Cabeamento Estruturado - Livro-Texto Unidade I

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Autor: Prof. Antônio Palmeira
Colaboradores: Profa. Elisângela Mônaco
 Prof. José Carlos Morilla
Cabeamento Estruturado
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Professor conteudista: Antônio Palmeira
Mestre em Engenharia de Produção pela Universidade Paulista – UNIP (2013). Especialista em Gestão da Tecnologia 
da Informação pelo Centro Universitário Uninassau em Pernambuco (2010), Engenheiro de Telecomunicações pela 
Universidade de Pernambuco (2008). Profissional certificado em ITIL v3 Foundation e COBIT v4.1 Foundation.
Professor das disciplinas de Tecnologia da Informação dos cursos de graduação (presencial e a distância) em Gestão 
de TI do Centro Universitário do Senac. Professor de disciplinas de Tecnologia da Informação e Redes de Computadores 
na Universidade Paulista – UNIP. Professor de disciplinas técnicas de Telecomunicações do Instituto Técnico de Barueri.
Tem experiência de mais de dez anos em Gestão e Governança de TI e na prestação de serviços de TI a empresas 
do segmento financeiro e concessionárias de serviços de telecomunicações.
© Todos os direitos reservados. Nenhuma parte desta obra pode ser reproduzida ou transmitida por qualquer forma e/ou 
quaisquer meios (eletrônico, incluindo fotocópia e gravação) ou arquivada em qualquer sistema ou banco de dados sem 
permissão escrita da Universidade Paulista.
Dados Internacionais de Catalogação na Publicação (CIP)
P172c Palmeira, Antonio.
Cabeamento Estruturado. / Antonio Palmeira. – São Paulo: 
Editora Sol, 2017.
172 p., il.
Nota: este volume está publicado nos Cadernos de Estudos e 
Pesquisas da UNIP, Série Didática, ano XXIII, n. 2-064/17, ISSN 1517-9230.
1. Cabeamento estruturado. 2. Eletricidade. 3. Cabos metálicos. 
I. Título.
CDU 621.315.2
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Prof. Dr. João Carlos Di Genio
Reitor
Prof. Fábio Romeu de Carvalho
Vice-Reitor de Planejamento, Administração e Finanças
Profa. Melânia Dalla Torre
Vice-Reitora de Unidades Universitárias
Prof. Dr. Yugo Okida
Vice-Reitor de Pós-Graduação e Pesquisa
Profa. Dra. Marília Ancona-Lopez
Vice-Reitora de Graduação
Unip Interativa – EaD
Profa. Elisabete Brihy 
Prof. Marcelo Souza
Prof. Dr. Luiz Felipe Scabar
Prof. Ivan Daliberto Frugoli
 Material Didático – EaD
 Comissão editorial: 
 Dra. Angélica L. Carlini (UNIP)
 Dra. Divane Alves da Silva (UNIP)
 Dr. Ivan Dias da Motta (CESUMAR)
 Dra. Kátia Mosorov Alonso (UFMT)
 Dra. Valéria de Carvalho (UNIP)
 Apoio:
 Profa. Cláudia Regina Baptista – EaD
 Profa. Betisa Malaman – Comissão de Qualificação e Avaliação de Cursos
 Projeto gráfico:
 Prof. Alexandre Ponzetto
 Revisão:
 Carla Moro
 Ana Fazzio
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Sumário
Cabeamento Estruturado
APRESENTAÇÃO ......................................................................................................................................................9
INTRODUÇÃO ...........................................................................................................................................................9
Unidade I
1 ELETRICIDADE ................................................................................................................................................... 11
1.1 Eletricidade básica ............................................................................................................................... 11
1.1.1 Conceitos básicos .....................................................................................................................................11
1.1.2 Resistência elétrica e condutância elétrica .................................................................................. 13
1.1.3 Correntes e tensões elétricas ............................................................................................................. 15
1.1.4 Circuitos elétricos ................................................................................................................................... 16
1.1.5 Indução eletromagnética .................................................................................................................... 17
1.1.6 Instrumentos de medidas elétricas ................................................................................................. 17
1.2 Sistemas de proteção elétrica ......................................................................................................... 19
1.2.1 Instalações elétricas ............................................................................................................................. 19
1.2.2 Segurança em instalações elétricas ............................................................................................... 20
1.2.3 Aterramento ............................................................................................................................................ 21
2 MEIOS DE TRANSMISSÃO NAS REDES DE COMPUTADORES ......................................................... 23
2.1 Elementos das redes de computadores ....................................................................................... 23
2.1.1 Histórico e conceitos básicos em redes de dados e cabeamento ....................................... 23
2.1.2 Protocolos e modelos de rede ........................................................................................................... 24
2.1.3 Classificação das redes de computadores..................................................................................... 29
2.1.4 Arquiteturas e topologias de rede ................................................................................................... 31
2.1.5 Equipamentos e dispositivos de rede ............................................................................................. 32
2.1.6 Ethernet ...................................................................................................................................................... 36
2.2 Meios de transmissão ......................................................................................................................... 37
2.2.1 Conceitos básicos em meios físicos ................................................................................................. 37
2.2.2 Tipos de meios físicos ............................................................................................................................ 38
2.2.3 Efeitos indesejáveis nos meios físicos ............................................................................................ 40
2.2.4 Proteção elétrica para o sistema de cabeamento de redes ................................................... 40
2.2.5 Diferenças entre compatibilidade eletromagnética e 
interferência eletromagnética ...................................................................................................................... 44
Unidade II
3 CABOS METÁLICOS ......................................................................................................................................... 49
3.1 Cabos coaxiais ........................................................................................................................................ 49
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3.1.1 Histórico e evolução .............................................................................................................................. 49
3.1.2 Construção de um cabo coaxial ....................................................................................................... 49
3.1.3 Propriedades e vantagens dos cabos coaxiais ............................................................................ 50
3.1.4 Tipos e categorizações de cabos coaxiais .....................................................................................51
3.1.5 Conectores de cabos coaxiais ............................................................................................................ 53
3.1.6 Uso de cabos coaxiais em redes de computadores ................................................................... 55
3.2 Cabos de pares trançados ................................................................................................................. 57
3.2.1 Histórico e introdução .......................................................................................................................... 57
3.2.2 O cabo de par trançado e a sua topologia ................................................................................... 60
3.2.3 Tipos de cabos de pares trançados .................................................................................................. 60
3.2.4 Categorias de cabos de pares trançados ....................................................................................... 62
3.2.5 Conectores para cabos de pares trançados .................................................................................. 64
4 FIBRA ÓPTICA .................................................................................................................................................... 68
4.1 Conceitos ................................................................................................................................................. 68
4.1.1 Histórico das comunicações ópticas ............................................................................................... 68
4.1.2 Vantagens das comunicações ópticas ............................................................................................ 69
4.1.3 Natureza da luz ....................................................................................................................................... 70
4.1.4 Propagação da luz em uma fibra óptica ....................................................................................... 71
4.2 Tipos de fibras ópticas e conectores ............................................................................................. 74
4.2.1 Fibra óptica multimodo ........................................................................................................................ 74
4.2.2 Fibra óptica monomodo ....................................................................................................................... 74
4.2.3 Conectores ópticos ................................................................................................................................. 75
Unidade III
5 NOÇÕES DE CABEAMENTO ESTRUTURADO .......................................................................................... 79
5.1 Histórico e introdução do cabeamento estruturado ............................................................. 79
5.1.1 Histórico e conceitos de cabeamento estruturado ................................................................... 79
5.1.2 Categorias e classes de desempenho .............................................................................................. 82
5.1.3 Subsistemas de cabeamento estruturado e seus espaços relacionados .......................... 83
5.2 Normas de cabeamento estruturado ........................................................................................... 85
5.2.1 Organizações padronizadoras ............................................................................................................ 85
5.2.2 Normas ANSI/TIA para cabeamento estruturado ...................................................................... 86
5.2.3 Normas ISO/ABNT para cabeamento estruturado ..................................................................... 87
6 SUBSISTEMAS DE CABEAMENTO ESTRUTURADO .............................................................................. 88
6.1 Subsistema de cabeamento horizontal ....................................................................................... 88
6.1.1 Introdução ................................................................................................................................................. 88
6.1.2 Componentes do cabeamento horizontal .................................................................................... 89
6.1.3 Métodos de interconexão .................................................................................................................... 91
6.1.4 Ponto de consolidação e tomadas de telecomunicações multiusuários ........................ 93
6.1.5 Cabeamento óptico horizontal ......................................................................................................... 96
6.2 Subsistema de cabeamento vertical ............................................................................................. 99
6.2.1 Introdução ................................................................................................................................................. 99
6.2.2 Cabeamento de backbone de edifício ..........................................................................................101
6.2.3 Cabeamento de backbone de campus .........................................................................................103
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Unidade IV
7 ESPAÇOS EM SISTEMAS DE CABEAMENTO ESTRUTURADO .........................................................109
7.1 Área de trabalho .................................................................................................................................109
7.1.1 Introdução ...............................................................................................................................................109
7.1.2 Especificações da área de trabalho .................................................................................................111
7.2 Espaços de telecomunicações .......................................................................................................112
7.2.1 Sala de telecomunicações .................................................................................................................112
7.2.2 Sala de equipamentos.........................................................................................................................117
7.2.3 Infraestrutura de entrada .................................................................................................................. 119
7.2.4 Requisitos importantes nos espaços de telecomunicações ............................................... 123
8 IMPLEMENTAÇÃO DO CABEAMENTO ESTRUTURADO.....................................................................123
8.1 Testes e certificação do cabeamento estruturado ................................................................123
8.1.1 Testes do cabeamento de par metálico ...................................................................................... 123
8.1.2 Testes do cabeamento de par metálico: wiremap, comprimento 
e perda de inserção ........................................................................................................................................ 124
8.1.3 Testes do cabeamento de par metálico: diafonia ................................................................... 126
8.1.4 Testes do cabeamento de par metálico: outros testes ..........................................................131
8.1.5 Testes de campo ................................................................................................................................... 133
8.1.6 Testes do cabeamento óptico ......................................................................................................... 135
8.2 Práticas de instalação e gerenciamento do cabeamento estruturado .........................138
8.2.1 Projetos em cabeamento estruturado .........................................................................................138
8.2.2 Metodologia para gerenciamento de projetos .........................................................................141
8.2.3 Práticas de instalação do cabeamento estruturado com pares trançados .................. 146
8.2.4 Práticas de instalação do cabeamento estruturado com fibras ópticas ....................... 148
8.2.5 Encaminhamento de cabos ............................................................................................................. 150
8.2.6 Administração do cabeamento estruturado ............................................................................. 153
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APRESENTAÇÃO
O objetivo desta disciplina é apresentar as principais normas para a construção do cabeamento 
estruturado nos mais diversos ambientes, incluindo subsistemas, espaços e recursos. 
