海上聯網,如同談一場艱難的戀愛,必須小心翼翼地呵護海事衛星“脆弱又敏感的心”——這是UP主“李船長筆記”的深切感受。

作為一名資深的遠洋外派船長,李船長的工作是駕駛世界上最大的集裝箱船,前往全球各地運輸貨物。一年之中,他有一半的時間都在大海上。他經常發布短視頻,分享他的航海知識和工作生活。可是,由于海上通信衛星傳輸帶寬窄、信號不穩定,在陸上2分鐘就能傳完的視頻,在海上竟然需要80分鐘。

當虹科技解決方案專家楊哥,經常與衛星通信公司、遠洋船舶企業打交道,他說李船長的經歷是遠洋船舶行業的真實縮影。他以其服務的浙江舟山一家漁船公司為例,該公司的漁船從寧波舟山港出發,經常駛向東海、南海甚至太平洋捕撈。

衛星通信具有獨特的覆蓋優勢,解決了這些漁船“沒網”難題,保障雷達、導航、應急等信號及時傳遞。但時至今日,傳統衛星通信帶寬窄、成本高、不穩定等局限性,“風箏斷線”的風險,仍讓遠洋船舶人員感慨“想說愛你不容易”。

不可或缺的衛星通信 船員、船東和監管都需要

在蒼茫的大海上,即使是十萬噸巨輪,也只是一葉扁舟。無論是船員、船東還是海監部門,對衛星通信有著迫切需求。

對船員來說,海上生活單調與枯燥,希望與陸上親友保持聯絡,偶爾刷刷短視頻。還有船員想像李船長一樣,通過短視頻來分享航海生活。

對身處岸上指揮中心的船東來說,則需要實時互通氣象、位置、設備等信息,確保遠洋船舶航行與作業安全。前述浙江舟山的漁船公司,在前后甲板、駕駛艙等重要船體部位都裝了監控,以便對異常情況及時預警。

“在海事監管和應急救援方面,衛星通信也是剛需。”楊哥說,海事監管部門要通過衛星對出海漁船狀況進行監測,如果遇到危險就要立即開展應急救援。

衛星通信帶寬太窄僅100kbps可供傳輸視頻

然而,想要實現理想的衛星通信,并不容易。

前述位于浙江舟山的漁船老板,使用的衛星通信帶寬只有2Mbps,與岸上動輒百兆相比僅有1/50。

2Mbps本身就是一條非常狹窄的通道,還面臨著兩大挑戰:

并行數據多。2Mbps并不是給一條船使用,而是多條船組成的船隊共用。不僅要傳輸監控視頻、位置信息,還要供船員日常短信、電話、郵件使用。

雙向通行堵。2Mbps并不是我們理解的“下載速度”,而是包括了數據的上行和下行,分別只有0.5Mbps、1.5Mbps。

以上行為例,0.5Mbps帶寬剔除航行數據、設備傳感器信號,以及員工日常短信、電話數據后,可供回傳1路攝像頭視頻帶寬僅有100kbps,甚至只有50kbps。

而傳輸一路全高清視頻需要2000kbps-4000kbps——平均有60倍的差距。這就像是用一根細細的吸管,想要吸干一大桶水,非常困難。

視頻“瘦身”成為更優解 實現10-100倍壓縮

既然帶寬這么小,是不是可以變大一點?

可以,比如發展高通量的低軌衛星——也就是在相同頻率資源下,整顆衛星的通信容量是傳統衛星數倍。

然而,低軌通信衛星的傳輸帶寬雖然更大,但在建成我們自己的“星鏈”之前,沒有連成網,海洋通信覆蓋面不夠,難以真正在“船岸互通”上發揮穩定的價值。

楊哥介紹,當虹科技通過逆向思維給出的方案是——讓視頻“瘦身”。也就是,針對視頻等傳輸內容進行數十倍甚至上百倍的壓縮,打破了傳統衛星窄帶傳輸的瓶頸。

通過保留以及強化甲板、桅桿、信號設備等重點區域畫質,對海面、船艙地面等非關鍵信息進行10-100倍壓縮,把視頻碼流下降到100kpbs,甚至50kbps以下,確保視頻流暢回傳。

還要確保清晰與穩定  視頻還原與防抖

壓縮10-100倍,解決了傳輸的問題,是否會導致“看不清”?

楊哥說了三點,打消了我們的顧慮——

·采用AI感知壓縮。也就是保障了駕駛艙、甲板、桅桿等重點區域畫質,但對海面、天空等非關鍵區域進行壓縮。

·對AI來說足夠清晰。如今的攝像頭視頻,主要用于AI分析。對AI來說,肉眼看似模糊的視頻,其實已經可以識別出關鍵信息。

·AI還原算法保障。如果視頻被壓縮得厲害,通過AI還原算法,可以在岸上指揮中心對壓縮后的視頻進行還原。

還有最后一個問題:如何保障傳輸穩定?

無論是海上暴雨、濃霧等極端天氣,還是船體橫搖、縱搖、船桅遮擋,都會造成衛星信號不穩定。當傳輸速率小于200kbps時,就有可能導致視頻傳輸中斷,且很難重連。

答案是碼率自適應。當虹科技自適應編碼,能夠根據網絡狀態和播放狀態自動調節視頻碼率。

當海上網絡穩定時,采用“畫質優先”高質量傳輸;在帶寬有限或信號不穩時,采用“窄帶”模式,保證畫面播放流暢,最大限度降低衛星信號波動帶來的影響,即使在帶寬50kbps的情況下也能保證傳輸不中斷。

有了穩定、清晰的傳輸網絡,這些遠洋船舶即使行至天涯海角,也能確保“風箏不斷線”,與岸上指揮中心密切聯系。

如今,當虹科技「基于衛星場景的視頻壓縮回傳解決方案」已成功支持浙江、山東、福建等多地遠洋船舶的“船岸互通”,在漁船安全管理、應急處置等方面發揮著重要作用。

用科技帶來安全與高效,這讓楊哥感受到了努力的價值和意義。