老挝一号卫星电视直播系统的设计与运维

文∣赵欢 张祥 司华奇 周一飞 孙勇

1.航天恒星科技有限公司 2.老挝亚太卫星有限公司

一、引言

由于地球同步轨道通信卫星具有覆盖区域广，轨位固定，在其信号覆盖范围内可直接接收，通信成本与接收用户数基本无关、也不随距离而增加等优点，在卫星电视直播领域的应用潜力早已得到世界各国的重视。根据Lyngsat等网站的公开资料显示[1]，当前在轨运营的绝大部分同步轨道卫星都搭载了直接入户（DTH）电视直播业务。

完整的卫星电视DTH解决方案包括前端DTH系统与用户接收终端（通常为卫星电视机顶盒或接收机产品），其中DTH系统作为节目播出的关键节点，其本身功能与性能对DTH业务的开展与保障显得更为关键。

本文以老挝一号卫星DTH运营团队经验为例，探讨DTH系统早期设计与后期运营中的历次升级改造工作，总结出了若干得失经验。由于老挝属于较为典型的经济欠发达国家，上述经验可为类似国家地区的DTH系统设计与运维工作提供参考经验。

二、老挝一号卫星DTH项目背景

老挝一号卫星是我国在东盟地区的第一颗“整星出口”项目，于2015年11月升空，2016年正式开始包括DTH卫星电视在内的商业运营[2]。作为中老两国在高科技领域的合作典范与老挝的国家名片，老挝一号卫星项目的成功，在政治和经济领域都有着里程碑式的意义。

老挝地处东南亚中南半岛，其人口与经济发展规模在中南半岛五国排名中都较为落后，政府可支配行政资源极为有限。此外老挝属于典型农业国家，据官方统计数据，农业人口占比高于80%，居住也较为分散。上述因素决定了老挝既难以像我国一样大力发展自主的广电传媒产业，也无法建立类似我国覆盖严密的广电网络。根据团队的运营实践，DTH当前仍是中南半岛地区广播电视的重要组成部分，民众对于DTH依赖性很高，DTH业务在该地区发展潜力很大，但当前发展水平与规范化程度仍较低，老挝在拥有老挝一号卫星前，这一问题更加突出。由于老挝基建相对落后，DTH运营的部分技术条件与国内差距明显；此外还因为中南半岛国家教育水平也远不如国内，本土从业人员的业务能力也很难支持过高的工作要求。老挝一号卫星DTH电视业务的正式运营，除本身的商业盈利目标外，还肩负着为老挝国家建立DTH行业规范，培养本土广电技术团队的责任。

三、老挝一号卫星DTH设计工作

自2017年起，老挝一号卫星DTH运营团队根据中南半岛地区DTH市场特点，对DTH系统设计作出了几次较大的改动，本章拟总结几方面经验供参考。

1.DTH系统设计

DTH系统早期设计严格遵循了国内广电的范例，所有节目信源按主备双路规划，配置了相当完整的各类信源处理设备；上行链路所有关键节点设备采用1∶1热备；运营支撑系统（BOSS）的功能设计与业务流程完全符合国内广电行业惯例。但在当地的实际运营中发现了以下不合理之处。

（1）硬件设备配置

国内广电由于高清节目源众多，地面光纤网络完备，为保证节目质量，可大规模采用SDI格式，以光纤形式直接传输无压缩节目源至卫星地面站后再作处理。而在中南半岛地区，由于难以应用该方式，早期配置的大量相关处理设备，包括SDI光端机、切换矩阵、SDI编码器等基本无用武之地，而在大多数节目只能采用卫星信源接收的情况下，设计阶段仅作为备件提供的少量卫星信源接收天线严重不足；与此情况类似的还有转码/复用器及其他前端设备。过多的设备采购除严重挤占原本可支撑运营的资金，造成不必要的负担，过于复杂的系统本身也增加了后续维护成本及故障风险。

