Cómo calcular el ancho de banda de un enlace

Cómo calcular el ancho de banda de un enlace para
video. Segunda parte
Por Ing. Germán Alexis Cortés Hernández, gerente senior technical consultan de Insetron Ltda. e instructor de
ALAS
En la primera parte explicamos los conceptos claves para
aprender a calcular el BW (ancho de banda), la definición
de los dos tipos de velocidades de los canales de
transmisión de datos y se presentó la fórmula del ancho
de banda, expresada en bps.
PARAMETROS NECESARIOS
Revisemos la siguiente fórmula del ancho de banda, expresado en bps:
BW
=
Velocidad x Tamaño de cada imagen en promedio x % de actividad x 8
Significado:

Velocidad de la imagen: Se expresa en frames por segundo (FPS). Son el número de cuadros
que se quiere transmitir para ver en el sitio remoto.
El estándar americano NTSC definió este valor en 30 FPS, sin embargo el ojo humano puede
fácilmente ver a velocidades de 24 FPS sin presentar molestias.
Entre menos FPS transmita, menor información envía, menor resolución dinámica obtiene y se
corre el riesgo de no ver el instante preciso que se necesita.

Tamaño de cada imagen en promedio: Se expresa en Bytes. Depende del fabricante del
dispositivo que envía las señales por la red, puede ser un DVR, un NVR, un encoder, un video
server, una cámara de red o IP, entre otros dispositivos.
El tamaño de cada imagen depende del algoritmo de compresión que se esté usando, también
depende de la resolución estática de la imagen de video que se quiera enviar y de la escena
que se esté observando.
Es el fabricante quien debe orientar al usuario sobre el tamaño promedio en Bytes de un
cuadro tradicional. Muchas veces se encuentran cuadros donde indican parámetros de
resolución y calidad versus algoritmos usados.
o
Resolución: Entre mayor resolución estática tenga la imagen a transmitir, mayor
tamaño promedio tendrá cada cuadro, sin importar el algoritmo de compresión.
Al respecto vale la pena recordar que se debe transmitir y almacenar en la mejor
resolución estática posible, preferiblemente como mínimo la resolución nativa que la
cámara pueda ofrecer.
o
Algoritmos de Compresión: Existen 4 de tipo genérico:
 JPEG: De buena calidad, pero con poco nivel de compresión.
 MPEG-2: De excelente calidad pero muy bajo nivel de compresión.
 MPEG4 Layer 2: De buena calidad y buen nivel de compresión, es el más
utilizado a nivel mundial.
 MPEG4 Layer 10: Más conocido como H.264. De buena calidad y excelente
nivel de compresión.
Nota: Lo importante es comprimir a su máxima expresión un video, sin sacrificar la
calidad que el ojo humano puede apreciar.
o
Tipo de escena: En este caso, el tamaño promedio de cada cuadro cambia
constantemente dependiendo de cuan compleja, brillante o colorida sea la escena que
forma la imagen digital.
Entre más color haya, mas se incrementa el tamaño; entre más oscura sea la escena,
mas aumenta; entre más bordes y cambios de color existan, mas grande será el
tamaño promedio.

Porcentaje de Actividad de la Escena: Este es un factor que muy pocos fabricantes incluyen
dentro de sus fórmulas y calculadoras. Veamos la siguiente operación:
Para multiplicar por un % es necesario pasar este número a notación decimal, es decir dividir el
numero del porcentaje encontrado entre cien. De esta manera, un porcentaje de 80%, se
convierte en un 0,8 o un 23% en un 0,23, es decir que un 100% es 1.
Si observamos la formula mencionada, multiplicar por 1 (100% de actividad) nos da el mismo
resultado, pero al multiplicar por un porcentaje de actividad inferior al 100% significa multiplicar
por un número menor a uno, lo que automáticamente da un resultado inferior de ancho banda,
que es adecuado porque hay ahorro de BW.
o
Actividad de la escena: Es un parámetro expresado en un Porcentaje (%) que
determina que tanto cambian las imágenes de un cuadro (frame) a otro, y que tanto
movimiento existe realmente en la escena.
o
Esta actividad afecta dos cosas:
a) La capacidad que tienen los algoritmos de compresión de video (loosy-interframe),
como MPEG. Mucha actividad daña las predicciones que internamente se hacen y
logra que se usen mas bloques tipo I que P o B (esto es teoría de algoritmos de
compresión), que definitivamente aumentan el ancho de banda.
b) La cantidad real de imágenes que realmente se quiere transmitir para ver o
almacenar. Si no hay cambios de imagen en la escena no hay por qué transmitir
otro cuadro con la misma imagen. Podemos ahorrar esto, tanto para visualizar
como para grabar.
En la tercera parte de este tutorial ampliaremos la explicación del “Porcentaje de Actividad de la
Escena” y cómo se logra determinar la cifra correcta, es decir, el porcentaje adecuado.