar os quadros que 
circulam pela rede, baseando-se no endereço MAC 
recebido a Bridge determina qual segmento irá 
receber a informação. 
Possui uma tabela de Bridging (uma tabela 
hash) com os endereços MAC que estão 
conectados em cada porta. Para esta tabela ser 
formada basta um quadro ser recebido pela porta 
em questão. 
 
 
 
Ponte ou Bridge 
 
Roteador 
 
Também conhecido como router, 
responsável por interligar redes LANS e atua nas 
 
 
15 
 
camadas 1,2 e 3 do modelo TCP/IP. OS 
roteadores possuem como função a decisão sobre 
qual caminho o tráfego de informação pode deve 
seguir. Interpretam os endereços IP contidos nos 
pacotes de dados e em seguida consultam a tabela 
de roteamento, se o endereço estiver cadastrado o 
roteador encaminha para a porta destino. 
Um roteador pode ser um equipamento 
específico ou um computador de uso geral com 
mais de uma placa de rede. 
 
 Roteamento – É a orientação dos pacotes 
de dados, de modo a assegurar que cheguem ao 
destino correto através do caminho mais 
conveniente. 
 Protocolo de roteamento – Tem a função 
de fornecer um serviço que o conjunto de redes 
interligadas (de tecnologias distintas e abrangendo 
várias áreas geográficas), pareça com uma única 
rede virtual. 
Características dos roteadores: 
 Recebe mensagens transmitidas e 
encaminha para os destinatários corretos, 
selecionando a rota mais eficiente disponível no 
momento. 
 Numa série de redes 
interconectadas, usando o mesmo protocolo de 
comunicação, serve como ligação entre elas, 
provendo troca de mensagens de forma eficiente e 
segura. 
 Algoritmos de roteamento levam em conta 
parâmetros como: 
 Prioridades 
 Confiabilidade 
 Tamanho de datagramas 
 Congestão de redes 
 Segurança 
Os roteadores formam uma estrutura 
interconectada e cooperativa através do qual os 
datagramas passam de roteador a roteador até 
que alcance um roteador que está diretamente 
ligado à rede do nó de destino. 
 
Protocolos de rede 
 
 Um protocolo em comunicação de dados é 
o conjunto de regras ou normas que estabelece 
como iniciar, como desenvolver e como encerrar 
uma conexão entre computadores. 
 
TCP/IP 
 O TCP/IP (Transmission Control Protocol / 
Internet Protocol) tem sido o conjunto de 
protocolos preferido para redes por ser o que de 
mais versátil existe quando se trata de 
comunicação de dados entre si. 
Entre os principais protocolos destacam-se: 
 ARP – Address Resolution Protocol 
 BOOTP – Bootstrap Protocol 
 DAYTIME – Daytime Protocol 
 EGP – Exterior Gateway Protocol 
 FINGER – Finger Protocol 
 FTP – File Transfer Protocol 
 HELLO – Hello Routing Protocol 
 ICMP – Internet Control Message Protocol 
 IP – Internet Protocol 
 IP – SLIP – Serial Line IP 
 IP – CSLIP – Compressed Serial Line IP 
 IP – X25 – Internet Protocol on X25 Nets 
 NNTP – Network News Transfer Protocol 
 NTP – Network Time Protocol 
 POP2 – Post Office Protocol, version 2 
 POP3 – Post Office Protocol, version 3 
 PPP – Point to Point Protocol 
 RARP – Reverse Address Resolution 
Protocol 
 RIP – Routing Information Protocol 
 SMI – Structure of Management Information 
 SMTP – Simple Mail Transfer Protocol 
 SNMP – Simple Network Management 
Protocol 
 SUN-RPC – Remote Procedure Protocol 
 SUPDUP – SUPDUP Protocol 
 TCP – Transmission Control Protocol 
 TELNET – Terminal Emulation Protocol 
 TFTP – Trivial File Transfer Protocol 
 TIME – Time Server Protocol 
 UDP – User Datagram Protocol 
 
 
 
16 
 
Características do TCP/IP: 
 Aberto 
 Público 
 Independente de sistema operacional 
 Independente de hardware de um 
fabricante específico 
 Independente da rede física utilizada. 
 
Relacionamento TCP/IP com o modelo OSI 
 
 
 Modelo OSI Modelo 
TCP/IP 
7 Aplicação 5 
Aplicação 6 Apresentação 
5 Sessão 
4 Transporte 4 Transporte 
3 Rede 3 Internet 
2 Enlace 
1 
 
Camada 
Física 
1 Fisica 
 
Protocolo IP 
 
Protocolo que determina o endereçamento único 
de hosts em uma rede TCP/IP. 
Formado por duas partes, uma que identifica a 
rede do equipamento e a segunda que identifica o 
equipamento. 
 
Endereço IPV4 
 
Representação do endereço IPV4 
 
O endereço IP é representado por um número de 
32 bits (4 bytes). 
 
Classes de endereçamento 
 
Class
e 
Bit fixo 
para 
identifica
r a classe 
do 
endereço 
Identificado
r da rede 
Identificado
r do host 
A 0 7 bits 24 bits 
B 10 14 bits 16 bits 
C 110 21 bits 8 bits 
D 1110 Endereço de multicast 
E 11110 Não definido 
Classe A 
 
Nenhum endereço classe A ou classe B está 
disponível, todos os endereços destas classes já 
foram distribuídos para empresas que utilizam 
internet. 
Possuem o primeiro byte (primeiro número do 
endereço IP) entre 1 e 127, sendo que os outros 3 
bytes podem variar entre 0 e 255. 
 
