1 - Vias de Transmissão de Sinais Digitais - Tecnologias da Inf e Comunicação aplicadas á Industria 4 0

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Tecnologias da 
Informação e 
Comunicação aplicadas 
á Industria 4.0
Vias de 
Transmissão de 
Sinais Digitais 
Sinal elétrico
• Chamamos de sinal elétrico a toda diferença de potencial que se manifeste num
circuito; caso esse potencial permaneça constante no tempo, é chamado de sinal
contínuo, caso contrário, é chamado de sinal variável. Um sinal elétrico variável pode
ser classificado, quanto ao modo de sua variação no tempo, em sinal analógico e sinal
digital.
Sinais analógicos
• São aqueles para os quais a variação de tensão pode assumir quaisquer valores de
tensão entre um instante e outro, como por exemplo, um sinal elétrico entregue a um
alto - falante por um amplificador de áudio.
Sinais digitais
• São aqueles para os quais a variação de tensão é permitida dentro de certos valores
discretos, ou seja, uma quantidade finita de valores entre dois instantes, como um
sinal elétrico proveniente da leitura de um disco laser, por exemplo.
Conceito
• Os sinais digitais podem ser binários, caso os valores discretos de tensão possíveis de
serem assumidos sejam apenas dois, como é o sinal elétrico utilizando em Lógica
Digital TTL que admite apenas dois níveis de tensão, 0v e 5v.
Conceito
• As vantagens de se utilizar um tipo de sinal sobre outro, para a transmissão de dados,
irá depender apenas da aplicação. Em telecomunicação, utiliza-se muito a transmissão
analógica; já em automação industrial é mais comum encontrar-se a transmissão
digital. Entretanto, com o avanço tecnológico, existe uma certa tendência a se
utilizarem sinais digitais mesmo em sistemas que exibem naturalmente uma
característica analógica, como telefone e TV, com o emprego de conversores
analógicos - digitais e digitais - analógicos.
• A dispersão do Homem sobre o planeta Terra e a necessidade de se sentir
acompanhado conduziu à invenção de meios de comunicação à distância.
• Nos alvores pré-história o Homem não dispunha senão da voz para comunicar à
distância. Depressa se constatou que o alcance da voz era muito reduzido e lançou-se
mão da percussão do tambor, segundo um código simples, perdendo qualidade na
transmissão, mas ganhando um alcance maior. A utilização de fogueiras permitia a
comunicação a distâncias superiores a 20 quilômetros, mas o código era muito
elementar e o conteúdo da mensagem muito incipiente. Uma solução de
compromisso entre qualidade e alcance foi conseguida pela utilização de estafetas.
• Em 1794, Chappe inventa o telégrafo óptico que, utilizando um código elaborado,
permitiu a ligação telegráfica regular entre Paris e Lille transmitindo mensagens
completas num intervalo relativamente curto, isto se não houvesse nevoeiro, se não
fosse noite ou se o encarregado do posto de retransmissão estivesse presente e não
se enganasse. A descoberta da eletricidade permitiu a Samuel Morse inventar o
telégrafo "por fios" em 1832.
História da transmissão de sinais
• A mensagem completa era transmitida a grandes distâncias e instantaneamente,
segundo um código binário (impulsos longos e curtos = traços e pontos), denominado
alfabeto Morse. A recepção da mensagem apenas dependia da presença do
telegrafista de serviço junto do aparelho receptor. O quantitativo de erros estava
diretamente correlacionado com a aptidão profissional de cada um dos telegrafistas
que atuavam como emissor e receptor da mensagem.
• Em 1844 é construída a primeira linha telegráfica ligando Baltimore e Nova York. Em
1850 realiza-se uma tentativa para lançar um cabo telegráfico submarino entre a
França e a Inglaterra e, em 1866, a Nova Inglaterra e a Irlanda são ligadas através de
um cabo telegráfico submarino encurtando-se assim a distância entre o continente
Americano e a Europa.
História da transmissão de sinais
• Em 1876, Graham Bell inventa o telefone permitindo a transmissão da voz à distância
sob a forma de impulsos elétricos analógicos. Os utentes passam a emissores e
receptores de mensagens em alternância sobre uma linha telefônica. Cedo se verificou
que a distância a que se podia estabelecer a comunicação telefônica era inferior à
disponível no telégrafo de Morse. Esta restrição era devida a fenômenos de auto-
indução elétrica e geração de correntes parasitas que, progressivamente, foram sendo
eliminados pela utilização de novas técnicas.
História da transmissão de sinais
• Sistemas de comunicação de dados digitais estão baseados no envio de informações
(letras, números ou símbolos especiais) de um ponto a outro através da utilização de
sistemas binários de codificação.
• Sinais digitais possuem “protocolos”, os quais devem possibilitar a correta conversação
entre o equipamento emissor e receptor. Essa linguagem comum é dada por uma
interface, um conjunto de normas e especificações que determinam as características
do sinal.
• Um componente intrínseco sem o qual um sistema de comunicação não se constitui é
sua via de comunicação. Hoje em dia, em sistemas industriais são utilizadas
basicamente três tipos de vias: ·
• Fios ou pares condutores.
• Rádio transmissão.
• Fibra óptica.