由于中南半岛地区的DTH行业规范化程度较低，节目源的更替现象非常频繁（如现有卫星频点开启/关闭，节目制式高/标清切换、信源清流/加扰状态切换等），且基本无提前告知的习惯，DTH前端设备无论硬件连线和软件配置都很难固化，而在DTH系统里价格占比相对较高的转码设备中，基于独立SoC的硬转码设备虽然输出画质更优，但其配置的灵活性显然不满足要求。此外由于节目源本身画质及输出码率等限制，上述优势也无法体现。实际运营中还观察到由于信源质量不稳定，误码率超标导致硬件转码模块死机的现象。

鉴于上述情况，老挝一号卫星DTH在后期的系统升级改造中采取了不少针对性措施：一是大量增加了接收天线与卫星接收机（IRD）配置，截至2018年底，老挝一号卫星地面站信源天线已从早期的5副增至近30副；二是在容量需求较大的转码环节引入了基于服务器架构的软转码设备，灵活性与容错率更高，更适用于中南半岛地区。由此可见，在经济欠发达国家的DTH系统设计中，应倡导从最核心设备做加法的原则，初期设计需充分考虑成本因素及当地的实际状况，优先保障基本功能实现，后期视运营情况再逐步增加冗余备份设备，避免盲目照搬国内经验或产生不必要的浪费。

（2）软件功能设计

老挝一号卫星DTH开始运营后，发现国内广电“用户申请-实名认证-开户-工单派发-上门安装”的传统业务流程严重背离老挝民众一站式消费的习惯；而由于老挝境内大量二级批发经销商的存在，使得个人用户逐一实名认证几乎不存在可行性；同时还由于民众受教育程度相对较低，对于复杂的运营策略（包括赠送时长，延期关停，优惠计费等）认同度并不高，最终导致BOSS系统仅使用了最基础的授权/反授权功能，且所有用户管理工作只能由运营团队人工完成。

针对该状况，老挝一号卫星DTH后期的系统改造中对BOSS系统业务流程作了简化，并开发了针对二级经销商的若干功能，减轻了运营团队自身的工作负担。与较容易定型为货架产品的硬件设备相比，软件平台开发的灵活度更大，但由于软件功能复杂，操作频繁，而东南亚用户的使用习惯与国内也有明显的区别，因此对软件功能设计符合用户实际情况的需求也更为迫切。在DTH运营系统的开发中，也更应注意避免经验主义或主观猜测，即使在不具备前期调研与可行性分析条件时，也应当预留足够的升级改造空间，避免堆砌功能，切实有效保障和促进DTH运营。

2.DTH产品设计

老挝一号卫星DTH系统统一采用了DVB-S2 +H.264的技术标准，机顶盒产品选用的主芯片方案成本相对较高，而大量中南半岛电视节目信源仍为MPEG-2标清格式，即使经前端H.264转码处理后，画质也不会有任何改善，机顶盒产品的性能优势无法体现。由于国内CA品牌在中南半岛市场的品牌认知度不高，国内一线厂商过于高昂的授权价格反而严重阻碍了销售工作。老挝本国人口仅约700万，显然不足以支撑老挝一号卫星DTH的商业运营，中南半岛其他国家的民众势必成为潜在或甚至需要重点开发的客户，而不同国家的民众往往要求节目收视符合本国特色，如本国语种节目排序最前，这在老挝一号卫星早期提供的机顶盒产品，甚至整个DVB协议框架内，都无法直接寻找解决方案。

为进一步满足客户需求，老挝一号卫星DTH运营团队在2018年重新设计了DTH产品，除选用更高性价比的机顶盒主芯片方案、在保障节目安全性的基础上引入授权价格更低的其他CA厂商，从而有效降低整机成本外，还在DVB-SI协议的基础上做了扩充，定义了电子节目指南（EPG）的区域划分功能，各不同区域的机顶盒产品可支持独立的节目显示数量与排序，满足了不同国家民众的收视需求。

四、老挝一号卫星DTH运维工作

相较于系统设计，运维工作对技术人员的理论基础要求相对较低，而在制度建设、工作延续性及传承性等方面要求较高。对于本土技术人员缺乏、经验欠缺的中南半岛地区，除了需要在实践中探索适合自身的运维模式外，还必须要求技术人员以运维工作为出发点，通过不断地深入学习，真正成长为合格的技术员或工程师。本章总结了老挝一号卫星投入运营近三年来形成的若干运维经验。