Classe B 
 
Possuem o primeiro byte com valores variando de 
128 a 191 e o segundo com valores entre 0 e 
2555. 
 
Classe C 
 
Redes consideradas pequenas no entendimento 
da IANA, deixando apenas 8 bits para serem 
definidos pelos administradores da rede local. 
 
Classe D 
 
Possuem o primeiro byte superior a 224 e variam 
até 239. Esta classe está reservada para criar 
agrupamentos de computadores para transmissões 
multicast. 
 
Classe E 
 
Os endereços classificados como pertencentes a 
classe E são reservados e foram definidos 
variando entre 240.0.0.0 até 255.0.0.0. Estes 
endereços não podem ser utilizados para 
endereçar computadores de usuários em redes. 
 
Máscaras de rede padrão 
 
Classe A – 255.0.0.0.0 ou /8 
Classe B – 255.255.0.0 ou /16 
Classe C – 255.255.255.0 ou /24 
 
Endereços reservados 
 
Endereços que não podem ser utilizados, 
reduzindo ainda mais os endereços disponíveis 
para computadores. 
 
Loopback address 
 
Endereços que iniciam o primeiro byte com 127 
foram reservados para receber informações de 
retorno de servidores, ou seja, uma mensagem de 
dados destinada a um servidor 127.x.x.x deverá 
retornar ao emitente. 
 
Rota padrão 
 
O endereço 0.0.0.0 é reservado para uso como a 
rota padrão do computador. Todas as vezes que 
 
 
17 
 
um destino for requisitado, e o endereço não 
estiver presente na rede local, o protocolo 
procurará pelo endereço 0.0.0.0 e avaliará a rota 
configurada previamente para direcionar a 
requisição. 
 
Endereço de Broadcast 
 
O endereço 255.255.255.255 é reservado para 
transmissões de pacotes em broadcast. Uma 
transmissão em broadcast indica para todos os 
computadores da rede local que a informação 
recebida deverá ser processada 
independentemente do endereço MAC ser ou não 
ser igual ao endereço MAC recebido do quadro 
Ethernet. Sendo o endereço de Broadcast MAC 
FF:FF:FF:FF:FF. 
 
Endereço Ip publico e privado 
 
Endereços privados são endereços que foram 
reservados para utilização em redes locais, não 
sendo possível conectar uma rede a internet sem 
um destes endereços. 
 
Endereço 
IP não 
roteável 
Início Fim 
Classe A 10.0.0.0 10.255.255.255 
Classe B 172.16.0.0 172.31.255.255 
Classe C 192.168.0.0 192.168.255.255 
Outro fato muito importante relacionado aos 
endereços privados é quanto a problemas de 
conectividade, supondo que um administrador de 
rede use, por exemplo, o endereço 47.160.3.0 ( 
Máscara 255.255.255.0 ou /24) na sua rede local 
para endereçar suas máquinas. Isso é um bloco de 
endereços IP válidos na internet. Se fizermos o 
reverse DNS lookup com essa classe, 
identificaremos que essa rede pertence a Nortel 
Networks. Assim, se usarmos esse IP, o NAT ( 
Network Address Translation) não conseguirá 
mascararessa rede, simplesmente por que ele 
pertence a sua red local. 
 
Máscara de rede 
 
A máscara de rede é chamada propriamente de 
máscara de sub-rede. Tem a função de separar o 
endereço da máquina do endereço da rede. 
Formato do endereço IPv6 
 
Amplia o endereçamento de 32 bits para 128 bits, 
possibilitando que cada cidadão do mundo tenha 
seu endereço Ip individual. O endereço IPV6 tem 
três formas de representação: 
- Simples. Exemplo: 
4DEA:2031:0:06:600:600C:51A7 
- Forma reduzida. Afim de minimizar a 
representação. Exemplo : 1199::9:900:100C:417C 
- Compatibilização. Para compatibilizar endereços 
IPV4 com os IPv6. Exemplo: 
0:0:0:0:0:0:192.168.1.30 
 
Endereço Forma 
abreviada 
 Des
crição 
1180:0:0:09:900:1
00C:417C 
1180::9:900:10
0C:417C 
Endereço 
ponto a 
ponto 
0:0:0:0:0:0:0:0:1 ::1 Endereço 
de 
loopback 
0:0:0:0:0:0:192.16
8.100.30 
::192.168.100.3
0 
Endereço 
utilizado em 
ambientes 
mistos com 
IPV4 e 
IPV6 
 
Tipos de endereços 
 
Endereço de unicast 
 
Refere-se ao endereço ponto a ponto já utilizado, 
ou seja, todo pacote enviado para um endereço de 
unicast será entregue somente para a interface de 
rede específica. 
 
Endereço anycast 
 
É um novo tipo de endereçamento, são endereços 
unicast, com a seguinte particularidade: um mesmo 
endereço é atribuído a vários roteadores. 
 
Endereço de Multicast 
 
Um pacote destinado a endereços Multicast é 
entregue a todas as interfaces que fazem parte do 
grupo de endereços ao mesmo tempo, assim como 
ocorre nas transmissões de broadcast. Onde uma 
transmissão de multicast atinge o grupo de 
computadores onde ele estiver e a transmissão 
broadcast atinge somente a rede local. 
 