A fim de propiciar um melhor entendimento sobre os meios físicos que utilizam condutores metálicos, 
serão abordados os conceitos de eletricidade e de instalações elétricas. Essas abordagens apresentarão 
conceitos de corrente, tensão, potência e resistência elétrica, destacando questões voltadas para o 
aterramento e a blindagem de cabos.
Ao ler este livro-texto, espera-se que o aluno não somente tome conhecimento de normas de 
cabeamento estruturado, mas também perceba a importância do seu uso estratégico nas redes de 
computadores, principalmente sob o aspecto prático.
Inicialmente, serão mencionados os conceitos básicos que envolvem eletricidade e instalações 
elétricas, com ênfase nas grandezas elétricas, na utilização da proteção elétrica e todos os aspectos 
relacionados ao cabeamento de redes. Ainda, serão retomados os conceitos básicos de redes de 
computadores e seus elementos, com destaque especial para os meios físicos de transmissão.
Em seguida, retomaremos o estudo dos meios físicos, agora com maior grau de detalhamento para 
os meios confinados. Falaremos sobre os meios físicos que utilizam condutores metálicos e faremos um 
estudo sobre as fibras ópticas.
Também trataremos do cabeamento estruturado propriamente dito e as suas normas. Primeiro, será 
apresentado um histórico, os conceitos principais, as normas, as categorias e as classes de desempenho. 
Depois, entraremos nos subsistemas de cabeamento estruturado vertical e horizontal.
Por fim, abordaremos os espaços de telecomunicações e os aspectos referentes à implementação 
do cabeamento estruturado. Os espaços de telecomunicações mencionados serão as salas de 
telecomunicações e de equipamentos, além da infraestrutura de entrada. Na implementação do 
cabeamento estruturado, serão destacadas as práticas de instalação, além dos testes e da certificação 
do cabeamento estruturado, conforme padrões internacionais.
Esperamos que você tenha uma boa leitura e se sinta motivado a ler e conhecer mais sobre 
cabeamento estruturado não somente por meio deste material, mas também procurando a bibliografia 
sugerida, além das normas vigentes.
Boa leitura!
INTRODUÇÃO
Atualmente, são cada vez mais escassos os processos de negócio ou as rotinas de nosso dia a dia que 
não façam uso de uma ferramenta tecnológica. Essas ferramentas estão ligadas em rede e à internet, 
fazendo com que esses recursos se revelem com uma considerável importância para a sociedade.
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As redes, chamadas de redes de computadores, são formadas por quatro elementos básicos: as 
mensagens, os protocolos, os dispositivos e os meios físicos. Este último precisa receber uma grande 
atenção sob pena de afetar o desempenho, a qualidade e a eficiência dos projetos e da implementação 
de redes de computadores, principalmente as redes locais, conhecidas como LAN (Local Area Network).
Durante um bom tempo, o cabeamento para as redes de comunicação de voz era distinto das redes 
de comunicação de dados. Os cabos utilizados nas redes de telefonia (voz), embora fossem de pares 
metálicos, não eram obrigatoriamente trançados e seguiam padrões próprios diferentes do padrão de 
cabeamento estruturado. As primeiras redes de comunicação de dados utilizavam os cabos coaxiais e se 
apresentavam com uma realidade totalmente diferente da contemplada nos dias de hoje.
Com a evolução da tecnologia ethernet em camadas de enlace e física, mais especificamente com 
uso dos cabos de pares trançados metálicos, o padrão de cabeamento estruturado com características 
modernas foi se desenvolvendo. Isso favoreceu a ideia de um sistema de cabos e hardwares de conexão, 
atendendo a todos os tipos de comunicação, seja de voz, seja de dados.
Hoje, o padrão de cabeamento estruturado unifica processos, normas e práticas para projetos 
de implementação de meios físicos confinados em uma LAN, mesmo com a presença de múltiplas 
infraestruturas e dos mais variados protocolos em todas as camadas mais superiores dos modelos 
de rede.
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CABEAMENTO ESTRUTURADO
Unidade I
1 ELETRICIDADE
1.1 Eletricidade básica
1.1.1 Conceitos básicos
Eletricidade é uma forma de energia. Em grande parte, o estudo da 
eletricidade se ocupa em aprender formas de se controlar a energia 
elétrica. Quando controlada corretamente, a eletricidade pode fazer 
muito do trabalho exigido para manter a nossa sociedade em pleno 
funcionamento. Porém, quando não controlada, como no caso dos raios, 
a energia elétrica pode ser muito destrutiva. Ela é parte tão inseparável 
de nossas vidas diárias que frequentemente pensamos nela como um 
recurso infinito e inesgotável. Ainda, sem ela, nossa vida seria bem 
diferente e muito mais difícil do que realmente é no cotidiano. A energia 
elétrica ilumina nossos lares e indústrias, faz funcionar computadores, 
rádios, telefones celulares, salas de TV, e fornece a potência necessária 
aos motores de máquinas de lavar, secadores de roupas, aspiradores de 
pó, e assim por diante. É um exercício difícil de imaginar um lar que 
não utilize energia elétrica para o seu funcionamento diário (FOWLER, 
2013, p. 1).
Além de todas essas constatações positivas do uso da eletricidade, é possível também afirmar que, 
graças a ela, ocorre a comunicação de dados em uma rede de computadores por meio de um cabo 
construído a partir do cobre. 
Assim como o cobre, toda matéria é constituída de minúsculas partículas chamadas de 
átomos. Estes, por sua vez, são compostos de: partículas subatômicas positivas (chamadas 
de prótons); partículas subatômicas negativas (chamadas de elétrons); e partículas neutras 
(chamadas de nêutrons).
Os prótons e os nêutrons encontram-se no núcleo do átomo, e os elétrons giram ao redor do núcleo. 
A figura a seguir apresenta a estrutura de um átomo:
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Unidade I
Elétrons Núcleo
Figura 1 – Os elétrons e o núcleo de um átomo
Alguns átomos têm a capacidade de ceder ou de receber elétrons de outros átomos, criando um 
fluxo de elétrons entre corpos. Essa transferência acaba por gerar um desequilíbrio de cargas positivas 
e negativas em um determinado corpo. Assim, os corpos que possuem a mesma carga (considerando 
ambos positivos ou ambos negativos) se repelem, ao passo que corpos com cargas opostas se atraem.
A figura a seguir mostra a ação dessas forças:
- + +- -+
Figura 2 – Os elétrons e o núcleo de um átomo
A diferença entre a quantidade de prótons e de elétrons em um corpo determina a quantidade 
da carga elétrica, que tem a propriedade de exercer uma força em um campo de eletricidade estática 
(chamado de campo eletrostático). Dessa forma, a carga elétrica realiza um trabalho ao deslocar outra 
carga por meio de uma repulsão (se as cargas forem iguais) ou de uma atração (se as cargas forem 
diferentes). A capacidade de deslocar cargas é chamada de potencial elétrico.
 Observação
Segundo Fowler(2013), o trabalho é uma grandeza que mede a energia 
entregue a um corpo por um sistema. Já a energia expressa a capacidade 
de executar o trabalho por parte do sistema.