Características de sistemas de comunicação 
de dados digitais 
Cabo de pares trançados não blindados ( UTP - Unshielded Twisted Pair )
• Quando sinais CA ou pulsantes são transmitidos em um par de fios de um cabo
multipar, é possível que se sobreponham sinais em pares adjacente. Isto é chamado
cross-talk. Para prevenir isto, cada par no cabo deve ser trançado. A trança cancelará
os sinais não desejados.
Transmissão através de par condutor 
Cabo de pares trançados não blindados ( UTP - Unshielded Twisted Pair )
• Para potencializar o efeito da blindagem eletromagnética, as placas de rede utilizam o
sistema “balanced pair” de transmissão, onde, dentro de cada par, os dois fios enviam
o mesmo sinal (e não transmissões separadas, como geralmente se pensa), porém
com a polaridade invertida. Para um bit “1”, o primeiro fio envia um sinal elétrico
positivo, enquanto o outro envia um sinal elétrico negativo:
Transmissão através de par condutor 
Cabo de pares trançados não blindados ( UTP - Unshielded Twisted Pair )
• Ou seja, o segundo fio é usado para enviar uma cópia invertida da transmissão
enviada através do primeiro, o que tira proveito das tranças do cabo para criar o
campo eletromagnético que protege os sinais contra interferências externas, mesmo
nos cabos sem blindagem. Devido a esta técnica de transmissão, os cabos de par
trançado são também chamados de “balanced twisted pair”, ou “cabo de par trançado
balanceado”.
• À primeira vista, pode parecer um desperdício abrir mão de metade dos fios do cabo,
mas sem isso o comprimento máximo dos cabos seria muito menor e as redes seriam
muito mais vulneráveis a interferências.
Transmissão através de par condutor 
Cabo de pares trançados não blindados ( UTP - Unshielded Twisted Pair )
• Em todas as categorias, a distância máxima permitida é de 100 metros (com exceção
das redes 10G com cabos categoria 6, onde a distância máxima cai para apenas 55
metros). O que muda é a frequência e, consequentemente, a taxa máxima de
transferência de dados suportada pelo cabo, além do nível de imunidade a
interferências externas. Vamos então a uma descrição das categorias de cabos de par
trançado existentes.
Categorias 1 e 2:
• Estas duas categorias de cabos não são mais reconhecidas pela TIA
(Telecommunications Industry Association), que é a responsável pela definição dos
padrões de cabos. Elas foram usadas no passado em instalações telefônicas e os cabos
de categoria 2 chegaram a ser usados em redes Arcnet de 2.5 megabits e redes Token
Ring de 4 megabits, mas não são adequados para uso em redes Ethernet.
Transmissão através de par condutor 
Cabo de pares trançados não blindados ( UTP - Unshielded Twisted Pair )
Categoria 3:
• Este foi o primeiro padrão de cabos de par trançado desenvolvido especialmente para
uso em redes. O padrão é certificado para sinalização de até 16 MHz, o que permitiu
seu uso no padrão 10BASE-T, que é o padrão de redes Ethernet de 10 megabits para
cabosde par trançado. Existiu ainda um padrão de 100 megabits para cabos de
categoria 3, o 100BASE-T4, mas ele é pouco usado e não é suportado por todas as
placas de rede.
• A principal diferença do cabo de categoria 3 para os obsoletos cabos de categoria 1 e 2
é o entrançamento dos pares de cabos. Enquanto nos cabos 1 e 2 não existe um
padrão definido, os cabos de categoria 3 (assim como os de categoria 4 e 5) possuem
pelo menos 24 tranças por metro e, por isso, são muito mais resistentes a ruídos
externos. Cada par de cabos tem um número diferente de tranças por metro, o que
atenua as interferências entre os pares de cabos.
Transmissão através de par condutor 
Cabo de pares trançados não blindados ( UTP - Unshielded Twisted Pair )
Categoria 4:
• Esta categoria de cabos tem uma qualidade um pouco superior e é certificada para
sinalização de até 20 MHz. Eles foram usados em redes Token Ring de 16 megabits e
também podiam ser utilizados em redes Ethernet em substituição aos cabos de
categoria 3, mas na prática isso é incomum. Assim como as categorias 1 e 2, a
categoria 4 não é mais reconhecida pela TIA e os cabos não são mais fabricados, ao
contrário dos cabos de categoria 3, que continuam sendo usados em instalações
telefônicas.
Categoria 5:
• Os cabos de categoria 5 são o requisito mínimo para redes 100BASE-TX e 1000BASE-T,
que são, respectivamente, os padrões de rede de 100 e 1000 megabits usados
atualmente. Os cabos cat 5 seguem padrões de fabricação muito mais estritos e
suportam frequências de até 100 MHz, o que representa um grande salto em relação
aos cabos cat 3.
Transmissão através de par condutor 
Cabo de pares trançados não blindados ( UTP - Unshielded Twisted Pair )
• Apesar disso, é muito raro encontrar cabos cat 5 à venda atualmente, pois eles foram
substituídos pelos cabos categoria 5e (o “e” vem de “enhanced”), uma versão
aperfeiçoada do padrão, com normas mais estritas, desenvolvidas de forma a reduzir a
interferência entre os cabos e a perda de sinal, o que ajuda em cabos mais longos,
perto dos 100 metros permitidos.