 
Protocolo IPX/SPX 
 
Conjunto de protocolos básicos associados ao 
sistema operacional Novell. O protocolo IPX 
(Internetwork Packet Exchange) é usado pela 
Novell para roteamento de mensagens e o 
protocolo SPX (Sequenced Packet Protocol), é 
 
 
18 
 
responsável pelo transporte, equivalente a camada 
4 do modelo OSI. 
 
Protocolo Netbeui 
 
Em 1984 a IBM introduziu uma interface de 
programação denominada NETBIOS (Netwirk 
Basic Input/Output System) própria para 
programação de aplicações distribuídas. 
Atualmente a Microsoft incluiu esta interface em 
seu sistema operacional, implementado por um 
emulador com funções de protocolo de 
comunicação de dados chamado NETBEUI. 
(Netbios Extended User Interface). Portanto o 
protocolo Netbeui é um protocolo para redes 
homogenias da Microsoft. 
 
Protocolo X.25 
Criado pela CCITT (atual ITU) o X.25 é um grupo 
de protocolos que determina os procedimentos 
para comunicação em uma rede de comutação de 
pacotes. 
Características: 
- O formato dos pacotes, controle de erro e 
outros recursos são equivalentes a partes do 
protocolo HDLC; 
- O esquema de endereçamento é tratado 
pela norma X.121, onde cada endereço físico 
possui 14 dígitos; 
- Foi projetado na época em que os canais 
de comunicação eram de baixa velocidade, por 
isso é dotado de diversos recursos de detecção e 
recuperação de erros, que lhe garantem 
segurança, porém o tornam incompatível com os 
canais modernos. 
 
Protocolo Frame-relay 
 O protocolo Frame-relay é uma evolução tecnológica do X.25, porém capaz de suportar transmissões de grandes volumes, e em velocidade bem superior, na casa dos megabits por segundo. Normalmente utilizado em aplicações como internet e vídeo conferências. Seu 
protocolo de enlace de dados é o DL-CORE. 
 
Protocolo PPP 
Chamado Point to Point Protocol, trata-se de um 
padrão voltado à conexão direta de computadores 
à internet, através de linhas discadas. 
O PPP é mais avançado que o antigo protocolo 
SLIP(Serial Line Internet Protocol). 
 
Redes com mais de um protocolo 
 Em certos casos existe a hipótese de uma rede 
ser dotada de mais de um protocolo, como por 
exemplo: NETBEUI e TCP/IP. 
Características: 
 
TCP/IP 
- Roteável 
- Suporta um grande número de 
computadores 
- Velocidade razoável nas comunicações 
intra-rede 
 
NETBEUI 
- Não roteável 
- Suporta no máximo 200 estações 
- Maior velocidade nas comunicações intra-
rede 
 
Redes industriais 
Introdução 
A necessidade de automação na indústria e nos 
mais diversos segmentos está associada, entre 
diversos aspectos, às possibilidades de aumentar 
a velocidade de processamento das informações, 
uma vez que as operações estão cada vez mais 
complexas e variáveis, necessitando de um grande 
número de controles e mecanismos de regulação 
para permitir decisões mais ágeis e, portanto, 
aumentar os níveis de produtividade e eficiência do 
processo produtivo dentro das premissas da 
excelência operacional. 
A automação permite economias de energia, força 
de trabalho e matérias-primas, um melhor controle 
de qualidade do produto, maior utilização da 
planta, aumenta a produtividade e a segurança 
operacional. Em essência, a automação nas 
indústrias permite elevar os níveis de continuidade 
e de controle global do processo com maior 
eficiência, aproximar ao máximo a produção real à 
capacidade nominal da planta, ao reduzir ao 
mínimo possível as horas paradas, de manutenção 
corretiva e a falta de matéria-prima. 
Além disso, com o advento dos sistemas de 
automação baseado em redes de campo e 
tecnologia digital, pode-se ter vários benefícios em 
termos de manutenção e aumentar a 
disponibilidade e segurança operacional. E ainda, 
a automação extrapola os limites de chão de 
fábrica, ela continua após o produto 
acabado, atingindo fronteiras mais abrangentes; 
a automação do negócio. 
 
 
19 
 
 
 
