老撾一號衛(wèi)星電視直播系統(tǒng)的設(shè)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(wèi)星有限公司

一、引言

由于地球同步軌道通信衛(wèi)星具有覆蓋區(qū)域廣，軌位固定，在其信號覆蓋范圍內(nèi)可直接接收，通信成本與接收用戶數(shù)基本無關(guān)、也不隨距離而增加等優(yōu)點，在衛(wèi)星電視直播領(lǐng)域的應用潛力早已得到世界各國的重視。根據(jù)Lyngsat等網(wǎng)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(wèi)星都搭載了直接入戶（DTH）電視直播業(yè)務。

完整的衛(wèi)星電視DTH解決方案包括前端DTH系統(tǒng)與用戶接收終端（通常為衛(wèi)星電視機頂盒或接收機產(chǎn)品），其中DTH系統(tǒng)作為節(jié)目播出的關(guān)鍵節(jié)點，其本身功能與性能對DTH業(yè)務的開展與保障顯得更為關(guān)鍵。

本文以老撾一號衛(wèi)星DTH運營團隊經(jīng)驗為例，探討DTH系統(tǒng)早期設(shè)計與后期運營中的歷次升級改造工作，總結(jié)出了若干得失經(jīng)驗。由于老撾屬于較為典型的經(jīng)濟欠發(fā)達國家，上述經(jīng)驗可為類似國家地區(qū)的DTH系統(tǒng)設(shè)計與運維工作提供參考經(jīng)驗。

二、老撾一號衛(wèi)星DTH項目背景

老撾一號衛(wèi)星是我國在東盟地區(qū)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(wèi)星電視在內(nèi)的商業(yè)運營[2]。作為中老兩國在高科技領(lǐng)域的合作典范與老撾的國家名片，老撾一號衛(wèi)星項目的成功，在政治和經(jīng)濟領(lǐng)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(jīng)濟發(fā)展規(guī)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(nóng)業(yè)國家，據(jù)官方統(tǒng)計數(shù)據(jù)，農(nóng)業(yè)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(fā)展自主的廣電傳媒產(chǎn)業(yè)，也無法建立類似我國覆蓋嚴密的廣電網(wǎng)絡(luò)。根據(jù)團隊的運營實踐，DTH當前仍是中南半島地區(qū)廣播電視的重要組成部分，民眾對于DTH依賴性很高，DTH業(yè)務在該地區(qū)發(fā)展?jié)摿艽螅斍鞍l(fā)展水平與規(guī)范化程度仍較低，老撾在擁有老撾一號衛(wèi)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(shù)條件與國內(nèi)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(nèi)，本土從業(yè)人員的業(yè)務能力也很難支持過高的工作要求。老撾一號衛(wèi)星DTH電視業(yè)務的正式運營，除本身的商業(yè)盈利目標外，還肩負著為老撾國家建立DTH行業(yè)規(guī)范，培養(yǎng)本土廣電技術(shù)團隊的責任。

三、老撾一號衛(wèi)星DTH設(shè)計工作

自2017年起，老撾一號衛(wèi)星DTH運營團隊根據(jù)中南半島地區(qū)DTH市場特點，對DTH系統(tǒng)設(shè)計作出了幾次較大的改動，本章擬總結(jié)幾方面經(jīng)驗供參考。

1.DTH系統(tǒng)設(shè)計

DTH系統(tǒng)早期設(shè)計嚴格遵循了國內(nèi)廣電的范例，所有節(jié)目信源按主備雙路規(guī)劃，配置了相當完整的各類信源處理設(shè)備；上行鏈路所有關(guān)鍵節(jié)點設(shè)備采用1∶1熱備；運營支撐系統(tǒng)（BOSS）的功能設(shè)計與業(yè)務流程完全符合國內(nèi)廣電行業(yè)慣例。但在當?shù)氐膶嶋H運營中發(fā)現(xiàn)了以下不合理之處。

（1）硬件設(shè)備配置

國內(nèi)廣電由于高清節(jié)目源眾多，地面光纖網(wǎng)絡(luò)完備，為保證節(jié)目質(zhì)量，可大規(guī)模采用SDI格式，以光纖形式直接傳輸無壓縮節(jié)目源至衛(wèi)星地面站后再作處理。而在中南半島地區(qū)，由于難以應用該方式，早期配置的大量相關(guān)處理設(shè)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(shù)節(jié)目只能采用衛(wèi)星信源接收的情況下，設(shè)計階段僅作為備件提供的少量衛(wèi)星信源接收天線嚴重不足；與此情況類似的還有轉(zhuǎn)碼/復用器及其他前端設(shè)備。過多的設(shè)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(tǒng)本身也增加了后續(xù)維護成本及故障風險。