• Os cabos cat 5e devem suportar os mesmos 100 MHz dos cabos cat 5, mas este valor é
uma especificação mínima e não um número exato. Nada impede que fabricantes
produzam cabos acima do padrão, certificando-os para frequências mais elevadas.
Com isso, não é difícil encontrar no mercado cabos cat 5e certificados para 110 MHz,
125 MHz ou mesmo 155 MHz, embora na prática isso não faça muita diferença, já que
os 100 MHz são suficientes para as redes 100BASE-TX e 1000BASE-T.
Transmissão através de par condutor 
Cabo de pares trançados não blindados ( UTP - Unshielded Twisted Pair )
• É fácil descobrir qual é a categoria dos cabos, pois a informação vem decalcada no
próprio cabo, como na foto:
Transmissão através de par condutor 
Cabo cat 5E, certificado para o padrão EIA-568-B
• Os cabos 5e são os mais comuns atualmente, mas eles estão em processo de
substituição pelos cabos categoria 6 e categoria 6a, que podem ser usados em redes
de 10 gigabits.
Cabo de pares trançados não blindados ( UTP - Unshielded Twisted Pair )
Categoria 6:
• Esta categoria de cabos foi originalmente desenvolvida para ser usada no padrão
Gigabit Ethernet, mas com o desenvolvimento do padrão para cabos categoria 5 sua
adoção acabou sendo retardada, já que, embora os cabos categoria 6 ofereçam uma
qualidade superior, o alcance continua sendo de apenas 100 metros, de forma que,
embora a melhor qualidade dos cabos cat 6 seja sempre desejável, acaba não
existindo muito ganho na prática.
• Os cabos categoria 6 utilizam especificações ainda mais estritas que os de categoria 5e
e suportam frequências de até 250 MHz. Além de serem usados em substituição dos
cabos cat 5 e 5e, eles podem ser usados em redes 10G, mas nesse caso o alcance é de
apenas 55 metros.
Transmissão através de par condutor 
Cabo de pares trançados não blindados ( UTP - Unshielded Twisted Pair )
• Para permitir o uso de cabos de até 100 metros em redes 10G foi criada uma nova 
categoria de cabos, a categoria 6a (“a” de “augmented”, ou ampliado). Eles suportam 
frequências de até 500 MHz e utilizam um conjunto de medidas para reduzir a perda 
de sinal e tornar o cabo mais resistente a interferências.
• Você vai encontrar muitas referências na web mencionando que os cabos cat 6a 
suportam frequências de até 625 MHz, que foi o valor definido em uma especificação 
preliminar do 10GBASE-T. Mas, avanços no sistema de modulação permitiram reduzir 
a frequência na versão final, chegando aos 500 MHz.
• Uma das medidas para reduzir o crosstalk (interferências entre os pares de cabos) no 
cat 6a foi distanciá-los usando um separador. Isso aumentou a espessura dos cabos de 
5.6 mm para 7.9 mm e tornou-os um pouco menos flexíveis. A diferença pode parecer 
pequena, mas ao juntar vários cabos ela se torna considerável:
Transmissão através de par condutor 
Cabo de pares trançados não blindados ( UTP - Unshielded Twisted Pair )
Transmissão através de par condutor 
Cabo cat 6a, com o espaçador interno e comparação entre a espessura do
mesmo volume de cabos cat 5e e cat 6a.
Cabo de pares trançados não blindados ( UTP - Unshielded Twisted Pair )
• É importante notar que existe também diferenças de qualidade entre os conectores RJ-45
destinados a cabos categoria 5 e os cabos cat 6 e cat 6a, de forma que é importante checar
as especificações na hora da compra.
• Aqui temos um conector RJ-45 cat 5 ao lado de um cat 6. Vendo os dois lado a lado é
possível notar pequenas diferenças, a principal delas é que no conector cat 5 os 8 fios do
cabo ficam lado a lado, formando uma linha reta, enquanto no conector cat 6 eles são
dispostos em zig-zag, uma medida para reduzir o cross-talk e a perda de sinal no conector:
Transmissão através de par condutor 
Cabo de pares trançados não blindados ( UTP - Unshielded Twisted Pair )
• Embora o formato e a aparência seja a mesma, os conectores RJ-45 destinados a cabos cat
6 e cat 6a utilizam novos materiais, suportam freqüências mais altas e introduzem muito
menos ruído no sinal. Utilizando conectores RJ-45 cat 5, seu cabeamento é considerado cat
5, mesmo que sejam utilizados cabos cat 6 ou 6a.
• O mesmo se aplica a outros componentes do cabeamento, como patch-panels, tomadas,
keystone jacks (os conectores fêmea usados em tomadas de parede) e assim por diante.
Componentes cat 6 em diante costumam trazer a categoria decalcada (uma forma de os
fabricantes diferenciarem seus produtos, já que componentes cat 6 e 6a são mais caros),
como nestes keystone jacks onde você nota o “CAT 6” escrito em baixo relevo:
Transmissão através de par condutor 
Keystone jacks categoria 6
Cabo de pares trançados não blindados ( UTP - Unshielded Twisted Pair )
• Existem também os cabos categoria 7, que podem vir a ser usados no padrão de 100
gigabits, que está em estágio inicial de desenvolvimento.
