Guía de Laboratorio inalambricas

8/18/2019 Guía de Laboratorio inalambricas

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ÁREA INFORMÁTICA Y TELECOMUNICACIONES

TELECOMUNICACIONES, CONECTIVIDAD Y REDES - VICERRECTORÍA ACADÉMICA DE PREGRADO

Actividades de Laboratorio

Redes Inalámbricas

Laboratorios

Equipamiento

Insumos

Versión: v1.0

Abril - 2015


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INTRODUCCIÓN

La asignatura práctica Redes Inalámbricas, entrega las competencias necesarias para instalar, configurar, administrar sistemas inalámbricos disponibles en el mercado, en pos de los requerimientos de usuarios.Para el desarrollo de las actividades prácticas planteadas en este documento, es de vital importancia el dominio

las temáticas estudiadas durante clases teóricas, ya que en el entorno de laboratorio, serán aplicadas por medio dreconocimiento de interfaces y puntos de conexión de equipos, puesta en marcha y configuración de dispositivinalámbricos, y mediciones efectuadas con instrumentos especializados. Todo lo anterior, a fin de obtenresultados concluyentes basados en parámetros técnicos.Los instrumentos, equipos inalámbricos, materiales, e insumos presentados en esta guía de laboratorio estalineados con el estándar asociado a la asignatura.

PROGRAMA DE LABORATORIOS PARA LA ASIGNATURA

Se realizarán 3 laboratorios.

Laboratorio 1: Práctica de instrumentación con visualización y medición de señales de Radiofrecuencia. Laboratorio 2: Instalación de un sistema Wi-Fi.

Laboratorio 3: Instalación de un sistema DTH.

EQUIPAMIENTO, HERRAMIENTAS, INSTRUMENTOS E INSUMOS.

Se incluye un listado con la descripción del equipamiento, herramientas, instrumentos e insumos requeridos padesarrollar las actividades de laboratorio.

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LABORATORIO 3: INSTALACIÓN DE UN SISTEMA DTH

1.1 Objetivo del laboratorio 3

Identificar los elementos involucrados en un sistema de recepción DTH para TV satelital.

Realizar orientación y ajustes de antena para lograr recepción óptima desde un determinado satélite. Identificar transpondedores satelitales con el receptor DTH visualizando los parámetros técnicos. Efectuar mediciones y pruebas con el instrumento SEFRAM 7862HDT2 TV.

1.2 Descripción general del laboratorio 3La tecnología DTH (Direct To Home) es un método de recepción de señales de televisión emitidas por satélitgeoestacionarios que generalmente irradian en las bandas C y ku.

Para instalar un sistema DTH se debe contar con los siguientes elementos: Antena de reflector parabólico, LNCable coaxial RG-6, Receptor satelital, Televisor y cables de vídeo. De forma adicional, es necesaria la presencia dinstrumentos para el ajuste de la antena, como son: Brújula, Inclinómetro, Satfinder. Finalmente, es posible realizmediciones avanzadas con un equipo analizador de TV.

El proceso comienza con el armado de la antena, que debe desarrollarse siguiendo las indicaciones entregadas por fabricante en la hoja de datos. A continuación, se debe fijar a la superficie donde estará de forma permanentusando herramientas de montaje según corresponda. Con la antena ya instalada, es posible iniciar las pruebas

orientación y apuntamiento al satélite que se desee.

El convertidor LNB (Low Noise Block ) es un elemento activo que cumple la función de recibir las señales provenientdel reflector parabólico para aumentar su potencia (LNA) y reducir su frecuencia (LNC), a fin de enviarlas al receptsatelital a través del cable coaxial RG-6. El receptor entrega el audio y vídeo al televisor por medio de interfacanalógicas y/o digitales. Algunas de estas pueden ser: HDMI, vídeo componente, vídeo compuesto, cable coaxientre otras.

En la Figura 1, se observa un diagrama representativo de un sistema DTH para recepción de televisión vía satélite.

Figura 1. Sistema de recepción DTH

Satélitegeoestacionario

Reflectorparabólico

LNB

Receptor

satelital

Televisor

Cable coaxialRG-6

Interfaz deaudio yvídeo

Downlink


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La antena de reflector parabólico usada en este laboratorio es del tipo offset, donde el LNB no se encuentra en punto focal, sino que está desplazado a fin de evitar la obstrucción sobre el reflector. En la parte posterior, cuencon un ajuste para definir la inclinación (plano de elevación) del reflector. En el mismo lugar hay tuercas sujeción para definir la posición azimutal (plano horizontal). Se muestran las vistas lateral y posterior de la anteen la Figura 2.