A diferença entre o potencial de cargas é chamada de diferença de potencial elétrico, conhecida 
como ddp. A diferença de potencial elétrico entre dois pontos é conhecida por tensão elétrica, 
popularmente mencionada como voltagem, devido a sua unidade de medida ser o Volt (V). 
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CABEAMENTO ESTRUTURADO
O fluxo de elétrons, gerado a partir de um ddp, é chamado de corrente elétrica e é representado pela 
unidade fundamental Ampere (A). Em materiais condutores metálicos, verifica-se uma corrente elétrica 
com deslocamento de cargas negativas do potencial menor para o potencial maior.
Quando utilizado como meio físico de comunicação em uma rede de computadores, um cabo de 
cobre, que é um material condutor, transporta a informação por meio da corrente elétrica, de forma 
instantânea, com velocidade próxima ao valor de 300.000 quilômetros por segundo (velocidade da luz). 
Fazendo uma comparação com o deslocamento de água em um cano, é como se a água percorresse 
aproximadamente 300.000 quilômetros em praticamente 1 segundo.
Outra interessante grandeza utilizada em eletricidade é a potência elétrica, que especifica a 
quantidade de trabalho realizado por cargas elétricas. A unidade de medida da potência é dada em 
Watt (W) e seus submúltiplos (Kw, MW, GW). Essa unidade de medida é uma homenagem ao cientista 
James Watt.
 Observação
As grandezas tensão elétrica, corrente elétrica e potência elétrica são 
consideradas fundamentais no estudo da eletricidade e em qualquer que 
seja a sua aplicação.
1.1.2 Resistência elétrica e condutância elétrica
Além das grandezas fundamentais elétricas já vistas, há a resistência como resultado da característica 
que todo material possui: a resistividade, ou resistência específica, que é representada pela letra grega 
ρ (lê-se rho).
A partir da resistividade, encontra-se a resistência elétrica, que diz respeito à oposição exercida à 
passagem da corrente elétrica. Isso se dá porque os elétrons encontram uma dificuldade natural em se 
deslocar, isto é, movimentarem-se pelas estruturas atômicas dos materiais.
A letra R é utilizada para representação da resistência, que tem como unidade de medida o ohm (Ω). 
Lembrando que o seu valor está sempre relacionado à natureza dos materiais, sua temperatura e suas 
dimensões. Ao mencionar dimensões, afirma-se que o modo de se encontrar a resistência elétrica é:
R
L
A
 
Quando mencionamos um determinado cabo, o valor de sua resistência elétrica é encontrado a 
partir do cálculo da equação anterior, envolvendo o valor de L (medida de comprimento), o valor de A 
(medida área de seção transversal) e ρ (resistividade).
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Unidade I
O cálculo da resistência também pode ser obtido por meio da Primeira Lei de Ohm. Essa lei enuncia 
que um bipolo passivo (dispositivo de dois terminais) consome a energia elétrica fornecida por uma 
fonte de tensão elétrica, provocando uma queda de potencial no circuito elétrico.
Dessa forma, tem-se:
Resistência = (tensão elétrica).(corrente elétrica)
Em consequência da resistência encontrada nos corpos, o impacto causado pelos elétrons nos 
átomos gera uma transferência da energia para os elétrons, causando grande agitação e consequente 
aumento da temperatura. O aumento de temperatura, em consequência da passagem dos elétrons, é 
conhecido como efeito Joule.
O dispositivo utilizado em eletricidade que possui uma resistência fixa, sob condições normais, 
recebe o nome de resistor. Um bom exemplo de uso de resistores é no chuveiro elétrico, composto de 
um resistor, que, ao deixar-se percorrer por uma corrente elétrica, aquece-se e faz com que a água 
também seja aquecida.
A figura a seguir apresenta a simbologia de um resistor:
Figura 3 – Simbologia de um resistor
Diametralmente oposta à resistência está a condutância, considerada outra característica importante 
que informa a facilidade com que uma corrente elétrica circula por um corpo. A condutância é o inverso 
da resistência.
Aqueles materiais que possuem alta condutância elétrica (consequentemente baixa resistência 
elétrica) são chamados de condutores. Entre exemplos de condutores estão o cobre, o alumínio e a prata, 
cada um deles com suas diferenças e particularidades.
 De forma inversa, existem os materiais isolantes que possuem altos valores de resistência para 
passagem da corrente elétrica; no entanto, não se pode afirmar que não há a passagem de poucos 
elétrons, ou seja, um pouco de condutância. Entre exemplos de isolantes estão o papel, a madeira, o 
plástico, a borracha, o vidro e a mica.
Considerados como um meio termo entre condutores e isolantes, estão os semicondutores. 
Estes não podem ser considerados nem bons condutores, nem bons isolantes. Sob determinadas 
condições, eles se apresentam com uma condutância considerável, sendo extremamente 
importantes para o desenvolvimento dos dispositivos eletrônicos. Os principais semicondutores 
são o silício e o germânio.
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CABEAMENTO ESTRUTURADO
1.1.3 Correntes e tensões elétricas
As correntes e tensões elétricas podem ser contínuas ou alternadas. Na forma contínua, conhecida 
por CC ou DC, o valor de tensão ou de corrente não varia a polaridade (sentido) com o decorrer do 
tempo. Na forma alternada, conhecida por CA ou AC, o valor de tensão ou de corrente varia a polaridade 
(sentido) com o decorrer do tempo.
A geração de tensão elétrica pode ocorrer de diversas maneiras, sempre considerando que há uma 
transformação de uma forma de energia em outra, produzindo, assim, um desequilíbrio de elétrons 
entre dois terminais. 
As principais fontes de tensão elétrica contínua são as pilhas e as baterias. Elas possuem uma 
diferença de potencial elétrico entre os seus polos, a partir das reações químicas, e são capazes de gerar 
uma corrente elétrica para um circuito elétrico interligado aos seus polos.
A forma mais simples de geração de uma tensão elétrica alternada é por meio de um gerador, que 
converte a energia mecânica em energia elétrica. Essa energia mecânica pode ser oriunda da queima de 
um combustível, por exemplo, da energia térmica ou do giro de uma turbina em uma usina hidroelétrica.
A figura a seguir mostra gráficos de correntes e tensões contínuas e alternadas, com a simbologia 
das respectivas fontes de alimentação:
Tempo Tempo
Corrente cc
Corrente ca
Tensão cc
Tensão ca
0
V I
+ +
++
0 0
-
- -
-
-
+
0
- I - V
V
Tempo
Figura 4 – Correntes e tensões CC e CA
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Unidade I
 Observação
A tensão elétrica de fornecimento pela concessionária de energia 
elétrica para uma residência é sempre alternada.
1.1.4 Circuitos elétricos
Um circuito elétrico é um caminho fechado por onde circula uma corrente elétrica. É composto 
de fonte de tensão, condutores, carga e instrumento de controle, conforme pode ser visto na 
figura a seguir:
Condutor
Condutor
Carga
(resistor)
Fonte de 
tensão
Controle (chave)
+
-
Figura 5 – Circuito elétrico
No circuito elétrico apresentado, encontra-se uma fonte de tensão contínua (uma bateria) que vai 
produzir um fluxo de corrente elétrica. Também há uma carga, que é um resistor, além de um condutor 
e uma chave liga-desliga do circuito.
Outros circuitos podem ser construídos com um maior grau de complexidade. Não obstante, 
a sua composição segue a ideia do mais elementar dos circuitos (formados por fonte, carga, 
condutores e controle).
 Saiba mais
Para conhecer um pouco mais sobre eletricidade, circuitos elétricos e 
grandezas elétricas, leia:FOWLER, R. Fundamentos de eletricidade: corrente contínua e 
eletromagnetismo. 7. ed. São Paulo: McGraw-Hill, 2013. v. 1.
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1.1.5 Indução eletromagnética
Qualquer carga elétrica em movimento, ou seja, produzindo um fluxo de corrente elétrica, gera 
um campo magnético. Essa realidade é facilmente percebida quando um condutor, conduzindo uma 
corrente elétrica, é capaz de formar um campo magnético circular (ao seu redor).
Assim como uma corrente elétrica variável tem a capacidade de gerar um campo magnético, um 
campo magnético tem a capacidade de gerar uma corrente elétrica por meio de um fenômeno chamado 
de indução eletromagnética.
A corrente elétrica, gerada por um campo magnético, é provocada pela tensão elétrica induzida 
no condutor. Essa tensão é conhecida por força eletromotriz e é a base para o entendimento de 
toda a formação da corrente alternada, além da teoria que cerca a transmissão em meios sem fio e 
todos os processos relacionados às interferências eletromagnéticas sofridas pelos cabos utilizados 
nas redes de computadores.
Por esse motivo é que um cabo utilizado em redes de computadores, quando submetido à ação de 
campos eletromagnéticos (formado por campos elétricos e magnéticos), pode ter as transmissões de 
seus sinais com falhas devido aos ruídos e interferências, causando a degradação dos sinais.