• Outro padrão que pode vir (ou não) a ser usado no futuro são os conectores TERA,
padrão desenvolvido pela Siemon. Embora muito mais caro e complexo que os conectores
RJ45 atuais, o TERA oferece a vantagem de ser inteiramente blindado e utilizar um sistema
especial de encaixe, que reduz a possibilidade de mal contato.
Transmissão através de par condutor 
Conectores TERA
• O TERA foi cogitado para ser usado no padrão
10GBASE-T, mas a ideia foi abandonada. Agora
ele figura como um possível candidato para as
redes de 100 gigabits, embora até o momento
nada esteja confirmado.
Cabo de pares trançados não blindados ( UTP - Unshielded Twisted Pair )
• Cabos de padrões superiores podem ser usados em substituição de cabos dos padrões
antigos, além de trazerem a possibilidade de serem aproveitados nos padrões de rede
seguintes. Entretanto, investir em cabos de um padrão superior ao que você precisa
nem sempre é uma boa idéia, já que cabos de padrões recém-introduzidos são mais
caros e difíceis de encontrar. Além disso, não existe garantia de que os cabos usados
serão mesmo suportados dentro do próximo padrãode redes até que ele esteja
efetivamente concluído.
• Por exemplo, quem investiu em cabos de categoria 6, pensando em aproveitá-los em
redes de 10 gigabits acabou se frustrando, pois no padrão 10G a distância máxima
usando cabos cat 6 caiu para apenas 55 metros e foi introduzido um novo padrão, o
6a. O mesmo pode acontecer com os cabos categoria 7; não existe nenhuma garantia
de que eles sejam mesmo suportados no padrão de 100 gigabits. Pode muito bem ser
introduzido um novo padrão de cabos, ou mesmo que os cabos de cobre sejam
abandonados em favor dos de fibra óptica.
Transmissão através de par condutor 
Cabo de pares trançados não blindados ( UTP - Unshielded Twisted Pair )
• No final de cada frame Ethernet são incluídos 32 bits de CRC (Cyclic Redundancy
Check), que permitem verificar a sua integridade. Ao receber cada frame, a estação
verifica se a soma dos bits bate com o valor do CRC. Sempre que a soma der errado,
ela solicita a retransmissão do pacote, o que é repetido indefinidamente, até que ela
receba uma cópia intacta. Sobre este sistema de verificação feito pelas placas de rede
(nível 2 do modelo OSI) ainda temos a verificação feita pelo protocolo TCP (nível 4),
que age de forma similar, verificando a integridade dos pacotes e solicitando
retransmissão dos pacotes danificados. Esta dupla verificação garante uma
confiabilidade muito boa.
• Mesmo em uma rede bem cabeada, frames retransmitidos são uma ocorrência
normal, já que nenhum cabeamento é perfeito, mas um grande volume deles são um
indício de que algo está errado. Quanto mais intensa for a interferência, maior será o
volume de frames corrompidos e de retransmissões e pior será o desempenho da
rede, tornando mais vantajoso o uso de cabos blindados.
Transmissão através de par condutor 
https://pt.wikipedia.org/wiki/CRC
Cabo de pares trançados blindados ( STP - Shielded Twisted Pair )
Os cabos blindados, por sua vez, se dividem em três categorias: FTP, STP e SSTP.
• Os cabos FTP (Foiled Twisted Pair) são os que utilizam a blindagem mais simples.
Neles, uma fina folha de aço ou de liga de alumínio envolve todos os pares do cabo,
protegendo-os contra interferências externas, mas sem fazer nada com relação ao
crosstalk, ou seja, a interferência entre os pares de cabos
Transmissão através de par condutor 
Cabo FTP
Cabo de pares trançados blindados ( STP - Shielded Twisted Pair )
• Os cabos STP (Shielded Twisted Pair) vão um pouco além, usando uma blindagem
individual para cada par de cabos. Isso reduz o crosstalk e melhora a tolerância do
cabo com relação à distância, o que pode ser usado em situações onde for necessário
crimpar cabos fora do padrão, com mais de 100 metros
Transmissão através de par condutor 
Cabo STP
Cabo de pares trançados blindados ( STP - Shielded Twisted Pair )
• Finalmente, temos os cabos SSTP (Screened Shielded Twisted Pair), também
chamados de SFTP (Screened Foiled Twisted Pair), que combinam a blindagem
individual para cada par de cabos com uma segunda blindagem externa, envolvendo
todos os pares, o que torna os cabos especialmente resistentes a interferências
externas. Eles são mais adequados a ambientes com fortes fontes de interferências.
Transmissão através de par condutor 
Cabo SSTP
Cabo de pares trançados blindados ( STP - Shielded Twisted Pair )
• Para melhores resultados, os cabos blindados devem ser combinados com conectores
RJ-45 blindados. Eles incluem uma proteção metálica que protege a parte destrançada
do cabo que vai dentro do conector, evitando que ela se torne o elo mais fraco da
cadeia:
Transmissão através de par condutor 
Conectores RJ-45 blindados
Cabo de pares trançados blindados ( STP - Shielded Twisted Pair )
• Quanto maior for o nível de interferência, mais vantajosa será a instalação de cabos
blindados. Entretanto, em ambientes normais os cabos sem blindagem funcionam
perfeitamente bem; justamente por isso os cabos blindados são pouco usados.