Figura 2. Vista frontal y posterior de antena DTH

El receptor satelital empleado es modelo CW-800S y permite operar en recepción de señales de libre recepci(FTA) como también en recepcionar señales de acceso condicionado (de pago y cifradas). Sólo está limitadocanales en definición estándar (SD) y cuenta con un sintonizador de banda Ku. La Figura 3 muestra el panel frontdel equipo. La Figura 4 señala las interfaces de conexión del panel trasero.

Figura 3. Vista frontal del receptor satelital

Figura 4. Vista del panel posterior

LNB

Ajustes de

elevación y acimut

Reflector

parabólico

Soportes de

sujeción

Audio y Vídeo

compuesto

Entrada

de LNB

Salida

hacia otroreceptor

Salida coaxial

para TelevisorVídeo

componente

S-Video

Entrada

de TV

terrestre

Interruptor de

encendido/apagado


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En la Figuras 7 y 8 se explican las funcionalidades asociadas a cada una de las teclas de función y detalla el panel superior del instrumento.

Figura 7. Teclas de función

Figura 8. Panel superior del instrumento SEFRAM 7862HDT2

Autoconfiguración: Permitedesplegar automáticamente

los mapas de medición paracualquier tipo de recepción deTV.

Espectro: Efectúa un análisis deespectro rápido. Es posible

desplazarse por el espectro defrecuencias usando las teclascursor y rango.

Parámetros: Edición delugares (banda de frecuencia,

Programas, entre otros), yselección de lugar actual.

TV: Despliega canalesTelevisión analógico

digitales. Tambpermite visualizar contenido de un meexterno a través de cables de audio y vícompuesto.

Medida de nivel: Spresiona una muestra los niveles potencia en portadde vídeo, relac

portadora ruido (C/Nrelación vídeo au(V/A). Si se presiona veces mide BER y ME

Configuración de DiSEqC:Activa o desactiva laalimentación remota.Voltajes de 5; 13; 18; 24V.También es posibleseleccionar un ancho de

banda y un método depolarización.

Configuración: Selecciónde lenguaje, fecha, hora,unidad de medida (dBm,dBmV, dBuV, V). Sepuede acceder a lasmemorias grabadas para

revisarlas en cualquiermomento.

Guardar/Salvar: Este botón permiteguardar información de medidas,grabaciones, y configuraciones. Luego, esposible rescatar información guardadapreviamente. A través de este botón sepuede hacer capturas de pantalla en

formato BMP y enviar directamente auna unidad USB flash.

Mapa de mediciones: Permvisualizar los parámetrosmediciones efectuadas. máxima capacidad es de configuraciones.

Tarjeta de acceso condicionadoEntrada RF

Alimentación USB miniUSB NIC Audio y Vídeo


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1.3 Actividad 1: Orientación de antena de reflector parabólico

En esta actividad se debe tener presente que sólo se trabajará en recepción de televisión desde el satélAmazonas 2 estando en la ciudad de Santiago. Para ello, habrá una serie de datos de posicionamiento específicque cambiarán al realizar la experiencia en un punto geográfico diferente. Se comienza asumiendo que la antena se encuentra armada y montada sobre una superficie sólida en el patio de antenas de la correspondiente sede. Eesta guía no se considera orientación con Satfinder; sólo se usará el receptor satelital para tal objetivo.

Habiendo reconocido todos los elementos, equipos e instrumentos asociados al Laboratorio 3, se usarán ciertfuentes abiertas de información disponibles en Internet, necesarias para la labor de orientación de la antena:

1. www.hispasat.com/es/informacion-util/apunta-tu-antena-a-hispasat (datos de latitud, longitud, elevaciónacimut específicos para una determinada ciudad)

2. www.dishpointer.com (orientación de antena sobre mapa de google y ajuste fino del LNB) 3. www.lyngsat.com (información de satélites de Televisión, transpondedores de cada satélite, parámetr

técnicos de transpondedores, y canales de TV en formato FTA y CAS)

La información relativa a posición del satélite y zona de recepción donde se desarrolla esta actividad se muestra ela Figura 9.