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

鑒于上述情況，老撾一號衛(wèi)星DTH在后期的系統(tǒng)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(wèi)星接收機（IRD）配置，截至2018年底，老撾一號衛(wèi)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(zhuǎn)碼環(huán)節(jié)引入了基于服務器架構(gòu)的軟轉(zhuǎn)碼設(shè)備，靈活性與容錯率更高，更適用于中南半島地區(qū)。由此可見，在經(jīng)濟欠發(fā)達國家的DTH系統(tǒng)設(shè)計中，應倡導從最核心設(shè)備做加法的原則，初期設(shè)計需充分考慮成本因素及當?shù)氐膶嶋H狀況，優(yōu)先保障基本功能實現(xiàn)，后期視運營情況再逐步增加冗余備份設(shè)備，避免盲目照搬國內(nèi)經(jīng)驗或產(chǎn)生不必要的浪費。

（2）軟件功能設(shè)計

老撾一號衛(wèi)星DTH開始運營后，發(fā)現(xiàn)國內(nèi)廣電“用戶申請-實名認證-開戶-工單派發(fā)-上門安裝”的傳統(tǒng)業(yè)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(nèi)大量二級批發(fā)經(jīng)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(guān)停，優(yōu)惠計費等）認同度并不高，最終導致BOSS系統(tǒng)僅使用了最基礎(chǔ)的授權(quán)/反授權(quán)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(wèi)星DTH后期的系統(tǒng)改造中對BOSS系統(tǒng)業(yè)務流程作了簡化，并開發(fā)了針對二級經(jīng)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(chǎn)品的硬件設(shè)備相比，軟件平臺開發(fā)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(nèi)也有明顯的區(qū)別，因此對軟件功能設(shè)計符合用戶實際情況的需求也更為迫切。在DTH運營系統(tǒng)的開發(fā)中，也更應注意避免經(jīng)驗主義或主觀猜測，即使在不具備前期調(diào)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(chǎn)品設(shè)計

老撾一號衛(wèi)星DTH系統(tǒng)統(tǒng)一采用了DVB-S2 +H.264的技術(shù)標準，機頂盒產(chǎn)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(jié)目信源仍為MPEG-2標清格式，即使經(jīng)前端H.264轉(zhuǎn)碼處理后，畫質(zhì)也不會有任何改善，機頂盒產(chǎn)品的性能優(yōu)勢無法體現(xiàn)。由于國內(nèi)CA品牌在中南半島市場的品牌認知度不高，國內(nèi)一線廠商過于高昂的授權(quán)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(wèi)星DTH的商業(yè)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(fā)的客戶，而不同國家的民眾往往要求節(jié)目收視符合本國特色，如本國語種節(jié)目排序最前，這在老撾一號衛(wèi)星早期提供的機頂盒產(chǎn)品，甚至整個DVB協(xié)議框架內(nèi)，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(wèi)星DTH運營團隊在2018年重新設(shè)計了DTH產(chǎn)品，除選用更高性價比的機頂盒主芯片方案、在保障節(jié)目安全性的基礎(chǔ)上引入授權(quán)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(xié)議的基礎(chǔ)上做了擴充，定義了電子節(jié)目指南（EPG）的區(qū)域劃分功能，各不同區(qū)域的機頂盒產(chǎn)品可支持獨立的節(jié)目顯示數(shù)量與排序，滿足了不同國家民眾的收視需求。

四、老撾一號衛(wèi)星DTH運維工作

相較于系統(tǒng)設(shè)計，運維工作對技術(shù)人員的理論基礎(chǔ)要求相對較低，而在制度建設(shè)、工作延續(xù)性及傳承性等方面要求較高。對于本土技術(shù)人員缺乏、經(jīng)驗欠缺的中南半島地區(qū)，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(shù)人員以運維工作為出發(fā)點，通過不斷地深入學習，真正成長為合格的技術(shù)員或工程師。本章總結(jié)了老撾一號衛(wèi)星投入運營近三年來形成的若干運維經(jīng)驗。