1.1.6 Instrumentos de medidas elétricas
As grandezas elétricas devem ser medidas utilizando-se instrumentos adequados para tal uso, 
que podem ser digitais ou analógicos (estes quase em desuso). Um instrumento de medida analógico 
apresenta a sua leitura por meio de um ponteiro defletindo sobre uma escala gradual. Um medidor 
digital apresenta a sua leitura em um display, normalmente com um valor de fundo de escala.
A figura a seguir apresenta um instrumento de medida analógico.
Figura 6 – Instrumento de medida analógico
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A figura a seguir apresenta um instrumento de medida digital:
Figura 7 – Instrumento de medida digital
Uma importante característica de um instrumento de medida é a resolução, ou seja, a menor medida 
distinguida pelo instrumento. No caso de medidores analógicos, a resolução é a menor divisão da escala. 
No caso de medidores digitais, a resolução é o dígito menos significativo.
Os principais instrumentos de medidas são:
• Voltímetro: utilizado para medidas de tensão elétrica.
• Ohmímetro: utilizado para medidas de resistência elétrica.
• Amperímetro: utilizado para medidas de corrente elétrica.
• Frequencímetro: utilizado para medida de frequência.
• Wattímetro: utilizado para medidas de potência elétrica.
• Osciloscópio: utilizado para medir as mais diversas grandezas elétricas por meio da leitura da 
forma de onda.
 Observação
Com um osciloscópio é possível medir uma tensão elétrica, inclusive a 
tensão média e eficaz quando se trabalha com uma corrente alternada. No 
entanto, é comum a utilização de um multímetro, que executa as funções 
de ohmímetro, voltímetro e amperímetro.
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A figura a seguir apresenta um multímetro digital:
Figura 8 – Multímetro digital
1.2 Sistemas de proteção elétrica
1.2.1 Instalações elétricas 
Conforme mencionado anteriormente, o circuito elétrico é um caminho fechado no qual circula 
uma corrente elétrica. Quando uma série desses circuitos está inter-relacionada e tem um determinado 
objetivo, forma-se um sistema elétrico. Uma instalação elétrica é um sistema elétrico formado por 
componentes que conduzem e não conduzem uma corrente elétrica.
Os principais componentes de uma instalação elétrica são:
• Equipamento elétrico: considerado uma unidade funcional, completa e distinta, que exerce 
funções de geração, transmissão, distribuição ou utilização de energia elétrica. Os equipamentos 
podem ser fixos, estacionários, portáteis, manuais.
• Aparelho elétrico: estão incluídos os aparelhos de medição, os aparelhos eletrodomésticos 
(geladeiras, liquidificadores, dentre outros), os aparelhos eletroprofissionais (computadores, 
impressoras, dentre outros) e os de iluminação (lâmpadas, luminárias e seus acessórios).
• Linha elétrica: constituída por um ou mais condutores e os seus elementos de fixação e suporte, 
além de todas as proteções mecânicas necessárias.
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• Dispositivo elétrico: considerado equipamento integrante de um circuito elétrico, com a finalidade 
de executar manobras, comando, controles ou proteções elétricas.
• Carga elétrica: além de expressar valor em eletricidade, pode ser compreendido como um 
equipamento que absorve potência elétrica.
Em uma instalação elétrica, os circuitos são formados pelos condutores elétricos, dispositivos 
interligados, dispositivos de proteção, dispositivos de comando, tomadas de corrente, dentre outros. 
Esses circuitos precisam prezar pela prevenção de faltas elétricas, além de facilitar inspeções, ensaios e 
manutenção, evitando todos os perigos oriundos de falhas.
1.2.2 Segurança em instalações elétricas 
Qualquer atividade biológica, seja glandular, nervosa, ou muscular, é 
estimulada ou controlada por impulsos de corrente elétrica. Se essa 
corrente fisiológica interna somar-se a outra corrente de origem externa, 
devido a um contato elétrico, ocorrerá no organismo humano uma 
alteração das funções vitais normais que, dependendo da duração da 
corrente, pode levar o indivíduo à morte. Os principais efeitos que uma 
corrente elétrica (externa) produz no corpo humana são tetanização, 
parada respiratória, queimadura e fibrilação ventricular. A tetanização 
é um fenômeno decorrente da contração muscular produzida por uma 
corrente elétrica. Verifica-se que sob a ação de um estímulo, devido a 
uma ddp em uma fibra muscular, o músculo se contrai e, em seguida, 
retorna ao estado de repouso. Se houver um segundo estímulo antes 
do repouso os dois efeitos poderão somar-se. Diversos estímulos 
simultâneos produzem contrações repetidas do músculo, de modo 
progressivo; é chamada de contratação tetânica. Quando a frequência 
dos estímulos ultrapassa certo limite, o músculo é levado à contração 
completa e permanece nessa condição até que cessem os estímulos, 
retornando lentamente ao estado de repouso (COTRIM, 2003, p. 96).
Um dos principais motivadores para o cuidado e a segurança na operação de dispositivos e recursos 
em instalações elétricas é o risco do choque elétrico, principalmente a partir do crescimento exponencial 
de aplicações e utilizações da energia elétrica nas últimas décadas.
O choque elétrico é caracterizado como uma perturbação provocada no homem ou animal, 
quando percorrido por uma corrente elétrica, gerando uma série de efeitos indesejáveis, alguns deles 
já colocados anteriormente.
Os estudos sobre os perigos da corrente elétrica para os seres humanos iniciaram-se em 1930, com 
o objetivo de mapear o nível de periculosidade da corrente elétrica em animais e humanos. 
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Entretanto, foi em 1974 que um grupo de estudiosos da engenharia elétrica, após longas pesquisas, 
publicaram o primeiro documento internacional contendo orientações básicas para proteção contra 
choques elétricos em instalações elétricas. Esse documento é conhecido como a publicação 479 da 
Comissão Internacional de Eletrotécnica (IEC) e foi a base para a criação da norma brasileira NBR 6533 
sobre proteção contra choques elétricos.
Todo choque elétrico gera, em maior ou menor intensidade, o desenvolvimento de calor devido 
ao efeito Joule (esse efeito demonstra o calor gerado a partir deum fluxo de elétrons), podendo 
produzir queimaduras, dependendo, é claro, da densidade de corrente elétrica e do tempo de ação no 
organismo humano.
Os efeitos gerados pelo choque elétrico devem ser considerados a partir do entendimento de que 
o corpo humano é composto de forma heterogênea de líquidos e tecidos orgânicos de resistividade 
variável. Os valores mais altos são encontrados na pele, no tecido ósseo e no tecido adiposo. 
Além das condições ambientais, as condições fisiológicas também influenciam nos efeitos 
do choque porque estão relacionadas à resistência do corpo humano, que é variável. Dentre 
os fatores, é possível considerar: estado da pele; local do contato; área de contato; pressão de 
contato; duração do contato; natureza do contato; taxa de álcool no sangue; tensão elétrica 
do choque.
As normas estabelecem uma série de ações para a prevenção e o consequente aumento da segurança. 
Dentre elas: isolação das partes vivas (energizadas); barreiras e invólucros de proteção; obstáculos; 
colocação fora do alcance das pessoas; dispositivos de proteção à corrente diferencial-residual; utilização 
de esquemas de aterramento elétrico.
 Saiba mais
Para conhecer um pouco mais sobre os perigos da eletricidade e dos 
choques elétricos, leia: 
COTRIM, A. A. M. B. Instalações elétricas. 4. ed. São Paulo: Pearson, 2003.
1.2.3 Aterramento 
Para entender o aterramento como peça fundamental em qualquer instalação elétrica, é preciso 
compreender que a terra (solo) é um condutor desejado pela corrente elétrica, ou seja, para onde ela 
sempre tenta fluir. A tabela a seguir apresenta a condutividade de alguns solos:
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Tabela 1 – Condutividade dos solos
Natureza do solo Resistividade (0hm / metro)
Solos alagadiços / pantanosos 5 a 30
Lodo 20 a 100
Húmus 10 a 150
Argila plástica 50
Margas e argilas compactas 100 a 200
Areia argilosa 50 a 500
Areia silicosa 200 a 3.000
Solo pedregoso nu 1.500 a 3.000
Solo pedregoso com relva 300 a 500
Calcáreos moles 100 a 400
Calcáreos compactos 1.000 a 5.000
Calcáreos fissurados 500 a 1.000
Xisto 50 a 300
Micaxisto 800
Granito / Arenito 100 a 10.000
Fonte: Fowler (2013, p. 112).
 Lembrete
A resistência elétrica é a oposição exercida à passagem da corrente elétrica. 
O aterramento é a interligação intencional do sistema elétrico ao solo realizada por meio de um 
condutor elétrico. Os três tipos de aterramento conhecidos são:
• Aterramento funcional: obtido por meio da ligação de um condutor (normalmente o neutro) do 
sistema elétrico à terra. 
• Aterramento de proteção: obtido por meio da ligação das estruturas metálicas e metais condutores 
à terra.
