无线通信和多设备组网应该如何计算网络带宽

Posted 2022-04-29 阿木实验室

大家在设计数据链路带宽的时候，是否会经常涉及到图像/数据的传输速率和数据传输设备带宽的匹配问题？在组网链路传输时，是否会不清楚通信设备最高容纳量？容纳设备的上限？

本文将为大家简单介绍关于视频传输质量和通信设备距离和带宽评估方法；无人系统中多机组网互联，其组网设备数和通信设备距离和带宽评估方法，以及物联网中节点数据传输设备数量和通信距离评估方法。若您刚好有设计无人系统通信选型的需求，本文可供参考。

基本知识点

大B和小b的区别？

Byte是字节数，bit（比特）是位数，在计算机中每八位为一字节，也就是1Byte＝8bit，是1：8的对应关系。因此1B/s等于8b/s。8位是计算机计算的比较小的计算单元，比如1111 1111(十进制表示255)，1001 0011，0000 0010，0000 0001，0000 0011。计算机中所说的32位，64位，就表示该CPU的最小计算单元，一次运算的位数。

官方标准：

1B=8b；

1KB=1024B=1024*8b=8192b；

1MB=1024KB=1024*8kb=8192kb；

1GB=1024MB=1024*8Mb=819Mb；

1024在二进制内是无限接近“千”的数字。

示例：

1Mbps=1024/8KB/s=128KB/s，1兆带宽的上限传输速度；

100Mbps=128KB/s*100=12800KB/s=12.5MB/s，100兆带宽的上限传输速度；

1000Mbps=12.5MB/s*10=125MB/s，1000兆带宽传输上限速度。

网络带宽和网络传输下载网速的差异

网络带宽的计算用“位(比特)/秒”表示，单位时间可以传输多少位数据；传输下载网速用“字节数/秒”表示，单位时间可以传输多少字节数据；带宽和下载速度是倍数8的关系。

我们在表示一个文件大小的时候，一般用大B表示，比如一个文件1KB，一部电影1GB，一个U盘容量64GB等等。所以我们想知道下载完一部文件的时间是多少，就有网速的说法。如果一个文件大小125MB，1秒钟下载完成，那么网络带宽是多少？答案是1000兆网络带宽，8倍的关系。

我们平常所看到的下载速度都是以KB/s来计算的，而我们所说的带宽是以kb来计算的100Mbps带宽，最高下载速度为12800KB/s。

B/s 的含义是字节每秒，b/s的含义是比特每秒，前者是指每秒传输的字节数量，后者是指每秒传输的比特位数，二者是完全不同的。因此一定要注意B字母的大小写。

无人机常见数据链路带宽和需要的速度

走Mavlink协议数传最低要求是120kbps—150kbps每秒的带宽，对应的网速为15KB/S，因为飞控的数传串口接口每秒向外发送15KB的数据，1500个字节数据。飞控的QGC数传链路120Kbps-150Kbps，这个数据量算串口传输中比较大的。当然可以精简Mavlink协议，这个协议本身比较冗余，实际工程中完全没有必要那么多数据流。

网络摄像头数据链路带宽和需要的网速

由于编码方式的不同，传输一路720P的摄像头实时数据，需要传输带宽为1024kbps（1MB）1兆带宽到2048kbps（2MB）带宽。也就是说一个100兆带宽的无线传输链路，最多可以容纳100M/2M=50台摄像头的实时数据。当然这仅仅是理论值，实际情况中还有干扰等等因素。

• 720P/25帧，画质较差1.5Mbps，720P/25摄像头传输带宽至少为2.5Mbps，一般占用1.5Mbps~2.5Mbps左右带宽。

• 飞控数传最低要求是120kbps—150kbps每秒，占用带宽0.12Mbps。

• 飞控数据+摄像头数占用2.62Mbps左右。

其他一些物联网的场景数据量远远小于这些，因为实时视频的传输对带宽的要求最高，我们在选取传输链路的时候至少要选择2M以上的带宽链路才可以传输实时视频。

以上计算都是在无线传输距离比较近的情况下得到的，距离越远和有物体遮挡，通信模块的传输带宽会变小，越远信号越差，所以在实际评估过程中会留有余量或者折中计算。

 Homer组网模块的参数

Homer模块是100兆网络带宽的组网传输模块，我们做多机编队的常用模块，点对点最高下载速度为12.5MB/S。因为是星型网络模型，单个模块的最大传输带宽也就是整个组网网络的传输带宽之和，即为100M。

Mini Homer参数

Mini Homer可提供最高到11Mbps = 1.3MB/S = 1331kB/S。这个模块的传输带宽最大为11M，是我们即将推出的一个低成本得组网模块。

针对上述内容，一起来练习几个题目吧！欢迎大家在文末留言，贡献答案~

1、满足15台数传集群的无人机，带宽和网速最小是多少？

2、满足30台集群的无人机，在有图传和数传的情况下，带宽和网速最小是多少？

3、已知一个局域网络内部各个模块的传输最高带宽为100M，最高可以容纳多少有图数传的无人设备？

4、Mini Homer在只有数传链路组网的情况下，该局域网可以容纳多少飞控设备？

5、Mini Homer纯传输图像（720P）可以传输几路视频？

答案解析请前往阿木公众号后台，回复“ 文末小题 ”获取~

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