Figura 1 - A automação extrapola os limites de 
chão de fábrica, ela continua após o produto 
acabado, atingindo fronteiras mais 
abrangentes; a automação do negócio. 
A solução completa deve prover uma 
metodologia de gestão da indústria de forma 
transparente e garantir que todos os esforços 
sejam direcionados para se atingir a meta 
estabelecida, facilitando a tomada de decisão 
quando há mudanças relevantes ao desempenho 
dos indicadores ou um desvio em relação ao 
planejado. 
Usuários e clientes então devem estar 
atentos na escolha e definição de um sistema de 
automação e controle, onde esta definição deve 
levar em conta vários critérios e que possa estar 
em sincronismo com o avanço tecnológico. 
Quanto mais informação, melhor uma 
planta pode ser operada e sendo assim, mais 
produtos pode gerar e mais lucrativa pode ser. A 
informação digital e os sistemas verdadeiramente 
abertos permitem que se colete informações dos 
mais diversos tipos e finalidades de uma planta, de 
uma forma interoperável e como ninguém jamais 
imaginou e neste sentido, com a tecnologia 
Fieldbus (Foundation fieldbus, Profibus, HART, 
DeviceNet, Asi, etc.) pode-se transformar 
preciosos bits e bytes em um relacionamento 
lucrativo e obter também um ganho qualitativo do 
sistema como um todo. Não basta apenas pensar 
em barramento de campo, deve-se estar atento 
aos benefícios gerais que um sistema de 
automação e controle possa proporcionar. 
A revolução da comunicação industrial na 
tecnologia da automação está revelando um 
enorme potencial na otimização de sistemas de 
processo e tem feito uma importante contribuição 
na direção da melhoria no uso de recursos. 
Veremos a seguir alguns detalhes e redes 
industriais que fornecerão uma explicação 
detalhada de como estas redes agem como o elo 
de ligação central no fluxo de informações na 
automação. 
A tecnologia da informação tem sido 
determinante no desenvolvimento da tecnologia da 
automação alterando hierarquias e estruturas nos 
mais diversos ambientes industriais assim como 
setores, desde as indústrias de processo e 
manufatura até prédios e sistemas logísticos. A 
capacidade de comunicação entre dispositivos e o 
uso de mecanismos padronizados, abertos e 
transparentes são componentes indispensáveis do 
conceito de automação de hoje. A comunicação 
vem se expandindo rapidamente no sentido 
horizontal nos níveis inferiores (field level), assim 
como no sentido vertical integrandotodos os níveis 
hierárquicos. De acordo com as características da 
aplicação e do custo máximo a ser atingido, uma 
combinação gradual de diferentes sistemas de 
comunicação oferece as condições ideais de redes 
abertas em processos industriais. 
 
 
Figura 2 – Níveis da pirâmide de automação 
Analisando a figura 2, vemos que no nível de 
atuadores/sensores existem algumas redes 
industriais, onde podemos citar a AS-Interface (AS-
i) onde os sinais binários de dados são 
transmitidos via um barramento extremamente 
simples e de baixo custo, juntamente com a 
alimentação (24 Vdc) necessária para alimentar 
estes mesmos sensores e atuadores. Outra 
característica importante é que os dados são 
transmitidos ciclicamente, de uma maneira 
extremamente eficiente e rápida. Veremos mais 
detalhes posteriormente. 
No nível de campo, a periferia distribuída, 
tais como módulos de Entrada/Saída (E/S), 
transdutores, acionamentos (drives), válvulas e 
painéis de operação, comunicam-se com sistemas 
de automação via um eficiente sistema de 
comunicação em tempo real (PROFIBUS-DP ou 
PA, Foundation Fieldbus, HART, etc.). A 
transmissão de dados do processo e diagnósticos 
é efetuada ciclicamente, enquanto alarmes, 
parâmetros e também diagnósticos são 
transmitidos aciclicamente, somente quando 
necessário. 
 
 
20 
 
No nível de célula, os controladores 
programáveis, tais como CLP’s e PC’s comunicam-
se uns com os outros, o que requer grandes 
pacotes de dados e um grande número de funções 
poderosas de comunicação. Além disto, uma 
integração eficiente aos sistemas de comunicação 
corporativos existentes, tais como: Intranet, 
Internet e Ethernet é um requisito absolutamente 
mandatório, o que várias redes podem suprir. A 
rede PROFInet, HSE (High Speed Ethernet), 
Ethernet IP, suportam dispositivos de campo 
simples e aplicações de tempo crítico, bem como a 
integração de sistemas de automação distribuídos 
baseados em componentes. 
 
