海上联网,如同谈一场艰难的恋爱,必须小心翼翼地呵护海事卫星“脆弱又敏感的心”——这是UP主“李船长笔记”的深切感受。
作为一名资深的远洋外派船长,李船长的工作是驾驶世界上最大的集装箱船,前往全球各地运输货物。一年之中,他有一半的时间都在大海上。他经常发布短视频,分享他的航海知识和工作生活。可是,由于海上通信卫星传输带宽窄、信号不稳定,在陆上2分钟就能传完的视频,在海上竟然需要80分钟。
当虹科技解决方案专家杨哥,经常与卫星通信公司、远洋船舶企业打交道,他说李船长的经历是远洋船舶行业的真实缩影。他以其服务的浙江舟山一家渔船公司为例,该公司的渔船从宁波舟山港出发,经常驶向东海、南海甚至太平洋捕捞。
卫星通信具有独特的覆盖优势,解决了这些渔船“没网”难题,保障雷达、导航、应急等信号及时传递。但时至今日,传统卫星通信带宽窄、成本高、不稳定等局限性,“风筝断线”的风险,仍让远洋船舶人员感慨“想说爱你不容易”。
不可或缺的卫星通信船员、船东和监管都需要
在苍茫的大海上,即使是十万吨巨轮,也只是一叶扁舟。无论是船员、船东还是海监部门,对卫星通信有着迫切需求。
对船员来说,海上生活单调与枯燥,希望与陆上亲友保持联络,偶尔刷刷短视频。还有船员想像李船长一样,通过短视频来分享航海生活。
对身处岸上指挥中心的船东来说,则需要实时互通气象、位置、设备等信息,确保远洋船舶航行与作业安全。前述浙江舟山的渔船公司,在前后甲板、驾驶舱等重要船体部位都装了监控,以便对异常情况及时预警。
“在海事监管和应急救援方面,卫星通信也是刚需。”杨哥说,海事监管部门要通过卫星对出海渔船状况进行监测,如果遇到危险就要立即开展应急救援。
卫星通信带宽太窄仅100kbps可供传输视频
然而,想要实现理想的卫星通信,并不容易。
前述位于浙江舟山的渔船老板,使用的卫星通信带宽只有2Mbps,与岸上动辄百兆相比仅有1/50。
2Mbps本身就是一条非常狭窄的通道,还面临着两大挑战:
并行数据多。2Mbps并不是给一条船使用,而是多条船组成的船队共用。不仅要传输监控视频、位置信息,还要供船员日常短信、电话、邮件使用。
双向通行堵。2Mbps并不是我们理解的“下载速度”,而是包括了数据的上行和下行,分别只有0.5Mbps、1.5Mbps。
以上行为例,0.5Mbps带宽剔除航行数据、设备传感器信号,以及员工日常短信、电话数据后,可供回传1路摄像头视频带宽仅有100kbps,甚至只有50kbps。
而传输一路全高清视频需要2000kbps-4000kbps——平均有60倍的差距。这就像是用一根细细的吸管,想要吸干一大桶水,非常困难。
视频“瘦身”成为更优解实现10-100倍压缩
既然带宽这么小,是不是可以变大一点?
可以,比如发展高通量的低轨卫星——也就是在相同频率资源下,整颗卫星的通信容量是传统卫星数倍。
然而,低轨通信卫星的传输带宽虽然更大,但在建成我们自己的“星链”之前,没有连成网,海洋通信覆盖面不够,难以真正在“船岸互通”上发挥稳定的价值。
杨哥介绍,当虹科技通过逆向思维给出的方案是——让视频“瘦身”。也就是,针对视频等传输内容进行数十倍甚至上百倍的压缩,打破了传统卫星窄带传输的瓶颈。
通过保留以及强化甲板、桅杆、信号设备等重点区域画质,对海面、船舱地面等非关键信息进行10-100倍压缩,把视频码流下降到100kpbs,甚至50kbps以下,确保视频流畅回传。
还要确保清晰与稳定视频还原与防抖
压缩10-100倍,解决了传输的问题,是否会导致“看不清”?
杨哥说了三点,打消了我们的顾虑——
·采用AI感知压缩。也就是保障了驾驶舱、甲板、桅杆等重点区域画质,但对海面、天空等非关键区域进行压缩。
·对AI来说足够清晰。如今的摄像头视频,主要用于AI分析。对AI来说,肉眼看似模糊的视频,其实已经可以识别出关键信息。
·AI还原算法保障。如果视频被压缩得厉害,通过AI还原算法,可以在岸上指挥中心对压缩后的视频进行还原。
还有最后一个问题:如何保障传输稳定?
无论是海上暴雨、浓雾等极端天气,还是船体横摇、纵摇、船桅遮挡,都会造成卫星信号不稳定。当传输速率小于200kbps时,就有可能导致视频传输中断,且很难重连。
答案是码率自适应。当虹科技自适应编码,能够根据网络状态和播放状态自动调节视频码率。
当海上网络稳定时,采用“画质优先”高质量传输;在带宽有限或信号不稳时,采用“窄带”模式,保证画面播放流畅,最大限度降低卫星信号波动带来的影响,即使在带宽50kbps的情况下也能保证传输不中断。
有了稳定、清晰的传输网络,这些远洋船舶即使行至天涯海角,也能确保“风筝不断线”,与岸上指挥中心密切联系。
如今,当虹科技「基于卫星场景的视频压缩回传解决方案」已成功支持浙江、山东、福建等多地远洋船舶的“船岸互通”,在渔船安全管理、应急处置等方面发挥着重要作用。
用科技带来安全与高效,这让杨哥感受到了努力的价值和意义。
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