• Concluindo, existem também cabos de rede com fios sólidos e também cabos stranded (de
várias fibras, também chamados de patch), onde os 8 fios internos são compostos por fios
mais finos. Os cabos sólidos são os mais comuns e são os recomendados para uso geral,
pois oferecem uma menor atenuação do sinal (cerca de 20% menos, considerando dois
cabos de qualidade similar):
Transmissão através de par condutor 
Visão interna de um cabo sólido e de um cabo stranded
Cabo de pares trançados blindados ( STP - Shielded Twisted Pair )
• A única vantagem dos cabos stranded é que o uso de múltiplos fios torna os cabos
mais flexíveis, o que faz com que sejam muitas vezes preferidos para cabos de
interconexão curtos (patch cords), usados para ligar os PCs à tomadas de parede ou
ligar o switch ao patch panel (veja detalhes a seguir).
• Dentro do padrão, os cabos de rede crimpados com cabos stranded não devem ter
mais de 10 metros. Você pode usar um cabo sólido de até 90 metros até a tomada e
um cabo stranded de mais 10 metros até o micro, mas não pode fazer um único cabo
stranded de 100 metros.
• Embora seja um detalhe pouco conhecido, existiram conectores RJ-45 próprios para
cabos stranded, onde as facas-contato internas tinham a ponta arredondada. Estes
conectores não funcionavam muito bem com cabos sólidos (o formato da faca-contato
tornava o contato deficiente). Tínhamos então conectores específicos para cabos
sólidos, que utilizavam facas-contato com três lâminas.
Transmissão através de par condutor 
Cabo de pares trançados blindados ( STP - Shielded Twisted Pair )
• Estes dois tipos foram logo substituídos pelos conectores atuais, onde as facas-contato
são pontudas, de forma a funcionarem bem com os dois tipos de cabos. Os conectores
RJ45 com este tipo de contato (que são praticamente os únicos usados atualmente)
são também chamados de conectores universais:
Transmissão através de par condutor 
Detalhe da faca-contato de um conector RJ-45
Cabo Coaxial
• Possuem um condutor central envolvido por um condutor externo, tipo tubo. Tem
vantagens nítidas sobre pares trançados quando altas frequências e bandas largas são
características do sistema de transmissão (largura de banda é função do número de
sinais que devem ser manipulados por uma rede em um dado período).
Transmissão através de cabo coaxial
Detalhe do cabo coaxial
Cabo Coaxial
• Cabos coaxiais devem ser manipulados cuidadosamente quando instalados; se o tubo
externo for dobrado ou achatado a impedância do cabo pode mudar, degradando o
sinal. Instalado apropriadamente, tem vida longa e útil, transportando grande
quantidade de informação, por longas distâncias.
• Cabos que conduzem sinal elétrico sempre interagem com o mesmo. Não importa o
tipo de cabo, ou o material que o compõem (cobre, prata, ouro, carbono, etc.), não
existe cabo elétrico que seja verdadeiramente neutro, que não interfira no sinal. Sinais
elétricos são transmitidos através das vibrações dos elétrons que compõem o cabo. O
número de elétrons pelo caminho, grau de pureza do material, arranjo molecular,
frequência do sinal e temperatura ambiente são fatores que afetam a propagação em
cabos elétricos.
• Além de fatores intrínsecos à construção dos cabos, a transmissão pode ser afetada
também por componentes externos. A todos estes componentes que afetam uma
transmissão damos o nome de ruído.
Transmissão através de cabo coaxial
Cabo Coaxial
• Quando os ruídos atingem amplitudes maiores do que as toleradas pelos dispositivos
componentes do sistema de comunicação, eventualmente ocorre a queima destes
dispositivos. Para prevenir este fato, usualmente instalam-se equipamentos para
proteção do sistema, estes equipamentos são, em geral, protetores, acopladores ou
isoladores, cada um possui uma característica que sensivelmente o difere dos outros.
• Os protetores são desenvolvidos para suprimir prováveis surtos que possam se
propagar através do par condutor da rede de dados. Existem muitos tipos de
protetores, alguns deles projetados para queima instantânea após o sistema ter sidoatingido por um surto.
Transmissão através de cabo coaxial
Cabo Coaxial
• Um protetor de surto pode ser ligado ao par condutor de duas formas:
Transmissão através de cabo coaxial 
Ligação de um protetor de surto em série com a via condutora
• A ligação em série possui o inconveniente da interrupção do circuito em caso de
queima do protetor.
Cabo Coaxial
• Em paralelo:
Transmissão através de cabo coaxial
Ligação de um protetor de surto em paralelo à via condutora
• A ligação em paralelo tem o inconveniente de que, após a queima do protetor, caso
haja novos surtos, não existirá proteção ativa.
Cabo Coaxial
• Isoladores:
Transmissão através de cabo coaxial
Isolador galvânico
• Os isoladores têm a função de isolar um determinado circuito externo do
equipamento o qual deseja-se proteger, alguns isoladores, como os galvânicos,
proporcionam uma certa atenuação a ruídos, além das suas principais funções que são
acoplar circuitos que porventura sejam incompatíveis e proteger o equipamento.