Figura 9. Posición de satélite Amazonas 2 y ubicación de zona de recepción

Para realizar la orientación de la antena DTH se usará el programa de instalación que incorpora el receptor satelitteniendo los parámetros del satélite y de sus transpondedores ya configurados. Igualmente, se usará el televispara ver y oír los niveles de calidad de recepción. Para esto se enumeran los siguientes pasos:

1. Comprobación de conexiones y configuraciones: Encender televisor y receptor satelital verificando que configuración de este último sea correcta. Para ello, corroborar datos de satélite y transpondedores en sitio web del tercer enlace señalado al inicio de esta actividad. Verificar estado de conexión en cable coaxdesde el LNB hasta la entrada RF del receptor satelital.

Ubicación de lugar de recepción:

Latitud: 33°24'26.10"S

Longitud: 70°33'6.56"O

Altitud: 713msnm

Datos del satélite Amazonas 2:

Longitud: 61°W

Órbita: GEO (35.800m)

Distancia: 37.095m

Configuración de plato:

Elevación: 49,67°

Acimut: 17,16°

Inclinación LNB: 14,1°

Santiago, Chile

Santiago, Chile

http://www.dishpointer.com/http://www.lyngsat.com/http://www.lyngsat.com/http://www.dishpointer.com/


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2. Ajuste del ángulo de elevación: Usando el instrumento inclinómetro dispuesto sobre el brazo de soporte dLNB, buscar la elevación apropiada. Para ajustar este ángulo también es posible usar la escala graduaque está detrás del reflector parabólico, en la zona de apriete de tuercas. Ver Figura 10.

3. Ajuste del ángulo de azimut: Utilizando una brújula se puede conocer la dirección del norte magnético (qdepende del campo magnético terrestre y que cambia según la zona de recepción). Por su parte, el satélitiene longitud de 61° Oeste en referencia del norte geográfico. Hay una diferencia de 2° entre ambos nort(declinación magnética positiva) estando el norte magnético al este del norte geográfico, por lo que

brújula debiera direccionarse sólo a 15° NE para hacer una orientación exacta a 17°NE del norte geográficpunto en donde se sitúa el satélite Amazonas 2. Esto se puede entender observando la Figuras 11 y 12.4. Ajuste fino de LNB: Al recepcionar señales con un LNB de polarización lineal, se hace necesario configura

dándole una oblicuidad tal que su antena interior pueda resonar según el tipo de polarización recibido desel satélite, que en este laboratorio es vertical y horizontal, dependiendo del transpondedor en uso. Ademáes necesario instalar la parte delantera del LNB apegada a la abrazadera (alejándolo del reflector). El ajusde polarización se realiza sutilmente, valiéndose del reporte de calidad de señal que el equipo receptor vaentregando. La variación es del orden de 14°, en sentido opuesto de las manecillas de un reloj. Esto representa en las Figuras 13 y 14.

Para los pasos anteriores se recomienda comenzar por establecer el ángulo de elevación, apretar las tuercas que encuentran detrás del reflector de forma tal que permitan hacer cambios, pero que entreguen la firmeza necesapara sostener el ángulo definido. Luego, se inicia el barrido de plano horizontal variando gradualmente el ánguacimutal hasta alinear el reflector. Se finaliza definiendo la inclinación del LNB para compensar la polarización deseñal. Todo este procedimiento se puede medir (en términos de calidad) a través del programa de alineación antena que tiene el receptor satelital, a través de un sonido audible (serie de beeps) y valores de calidad y nivel.Una vez terminada la etapa de orientación, se está en condiciones de configurar el receptor satelital para realizbúsqueda de canales de televisión.

Inclinómetro

LNB

Figura 10. Elevación Figura 12. Brújula

Norte magnético

Figura 11.Acimut

Figura 13. Ajuste fino del LNB

14°

Figura 14. LNB ajustado


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1.4 Actividad 2: Configuración de receptor satelital para recepción y visualización de canales FTA

En esta actividad se revisarán algunos transpondedores configurados del satélite Amazonas 2, incorporando información obtenida desde las fuentes indicadas en la Actividad 1. Sólo se hará recepción y visualización canales sin acceso condicionado; es decir, en modo FTA. Sólo se usarán transpondedores en banda Ku.

Teniendo la antena correctamente orientada en términos de elevación, azimut, y polarización (LNB), es posib

revisar y configurar algunos parámetros asociados a transpondedores del satélite seleccionado para eslaboratorio.El satélite Amazonas 2 cuenta con un total de 64 transpondedores, de los cuales 10 funcionan en banda C (canchos de banda de 54MHz) y 54 trabajan en banda Ku (con anchos de banda de 36MHz). Cada transpondedtiene la característica de emitir un grupo de canales de televisión, los que pueden estar en definición estándar (So en alta definición (HD). Además, los canales pueden ser de pago (CAS) o de recepción gratuita (FTA).Los cuatro parámetros técnicos que definen cada transpondedor al momento de configurarlo en un receptsatelital, son los siguientes: Frecuencia, Polarización, Tasa de símbolos, y FEC.

