"为什么我的 500 万像素相机跑不满帧率？"
"三台相机接到一个千兆交换机上，为什么画面卡顿？"
"什么时候该从 GigE 升级到 2.5G 或万兆？"
如果这些问题让你头疼，恭喜，你正处在机器视觉项目中最容易踩坑的阶段：带宽不够了。
这篇文章把工业视觉的带宽计算从头讲清楚。一个公式 + 一张表 + 一组真实案例，看完你就能自己算。
一、核心公式：一张图像的带宽怎么算
工业相机的图像传输带宽公式极其简单：
单路相机带宽（Mbps） = 分辨率宽 × 分辨率高 × 像素深度(bit) × 帧率(fps) ÷ 1,000,000
举个例子：一台 Basler 500 万像素相机（2448 × 2048），输出 8-bit 单色图像，帧率 24fps：
带宽 = 2448 × 2048 × 8 × 24 ÷ 1,000,000 = 962 Mbps ≈ 0.94 Gbps
这个带宽已经逼近千兆网口的实用上限（千兆理论峰值 1000 Mbps，实际有效 900~950 Mbps 左右）。所以一台 500 万像素 @ 24fps 的 GigE 相机，刚好把一根千兆网口吃满。
二、常见分辨率的带宽速查表
| 分辨率 | 像素 | 格式 | 帧率 | 带宽(Mbps) | 千兆(1G) | 2.5G | 万兆(10G) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 30 万 | 640×480 | Mono8 | 120 | 295 | ✅ | ✅ | ✅ |
| 130 万 | 1280×1024 | Mono8 | 60 | 629 | ✅ | ✅ | ✅ |
| 200 万 | 1920×1080 | Mono8 | 60 | 995 | ⚠️ 吃满 | ✅ | ✅ |
| 200 万 | 1920×1080 | RGB8(24bit) | 30 | 1493 | ❌ | ✅ | ✅ |
| 500 万 | 2448×2048 | Mono8 | 24 | 962 | ⚠️ 吃满 | ✅ | ✅ |
| 500 万 | 2448×2048 | Mono8 | 35 | 1403 | ❌ | ✅ | ✅ |
| 500 万 | 2448×2048 | RGB8 | 15 | 1804 | ❌ | ✅ | ✅ |
| 1200 万 | 4096×3000 | Mono8 | 10 | 983 | ⚠️ 吃满 | ✅ | ✅ |
| 1200 万 | 4096×3000 | Mono8 | 30 | 2950 | ❌ | ⚠️ 吃紧 | ✅ |
| 2500 万 | 5120×5120 | Mono8 | 15 | 3146 | ❌ | ❌ | ✅ |
| 2500 万 | 5120×5120 | Mono8 | 30 | 6291 | ❌ | ❌ | ✅ |
这张表要收藏。做项目方案时，第一步就对着你的相机参数查这张表，看带宽落在哪个区间。
三、多相机的总带宽计算
大多数视觉工位不止一台相机。两台 500 万像素同时抓拍，总带宽就是 962 × 2 = 1924 Mbps——千兆交换机直接跪，必须上 2.5G。
但在用交换机的时候千万注意：工控机连着交换机的那个上行口（uplink），它的带宽是所有相机带宽的总和。你即使每台相机用独立的千兆口接到交换机，交换机和工控机之间的那根线必须撑得住总流量。
比如 4 台 500 万像素相机，每台用独立千兆口下联到交换机，但工控机和交换机之间那根上联线，需要的带宽是：
962 Mbps × 4 = 3848 Mbps ≈ 3.76 Gbps
这意味着上联至少需要 5G 或 10G 口。用千兆上联，四路同时全速跑，丢帧是必然的。
正确做法：
四路以下且单路 ≤ 500万 → 每个相机独立千兆口接到工控机（不用交换机，直接多网口工控机）
四路以上 → 工控机配 10G 网卡上联万兆交换机
朗锐创新 EC2-2018 就有 4 路独立 POE 千兆网口，四台 GigE 相机直连，每路独占带宽，不用算上联瓶颈。
四、POE 供电：别光算带宽忘了功率
网线既能传数据又能供电，POE 是工业视觉的标配。但 POE 有三个标准，功率不同：
| 标准 | 单口最大功率 | 对应标准号 | 能带什么相机 |