Cabo Coaxial
• Acopladores ópticos:
Transmissão através de cabo coaxial
Placa com acopladores ópticos.
• Os acopladores ópticos têm a função básica de proteger partes sensíveis de um
dispositivo contra surtos que possam exceder o valor máximo suportável pelo
equipamento, comprometendo assim sua integridade. Em geral, utilizam-se
acopladores ópticos para proteção de entradas discretas (digitais) de equipamentos.
Os acopladores ópticos são constituídos basicamente de um foto transistor e um
diodo emissor de luz, de forma que o sinal acoplado é isolado completamente da
fonte emissora.
Onde o cabo coaxial é aplicado?
• O cabo coaxial é usado para transportar sinais de televisão e também ligar
equipamentos de vídeo. Os cabos também podem ser usados para transportar sinais
de rádios, conectar receptores, transmissores e antenas. Esse tipo de cabo já foi
utilizado para ligar computadores em redes locais (LANS), porém, foi trocado para o
par trançado.
• A principal razão da sua utilização deve-se ao fato de poder reduzir os efeitos e sinais
externos sobre os sinais a transmitir, por fenômenos de IEM ( Interferência
Electromagnética). Os cabos coaxiais geralmente são usados em múltiplas aplicações
desde áudio até as linhas de transmissão de frequências da ordem dos gigahertz. A
velocidade de transmissão é bastante elevada devido a tolerância aos ruídos graças à
malha de proteção desses cabos. Os cabos coaxiais são utilizados nas topologias físicas
em barramento.
Transmissão através de cabo coaxial
Onde o cabo coaxial é aplicado?
• Os cabos coaxiais são usados em diferentes aplicações:
• Ligações de áudio
• Ligações de rede de computadores
• Ligações de sinais de radiofrequência para rádio e TV -
(Transmissores/receptores)
• Ligações de radioamador
Transmissão através de cabo coaxial
•Tipos de blindagem: em Trança de Alumínio, Trança de 
Cobre Nu, Trança de Cobre Estanhado, Fio de Cobre 
Corrugado Helicoidal e Fita de Cobre Corrugado Anelar
•Dividido em diversas linhas: RG, RGC, RF, SCF, LCF, 
HCA
•Impedância característica: De 50 e 75 ohms.
Características da transmissão Digital
Digital
• Repetidores a cada 1km
• Taxa de dados maior➔ distância menor
Analógica
• Amplificadores separados por poucos km
• Frequências maiores➔ distância menor até 500MHz
Transmissão através de cabo coaxial
Por que usar cabo coaxial?
• Cabo coaxial tem muitas vantagens sobre o cabo de par trançado, mas também algumas
desvantagens. Tem uma grande gama de frequências que lhe permite transportar vários
sinais, tornando-a ideal para o uso de muitas operadores de televisão.
Transmissão através de cabo coaxial
• Cada canal tem também uma maior
banda larga que permite o vídeo de
alta definição. A blindagem reduz
perda de sinal e outras interferências,
permitindo um cabo com maiores
comprimentos entre amplificadores.
No entanto, cabo coaxial é mais caro
para instalar, e ele usa uma topologia
de rede que está propensa a
congestionamentos.
Cabo coaxial Thinnet e Thicknet
• O cabo coaxial é dividido em dois tipos: cabo coaxial fino (thinnet) ou cabo coaxial
10Base2, e cabo coaxial grosso (thicknet) ou cabo coaxial 10Base5.
10BASE2
• 10BASE2 (conhecido como thinnet) é um padrão de rede Ethernet que utiliza cabo
coaxial fino, daí ser denominado por thinnet. O cabo transmite sinais a 10 Mbps e a
uma distância máxima de 185 metros, por segmento.
• A rede que utiliza este tipo de cabo, possui uma topologia linear, com um máximo de
30 computadores conectados ao segmento e com espaçamento mínimo de 0,5 metro,
para conectar os computadores é utilizado um conector BNC do tipo T, um cabo
coaxial denominado RG-58 cuja impedância é de 50 ohms e dois terminais resistivos
Transmissão através de cabo coaxial
Cabo coaxial Thinnet e Thicknet
de 50 ohms, colocados nas extremidades do cabo, com o intuito de evitar que o cabo
capte algum ruído. Por ter uma topologia linear, a montagem e manutenção desse
tipo de rede requer cuidados especiais, já que um problema no cabo (geralmente mau
contacto) faz com que a rede toda deixe de funcionar, e esses problemas são de difícil
diagnóstico.
Transmissão através de cabo coaxial
• A sintaxe 10BASE2 é decomposta num primeiro número,
no caso 10 é a velocidade de transmissão em megabits
por segundo (10 Mbps); o segundo termo que, no caso é o
BASE, significa que a transmissão é em banda base
(baseband), ou seja a onda portadora do sinal não tem
modulação; e o último número é a distância máxima, 2
significa que a distância máxima é de 200 metros, sendo,
na verdade, uma aproximação, já que a distância
verdadeira é de 185 metros.