• Aterramento de trabalho: obtido por meio da interligação temporária do sistema elétrico à terra.
Os principais fatores e aspectos ligados ao aterramento são:
• Eletrodo de aterramento: é o condutor ligado diretamente à terra, por onde transita a corrente elétrica.
• Tensão de aterramento: é a ddp encontrada entre o ponto em que se situa o eletrodo e a distância 
nula de potencial.
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• Resistência de aterramento: é o valor encontrado a partir da divisão da tensão de aterramento e 
a corrente que flui pelo eletrodo até a terra. Esse aspecto dependerá da resistividade do solo.
Em um sistema de comunicação devem ser aterrados o cabo blindado e os dispositivos 
utilizados nos processos de transmissão. O motivo da execução do aterramento do cabo blindado 
é a garantia de que os sinais conduzidos por meio da corrente elétrica não sofram interferências 
de campos eletromagnéticos.
Os equipamentos de telecomunicações devem ser aterrados em um barramento conectado a um 
cano de metal e um bastão de aterramento fincado na terra com uma profundidade de pelo menos 2,5 
metros. O eletrodo condutor do aterramento é interligado ao plugue de energia padrão em uma das 
conexões de pino.
Exemplo de aplicação
O aterramento é de grande importância em todo tipo de instalação elétrica, inclusive 
as residências. Durante um bom tempo, no Brasil, as instalações elétricas em residências não 
contavam com sistema de aterramento. Como é hoje na sua casa e no seu trabalho? Há algum 
sistema de aterramento?
2 MEIOS DE TRANSMISSÃO NAS REDES DE COMPUTADORES
2.1 Elementos das redes de computadores
2.1.1 Histórico e conceitos básicos em redes de dados e cabeamento
As redes de dados não faziam parte do cotidiano de negócios até o começo 
da década de 1970, quando os provedores de rede e fabricantes de hardware 
começaram a desenvolver redes padronizadas. A Xerox Corporation publicou 
o padrão ethernet, sua rede proprietária, em 1972. Com a disseminação da 
ethernet e seus similares, novos padrões de computadores e redes digitais 
evoluíram e levaram ao desenvolvimento de novos tipos de cabeamento. A 
ethernet também forneceu a base para a criação da rede local. A história 
da rede usando os métodos convencionais de hoje é razoavelmente 
jovem comparada à história das telecomunicações em geral. As redes 
de computadores são redes de comunicação de dados, mas devem o seu 
desenvolvimento às redes de telecomunicação de voz, cabo e difusão 
(SHIMONSKI; STEINER; SHEEDY, 2014, p. 91).
A partir do crescimento das redes de comunicação de dados, o fluxo da informação ficou cada 
vez mais eficiente e eficaz. Isso porque a forma como as pessoas se comunicam evoluiu e muito, 
considerando o papel decisivo da internet.
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Uma nova sociedade global está cada vez mais despontando, e a vida em todas as áreas foi 
modificada. Seja no trabalho, na escola, na família, nas formas de diversão, enfim, quase tudo é 
possível com apenas poucos cliques e sem tantos esforços graças à internet.
E o que é a internet? É o mesmo que uma rede de computadores?
Embora os conceitos de internet e de redes de computadores pareçam ser os mesmos, um não 
significa necessariamente a mesma coisa que o outro. A internet é uma grande rede de computadores, 
mas nem todas as redes de computadores estão interligadas à internet, porque há uma série de redes 
proprietárias que não passam necessariamente por Provedores de Serviços de Internet, conhecidos 
como ISPs.
Quando se mencionam redes de computadores, elas referem-se a um conjunto de dispositivos 
interconectados, troncando informações e compartilhando recursos computacionais por meio de uma 
comunicação provida de um meio físico de transmissão e regida por protocolos.
É comum dividirmos as redes de computadores em quatro partes: protocolos, meios físicos, 
mensagens e dispositivos.
A mensagem é aquilo que se deseja transmitir entre a origem e o destino. Formação, codificação e 
formatação da mensagem obedecem a regras conhecidas como protocolos. 
Os protocolos são as regras que os dispositivos de rede usam para se comunicar. Os meios 
físicos são os meios de transporte que permitem a transmissão de dados. Também são conhecidos 
como canais de comunicação. Eles dividem-se em:
• Meios confinados ou guiados: quando o sinal está confinado em um cabo.
• Meios não confinados ou não guiados: quando o sinal se propaga pelo ar, por meio de 
ondas eletromagnéticas.
Os dispositivos são os elementos responsáveis pela transmissão, pela recepção e pelo 
encaminhamento de dados. Eles estão divididos em:
• Dispositivos finais: formam a interface entre os usuários e a rede de comunicação subjacente.
• Dispositivos intermediários: conectam os hosts individuais à rede e podem conectar várias redes 
individuais para formar uma rede interconectada.
2.1.2 Protocolos e modelos de rede
Uma comunicação entre duas pessoas é repleta de regras – formais ou informais. Em um tribunal, 
quando o advogado, o juiz, as testemunhas ou os réus querem falar, há normas prescritas porum 
regimento. Da mesma forma, na comunicação entre computadores, existem normas: os protocolos.
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Os protocolos podem ser considerados como acordos ou regras que regem os processos de 
comunicação de dados. Eles normalmente são criados em um contexto descrito por um modelo ou 
padrão, não operando de maneira isolada, mas totalmente interligados, formando uma pilha de 
protocolos. Isso porque os computadores não utilizam somente um protocolo para se comunicar, 
mas vários.
Alguns autores também definem protocolo como a linguagem que os computadores “falam”, de 
modo que o transmissor e o receptor consigam “conversar” de forma amigável. Por isso, é comum dizer 
que os protocolos:
• Sincronizam a “conversa” entre duas pontas, de forma a criar a conexão.
• Detectam erros no canal de comunicação, além de retransmiti-los.
• Atuam na recuperação de erros, executando endereçamento e retransmissões.
• Controlam o fluxo de informações.
Em redes de computadores, os principais modelos que agrupam protocolos são os modelos OSI 
(Open System Interconnection) e TCP/IP.
Desenvolvido entre o final da década de 1970 e o ano de 1984, a fim de interconectar 
sistemas abertos e segmentar a problemática das redes de computadores em camadas, o 
modelo OSI foi criado pela ISO (International Organization for Standardization), que é uma 
das maiores organizações internacionais de padronização, atuando em diversas áreas de 
desenvolvimento tecnológico. 
Os principais benefícios trazidos pelo modelo OSI são:
• auxilia na elaboração do protocolo;
• estimula a competição;
• impede que mudanças em uma camada afetem outras;
• provê uma linguagem comum.
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O quadro a seguir apresenta as camadas do modelo OSI: 
Quadro 1 – Camadas do modelo OSI
Modelo OSI
Camada de aplicação
Camada de apresentação
Camada de sessão
Camada de transporte
Camada de rede
Camada de enlace
Camada de física
Fonte: Torres (2016, p. 61).
Essas camadas definem o modo pelo qual as informações “descem” até os dispositivos de 
hardware e “sobem” até os aplicativos. Cada camada é independente da outra em suas funções e 
responsabilidades. As camadas permitem que o OSI seja um modelo modular, facilitando o projeto 
e o desenvolvimento das redes.
As camadas de aplicação, apresentação e sessão são consideradas as camadas superiores do modelo 
OSI pelo fato de serem as mais próximas do usuário e por terem o dado como PDU.
A camada de aplicação fornece a interface entre as aplicações que utilizamos para a 
comunicação e a rede subjacente pela qual nossas mensagens são transmitidas. É a camada de 
acesso do usuário final à rede, consistindo em um conjunto de aplicativos e serviços que provê a 
interação usuário-máquina.
A camada de apresentação é aquela que responde às solicitações da camada de aplicação e encaminha 
solicitações de serviço para a camada de sessão. É a responsável pela sintaxe e a semântica dos dados 
transmitidos, bem como pela conversão e formatação dos dados.
A camada de transporte habilita a comunicação de múltiplas aplicações na rede, ao mesmo 
tempo, em um único dispositivo. Ela também assegura que, se necessário, todos os dados sejam 
recebidos confiavelmente e em ordem pela aplicação correta, mediante mecanismos de tratamento 
de erros.
A camada de rede do modelo OSI é responsável pelo endereçamento lógico dos dispositivos de 
rede e pelo roteamento dos pacotes. O primeiro propósito dessa camada é o endereçamento lógico, 
também conhecido como endereço IP, que é um número formado por 32 bits que identificam a 
rede e o host. É também nessa camada que ocorre o roteamento, que é o processo de determinação 
do melhor caminho.
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A camada de enlace é responsável por gerenciar o circuito de transmissão implementado na 
camada física. Ela também é responsável por realizar detecção e correção de erros. Isso acontece 
na formação do quadro da camada de enlace, que normalmente possui um campo de controle 
de erros.
