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arrow_back Aula 02 - Introdução às redes industriais - Parte 2

Cabo de Fibra Ótica

Quando temos que interligar dispositivos a grandes distâncias ou estamos em ambientes altamente ruidosos, ou ainda com grandes quantidades de dados a serem transmitidos, a solução para o meio físico recai sobre a fibra ótica. Nesse sentido, são encontradas fibras óticas de vários tipos, com variação no seu material construtivo, comprimento máximo (atenuação) e custo de aquisição e instalação.

Dentre as principais características das fibras óticas estão:

  • Utiliza pulsos de luz para transmitir a informação;
  • Proporciona isolamento elétrico entre os dispositivos;
  • Imune a interferência eletromagnética;
  • Transmissão em alta velocidade - 10 Mbps a 1 Gps;
  • A atenuação exige uso de repetidores acima de determinadas distâncias;
  • Instalação e manutenção com custo mais elevado;
  • Comunicação bidirecional exige duas fibras.

Elas são divididas em multimodo (LED) até 50 micra mais utilizadas em redes curtas e monomodo (laser): 8 a 10 micra mais utilizadas em redes de longa distância.

As fibras óticas monomodo são feitas de vidro e possuem reduzido diâmetro, menores índices de atenuação, mas com os maiores custos de aquisição e requerendo equipamentos especiais para instalação. Elas são usadas na comunicação de dados a longa distância.

As fibras óticas multimodo são feitas de vidro e possuem um maior diâmetro, mas com atenuação superior a monomodo, podendo alcançar 3300 metros sem repetição. Elas são usadas em redes locais de computadores e alguns tipos de redes industriais.

As fibras óticas HCS são poliméricas com núcleo de vidro. Quando possuem atenuação superior, só permitem alcançar distâncias de 370 metros, mas dispensam equipamentos complexos para a sua conectorização. Devido ao menor custo, esse tipo de fibra é usado com frequência em redes industriais.

As fibras óticas poliméricas são as mais baratas e as mais utilizadas, mas tem acentuada atenuação podendo alcançar, no máximo, 70 metros.

Como fontes de luz, são usados LED e laser. Os comprimentos de onda são 850, 1300 e 1550 nm, sendo as fontes de luz em 850 nm mais acessíveis, embora tenham maior atenuação (3,5 db/km em 850 nm e 1,5 db/km em 1300 nm).

Comparativo entre diferentes tipos cabos para transmissão em relação à banda passante.

Transmissão sem fio

Os sistemas sem fio diferem de sistemas cabeados pelo uso da atmosfera como condutor. Em anos recentes, o preço da tecnologia sem fio tem caído consideravelmente e tem se tornado uma opção acessível.

Devido ao grande uso de rádios para inúmeras aplicações, o espectro eletromagnético é dividido em faixas e a sua utilização depende de autorização do órgão regulamentador no Brasil, a ANATEL. Empresas com instalações dispersas como a COSERN, PETROBRAS e CAERN fazem uso de sistemas de rádio de baixa potência (1 W), com alcances limitados, em pequenas faixas do espectro (900 MHz), para transferência de dados entre estações automatizadas.

Divisão do espectro de frequências.

Atualmente, as Micro-ondas são uma das tecnologias de transmissão de dados a longa distância mais popular. O uso de altas frequências na faixa dos GHz (gigahertz) disponibiliza maior largura de banda do que as rádios VHF e UHF. O custo desses sistemas é relativamente alto e necessita de técnicas avançadas para instalá-los. A atenuação de sistemas de micro-ondas é altamente dependente das condições atmosféricas; por exemplo, chuva e nevoeiro podem reduzir a distância máxima possível. Quanto maior a frequência, mais sensíveis são os sistemas. Esses são vulneráveis e necessitam de técnicas de encriptação para obter maior segurança.

A propagação de sinais é melhor efetuada com sinais senoidais, por isso os sinais digitais são modulados, usando técnicas específicas, em equipamentos chamados de modem (modulador e demodulador). Os rádios atuais permitem a configuração e o diagnóstico local e remoto por meio de softwares dedicados.

As antenas usadas para enviar e captar os sinais podem ser de vários tipos dependendo da frequência utilizada e do modo de transmissão dos sinais. As mais utilizadas são:

  • Omnidirecional - projetada para transmitir dados em todas as direções, exceto para cima e para baixo.
  • Unidirecional - projetada para concentrar a irradiação em uma única direção. A yagi, por exemplo, é uma das antenas muito usada na faixa de frequência de VHF e UHF. Ela é composta de elementos com tamanhos proporcionais ao comprimento de onda irradiado ou captado.

O ganho de uma antena é medido em dbi (decibel isótropo). Ele relaciona a potência do sinal irradiado com a potência de uma antena isotrópica, que irradia o sinal igualmente em todas as direções.

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