老撾一號衛星電視直播系統的設計與運維

文∣趙歡 張祥 司華奇 周一飛 孫勇

1.航天恒星科技有限公司 2.老撾亞太衛星有限公司

一、引言

由于地球同步軌道通信衛星具有覆蓋區域廣，軌位固定，在其信號覆蓋范圍內可直接接收，通信成本與接收用戶數基本無關、也不隨距離而增加等優點，在衛星電視直播領域的應用潛力早已得到世界各國的重視。根據Lyngsat等網站的公開資料顯示[1]，當前在軌運營的絕大部分同步軌道衛星都搭載了直接入戶（DTH）電視直播業務。

完整的衛星電視DTH解決方案包括前端DTH系統與用戶接收終端（通常為衛星電視機頂盒或接收機產品），其中DTH系統作為節目播出的關鍵節點，其本身功能與性能對DTH業務的開展與保障顯得更為關鍵。

本文以老撾一號衛星DTH運營團隊經驗為例，探討DTH系統早期設計與后期運營中的歷次升級改造工作，總結出了若干得失經驗。由于老撾屬于較為典型的經濟欠發達國家，上述經驗可為類似國家地區的DTH系統設計與運維工作提供參考經驗。

二、老撾一號衛星DTH項目背景

老撾一號衛星是我國在東盟地區的第一顆“整星出口”項目，于2015年11月升空，2016年正式開始包括DTH衛星電視在內的商業運營[2]。作為中老兩國在高科技領域的合作典范與老撾的國家名片，老撾一號衛星項目的成功，在政治和經濟領域都有著里程碑式的意義。

老撾地處東南亞中南半島，其人口與經濟發展規模在中南半島五國排名中都較為落后，政府可支配行政資源極為有限。此外老撾屬于典型農業國家，據官方統計數據，農業人口占比高于80%，居住也較為分散。上述因素決定了老撾既難以像我國一樣大力發展自主的廣電傳媒產業，也無法建立類似我國覆蓋嚴密的廣電網絡。根據團隊的運營實踐，DTH當前仍是中南半島地區廣播電視的重要組成部分，民眾對于DTH依賴性很高，DTH業務在該地區發展潛力很大，但當前發展水平與規范化程度仍較低，老撾在擁有老撾一號衛星前，這一問題更加突出。由于老撾基建相對落后，DTH運營的部分技術條件與國內差距明顯；此外還因為中南半島國家教育水平也遠不如國內，本土從業人員的業務能力也很難支持過高的工作要求。老撾一號衛星DTH電視業務的正式運營，除本身的商業盈利目標外，還肩負著為老撾國家建立DTH行業規范，培養本土廣電技術團隊的責任。

三、老撾一號衛星DTH設計工作

自2017年起，老撾一號衛星DTH運營團隊根據中南半島地區DTH市場特點，對DTH系統設計作出了幾次較大的改動，本章擬總結幾方面經驗供參考。

1.DTH系統設計

DTH系統早期設計嚴格遵循了國內廣電的范例，所有節目信源按主備雙路規劃，配置了相當完整的各類信源處理設備；上行鏈路所有關鍵節點設備采用1∶1熱備；運營支撐系統（BOSS）的功能設計與業務流程完全符合國內廣電行業慣例。但在當地的實際運營中發現了以下不合理之處。

（1）硬件設備配置

國內廣電由于高清節目源眾多，地面光纖網絡完備，為保證節目質量，可大規模采用SDI格式，以光纖形式直接傳輸無壓縮節目源至衛星地面站后再作處理。而在中南半島地區，由于難以應用該方式，早期配置的大量相關處理設備，包括SDI光端機、切換矩陣、SDI編碼器等基本無用武之地，而在大多數節目只能采用衛星信源接收的情況下，設計階段僅作為備件提供的少量衛星信源接收天線嚴重不足；與此情況類似的還有轉碼/復用器及其他前端設備。過多的設備采購除嚴重擠占原本可支撐運營的資金，造成不必要的負擔，過于復雜的系統本身也增加了后續維護成本及故障風險。