Tabela 1.1 – Requisitos de comunicação de 
sistemas de automação industrial 
Nos últimos anos temos acompanhado que 
os mercados de instrumentação e automação vêm 
demandando equipamentos de campo 
(transmissores de pressão e temperatura, 
conversores, posicionador, atuadores, 
controladores, etc.) com alta performance, 
confiabilidade, disponibilidade, recursividade, etc., 
com a intenção de minimizar consumos, reduzir a 
variabilidade dos processos, proporcionar a 
redução de custos operacionais e de manutenção, 
assim como garantir a otimização e melhoria 
continua dos processos. 
Por outro lado, os 
microprocessadores/microcontroladores estão se 
tornando mais poderosos e mais baratos e, os 
fornecedores na instrumentação vêm respondendo 
às demandas dos usuários por mais e melhores 
informações em seus processos. 
A tecnologia digital é rica no fornecimento 
de informação, não somente pertinente ao 
processo, mas em especial dos equipamentos de 
campo. Desta forma, condições de auto-diagnoses 
podem poupar custos operacionais e de 
manutenção, principalmente em áreas 
classificadas (perigosas) ou mesmo em áreas de 
difícil acesso. Da própria sala de controle pode-se 
ter uma visão geral do sistema e ainda com 
ferramentas baseadas em Internet, a qualquer hora 
e de qualquer lugar. Através de um gerenciamento 
destas informações vindas do campo, pode-se 
selecionar convenientemente os dados para se 
atingir os objetivos de produção, direcionando as 
informações às pessoas e/ou departamentos 
corretos e agindo de maneira a melhorar os 
processos. 
Percebe-se aqui que todas estas evoluções 
tecnológicas e a consolidação das redes industriais 
fazem com que os sistemas de automação e 
controle, equipamentos de campo, controladores, 
etc., possam assumir funções antes inimagináveis, 
como o controle de contínuo e discreto, tempos de 
varreduras menores, arquiteturas redundantes, 
gerenciamento e tráfego de informação, 
disponibilidade de informações para IHMs, Internet, 
geração de relatórios, gerenciamento de ativos, 
altos níveis de segurança, etc. Tudo isso, aliado à 
confiabilidade industrial tanto de hardware quanto 
de software. 
Um pouco de história 
Os primeiros sistemas de automação foram 
desenvolvidos no final do século XIX durante a 
revolução industrial. 
O trabalho que era manual passou a ser 
realizado por máquinas dedicadas e customizadas 
a uma determinada tarefa visando cada vez mais o 
aumento da produtividade e eficiência. As funções 
de controle eram implementadas através de 
dispositivos mecânicos que automatizavam 
algumas tarefas críticas e repetitivas. Estes 
dispositivos eram desenvolvidos para cada tarefa e 
devido à natureza mecânica dos mesmos, tinham 
vida útil reduzida e alta manutenção. 
Posteriormente, com o advento dos relés e 
contatores, estes dispositivos foram substituídos e 
apareceram dispositivos automáticos em linhas de 
montagens, dando um grande passo na época. A 
lógica a relés viabilizou o desenvolvimento de 
funções de controle mais complexas e sofisticadas. 
Após a segunda guerra mundial, houve um 
avanço tecnológico e apareceram as máquinas por 
comando numérico e os sistemas de controle na 
indústria de processo, assim como o conceito de 
referência de tensão para instrumentação 
analógica. Aparecem os primeiros circuitos 
integrados, os CIs, que proporcionaram o 
desenvolvimento de uma nova geração de 
sistemas de automação. Vale lembrar que em 
1947, Willian Shockley, John Barden e Walter 
Brattain descobriram o transistor, que é um 
componente eletrônico amplamente utilizado nos 
processadores modernos, de forma integrada. 
No início dos anos 70, os primeiros 
computadores comerciais começaram a ser 
utilizados como controladores em sistemas de 
automação de grande porte, porém estes 
computadores eram grandes, ocupando muito 
espaço, de alto custo, difíceis de programar e 
muito sensíveis ao ambiente industrial. Mas tinham 
a vantagem de manipular a aquisição e controle de 
várias variáveis. 
 
 
21 
 
Ainda na década de 70 tivemos um grande 
avanço em termos de automação. 
A partir de uma demanda existente na 
indústria automobilística norte-americana, foi 
desenvolvido o Programmable Logic 
Controller (PLC), ou Controlador Lógico 
Programável (CLP). O CLP é um computador 
dedicado e projetado para trabalhar no ambiente 
industrial, onde sensores e atuadores são 
conectados a cartões de entradas e saídas. Os 
primeiros CLPs tinham um conjunto de instruções 
reduzido; normalmente somente condições lógicas 
e não possuíam entradas analógicas, podendo 
manipular apenas aplicações de controle discreto. 
Os CLPs substituíram os painéis de controle com 
relés, diminuindo assim, o alto consumo de 
energia, a difícil manutenção e modificação de 
comandos e também as onerosas alterações de 
fiação. 
Atualmente, devido à demanda das plantas 
industriais, os CLPs manipulam tanto controle 
discreto quanto malhas analógicas. Estes sistemas 
são usualmente chamados de Controladores 
Programáveis, por não serem limitados a 
operações com condições lógicas. As atuais 
funções de controle existentes em uma planta 
industrial são em geral distribuídas entre um 
número de controladores programáveis, os quais 
são montados próximos aos equipamentos a 
serem controlados. Os diferentes controladores 
são usualmente conectados via rede local a um 
computador supervisório central, o qual gerencia 
os alarmes, receitas e relatórios. 
Entramos em uma fase onde a tecnologia e 
conectividade industrial eram proprietárias e um 
“casamento” entre cliente e fornecedor acontecia. 
No mercado apareceram os SDCSs (Sistemas 
Digitais de Controle Distribuídos). 
Na década de 90, o mundo começou a 
presenciar enormes avanços na área tecnológica, 
em que os circuitos eletrônicos passaram a 
proporcionar maior eficiência, maiores velocidades, 
mais funcionalidades, maiores MTBFs (Mean Time 
Between Failures, maior confiabilidade), consumos 
menores, espaços físicos menores e ainda, com 
reduções de custos. Ao mesmo tempo em que 
impulsionouo desenvolvimento de computadores, 
interfaces e periféricos mais poderosos, com alta 
capacidade de processamento e memória e o mais 
interessante, dando vazão a alta escala de 
produção com custos reduzidos e o que foi uma 
vantagem de forma geral, pois aumentou a oferta 
de microcontroladores, Cis e ASCIs para toda a 
indústria. 
E se não bastasse esta revolução 
eletrônica, os sistemas mecânicos também 
passaram e vêm passando por inovações e 
modificações conceituais com a incorporação da 
capacidade de processamento, tornando-os mais 
rápidos, eficientes e confiáveis, com custos de 
implementação cada vez menores. Ao longo dos 
últimos anos é cada vez mais freqüente a 
utilização de componentes eletrônicos para 
acionamento e controle de sistemas mecânicos. 
Não resta dúvida que hoje não é somente a 
condição de controle que importa. A gestão da 
informação, a inteligência da instrumentação, a 
tecnologia verdadeiramente aberta e não 
proprietária, os benefícios da tecnologia digital são 
o que agregam valores ao usuário. 
Que atualização um sistema convencional 
pode ter nos próximos anos? Que capacidade de 
expansão vai permitir? O portfólio de aplicações 
oferecidas pelos fornecedores com um sistema 
digital aberto aumentou bastante nos últimos anos, 
incluindo redes digitais abertas, áreas como 
gerenciamento de ativos, controle baseado em 
blocos funcionais, otimização em tempo real, MÊS 
(gestão de negócios), ferramentas de 
gerenciamento de performance em tempo real, 
gerenciamento de alarme, e muitas outras. 
Hoje o usuário deve estar atento e 
especificar sempre um sistema de automação 
aberto com possibilidade de diagnósticos, maior 
tolerância a falhas, blocos de funções, FFBs 
(Blocos Flexíveis), conectividade OPC e com 
diversos protocolos, e uma série de outras 
características que o torna um sistema de controle 
completo e não um simples barramento de 
comunicação com integrações proprietárias. A 
escolha nas principais plantas industriais deve-se 
às funções de controle de processo que permitem 
agregar informações que possam trazer benefícios 
nas tomadas de decisões, garantindo a excelência 
operacional. 
Os Sistemas Verdadeiramente Abertos 
utilizam tecnologias abertas que se integram 
perfeitamente ao hardware, ao mesmo tempo em 
que dá liberdade para conectar-se com software e 
hardware de outros fabricantes. Os usuários têm a 
liberdade para escolher os componentes e até 
mesmo construir o seu próprio sistema. 
A flexibilidade e a capacidade de expansão 
da arquitetura de um sistema aberto e digital 
possibilitam reconfigurações e expansões para 
atender as novas condições de processo sem 
grandes reinvestimentos. Tecnologias modernas 
possibilitam respostas rápidas às mudanças nas 
condições de mercado. 
Vale lembrar que em termos de excelência 
operacional qualquer segmento industrial vem 
sofrendo constantes pressões para alcançar a 
 