La Figura 15 muestra algunos de los transpondedores de banda Ku del satélite Amazonas 2, según la informaciódisponible en Internet (sitio www.lyngsat.com).

Figura 15. Ajuste fino del LNB


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En el equipo receptor satelital, se configurarán los siguientes transpondedores:

N° Frecuencia (MHz) Polarización Tasa de símbolos FEC Estándar TV Tipo de acceso Encriptación

1 10.728 H 28.888 3/4 DVB-S CAS/FTA Nagravision 3

2 10.808 H 30.000 2/3 DVB-S2 CAS Nagravision 3

3 10.888 V 28.888 3/4 DVB-S CAS/FTA Nagravision 34 10.928 H 28.888 3/4 DVB-S CAS/FTA Nagravision 3

Entrando al menú “Instalación” del receptor, mostrado en la Figura 16, se puede acceder a los siguientes submen

de configuración: Ajuste de la Antena: Permite navegar por transpondedores pregrabados apoyando la labor de orientación c

indicaciones de calidad y nivel, y un sonido que incrementa su frecuencia a medida que la potencia de señrecibida es mayor. Figuras 17 y 18.

Búsqueda Manual de TP: Permite realizar una búsqueda automática donde el equipo detecta ltranspondedores según la orientación dada a la antena.

Editar Satélite: Muestra una lista de satélites pregrabada (ordenados por latitud de mayor a menor) y qudepende de la versión del firmware que el equipo tenga. Se puede agregar, borrar, renombrar, mover y ocultlos satélites de la lista. Figura 19.

Editar Transpondedor: Muestra la lista de satélites y permite agregar, corregir, y borrar transpondedores dentde cada satélite. Para incorporar nuevos transpondedores es necesario manejar los parámetros señalados en tabla anterior. Figura 20.

Valores por Defecto: Devuelve el equipo a las configuraciones de fábrica (según la versión del firmware). usar, se perderán los cambios realizados.

Figura 16. Menú principal Figura 17. Submenús de Instalación Figura 18. Submenú Ajuste de la Ante

Figura 19. Submenú Editar Satélite Figura 20. Submenú Editar Transpondedor


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Para incorporar canales de televisión y radio en la lista de canales del receptor, se debe realizar una búsqueda dcanales. Para esto, es necesario haber añadido correctamente al menos un transpondedor. A continuación enumeran los pasos para añadir canales al receptor:

1. Configurar los transpondedores de la tabla. Para ello, sólo considerar los parámetros de frecuencpolarización, tasa de símbolos, y FEC.

2. Ir al submenú “Ajuste de la Antena” y verificar que se hayan incorporado los 4 transpondedores. Verificar qlos transpondedores tengan valores aceptables de nivel y calidad (en este receptor se considera óptimo valorsobre 60%).

3. En la pantalla, presionar el botón “scan” (tecla roja del control remoto), para iniciar la búsqueda de canales.4. El equipo preguntará si sedea agregar a la lista todos los canales encontrados en los transpondedores grabad

anteriormente, o limitar la búsqueda sólo a canales del tipo FTA. Se debe seleccionar lo último, ya que en eslaboratorio no se considera trabajo con canales del tipo CAS.

5. Una vez terminada la búsqueda, se mostrará una pantalla con todos los canales FTA (televisión y radiencontrados, y el proceso estará listo (Figura 21).

6. Presionar tecla “salir” en el control remoto, y visualizar canales FTA añadidos a la lista de canales.

Hechos los pasos anteriores se podrá ver canales de televisión y de radio, según lo encontrado en la búsquedDespués de un lapso (alrededor de 5 minutos) de haber empezado a reproducir canales, debiera terminar

cargarse la EPG (Guía Electrónica de Programas). La EPG entrega información específica de cada canal, comcontenido, horarios del contenido, breve descripción del contenido, programación, entre otros. La EPG se muesten la Figura 22.

Figura 22. Guía Electrónica de Programas Figura 21. Pantalla de búsqueda de canales


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1.5 Actividad 3: Visualización de espectro de frecuencias con instrumento SEFRAM 7862HDT2

En esta actividad se revisarán las bandas de frecuencia usadas en la recepción de señales provenientes del satélAmazonas 2, que en la actividad anterior sirvieron para recepcionar canales (TV y radio) logrando la reproduccióde su contenido. Para el desarrollo de esta actividad final, se trabaja asumiendo una correcta orientación de antena DTH.