由于中南半島地區的DTH行業規范化程度較低，節目源的更替現象非常頻繁（如現有衛星頻點開啟/關閉，節目制式高/標清切換、信源清流/加擾狀態切換等），且基本無提前告知的習慣，DTH前端設備無論硬件連線和軟件配置都很難固化，而在DTH系統里價格占比相對較高的轉碼設備中，基于獨立SoC的硬轉碼設備雖然輸出畫質更優，但其配置的靈活性顯然不滿足要求。此外由于節目源本身畫質及輸出碼率等限制，上述優勢也無法體現。實際運營中還觀察到由于信源質量不穩定，誤碼率超標導致硬件轉碼模塊死機的現象。

鑒于上述情況，老撾一號衛星DTH在后期的系統升級改造中采取了不少針對性措施：一是大量增加了接收天線與衛星接收機（IRD）配置，截至2018年底，老撾一號衛星地面站信源天線已從早期的5副增至近30副；二是在容量需求較大的轉碼環節引入了基于服務器架構的軟轉碼設備，靈活性與容錯率更高，更適用于中南半島地區。由此可見，在經濟欠發達國家的DTH系統設計中，應倡導從最核心設備做加法的原則，初期設計需充分考慮成本因素及當地的實際狀況，優先保障基本功能實現，后期視運營情況再逐步增加冗余備份設備，避免盲目照搬國內經驗或產生不必要的浪費。

（2）軟件功能設計

老撾一號衛星DTH開始運營后，發現國內廣電“用戶申請-實名認證-開戶-工單派發-上門安裝”的傳統業務流程嚴重背離老撾民眾一站式消費的習慣；而由于老撾境內大量二級批發經銷商的存在，使得個人用戶逐一實名認證幾乎不存在可行性；同時還由于民眾受教育程度相對較低，對于復雜的運營策略（包括贈送時長，延期關停，優惠計費等）認同度并不高，最終導致BOSS系統僅使用了最基礎的授權/反授權功能，且所有用戶管理工作只能由運營團隊人工完成。

針對該狀況，老撾一號衛星DTH后期的系統改造中對BOSS系統業務流程作了簡化，并開發了針對二級經銷商的若干功能，減輕了運營團隊自身的工作負擔。與較容易定型為貨架產品的硬件設備相比，軟件平臺開發的靈活度更大，但由于軟件功能復雜，操作頻繁，而東南亞用戶的使用習慣與國內也有明顯的區別，因此對軟件功能設計符合用戶實際情況的需求也更為迫切。在DTH運營系統的開發中，也更應注意避免經驗主義或主觀猜測，即使在不具備前期調研與可行性分析條件時，也應當預留足夠的升級改造空間，避免堆砌功能，切實有效保障和促進DTH運營。

2.DTH產品設計

老撾一號衛星DTH系統統一采用了DVB-S2 +H.264的技術標準，機頂盒產品選用的主芯片方案成本相對較高，而大量中南半島電視節目信源仍為MPEG-2標清格式，即使經前端H.264轉碼處理后，畫質也不會有任何改善，機頂盒產品的性能優勢無法體現。由于國內CA品牌在中南半島市場的品牌認知度不高，國內一線廠商過于高昂的授權價格反而嚴重阻礙了銷售工作。老撾本國人口僅約700萬，顯然不足以支撐老撾一號衛星DTH的商業運營，中南半島其他國家的民眾勢必成為潛在或甚至需要重點開發的客戶，而不同國家的民眾往往要求節目收視符合本國特色，如本國語種節目排序最前，這在老撾一號衛星早期提供的機頂盒產品，甚至整個DVB協議框架內，都無法直接尋找解決方案。

為進一步滿足客戶需求，老撾一號衛星DTH運營團隊在2018年重新設計了DTH產品，除選用更高性價比的機頂盒主芯片方案、在保障節目安全性的基礎上引入授權價格更低的其他CA廠商，從而有效降低整機成本外，還在DVB-SI協議的基礎上做了擴充，定義了電子節目指南（EPG）的區域劃分功能，各不同區域的機頂盒產品可支持獨立的節目顯示數量與排序，滿足了不同國家民眾的收視需求。

四、老撾一號衛星DTH運維工作

相較于系統設計，運維工作對技術人員的理論基礎要求相對較低，而在制度建設、工作延續性及傳承性等方面要求較高。對于本土技術人員缺乏、經驗欠缺的中南半島地區，除了需要在實踐中探索適合自身的運維模式外，還必須要求技術人員以運維工作為出發點，通過不斷地深入學習，真正成長為合格的技術員或工程師。本章總結了老撾一號衛星投入運營近三年來形成的若干運維經驗。