 
22 
 
excelência operacional, objetivando garantir sua 
competitividade. Excelência operacional significa 
otimizar e dinamizar os processos através da 
análise de dados em tempo real facilitando a 
tomada de decisão, de forma inteligente, 
estratégica e em todos os níveis da organização. 
Ao usar a tecnologia digital pode-se ter os 
processos aprimorados, pode-se gerenciar de 
maneira mais eficiente as operações da planta. 
Como um exemplo de Sistema 
Verdadeiramente Aberto, temos o System302 da 
SMAR: www.system302.com.br. O System302 é 
um sistema baseado em tecnologias estado da 
arte, totalmente escalável e integrado fornecendo 
uma plataforma única de controle e supervisão de 
processos. Com o System302, pode-se ter toda 
uma infraestrutura de hardware e software 
necessários para um controle otimizado do 
processo, seja ele contínuo ou batelada. Através 
de uma tecnologia que combina o melhor do 
mundo do SDCDs e dos PLCs/SCADA, o 
System302 é a solução completa em sistema de 
automação e controle, onde possui o diferencial de 
utilizar tecnologias já consagradas em sua 
arquitetura e sem a necessidade de uso de um 
sistema totalmente proprietário, provendo a 
abertura e flexibilidade que as aplicações 
necessitam. Seguramente devido a várias 
vantagens da tecnologia digital e de redes abertas, 
o SDCD tradicional não é mais recomendado em 
novos projetos ou mesmo em expansões, pois os 
altos custos de substituição dos instrumentos e a 
obsolência do sistema de controle podem abreviar 
a vida útil. Nestes casos o sistema de automação 
tem que ser moderno e verdadeiramente aberto, 
deixando o usuário confortável nos próximos 15 a 
20 anos. 
No mercado atual globalizado, a busca de 
uma vantagem tecnológica que permita ao seu 
usuário competir de uma maneira eficaz, manter-se 
de uma maneira sustentável, obtendo lucro e 
reinvestir no seu negócio, a automação industrial 
passou a ser item básico desse processo. No ramo 
da indústria, a otimização de recursos faz-se 
imprescindível. As inovações na área de processo 
em si são poucas, ficando para as áreas de 
controle de processo a responsabilidade na 
redução de custos. O entendimento dos processos 
de inovação na automação com os sistemas 
digitais e de redes abertas podem ajudar a nos 
situarmos no contexto atual, identificando as 
inovações que podem agregar valor à cadeia 
produtiva. Notadamente nos últimos anos com o 
avanço na eletrônica digital passamos a ter novas 
ferramentas nas áreas de controle de processo e 
manutenção que associadas com sistemas de 
comunicação baseados em protocolos abertos de 
redes industriais. 
A seguir veremos algumas redes industriais. 
 Classificação Geral das Redes Industriais 
De acordo com a figura 3, podemos ter várias 
classificações das redes industriais. 
 