A camada física do modelo OSI é responsável por definir os meios físicos utilizados nos enlaces 
para transporte dos bits, além de todos os padrões mecânicos e elétricos relacionados às redes de 
computadores.
A informação que transita em cada camada do modelo OSI recebe um nome, ou melhor, uma PDU 
(Protocol Data Unit). As PDUs de cada camada são:
• Camada 7: dados.
• Camada 6: dados.
• Camada 5: dados.
• Camada 4: segmento.
• Camada 3: pacote.
• Camada 2: quadro.
• Camada 1: bit.
Na verdade, a informação que é gerada na camada de aplicação e recebe o nome de dados é 
encapsulada nas outras camadas. Esse encapsulamento é o processo de adicionar informações aos dados 
enquanto eles passam através das camadas do modelo OSI. As informações adicionadas aos dados são 
chamadas de cabeçalho.
Outro modelo de redes importante é o modelo TCP/IP. Ele também é conhecido como modelo DoD 
(Department of Defense – Departamento de Defesa norte-americano) e foi elaborado para atender 
à necessidade de criação da rede de computadores da Arpa (Advanced Research Projects Agency 
– Agência de Pesquisas e Projetos Avançados do Departamento de Defesa). É um modelo aberto e 
relativamente simples. Concebido como projeto em 1970, traduz toda a problemática das redes em 
camadas, da mesma forma que o modelo OSI.
A ideia da Arpa era conceber um conjunto de protocolos com as seguintes características:
• Operação independente do fabricante de hardware e software.
• Boa recuperação de falhas (uma grande preocupação das forças militares norte-americanas).
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• Operar com altas taxas de erro, oferecendo serviços confiáveis.
• Ser eficiente, tendo uma baixa sobrecarga de dados.
• Ter escalabilidade, sem afetar o desempenho e a disponibilidade da rede.
O quadro a seguir apresenta o modelo TCP/IP:
Quadro 2 – Camadas do modelo TCP/IP
Modelo TCP/IP
Camada de aplicação
Camada de transporte
Camada de internet
Camada de acesso
Fonte: Torres (2016, p. 72).
A camada de aplicação do modelo TCP/IP também é conhecida como camada de processo. Ela lida 
com aplicativos e dispositivos de origem e destino, sendo a camada mais próxima do usuário.
A camada de transporte também é conhecida como camada de host a host. Ela controla o 
fluxo de informações entre dispositivos, gerenciando o tipo de transmissão (orientada ou não 
orientada a conexão).
A camada de internet também é conhecida como camada de rede. É nessa camada que é executado 
o processo de roteamento de pacotes. O mais popular protocolo das redes de computadores também 
integra essa camada – IP.
A camada de acesso à rede é responsável por gerenciar a transmissão da informação no meio físico. 
Ela reúne as funções das camadas de enlace e física do modelo OSI.
Sob o aspecto teórico, o modelo OSI é o mais citado e o mais didático para o aprendizado das redes 
de computadores. Não obstante, o modelo TCP/IP se aproxima mais da realidade e do funcionamento 
das redes.
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É possível estabelecer uma comparação entre as camadas dos dois modelos, conforme pode ser 
verificado no quadro a seguir:
Quadro 3 - Comparação dos modelos OSI e TCP/IP
Modelo OSI Modelo TCP/IP
Camada de aplicação
Camada de aplicaçãoCamada de apresentação
Camada de sessão
Camada de transporte Camada de transporte
Camada de rede Camada de internet
Camada de enlace
Camada de acesso
Camada física
Pode-se perceber que o modelo TCP/IP agrupa as funcionalidades das camadas de aplicação, 
apresentação e sessão do OSI em apenasuma camada, denominada camada de aplicação do TCP/IP.
O mesmo acontece com as camadas de enlace e física do OSI, reunidas em apenas uma camada 
no modelo TCP/IP – a camada de acesso. 
As camadas de transporte dos dois modelos são praticamente equivalentes, e a camada de rede 
do modelo OSI corresponde à camada de internet do modelo TCP/IP.
Outro modelo de protocolos, pouco conhecido e obsoleto, é o modelo SNA (Systems Network 
Architecture). Desenvolvido pela IBM em 1974, define o conjunto de protocolos de comunicação 
que utilizam os mainframes fabricados pela IBM. Ele agrupa os seus protocolos em sete camadas: 
controle físico, controle lógico do enlace, controle do caminho, controle de transmissão, controle 
de fluxo de dados, serviços de apresentação e serviços de transação.
2.1.3 Classificação das redes de computadores
As redes de computadores podem ser classificadas quanto a sua abrangência em: 
• LAN (Local Area Network): rede relativamente pequena de computadores, de abrangência limitada.
• MAN (Metropolitan Area Network): rede de alta velocidade composta de LANs em uma mesma 
região metropolitana.
• WAN (Wide Area Network): rede que conecta LANs situadas em diferentes áreas metropolitanas.
Em uma LAN, dispositivos finais de interconexão de LANs estão em uma área limitada, como uma 
casa, uma escola, um edifício de escritórios ou um campus. Uma LAN é geralmente administrada por uma 
única organização ou uma única pessoa. O controle administrativo que rege as políticas de segurança e 
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controle de acesso é executado no nível de rede. As LANs fornecem largura de banda de alta velocidade 
aos dispositivos finais internos e aos dispositivos intermediários.
As MANs conectam LANs dentro de uma região metropolitana, alcançando extensões inferiores às 
WANs. As principais características das MANs são: interconexão de locais espalhados em uma cidade, 
conexões dotadas de velocidades intermediárias entre LAN e WAN e conectividade com outros serviços, 
como o de TV.
As WANs interconectam as LANs em grandes áreas geográficas, como entre cidades, estados, 
províncias, países ou continentes. Normalmente, são administradas por vários prestadores de serviço e 
costumam fornecer links de velocidade mais lenta entre as LANs.
Em geral, as redes WAN possuem grande heterogeneidade de mídias de transmissão. Além disso, 
trabalham com velocidades inferiores àquelas com que estamos habituados nas redes locais. As 
tecnologias de comutação em WANs são classificadas em:
• comutação por circuitos;
• comutação por pacotes;
• comutação por células.
A comutação por circuitos é caracterizada pela alocação dos recursos por meio de um caminho 
virtual dedicado a garantir uma taxa constante durante a transmissão. Essa comutação é usada em 
comunicação de voz, que exige uma transferência contínua da informação. O funcionamento da 
comutação de circuitos ocorre em três etapas: estabelecimento, conversação e desconexão.
Na comutação por pacotes, não é exigido o estabelecimento de um caminho prévio para a informação, 
que é dividida em pacotes de tamanho fixo de forma dinâmica, permitindo o encaminhamento pela 
rede. Cada pacote é comutado individualmente e enviado nó a nó entre origem e destino, podendo a 
sequência ser alterada pelo fato de essa rede oferecer mecanismos para manter a sequência de pacotes 
nó a nó, reordenar pacotes antes da entrega e detectar e recuperar os erros.
A comutação por célula é uma grande evolução se comparada com as duas tecnologias anteriores. 
Só se tornou possível devido à baixa taxa de erro dos meios de transmissão existentes, hoje baseados 
em fibra óptica. Consiste no uso de células de tamanho fixo. Nessa tecnologia, a banda é alocada 
dinamicamente, o que garante o suporte a aplicações de taxa constante, como serviços de voz e vídeo 
em tempo real, e taxa variável, como serviços de dados.
Redes WAN são gerenciadas por ISPs (Internet Service Providers), classificados em três níveis: no 
nível 1, estão os ISPs responsáveis pelas conexões nacionais e internacionais, dando forma à internet; no 
nível 2, estão os ISPs de serviços regionais, que se conectam ao nível 1 (nesse nível, são vendidos serviços 
de rede WAN); por fim, no nível 3, estão os provedores locais, normalmente para usuários domésticos.
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CABEAMENTO ESTRUTURADO
O protocolo utilizado dentro do ISP não é o mesmo disponibilizado no loop local dos 
clientes finais. A rede interna do ISP usa padrões de comunicação mais eficientes, como o ATM 
(Asynchronous Transfer Mode).
Os quadros dos protocolos de enlace WAN são muito semelhantes, representando sinais que 
indicam inicialização, endereços, controles, dados, checagem de bits e finalização do quadro. 
Embora tenham semelhanças, os algoritmos desses protocolos trazem funcionalidades diferentes 
em seus campos.
Os principais dispositivos de WAN são: modem; CSU/DSU (Channel Service Unit/Data Service Unit); 
servidor de acesso; Switch WAN; roteador; roteador de backbone.
Existem outras classificações quanto à abrangência. São elas:
• PAN (Personal Area Network): redes de curta distância (alguns poucos metros) – por exemplo, a 
tecnologia bluetooth.
• CAN (Campus Area Network): redes que interligam um campus (uma área de dimensão inferior a 
uma MAN e superior a uma LAN).
• VLAN (Virtual Local Area Network): rede local virtual que surge da segmentação de uma LAN em 
redes menores.
• WLAN (Wireless Local Area Network): rede local sem fio.