1.運維工作特點

如前所述，中南半島地區DTH節目源傳輸方式及安全播出率都無法與國內相比，尤其中南半島屬于典型熱帶氣候，雨季時間長、降雨量大，DTH常見的雨衰問題更為突出，Ku頻段的雨衰瞬時峰值記錄達到30dB以上；中南半島地區的廣電從業人員（如各大電視臺）本身對于安全播出的意識也相對缺乏，停電、操作失誤或設備故障等人為因素導致的節目源中斷時有發生，時間往往長達數小時，對于只承擔節目播出的老撾一號衛星而言，此類風險處于完全不可控狀態。2017年，老撾一號衛星DTH系統本身可靠性超過99.99%，完全達到國內廣電行業的相關指標，但計算所有130余個節目異常狀況后，總安全播出率僅為99.35%左右。

由于老撾經濟與廣電行業發展水平限制等因素，DTH幾乎所有相關設備廠商在老撾境內均沒有相關售后網點，運維工作基本無法得到廠商現場支持。中南半島地區電網穩定性較差，老撾一號衛星地面站還曾遭遇多次大面積停電；由于當地氣候與土質因素，設備機房的接地網絡銹蝕現象也遠比國內嚴重。上述所有因素都對DTH運維提出了更嚴峻的挑戰。

與此同時，中南半島地區消費者對節目安全播出的要求也相對寬松，國內廣電行業常見的安全零秒播出等指標除客觀上不具備實現條件，主觀上通常也無硬性要求，在老撾一號與東南亞其他DTH運營商的運營實踐中，個別節目出現異常中斷時，可直接使用內容相似的其他頻道墊播較長時間，對用戶反饋的滿意度未見影響。

2.老撾一號DTH運維經驗

有關DTH系統的運維工作，已有若干文獻提出了指導性原則[3-4]，包括運維風險識別、分類制定措施及保障手段等。老撾一號衛星DTH的運維工作也在遵循上述原則的基礎上，體現出了與老撾本地條件相結合的特點：首先是避免好高騖遠、提出無法實現的目標，當前DTH系統可用度指標定為99.99%，總安全播出率指標為99.5%。第二是值班記錄標準化、表格化，利用長期積累的數據分析風險的類型（信源故障或設備故障）、發生頻率（偶發性或規律性），為后續制定措施提供依據。第三是采用有針對性的改進手段，如同一節目有不同信源的，根據統計情況優先選用穩定性較高者；部分衛星下行EIRP場強較低的，選用更大口徑天線；窄帶載波（帶寬＜5MHz）較多的衛星信源，則選用本振精度更高的LNB，避免由于本振漂移導致的接收劣化；室外設備選型著重考慮抗銹蝕及東南亞高溫高濕度工作環境的適應性等。第四是準備多種應急手段，如統計現有接收的載波內其他可使用的清流節目并定期更新列表，信源異常時在轉碼設備的輸入端直接墊播，無需重新連線，大大降低了信源異常導致的用戶端黑屏時間。第五是與其他不直接參與DTH運維的部門加強協調，如及時檢修UPS蓄電池陣列并更換損壞單元，保障不間斷供電，設備出現電氣故障時及時檢查機房接地是否達標并整改，機房精密空調耗材增加儲備并準備臨時應急降溫手段以備急需等。根據值班記錄統計，采取上述運維措施后，老撾一號衛星DTH業務2018年的總安全播出率有了明顯提升。

3.DTH運營工作拓展

老撾一號衛星DTH業務的成功運營，為老撾國內的衛星電視行業規范化也起到了積極促進作用。2018年，以老撾一號衛星的機頂盒產品設計與測試規范為基礎，老撾國家郵電部頒布實施了老撾國家進口衛星電視機頂盒檢測準則，由DTH運營團隊撰寫，并對老撾國內主管部門與檢測機構提供了多次現場培訓。在老撾一號衛星與中南半島其他DTH運營商的多個合作項目中，來自老撾一號DTH團隊的運維經驗也得到了充分應用，部分運營商還直接借鑒，改進了自身的運維制度與規范。

五、結束語

合理的系統設計與成熟有效的運維制度，二者對于DTH衛星業務的成功運營缺一不可。本文總結了老撾一號衛星DTH系統設計與運營維護的若干經驗，對如何在經濟欠發達國家成功運營DTH業務提出了一些建議。隨著我國航天與廣電行業對外援助項目的逐漸增多，本文將具有更多的參考價值。