Cabo coaxial Thinnet e Thicknet
10BASE5
• Ou “Thicknet” é pouco utilizado. Analogamente ao 10Base2, 10Base5 significa 10 Mbps
de taxa de transferência e que cada segmento da rede pode ter até 500 metros de
comprimento. É conectado à placa de rede através de um transceiver.
• É também conhecido como cabo coaxial grosso, e é utilizado em redes de
telecomunicação.
• Este cabo é utilizado para transmissão analógica. Possui uma blindagem geralmente de
cor amarela. A especificação 10BASE5 refere-se à transmissão de
sinais Ethernet utilizando este tipo de cabo. O 5 informa o tamanho máximo
aproximado do cabo como sendo de 500 metros.
• Este cabo tem uma cobertura plástica protetora extra que ajuda manter a humidade
longe do centro condutor. Isso torna o cabo coaxial grosso uma boa escolha quando se
utiliza grandes comprimentos numa rede de barramento linear.
Transmissão através de cabo coaxial
https://en.wikipedia.org/wiki/Transceiver
Cabo coaxial Thinnet e Thicknet
Características do 10BASE5:
• Suporta uma velocidade de 10Mbps para transmissão de 
dados.
• Possui um alcance de 500 metros por segmento (isto é, sem a 
adopção de repetidores).
• Tem capacidade para conectar 100 estações por segmento.
• Pode utilizar até no máximo 4 repetidores.
• Para conectar cabos coaxiais grossos o conector usado é o 
"Conector Tipo N".
• Especificação RG-213 A/U.
• Distância mínima de 2,5 m entre cada nó da rede.
• Utilizado com transceiver
Transmissão através de cabo coaxial
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Cabo coaxial Thinnet e Thicknet
Características do 10BASE5:
Transmissão através de cabo coaxial
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Cabo coaxial Thinnet e Thicknet
Tipos do 10BASE5:
Existem dois tipos de cabos 10Base5:
• Cabo duplo - possuem dois cabos idênticos paralelos. Para transmitir dados, um
computador emite os dados pelo cabo 1, que está conectado a um dispositivo
chamado head-end na raiz da árvore de cabos. Em seguida, o head-end transfere o sinal
para o cabo 2, que refaz o caminho da árvore a fim de realizar a transmissão. Em
resumo, todos os computadores transmitem no cabo 1 e recebem no cabo 2.
• Cabo único - aloca diferentes faixas de frequência para a comunicação de entrada e
saída num único cabo. A banda de baixa frequência é usada para comunicação dos
computadores com o head-end que em seguida desloca o sinal para a banda de alta-
frequência e o retransmite.
Transmissão através de cabocoaxial
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Cabo coaxial Thinnet e Thicknet
10BASE2 x 10BASE5:
Transmissão através de cabo coaxial
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10BASE2 10BASE5
É maleável Comprimento maior que o coaxial
fino.
Sofre menos reflexões do que o
cabo coaxial grosso, possuindo
maior imunidade a ruídos
eletromagnéticos de baixa
frequência
É muito utilizado para transmissão
de imagens e voz.
Fácil de instalar Difícil instalação
• A fibra óptica é um filamento de vidro com diâmetro bastante reduzido, feito de
quartzo de alta pureza, com duas partes principais: o núcleo, por onde se propaga a luz,
e a casca, que serve para manter a luz confinada no núcleo. As duas camadas têm
índices de refração diferentes, permitindo que o feixe de luz que entra por uma das
extremidades (emitido por um dispositivo externo como, por exemplo, um laser), seja
confinado no núcleo e conduzido, com baixíssimas perdas, até a extremidade oposta
(onde é detectado por outro dispositivo externo (como por exemplo, um foto-diodo),
que fará a conversão da energia luminosa, em corrente elétrica).
• O tamanho do cabo de fibra óptica determina seu modo de operação e suas perdas.
Fibras single-mode têm um diâmetro muito pequeno em relação à casca. Fibras multi-
mode têm um núcleo largo em relação à casca.
• Os termos single-mode e multi-mode referem-se ao número de caminhos que a luz
pode tomar para alcançar o outro lado.
Transmissão através de fibras ópticas
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Modo Núcleo (μm) Casca (μm) 
Single-mode 9 125
Multi-mode 50 125
Multi-mode 62.5 125
Multi-mode 100 140
Transmissão através de fibras ópticas
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Transmissão através de fibras ópticas
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Transmissão através de fibras ópticas
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• A fibra óptica é praticamente imune às influências do meio ambiente por onde está
passando (água, irradiações, interferências com outros cabos e com outras fibras).
Imunidade total a interferência eletromagnética (EMI) e interferência por
radiofrequência (RFI). Não gera campos magnéticos e eletromagnéticos. Insensível a
relâmpagos e descargas atmosféricas. Segura mesmo em contato com condutores de
alta voltagem, pois é totalmente dielétrica. Muito segura contra grampeamento (roubo
de informações) e suporta grandes distâncias entre repetidores.
• A fibra óptica surgiu para ser a resposta para a maioria das aplicações industriais.
Porém, há ainda o problema do custo. Entretanto, devido à fibra óptica possuir uma
grande largura de banda com grande imunidade a ruído e capacidade dielétrica e
também devido a grande diminuição de seu custo nos últimos anos, ela tem sido
recomendada para utilização em cabos que constituem os barramentos principais
(backbones) de redes locais. Entretanto deve-se considerar a sua limitação no uso em
barramentos industriais devido a sua incapacidade de suprir energia (alimentação) aos
dispositivos de campo.