1.运维工作特点

如前所述，中南半岛地区DTH节目源传输方式及安全播出率都无法与国内相比，尤其中南半岛属于典型热带气候，雨季时间长、降雨量大，DTH常见的雨衰问题更为突出，Ku频段的雨衰瞬时峰值记录达到30dB以上；中南半岛地区的广电从业人员（如各大电视台）本身对于安全播出的意识也相对缺乏，停电、操作失误或设备故障等人为因素导致的节目源中断时有发生，时间往往长达数小时，对于只承担节目播出的老挝一号卫星而言，此类风险处于完全不可控状态。2017年，老挝一号卫星DTH系统本身可靠性超过99.99%，完全达到国内广电行业的相关指标，但计算所有130余个节目异常状况后，总安全播出率仅为99.35%左右。

由于老挝经济与广电行业发展水平限制等因素，DTH几乎所有相关设备厂商在老挝境内均没有相关售后网点，运维工作基本无法得到厂商现场支持。中南半岛地区电网稳定性较差，老挝一号卫星地面站还曾遭遇多次大面积停电；由于当地气候与土质因素，设备机房的接地网络锈蚀现象也远比国内严重。上述所有因素都对DTH运维提出了更严峻的挑战。

与此同时，中南半岛地区消费者对节目安全播出的要求也相对宽松，国内广电行业常见的安全零秒播出等指标除客观上不具备实现条件，主观上通常也无硬性要求，在老挝一号与东南亚其他DTH运营商的运营实践中，个别节目出现异常中断时，可直接使用内容相似的其他频道垫播较长时间，对用户反馈的满意度未见影响。

2.老挝一号DTH运维经验

有关DTH系统的运维工作，已有若干文献提出了指导性原则[3-4]，包括运维风险识别、分类制定措施及保障手段等。老挝一号卫星DTH的运维工作也在遵循上述原则的基础上，体现出了与老挝本地条件相结合的特点：首先是避免好高骛远、提出无法实现的目标，当前DTH系统可用度指标定为99.99%，总安全播出率指标为99.5%。第二是值班记录标准化、表格化，利用长期积累的数据分析风险的类型（信源故障或设备故障）、发生频率（偶发性或规律性），为后续制定措施提供依据。第三是采用有针对性的改进手段，如同一节目有不同信源的，根据统计情况优先选用稳定性较高者；部分卫星下行EIRP场强较低的，选用更大口径天线；窄带载波（带宽＜5MHz）较多的卫星信源，则选用本振精度更高的LNB，避免由于本振漂移导致的接收劣化；室外设备选型着重考虑抗锈蚀及东南亚高温高湿度工作环境的适应性等。第四是准备多种应急手段，如统计现有接收的载波内其他可使用的清流节目并定期更新列表，信源异常时在转码设备的输入端直接垫播，无需重新连线，大大降低了信源异常导致的用户端黑屏时间。第五是与其他不直接参与DTH运维的部门加强协调，如及时检修UPS蓄电池阵列并更换损坏单元，保障不间断供电，设备出现电气故障时及时检查机房接地是否达标并整改，机房精密空调耗材增加储备并准备临时应急降温手段以备急需等。根据值班记录统计，采取上述运维措施后，老挝一号卫星DTH业务2018年的总安全播出率有了明显提升。

3.DTH运营工作拓展

老挝一号卫星DTH业务的成功运营，为老挝国内的卫星电视行业规范化也起到了积极促进作用。2018年，以老挝一号卫星的机顶盒产品设计与测试规范为基础，老挝国家邮电部颁布实施了老挝国家进口卫星电视机顶盒检测准则，由DTH运营团队撰写，并对老挝国内主管部门与检测机构提供了多次现场培训。在老挝一号卫星与中南半岛其他DTH运营商的多个合作项目中，来自老挝一号DTH团队的运维经验也得到了充分应用，部分运营商还直接借鉴，改进了自身的运维制度与规范。

五、结束语

合理的系统设计与成熟有效的运维制度，二者对于DTH卫星业务的成功运营缺一不可。本文总结了老挝一号卫星DTH系统设计与运营维护的若干经验，对如何在经济欠发达国家成功运营DTH业务提出了一些建议。随着我国航天与广电行业对外援助项目的逐渐增多，本文将具有更多的参考价值。