Figura 3 – Classificação Geral de Redes 
Industriais 
Um ponto importante é diferenciar entre a 
rede de informação, a rede de controle e rede de 
campo. 
A rede de informação representa o nível 
mais elevado dentro de uma arquitetura. Em 
grandes corporações é natural a escolha de um 
backbone de grande capacidade para interligação 
dos sistemas ERP (Enterprise Resource Planning), 
Supply Chain (gerenciamento da cadeia de 
suprimentos) e EPS (Enterprise Production 
Systems). 
A função da rede de controle é interligar os 
sistemas industriais de nível 2 ou sistemas SCADA 
aos sistemas de nível 1, representados por CLPs e 
remotas de aquisição de dados. É possível 
também que equipamentos de nível 3, tais como, 
sistemas PIMS e MES estejam ligados a este 
barramento. Atualmente o padrão mais 
recomendado é o Ethernet 100 Base-T. 
A função da rede de campo é garantir a 
conectividade entre os diversos dispositivos 
atuantes diretamente no “chão de fábrica”, isto é o 
nível 1, sejam eles dispositivos de aquisição de 
dados, atuadores ou CLPs. 
As redes de campo são sistemas de 
comunicação industrial que usam uma ampla 
variedade de meios físicos, como cabos de cobre, 
fibras ópticas ou sem fio, para acoplar os 
dispositivos de campo a um sistema de controle 
ou um sistema de gerenciamento. 
http://www.system302.com.br/
 
 
23 
 
 
Figura 4 – Cenário das redes industriais 
Visando a minimização de custos e aumentar a 
operacionalidade de uma aplicação introduziu-se o 
conceito de rede industrial para interligar os vários 
equipamentos de uma aplicação. A utilização de 
redes e protocolos digitais prevê um significativo 
avanço nas seguintes áreas: 
 Custos de instalação, operação e 
manutenção 
 Procedimentos de manutenção com 
gerenciamento de ativos 
 Fácil expansão e upgrades 
 Informação de controle e qualidade 
 Determinismo (Permite determinar com 
precisão o tempo necessário para a transferência 
de informações entre os integrantes da rede) 
 Baixos tempos de ciclos 
 Várias topologias 
 Padrões abertos 
 Redundância em diversos níveis 
 Menor variabilidade nas medições com a 
melhoria das exatidões 
 Medições multivariáveis 
 Etc. 
A opção pela implementação de sistemas 
de controle baseados em redes requer um estudo 
para determinarqual o tipo de rede que possui as 
maiores vantagens de implementação ao usuário 
final, que deve buscar uma plataforma de 
aplicação compatível com o maior número de 
equipamentos possíveis. 
PROFIBUS 
A história do PROFIBUS começa na 
aventura de um projeto da associação apoiado por 
autoridades públicas, que iniciou em 1987 na 
Alemanha. Dentro do contexto desta aventura, 21 
companhias e institutos uniram forças e criaram 
um projeto estratégico em fieldbus. O objetivo era 
a realização e estabilização de um barramento de 
campo bitserial, sendo o requisito básico a 
padronização da interface de dispositivo de campo. 
Por esta razão, os membros relevantes das 
companhias do ZVEI (Associação Central da 
Indústria Elétrica) concordaram em apoiar um 
conceito técnico mútuo para manufatura e 
automação de processos. 
Um primeiro passo foi a especificação do 
protocolo de comunicações complexas PROFIBUS 
FMS (Especificação de Mensagens Fieldbus), que 
foi preparado para exigência de tarefas de 
comunicação. 
Um passo mais adiante em 1993 foi a 
conclusão da especificação para uma variante 
mais simples e com comunicação mais rápida, o 
PROFIBUS-DP (Periferia Descentralizada). Este 
protocolo está disponível agora em três versões 
funcionais, o DP-V0, DP-V1 e DP-V2. 
Baseado nestes dois protocolos de 
comunicação, acoplado com o desenvolvimento de 
numerosos perfis de aplicações orientadas e um 
número de dispositivos de crescimento rápido, o 
PROFIBUS começou seu avanço inicialmente na 
automação manufatura e desde 1995 na 
automação de processos com a introdução do 
PROFIBUS-PA. Hoje, o PROFIBUS é o 
barramento de campo líder no mercado mundial. 
O PROFIBUS é um padrão de rede de 
campo aberto e independente de fornecedores, 
onde a interface entre eles permite uma ampla 
aplicação em processos, manufatura e automação 
predial. Esse padrão é garantido segundo as 
normas EN 50170 e EN 50254. Desde janeiro de 
2000, o PROFIBUS foi firmemente estabelecido 
com a IEC 61158, ao lado de mais sete outros 
fieldbuses. A IEC 61158 está dividida em sete 
partes, nomeadas 61158-1 a 61158-6, nas quais 
estão as especificações segundo o modelo OSI. 
Nessa versão houve a expansão que incluiu o 
DPV-2. Mundialmente, os usuários podem agora 
se referenciar a um padrão internacional de 
protocolo aberto, cujo desenvolvimento procurou e 
procura a redução de custos, flexibilidade, 
confiabilidade, segurança, orientação ao futuro, 
atendimento as mais diversas aplicações, 
interoperabilidade e múltiplos fornecedores. 
Hoje, estima-se próximo de 30 milhões de 
nós instalados com tecnologia PROFIBUS e mais 
de 1000 plantas com tecnologia PROFIBUS-PA. 
São 24 organizações regionais (RPAs) e 35 
Centros de Competência em PROFIBUS (PCCs), 
localizados estrategicamente em diversos países, 
de modo a oferecer suporte aos seus usuários, 
inclusive no Brasil, em parceria com a FIPAI na 
Escola de Engenharia de São Carlos-USP, existe o 
único PCC da América Latina. 
No nível de célula, os controladores 
programáveis, como os CLPs e os PCs, 
comunicam-se entre si, requerendo, dessa 
maneira, que grandes pacotes de dados sejam 
 
 
24 
 
transferidos em inúmeras e poderosas funções de 
comunicação. Além disso, a integração eficiente 
aos sistemas de comunicação corporativos 
existentes, tais como: Intranet, Internet e Ethernet 
são requisitos absolutamente obrigatórios. Essa 
necessidade é suprida pelos protocolos 
PROFIBUS FMS e PROFINet. 
 
