Todo sinal elétrico ao
propagar-se por um meio de transmissão pode sofrer
algum tipo de perturbação ou degradação. Assim, as
distorções de fase ou "ruídos" são perturbações
de natureza aleatória, causadas por agentes externos
ao sistema. Os ruídos gerados pelas falhas nos sistemas
de energia elétrica são os maiores causadores de defeitos
em redes de computadores, podendo resultar em defeitos
de hardware e mesmo perdas de dados e erros em programas
executáveis (software).
O que é o ruído
elétrico
Eletronicamente falando,
o ruído é um tipo de sinal elétrico, subproduto de
algum processamento em um circuito elétrico/eletrônico.
Trata-se de um sinal indesejável, constituído por
sinais aleatórios e, por serem aleatórios, esses sinais
interferem nos circuitos eletrônicos provocando algum
sintoma de mau funcionamento. Nesse ponto, o ruído
torna-se uma adição ao sinal de informação original
que tende a alterar seu conteúdo e, na maioria das
vezes, não pode ser completamente compensado, pois
não pode ser avaliado a não ser em termos de probabilidade.
Conhecido como Interferência
Eletromagnética (EMI) e Interferência por Rádio Freqüência
(RFI), o ruído elétrico pode ser causado por diversos
fatores. Em aparelhos de áudio, geralmente aparece
como zumbido, em televisão, como chuvisco na tela,
em aparelhos de medicina, como erros de medição e
em computadores, como erros esporádicos e travamentos,
geralmente inexplicáveis.
Formas de ruído
Existem dois formatos
básicos de ruído que afetam as redes de comunicação:
o ruído branco e o ruído impulsivo. O ruído branco,
também conhecido como ruído térmico, é provocado pela
agitação dos elétrons nos condutores metálicos. Seu
nível é função da temperatura, sendo uniformemente
distribuído em todas as freqüências do espectro. Na
prática, é mais danoso à comunicação de dados do que
à de voz.
Já o ruído impulsivo
é do tipo não contínuo, consistindo em pulsos irregulares
de grandes amplitudes, sendo de difícil prevenção.
A duração destes pulsos pode variar de alguns até
centenas de milisegundos. É provocado por distúrbios
elétricos externos ou por falhas em equipamentos (indução
nos circuitos eletrônicos).
O ruído impulsivo
é o causador da maior parte dos erros de transmissão
em sistemas de comunicação. Sua medida se realiza
pela contagem do número de vezes que, em um determinado
período de tempo, os picos ultrapassem um nível pré-fixado.
É altamente prejudicial para as transmissões de voz
e dados.
Fontes de ruído
O ruído pode ser gerado
por fenômenos naturais como descargas atmosféricas
(raios), reações químicas ou por equipamentos elétricos
ou eletrônicos. Por exemplo, o funcionamento de motores,
máquinas industriais de grande porte, controladores
de potência, etc. Em menor grau, as lâmpadas fluorescentes,
os aparelhos eletrodomésticos (televisão, geladeira,
etc) e mesmo os equipamentos utilizados em redes de
computadores. Por exemplo, nos computadores, as fontes
de alimentação são chaveadas, ou seja, existe um elemento
que liga e desliga uma corrente elétrica em alta velocidade.
Essas fontes chaveadas geram ruído e também são sujeitas
a ruídos externos.
Classificação do
ruído
O ruído pode ser classificado
quanto ao modo de propagação, ao tipo e quanto à duração.
Quanto ao modo de propagação, os ruídos se classificam
em irradiados e conduzidos:
Ruídos irradiados
- São campos magnéticos
e elétricos que se propagam pelo ar, semelhantes
às ondas de rádio. Eles são gerados em algum ponto
do sistema e acoplados eletromagneticamente a algum
trecho de circuito no qual interferem. Esse trecho
de circuito acaba funcionando como uma antena para
esse tipo de ruído. Afetam com maior intensidade
os aparelhos de áudio e de medição e em redes de
computadores apresentam uma importância menor.