1.運維工作特點

如前所述，中南半島地區(qū)DTH節(jié)目源傳輸方式及安全播出率都無法與國內(nèi)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(qū)的廣電從業(yè)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(shè)備故障等人為因素導致的節(jié)目源中斷時有發(fā)生，時間往往長達數(shù)小時，對于只承擔節(jié)目播出的老撾一號衛(wèi)星而言，此類風險處于完全不可控狀態(tài)。2017年，老撾一號衛(wèi)星DTH系統(tǒng)本身可靠性超過99.99%，完全達到國內(nèi)廣電行業(yè)的相關(guān)指標，但計算所有130余個節(jié)目異常狀況后，總安全播出率僅為99.35%左右。

由于老撾經(jīng)濟與廣電行業(yè)發(fā)展水平限制等因素，DTH幾乎所有相關(guān)設(shè)備廠商在老撾境內(nèi)均沒有相關(guān)售后網(wǎng)點，運維工作基本無法得到廠商現(xiàn)場支持。中南半島地區(qū)電網(wǎng)穩(wěn)定性較差，老撾一號衛(wèi)星地面站還曾遭遇多次大面積停電；由于當?shù)貧夂蚺c土質(zhì)因素，設(shè)備機房的接地網(wǎng)絡(luò)銹蝕現(xiàn)象也遠比國內(nèi)嚴重。上述所有因素都對DTH運維提出了更嚴峻的挑戰(zhàn)。

與此同時，中南半島地區(qū)消費者對節(jié)目安全播出的要求也相對寬松，國內(nèi)廣電行業(yè)常見的安全零秒播出等指標除客觀上不具備實現(xiàn)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(jié)目出現(xiàn)異常中斷時，可直接使用內(nèi)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(jīng)驗

有關(guān)DTH系統(tǒng)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(wèi)星DTH的運維工作也在遵循上述原則的基礎(chǔ)上，體現(xiàn)出了與老撾本地條件相結(jié)合的特點：首先是避免好高騖遠、提出無法實現(xiàn)的目標，當前DTH系統(tǒng)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(shù)據(jù)分析風險的類型（信源故障或設(shè)備故障）、發(fā)生頻率（偶發(fā)性或規(guī)律性），為后續(xù)制定措施提供依據(jù)。第三是采用有針對性的改進手段，如同一節(jié)目有不同信源的，根據(jù)統(tǒng)計情況優(yōu)先選用穩(wěn)定性較高者；部分衛(wèi)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(wèi)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(shè)備選型著重考慮抗銹蝕及東南亞高溫高濕度工作環(huán)境的適應性等。第四是準備多種應急手段，如統(tǒng)計現(xiàn)有接收的載波內(nèi)其他可使用的清流節(jié)目并定期更新列表，信源異常時在轉(zhuǎn)碼設(shè)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(xié)調(diào)，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(shè)備出現(xiàn)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(diào)耗材增加儲備并準備臨時應急降溫手段以備急需等。根據(jù)值班記錄統(tǒng)計，采取上述運維措施后，老撾一號衛(wèi)星DTH業(yè)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(wèi)星DTH業(yè)務的成功運營，為老撾國內(nèi)的衛(wèi)星電視行業(yè)規(guī)范化也起到了積極促進作用。2018年，以老撾一號衛(wèi)星的機頂盒產(chǎn)品設(shè)計與測試規(guī)范為基礎(chǔ)，老撾國家郵電部頒布實施了老撾國家進口衛(wèi)星電視機頂盒檢測準則，由DTH運營團隊撰寫，并對老撾國內(nèi)主管部門與檢測機構(gòu)提供了多次現(xiàn)場培訓。在老撾一號衛(wèi)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(jīng)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(guī)范。

五、結(jié)束語

合理的系統(tǒng)設(shè)計與成熟有效的運維制度，二者對于DTH衛(wèi)星業(yè)務的成功運營缺一不可。本文總結(jié)了老撾一號衛(wèi)星DTH系統(tǒng)設(shè)計與運營維護的若干經(jīng)驗，對如何在經(jīng)濟欠發(fā)達國家成功運營DTH業(yè)務提出了一些建議。隨著我國航天與廣電行業(yè)對外援助項目的逐漸增多，本文將具有更多的參考價值。