 
 
 
Figura 5 – Exemplo de uma rede Profibus com 
as variantes Profibus-DP e Profibus-PA 
O PROFIBUS, em sua arquitetura, está 
dividido em três variantes principais: 
PROFIBUS DP 
O PROFIBUS DP é a solução de alta 
velocidade (high-speed) do PROFIBUS. Seu 
desenvolvimento foi otimizado especialmente para 
comunicações entres os sistemas de automações 
e equipamentos descentralizados. Voltada para 
sistemas de controle, onde se destaca o acesso 
aos dispositivos de I/O distribuídos. É utilizada em 
substituição aos sistemas convencionais 4 a 20 
mA, HART ou em transmissão com 24 Volts. 
Utiliza-se do meio físico RS-485 ou fibra ótica. 
Requer menos de 2 ms para a transmissão de 1 
kbyte de entrada e saída e é amplamente utilizada 
em controles com tempo crítico. 
Atualmente, 90% das aplicações 
envolvendo escravos Profibus utilizam-se do 
PROFIBUS DP. Essa variante está disponível em 
três versões: DP-V0, DP-V1 e DP-V2. A origem de 
cada versão aconteceu de acordo com o avanço 
tecnológico e a demanda das aplicações exigidas 
ao longo do tempo. 
 
 
 
Figura 6 – Versões do Profibus 
PROFIBUS-PA 
O PROFIBUS PA é a solução PROFIBUS 
que atende os requisitos da automação de 
processos, onde se tem a conexão de sistemas de 
automação e sistemas de controle de processo 
com equipamentos de campo, tais como: 
transmissores de pressão, temperatura, 
conversores, posicionadores, etc. Pode ser usada 
em substituição ao padrão 4 a 20 mA. 
Existem vantagens potenciais da utilização 
dessa tecnologia, onde resumidamente destacam-
se as vantagens funcionais (transmissão de 
informações confiáveis, tratamento de status das 
variáveis, sistema de segurança em caso de falha, 
equipamentos com capacidades de autodiagnose, 
rangeabilidade dos equipamentos, alta resolução 
nas medições, integração com controle discreto em 
alta velocidade, aplicações em qualquer segmento, 
etc.). Além dos benefícios econômicos pertinentes 
às instalações (redução de até 40% em alguns 
casos em relação aos sistemas convencionais), 
custos de manutenção (redução de até 25% em 
alguns casos em relação aos sistemas 
convencionais), menor tempo destartup, oferecem 
um aumento significativo em funcionalidade e 
segurança. 
O PROFIBUS PA permite a medição e 
controle por uma linha a dois fios simples. Também 
permite alimentar os equipamentos de campo em 
áreas intrinsecamente seguras. O PROFIBUS PA 
permite a manutenção e a conexão/desconexão de 
equipamentos até mesmo durante a operação sem 
interferir em outras estações em áreas 
potencialmente explosivas. O PROFIBUS PA foi 
desenvolvido em cooperação com os usuários da 
Indústria de Controle e Processo (NAMUR), 
satisfazendo as exigências especiais dessa área 
de aplicação: 
 O perfil original da aplicação para a 
automação do processo e interoperabilidade dos 
equipamentos de campo dos diferentes 
fabricantes. 
 
 
25 
 
 Adição e remoção de estações de 
barramentos mesmo em áreas intrinsecamente 
seguras sem influência para outras estações. 
 Uma comunicação transparente através 
dos acopladores do segmento entre o barramento 
de automação do processo PROFIBUS PA e do 
barramento de automação industrial PROFIBUS-
DP. 
 Alimentação e transmissão de dados sobre 
o mesmo par de fios baseado na tecnologia IEC 
61158-2. 
 Uso em áreas potencialmente explosivas 
com blindagem explosiva tipo “intrinsecamente 
segura” ou “sem segurança intrínseca”. 
As conexões dos transmissores, conversores e 
posicionadores em uma rede PROFIBUS DP são 
feitas por um coupler DP/PA. O par trançado a dois 
fios é utilizado na alimentação e na comunicação 
de dados para cada equipamento, facilitando a 
instalação e resultando em baixo custo de 
hardware, menor tempo para iniciação, 
manutenção livre de problemas, baixo custo do 
software de engenharia e alta confiança na 
operação. 
A arquitetura e a filosofia do protocolo PROFIBUS 
asseguram a cada estação envolvida nas trocas de 
dados cíclicos um tempo suficiente para a 
execução de sua tarefa de comunicação dentro de 
um intervalo de tempo definido. Para isso, utiliza-
se do procedimento de passagem de “token”, 
usado por estações mestres do barramento ao 
comunicar-se entre si, e o procedimento mestre-
escravo para a comunicação com as estações 
escravas. A mensagem de “token” 
(um frame especial para a passagem de direito de 
acesso de um mestre para outro) deve circular, 
sendo uma vez para cada mestre dentro de um 
tempo máximo de rotação definido (que é 
configurável). No PROFIBUS o procedimento de 
passagem