2.1.4 Arquiteturas e topologias de rede
Uma arquitetura de rede é um meio de descrever o projeto lógico de uma rede de computadores. Ela 
apresenta os meios tecnológicos que sustentam a infraestrutura, os serviços e os protocolos de rede. As 
características abordadas pela arquitetura são: tolerância a falhas, escalabilidade, qualidade de serviço 
e segurança.
Os tipos de arquitetura de rede são:
• Cliente-servidor: é caracterizada pela existência do controle e gerenciamento central de recursos 
em servidores.
• Ponto a ponto: é uma arquitetura em que qualquer computador pode atuar tanto como servidor 
quanto como cliente.
A topologia de uma rede descreve sua estrutura, o modo como são feitas as conexões entre os 
dispositivos e podem se dividir em topologias físicas e lógicas.
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Unidade I
As topologias físicas têm o papel de identificar a disposição física dos componentes de rede. Nelas, 
encontramos os dispositivos, os meios físicos e a forma como ocorrem as interligações. As topologias 
físicas podem ser classificadas em: topologia física em estrela, topologia física em barramento e topologia 
física em anel.
Na topologia física em estrela, todos os componentes estão interligados a um equipamento 
concentrador, que é o núcleo central de uma rede. Nas redes locais modernas, é muito comum o uso 
dessa topologia, em que o equipamento concentrador é normalmente um hub ou um switch. 
Na topologia física em barramento, cada um dos componentes está interligado a um barramento 
físico – por exemplo, um cabo coaxial, muito utilizado como barramento de redes locais.
Na topologia física em anel, há um meio físico interligando os componentes um por um, formando 
um anel físico. A grande fragilidade dessa rede está no ponto de falha que cada componente representa.
As topologias lógicas podem ser classificadas em: topologia lógica em barramento e topologia lógica 
em anel.
Na topologia lógica em barramento, é utilizado o método de contenção, que é um processo de 
acesso ao canal de comunicação com acesso múltiplo e verificação de portadora. A maior parte das 
redes locais opera com essa topologia e esse método porque trabalha com a tecnologia ethernet. Nas 
redes ethernet, a topologia física usada pode ser em estrelaou barramento, mas a topologia lógica é em 
barramento, ou seja, todos “enxergam” uma estrela ou um barramento, mas os dados trafegam em um 
barramento lógico.
Na topologia lógica em anel, é utilizado o método de acesso controlado, de forma que os dispositivos 
podem utilizar o canal de comunicação de modo controlado e revezado. Nesse método, usa-se o processo 
de passagem do token: este é passado entre os dispositivos de forma que seus detentores momentâneos 
possam utilizar o meio físico. Bons exemplos são as redes Token Ring, FDDI (Fiber Distributed Data 
Interface) e Token Bus.
2.1.5 Equipamentos e dispositivos de rede
Os dispositivos são os elementos responsáveis pela transmissão, recepção e encaminhamento de 
dados. Para o funcionamento de uma rede, são necessários dispositivos que permitam o transporte 
de dados e uma comunicação adequada entre os diversos equipamentos. Eles estão divididos em: 
dispositivos finais e dispositivos intermediários.
Os dispositivos finais de rede (também chamados de hosts) são aqueles que estão mais próximos das 
pessoas. Esses dispositivos formam a interface entre os usuários e a rede de comunicação subjacente. 
Um dispositivo de host é a origem ou o destino de uma mensagem transmitida pela rede. São exemplos 
de dispositivos finais: computadores, impressoras de rede, telefones VoIP, terminais de videoconferência, 
câmeras de segurança e dispositivos móveis.
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Os dispositivos intermediários são os que se interconectam a dispositivos finais, fornecendo 
conectividade, e funcionam em segundo plano para garantir que os dados fluam pela rede. Esses 
dispositivos conectam os hosts individuais à rede e podem conectar várias redes individuais para formar 
uma rede interconectada.
Os dispositivos intermediários podem ser de acesso à rede (switches e pontos de acesso sem fio), 
interconexão (roteadores) e segurança (firewalls).
Os concentradores são dispositivos intermediários de rede. Os dois principais, utilizados especialmente 
em redes locais, são: hubs e switches.
O hub, equipamento que trabalha na camada física do modelo OSI, é responsável por repetir, 
amplificar e regenerar um sinal para toda a rede, operando com o meio físico que utiliza cabos de pares 
metálicos. O hub foi o primeiro equipamento utilizado para implementar redes de computadores locais 
com topologia física em estrela, mas ele se comporta como um barramento lógico.
O hub também é conhecido como repetidor multiporta devido ao fato de repetir bits recebidos em 
uma porta para todas as outras, sem a utilização de qualquer processo inteligente, isto é, o hub não 
tem conhecimento dos hosts que estão interligados às suas portas, sendo esse o principal motivo de se 
referir ao hub como um equipamento burro.
A figura a seguir apresenta um hub exercendo o papel de concentrador:
PC-PT
PC0
Hub-PT
Hub0
PC-PT
PC1
PC-PT
CopyPC0
PC-PT
CopyPC1
Figura 9 – Hub como concentrador
Em redes com grande número de hosts, não é recomendável a utilização de hub, porque ele causa 
um aumento no número de colisões. Essas colisões ocorrem quando mais de um host tenta transmitir 
ao mesmo tempo, degradando o desempenho e a eficiência das redes.
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Unidade I
Não obstante, as repetições executadas pelos hubs são extremamente eficientes quando se 
deseja estender o alcance de uma rede local, interligando nós de rede fisicamente separados por 
uma distância considerável.
O switch também é um equipamento concentrador. Embora um pouco parecido com um hub, ele 
opera na camada de enlace do modelo OSI, justamente porque tem conhecimento dos hosts que estão 
interligados a suas portas. Na verdade, o conhecimento do switch é baseado no endereço físico que cada 
host possui, denominado endereço MAC.
Dessa forma, o switch encaminha as informações apenas para o endereço físico de destino correto, 
evitando tráfego desnecessário e aumentando a eficiência no processo de comunicação de dados.
Isso é possível porque o switch constrói e armazena uma tabela interna dos endereços MAC dos hosts 
interligados a suas portas, permitindo o processo de tomada de decisão sobre o correto encaminhamento 
das informações que por ele trafegam.
A figura a seguir apresenta o switch exercendo o seu papel de comutador:
PC-PT
CopyCopyPC0
2950-24
Switch0
PC-PT
CopyCopyPC1
PC-PT
CopyPC0(1)
PC-PT
CopyPC1(1)
Figura 10 – Switch como comutador
A característica de chavear ou comutar a informação de uma porta para a outra faz com que o 
switch seja conhecido como comutador ou chaveador.
O roteador é um dos principais dispositivos utilizados em redes locais e redes de longa distância. 
Ele tem como principal objetivo interconectar diferentes segmentos de redes que podem estar em um 
mesmo prédio ou distantes a milhares de quilômetros. O roteador encaminha os pacotes de dados entre 
as redes de computadores atuando na camada de rede do modelo OSI. 
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CABEAMENTO ESTRUTURADO
A figura a seguir mostra uma topologia de rede incluindo um roteador:
PC-PT
PC0
PC-PT
CopyCopyPC0
Hub-PT
Hub
2950-24
Switch
PC-PT
PC1
PC-PT
CopyCopyPC1
PC-PT
CopyPC0
PC-PT
CopyPC0(1)
PC-PT
CopyPC1
PC-PT
CopyPC1(1)
1841
Roteador
Figura 11 – Roteador interligando duas redes
Por meio do processo de roteamento, ele toma as decisões sobre os melhores caminhos para o 
tráfego da informação, roteando pacotes de dados. Isso é possível devido à construção de tabelas de 
roteamento que o roteador mantém para executar adequadamente os seus processos e, assim, facilitar 
a comunicação de dados.
Um roteador também pode limitar o tamanho do domínio de broadcast, fazendo com que mensagens 
em broadcast sejam impedidas de sair de uma rede para outra.
O roteador também tem a capacidade de interligar redes de topologias, arquiteturas e tecnologias 
totalmente diferentes. Isso porque essas questões referem-se a outros níveis de protocolo, que são 
praticamente transparentes para os roteadores. Por exemplo, os roteadores podem interligar redes que 
operam com tecnologias Token Ring e ethernet.
Entre os demais dispositivos de rede, é importante citar a placa de rede. Ela é a responsável pela 
conexão do computador à rede. Qualquer computador que se interligue a uma rede necessita desse 
dispositivo. Cada uma delas possui um endereço MAC único.
O servidor é outro equipamento que tem um papel crucial pela sua presença mandatória nas 
arquiteturas de rede cliente-servidor. Os servidores são responsáveis pelo controle e compartilhamento 
dos recursos de uma rede. Podem ser classificados como: servidores de impressão, de arquivos, de proxy, 
de comunicação, entre outros.