Ruídos conduzidos
- Os ruídos que se propagam por condução, utilizam
algum meio físico para atingir o circuito que interferem
(cabeamento, conduítes, etc). Geralmente, o meio
físico inicial é a linha de distribuição de energia,
que recebe toda sorte de interferência devido à
complexidade e tamanho da malha elétrica e porque
alimenta diversos tipos de equipamentos. O ruído
aí presente se propaga facilmente pelas linhas de
fase e neutro até o aparelho no qual interfere.
Quanto ao tipo, os
ruídos se classificam em ruídos de modo comum e ruídos
de modo diferencial.
Ruídos de modo
comum - São aqueles que
se propagam pelas linhas de fase e neutro simultaneamente,
fechando o circuito pelo plano de terra. É este
o principal tipo de ruído, responsável por cerca
de 80% dos problemas em equipamentos de redes de
computadores.
Ruídos de modo
diferencial - Este tipo de ruído se propaga
apenas pela linha de fase, fechando o circuito pelo
neutro ou pelo plano de terra. Em computação, é
o que menos afeta os equipamentos.
Quanto à duração,
os ruídos são classificados em permanentes (causados
por indução), semipermanentes (curto-circuito e partida
de motores elétricos) e transitórios (descarga atmosférica,
lâmpadas fluorescentes).
Evitando o ruído
Algumas providências
básicas podem ser tomadas para evitar que o ruído
afete o funcionamento dos equipamentos eletrônicos
ou mesmo uma rede de computadores inteira. Os métodos
de redução de ruídos elétricos mais utilizados nos
sistemas de cabeamento das redes de computadores envolvem
o balanceamento dos níveis de tensão nas extremidades
dos cabos, a blindagem das estruturas por onde passa
o cabeamento e, principalmente, o cuidado com o aterramento.
Cuidados mais genéricos
envolvem providências como, por exemplo, não ligar
aparelhos sensíveis na mesma linha de alimentação
onde estão ligados aparelhos de maior potência, tais
como: ar-condicionado, geladeiras, fornos elétricos,
lâmpadas incandescentes com controladores eletrônicos,
máquinas de lavar e outros. Nesse caso, o ideal é
separar uma linha de alimentação específica, com seu
próprio disjuntor para ligar os equipamentos mais
sensíveis.
Outro ponto importante
já citado é manter o aterramento elétrico/eletrônico
em bom estado de funcionamento, de preferência um
aterramento separado para os aparelhos sensíveis e
isolado do neutro da rede elétrica. Deve-se utilizar
uma blindagem sempre que possível, por exemplo, ao
instalar um equipamento em rack ou gabinete metálico,
tomar o cuidado de aterrar a carcaça do equipamento
na estrutura metálica do rack (aterramento eletrônico).
Outra solução é a
utilização de filtros de linha e filtros supressores
de ruído. Um filtro de linha tem como função proteger
o hardware do computador e equipamentos eletrônicos
em geral, contra surtos e picos de energia, sendo
que alguns modelos também estão preparados para a
filtragem de ruídos elétricos. A posição ideal dos
filtros supressores no circuito (não os de linha)
é o mais próximo possível dos pontos onde o ruído
é gerado. Isto significa que cada circuito capaz de
gerar ruído deve ter seu próprio filtro.
Não confundir esses
equipamentos com as réguas de tomadas encontradas
no mercado. Essas réguas, normalmente de plástico,
possuem apenas uma chave liga e desliga e um fusível
e não se constituem em um sistema de proteção eficiente
contra distúrbios de energia. Os melhores filtros
comerciais vêm embutidos em caixas metálicas que servem
de blindagem para evitar que o ruído se propague para
fora por radiação. Alguns já vêm providos de tomadas
do tipo IEC (tomadas de três pinos) e outros modelos,
com interruptores. Sempre se deve ter o cuidado de
verificar as características e a procedência dos produtos
antes de instalar em uma rede.