Transmissão através de fibras ópticas
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• As perdas em sistemas de transmissão que utilizam fibra óptica são em função de: ·
Emendas · Conectores · Atenuação causada pelo próprio cabo óptico (impurezas e
imperfeições na fibra).
Power Meter – Medidor de potência Óptica
Diversas conexões para fibra ópticas
Transmissão através de fibras ópticas
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Fibras Monomodo
• Permite o uso de apenas um sinal de luz pela fibra.
• Dimensões menores que os outros tipos de fibras.
• Maior banda passante por ter menor dispersão.
• Geralmente é usado laser como fonte de geração de sinal.
• Fibras monomodo possuem o núcleo de diâmentro tão pequeno que apenas um
módulo é transmitido.
• São os tipos de fibras mais caras porém podem ser usadas para distâncias mais
longas.
• Fibras monomodos usuais podem transmitir dados em vários Gbps por 30 km sem
repetidor.
• Experimentos tem apresentado transmissão via laser até 100 km sem usar
repetidores porém operando com velocidades menores
Transmissão através de fibras ópticas
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Fibras Multimodo
• Permite o uso de fontes luminosas de baixa ocorrência tais como LEDs (mais
baratas).
• Diâmetros grandes facilitam o acoplamento de fontes luminosas e requerem pouca
precisão nos conectores.
• Muito usado para curtas distâncias pelo preço e facilidade de implementação pois
a longa distância tem muita perda.
• Multimodo refere-se à possibilidade de que vários feixes em diferentes ângulos de
incidência propaguem-se através de diferentes caminhos pela fibra.
• Fibras multimodo são as mais simples e foram as primeiras a serem produzidas. Cada raio é
dito ter um diferente modo.
• Este tipo de fibra possui vários modos de propagação e de acordo com o perfil da variação
de índices de refração da casca com relação ao núcleo, classificam-se em: índice degrau e
índice gradual.
Comparação entre os 3 tipos de meios de 
transmissão
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Transmissão através de fibras ópticas
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Exercícios
1. Cite três vias de comunicação utilizadas na transmissão de dados em redes industriais.
2. Ao montar uma rede de comunicação com a utilização de um cabo flat (fios paralelos),
verificou-se que a quantidade de erros nesta rede era muito grande devido a sobreposição
de sinais em linhas adjacentes. Qual a solução para este tipo de problema e por que?
3. Devo projetar uma rede de alta velocidade operando em um sistema industrial onde esta
fica susceptível a induções provenientes de equipamentos de chão de fábrica, quais os
cabos que tenho como opção?
4. Cite os fatores que afetam a propagação de sinais em cabos elétricos.
5. Como pode ser definido e classificado o ruído em cabos de comunicação?
Transmissão através de fibras ópticas
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Exercícios
6. Em uma área portuária existem equipamentos de carga e descarga do tipo transtainer que
operam equipamentos através de pontes rolantes. A comunicação entre a unidade de
controle localizada na base do transtainer e a parte móvel do equipamento é feita através
de cabos que precisam ser trocados constantemente devido a rompimentos. Foi solicitada
a solução para o problema de troca de informações entre as unidades fixa e móvel do
equipamento. Resolva tecnicamente a proposta levando em conta que a distância entre os
equipamentos é de quinze metros e há grande interferência de rádio frequência na região
por ser uma área portuária.
7. Levando em conta todos os meios de transmissão apresentados, qual você utilizaria para
uma rede que tem uma alta capacidade de transmissão de dados e que interliga
equipamentos por uma distância maior que cinco mil metros por áreas susceptíveis a
interferência eletromagnética? Por quê?
https://www.portaleducacao.com.br/conteudo/artigos/estetica/transtainer-o-que-e/53272
Transmissão através de fibras ópticas
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Exercícios
8. Cite duas razões pelas quais as fibras ópticas não são muito mais difundidas na utilização
em barramentos industriais.
9. O sinal elétrico medido na saída de um microfone dinâmico é analógico ou digital?
• https://www.hardware.com.br/livros/redes/categorias-cabos.html
• https://www.oficinadanet.com.br/post/10155-o-que-e-cabo-coaxial
• http://ficael.com/produtos/cabos-coaxiais
• https://paulista07.wordpress.com/rede/hardware-de-redes/
• http://shadeofinfo.blogspot.com/2008/10/10base2-e-10base5.html
• https://revistasegurancaeletronica.com.br/qual-a-diferenca-entre-fibra-monomodo-e-
multimodo/
• http://albt.tripod.com/anexo1.htm
Bibliografia
https://www.hardware.com.br/livros/redes/categorias-cabos.html
https://www.oficinadanet.com.br/post/10155-o-que-e-cabo-coaxial
http://ficael.com/produtos/cabos-coaxiais
https://paulista07.wordpress.com/rede/hardware-de-redes/
http://shadeofinfo.blogspot.com/2008/10/10base2-e-10base5.html
https://revistasegurancaeletronica.com.br/qual-a-diferenca-entre-fibra-monomodo-e-multimodo/
http://albt.tripod.com/anexo1.htm