Operando na camada física, os modems também podem ser considerados equipamentos 
importantes para o funcionamento das redes, principalmente de longa distância. O modem tem 
o objetivo de transformar os sinais digitais em sinais analógicos para a transmissão, por meio do 
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processo de modulação. Na recepção, os modems executam a demodulação, que é a transformação 
do sinal analógico em digital.
2.1.6 Ethernet
A ethernet, padrão adotado na maior parte das redes locais do mundo, surgiu na década de 1970, 
criado por estudantes da Universidade do Havaí que propunham interligar os computadores espalhados 
pelas ilhas em um computador central na ilha de Honolulu.
Em 1978, foi criado um padrão para ethernet chamado DIX, por um consórcio entre as empresas 
Digital Equipment Company, Intel e Xerox. 
Os primeiros produtos com padrão ethernet foram vendidos na década de 1980, com transmissão de 
10 Mbps por cabo coaxial grosso (thicknet), com uma distância de 2 quilômetros.
Em 1985, o IEEEdesenvolveu o padrão 802, mas, para assegurar os padrões da ISO/OSI, alterou o 
projeto ethernet original para 802.3.
Para o padrão ethernet, a camada de enlace divide-se em duas subcamadas:
• Controle de Enlace Lógico (LLC – Logical Link Control): constitui a interface entre o método de 
acesso ao meio e os protocolos da camada de rede, ou seja, cuida de todas as tratativas com os 
protocolos de alto nível.
• Controle de Acesso ao Meio (MAC – Media Access Control): é responsável pela conexão com o 
meio físico e o endereço físico, também conhecido como endereço MAC. Também é responsável 
pela montagem do quadro.
O padrão ethernet define os meios físicos utilizados nas redes LAN e suas respectivas características. 
A tabela a seguir apresenta os principais padrões em uso nos dias atuais:
Tabela 2 
Padrão Velocidade teórica Distância máxima Meio físico
10BaseT 10 Mbps 100 m Par trançado sem blindagem, de categoria 3 ou 5
100BaseTX 100 Mbps 100 m Par trançado sem blindagem, de categoria 5, 6 ou 7
100BaseFX 100 Mbps 400 m Fibra óptica multimodo (62,5 micrômetros)
1000BaseT 1 Gbps 100 m Par trançado sem blindagem, de categoria 5, 6 ou 7
1000BaseCX 1 Gbps 25 m Par trançado blindado (obsoleto)
1000BaseSX 1 Gbps 260 m Fibra óptica multimodo (62,5 micrômetros)
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1000BaseLX 1 Gbps 10 km Fibra óptica monomodo (9 micrômetros)
10GBase-SR 10 Gbps 80 km Fibra óptica multimodo
10GBase-LR 10 Gbps 10 km Fibra óptica monomodo
10GBase-ER 10 Gbps 40 km Fibra óptica monomodo
Adaptado de: Filippetti (2017, p. 56).
Cada notação descrita nessa tabela especifica um padrão de operação: primeiro, aparece a taxa 
de transmissão; depois, o tipo de transmissão e o tipo de meio. Por exemplo, no padrão 10BaseT, está 
especificada a taxa de transmissão máxima de 10 Mbps, seguida de uma transmissão em banda-base e 
de um cabo de par trançado como meio físico (representado pela letra T).
 Saiba mais
Para conhecer um pouco mais sobre as redes de computadores e seus 
elementos, leia:
TORRES, G. Redes de computadores. Rev. e atual. 2. ed. Rio de Janeiro: 
Novaterra, 2016.
2.2 Meios de transmissão
2.2.1 Conceitos básicos em meios físicos
Os meios físicos de rede, também conhecidos como canais de comunicação, são os meios de 
transporte que permitem a transmissão de dados.
Esses meios são peças fundamentais no processo de comunicação nas redes de computadores, por 
isso, em sua determinação, é necessária a adoção de critérios como: velocidades suportadas, imunidade 
a ruído, taxa de erros, disponibilidade, confiabilidade, atenuação e limitação geográfica.
Os meios físicos podem ser classificados em confinados e não confinados. Os confinados são 
os cabos coaxiais, de pares metálicos, e as fibras ópticas. Os não confinados são os que utilizam 
comunicação sem fio, por exemplo: comunicação via satélite, enlaces de micro-ondas, bluetooth 
e radiodifusão de um modo geral.
Muitas empresas e organizações consideram o projeto desses meios físicos como um investimento 
de longo prazo, e, para que ele seja adequado, devem ser considerados os seguintes fatores: custo, 
escalabilidade, confiabilidade e gerenciamento.
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É muito comum referir-se à taxa de transferência, em determinado canal de comunicação, 
como largura de banda (bandwidth). A maioria das transmissões com alta velocidade ou largura 
de banda considerável ocorre nas comunicações digitais, sem o uso da modulação, ou seja, em 
banda-base.
 Saiba mais
Para conhecer um pouco mais sobre os meios físicos, leia:
SHIMONSKI, R. J.; STEINER R.; SHEEDY, S. Cabeamento de rede. Rio de 
Janeiro: LTC, 2014.
2.2.2 Tipos de meios físicos
O cabo coaxial foi o primeiro tipo de meio físico de rede empregado em uma LAN. Esse cabo é 
utilizado para comunicações de vídeo, sendo conhecido também, popularmente, como cabo BNC 
(Bayonet Neill-Concelman).
O cabo coaxial é constituído por um fio de cobre condutor, revestido por uma camada com um 
material isolante e coberto por uma blindagem de alumínio ou cobre para proteger o fio de interferências 
externas. Com essa composição, o cabo coaxial é mais indicado para longas distâncias, suportando 
velocidades de megabits por segundo sem a necessidade de regeneração do sinal.
A figura a seguir mostra um cabo coaxial:
Condutor externo 
em malha)
Material 
isolanteNúcleo de cobre
Capa plástica 
protetora
Figura 12 – Cabo coaxial
O cabo de par metálico trançado é composto de um, dois ou quatro pares de fios enrolados de 
dois em dois, formando uma camada isolante. Essa medida mantém as suas propriedades elétricas 
ao longo do fio e reduz o nível de interferência eletromagnética. Esses cabos são encontrados em 
redes domésticas e corporativas, interligando modems, computadores, roteadores, hubs e demais 
ativos de rede.
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A figura a seguir mostra um cabo de par trançado:
Figura 13 – Cabo de par trançado
A fibra óptica é um meio físico que transporta dados na forma de sinais luminosos (fótons). 
É um meio seguro de transmitir dados, pois não transportam sinais elétricos, minimizando 
problemas de segurança e de ruídos/interferência. Constituída de material dielétrico, em geral 
muito fino, de sílica ou vidro, transparente, flexível e de dimensões reduzidas, a fibra óptica tem 
em sua construção mais três elementos: núcleo central de vidro; casca; revestimento.
A figura a seguir mostra um cabo de fibra óptica:
Revestimento 
interno (vidro)
Núcleo
(vidro)
Coberura 
(plástico)
Figura 14 
A transmissão nas fibras ópticas ocorre sob o princípio da reflexão da luz, mediante aparelhos 
que transformam sinais elétricos em pulsos de luz – fótons. Cada fóton representa um código 
binário: 0 ou 1.
No único meio físico não confinado que é o ar, ocorre a comunicação de sinais de rádio, em que 
a informação é transportada por meio de ondas eletromagnéticas. Essas ondas são irradiadas por 
antenas transmissoras em determinada frequência e captadas por uma antena receptora dentro da 
mesma frequência.
O meio físico é o ar, que pode ser considerado um dos meios físicos mais delicados no processo 
de transmissão de dados. Isso porque ele é muito suscetível à ação de distúrbios e efeitos indesejáveis 
(vários deles oriundos de fenômenos naturais) que prejudicam a comunicação de dados.
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2.2.3 Efeitos indesejáveis nos meios físicos
Todos os meios físicos podem sofrer a ação de efeitos indesejáveis que prejudicam a comunicação 
de dados. Entre os principais, é possível citar: 
• Interferência: sinal de origem humana que invade o canal de comunicação, atrapalhando e 
dificultando o processo de comunicação. Esse tipo de distúrbio é também conhecido como 
sinais espúrios.
• Ruído: sinal aleatório de origem natural que provoca efeitos indesejáveis nos canais de 
comunicação. Os ruídos podem ser classificados em: ruídos térmicos (resultado da agitação dos 
elétrons nos átomos), ruídos atmosféricos (fruto das descargas elétricas na atmosfera) e ruídos 
cósmicos (gerados por distúrbios fora da Terra).
• Atenuação: perda de potência de um sinal ao se propagar por um canal de comunicação.
• Distorção: alteração da forma do sinal devido à atenuação imposta às diferentes frequências.
O canal de comunicação de rádio tem suas particularidades, inclusive no que diz respeito a distúrbios 
e efeitos indesejáveis. Entre eles, é possível citar:
• Atenuação no espaço livre: provocada pela propagação da própria onda transmitida de uma 
antena para outra a uma distância d.
• Perdas por vegetação e obstáculo: causadas pelas características do relevo, do terreno, que podem 
atrapalhar a propagação