Teniendo la antena correctamente orientada en términos de elevación, azimut, y polarización (LNB), se conectaráinstrumento SEFRAM 7862HDT2 directamente con el LNB a través de un tramo de cable coaxial. La alimentación dLNB en esta ocasión es por parte del instrumento SEFRAM, a través de voltajes DC del orden de 13V y 1(polarizaciones vertical y horizontal, respectivamente). La Figura 23 representa el esquema de conexión que debe implementar para esta actividad.

Figura 23. Conexión de antena a instrumento de medición

A continuación se enumera una serie de pasos para desarrollar esta actividad:

1. Verificación de orientación de antena: Si esta actividad se realiza a continuación de la Actividad 2 de esta guno será necesario reorientar la antena. Es posible verificar la orientación con el submenú “Ajuste de la Antena”

2. Conexión de LNB a instrumento SEFRAM: Usando el tramo de cable coaxial, se debe conectar un extremo LNB y el otro a la entrada de RF del instrumento, disponible en el panel superior del mismo.

3. Encender el instrumento SEFRAM: Presionar el botón de encendido (de color rojo) y esperar hasta que el equiinicialice.

4. Ingresar al programa de analizador de espectro: Al presionar la tecla de función “Espectro”, en la pantalla mostrará un gráfico de señales representadas en el dominio de la frecuencia. En el eje vertical se pue

representar el nivel de señal en función de unidades como dBm, dBuV, entre otras. En el eje horizontal srepresenta la frecuencia. Cada banda aparecerá en color verde. Es conveniente, según la frecuencia en qdeseemos configurar el equipo, trabajar con las opciones “Span” y “Cursor”, que se acceden a través de userie de botones táctiles en el borde inferior de la pantalla. Cursor permite un desplazamiento en frecuencias mostradas, que es simbolizado por un puntero de color azul. Por su parte, Span configura el rantotal de frecuencias que se muestra en el monitor del instrumento. En este punto sólo reconocemos el uso de función analizador de espectro. Figura 24.

Cable coaxial

RG-6


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5. Configurar los parámetros: Al presionar una vez la tecla “Medida de nivel”, el instrumento permitirá ingresuna serie de datos asociados a la banda (en nuestro caso transpondedor) en que deseamos sintonizar instrumento. En este punto se deben ingresar la frecuencia, la banda (baja o alta), la polarización, el estándde vídeo digital, y la tasa de símbolos. Ingresar los datos del cuarto transpondedor señalado en la tabla de actividad 2, como se muestra en la Figura 25. Se usa este TP porque cuenta con un canal FTA.

6. Visualización de espectro definido: Habiendo terminado el paso 5, presionamos la tecla “Espectro” y instrumento nos mostrará la zona de frecuencias que configuramos anteriormente. Es posible verificar en

parte superior derecha de la pantalla el tipo de polarización y la banda. Además, el puntero azul estaposicionado en la frecuencia exacta que se definió en el paso 4. A través del botón “span” podemos ver en monitor un mayor o menor rango de frecuencias; incluso, es posible visualizar varios transpondedores, como aprecia en la Figura 26. Cada transpondedor tendrá ciertos niveles de señal recibida, que podemos ver en escala del lado izquierdo de la pantalla.

7.

Visualización de canal de tipo FTA: Habiendo logrado los pasos anteriores y teniendo configurados lparámetros del TP indicado en el paso 5, es posible visualizar un canal de televisión que se encuentre dentro deste transpondedor, cosa que se muestra en la Figura 27.

El instrumento también permite la recepción y visualización de contenidos asociados a canales del tipo CAS. Pepara esto, es necesario tener una tarjeta de acceso condicionado, como las que entregan los operadores televisión pagada. Esta tarjeta se puede insertar en la ranura que se sitúa en el panel superior del equipo, como ve en la Figura 28.

Figura 24. Analizador de espectro Figura 25. Configuración de parámetros TP

Figura 26. Grupo de transpondedores Figura 27. Visualización de canal de TV FTA


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Otras experiencias sugeridas:

Recepción desde otros satélites disponibles Recepción de canales de TV desde más de un satélite (usando DiSEqC) Visualización de canales de televisión analógica (VHF, UHF) Visualización de constelación para modulaciones digitales Medición de BER y MER Recepción de radios FM (VHF)

Figura 28. Uso de tarjeta CAS

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