|---|---|---|---|
| POE | 15.4W | 802.3af | 普通 200万/500万 GigE 相机 |
| POE+ | 25.5W | 802.3at | 带补光灯的高帧率相机 |
| POE++ | 60W | 802.3bt | PTZ 球机 + 加热除雾 |
大部分工业相机功耗在 3~8W，标准 POE（15.4W）绰绰有余。但如果你用 PTZ 相机或带内置 LED 补光的高速相机，确认功率后再选采集卡/交换机的 POE 标准。
朗锐创新 PCIe-8622 双口千兆 POE 采集卡就是标准的 802.3af，单口最大 15.4W，满足绝大多数工业相机需求。
五、什么时候该升级到 2.5G / 5G / 10G？
| 条件 | 推荐接口 | 理由 |
|---|---|---|
| 单相机 ≤ 500 万 @ 24fps | 千兆（1G） | 够用，成本最低 |
| 单相机 500~1200 万 @ 30fps | 2.5G | 余量充足 |
| 彩色相机（RGB24）高帧率 | 5G / 10G | RGB 是 Mono 的三倍带宽 |
| 2~4 路 500 万相机同时采 | 多网口直连 或 10G 上联 | 绝不能走千兆上联 |
| 4 路以上 500 万采集 | 10G 上联 | 必须万兆 |
| 2500 万像素以上 | 10G / 25G | 一张图就几百 MB |
另外两个不能忽略的接口：Camera Link 和 CoaXPress
如果你在做半导体晶圆检测、PCB 缺陷检测这类毫秒级高精度视觉，GigE 可能延迟不够低。Camera Link 和 CoaXPress（CXP）才是这类场景的王者：
Camera Link：带宽 2~8 Gbps，延迟 < 5μs，但线缆贵且短（<10m）
CoaXPress 2.0：带宽最高 12.5 Gbps/单链路，延迟 < 3μs，线缆可达 100m
两者都需要专用 PCIe 采集卡，嵌入式工控机搞不定——必须上上架式工控机，这是我们在第二篇文章里说的"需要插长卡就上架式"的典型场景。
六、实战：三个项目用表自查
项目 1：产线二维码读码（2 台 130 万相机）
相机：2 台 1280×1024 Mono8 @ 30fps
单路带宽：1280 × 1024 × 8 × 30 ÷ 1M = 315 Mbps
两路合计：630 Mbps
结论：千兆网口 + 普通交换机，绰绰有余，连带宽公式都不用掏。
项目 2：包装外观检测（3 台 500 万彩色相机）
相机：3 台 2448×2048 RGB8(24bit) @ 15fps
单路带宽：2448 × 2048 × 24 × 15 ÷ 1M = 1804 Mbps
三路合计：5412 Mbps ≈ 5.3 Gbps
结论：这已经不是千兆或 2.5G 能解决的。三台彩色相机必须用 10G 上联，或者每台直接接工控机的独立 2.5G/5G 口。工控机需要至少 10G 总吞吐能力。
项目 3：AGV 视觉导航（1 台 200 万 + 1 台深度相机）
相机 1：1920×1080 Mono8 @ 60fps = 995 Mbps
相机 2：Intel RealSense D435i（USB 3.0，带宽不占网口）
结论：一台 200 万 @ 60fps 刚好吃满一个千兆口。深度相机走 USB 不冲突。千兆够用。
七、一个完整的选型检查清单
算出每台相机的理论带宽
彩色还是单色？×1 还是 ×3
多相机时：独立网口直连还是交换机上联？
如果走交换机上联：上联口带宽 ≥ 所有下联口带宽之和
POE 功率：相机功耗 ≤ 采集卡/交换机的 POE 标准
线缆长度：GigE 最远 100m，10G 铜缆最远 30m，长了换光纤
采集卡芯片：建议 Intel i210/i211/i350 系列，Realtek 在工业环境下丢包率高
是否启用巨型帧（Jumbo Frame 9K）以降低 CPU 占用
操作系统和采集卡驱动是否兼容（Linux 下确认驱动已主线内核）
最后一句话
机器视觉的带宽问题，回头看都是数学题。在买相机之前花 10 分钟算清楚，比在现场抓狂丢帧再排查，省下的时间够你多接两个项目。
算不明白？把相机型号和数量发给朗锐创新的工程师，我们帮你算，顺便推荐匹配的采集卡和工控机方案。
