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帯域幅は,データ通信に使われる電波・電気信号の周波数の範囲ことをいい, 回線速度とほぼ同義としてよく用いられる. 1 秒間に送ることができるビット数 bps (bits per second)で表す (株式会社インセプト, 1997-2001). つまり,回線速度が大きいというのは, 1 秒間に送ることができるデータ量が大きいという意味である.
ここで,動画の 1 秒間のデータ量を見積もってみると,
白黒:320 x 240 x 30 = 2304000 bits = 2.304 Mbitsとなる (山口 英, 2000).
8 ビットカラー: 320 x 240 x 30 x 8 = 18.432 Mbits
16 ビットカラー: 320 x 240 x 30 x 16 = 36.846 Mbits
24 ビットカラー: 320 x 240 x 30 x 24 = 55.269 Mbits
(ただし,未圧縮,音声なし,サイズ 320 x 240, 30 コマ(フレーム)/秒の場合)
データはネットワークに送り出されるとき,パケットという束に分割される. 分割されたデータには,それぞれ,パケットの大きさ・送信元の IP アドレス・ 宛先の IP アドレスなどの情報が追加される. この追加部分をオーバーヘッドという. パケットは,下図のようになる (株式会社インセプト, 1997-2001). 1 バイトは 8 ビットに相当する (株式会社インセプト, 1997-2001).
1 秒間に送信されるデータ量は,
動画の 1 秒間のデータ量 + 各パケットのオーバーヘッドのデータ量になる. さらに,音声がある場合はこれに音声のデータ量分も加えられる. 例えば,音声なしの白黒映像だったとしても,2.3 Mbps 以上になってしまう.
このような動画を配信するためには, 1 秒間に送信されるデータ量分以上の帯域幅が必要になってくる.
次に,実際に使われているネットワークについて見ていく. 現在,ADSL や 光ファイバーといった広帯域幅のネットワークが整備されつつある. 表 1 は様々なネットワーク回線の帯域幅を表している.
表 1 ネットワーク技術と帯域
〜1Mbps 〜10Mbps 〜100Mbps 〜1Gbps 1Gbps以上 LAN -- Ethernet(10Base T)
TokenRingEthernet(100Base T)
FDDIGigabit Ethernet
HIPPI
Fibre Channel
ATMGSN
MyrinetWAN ISDN(2B)
デジタル専用線
フレームリレー
モデム接続ATM Megalink
デジタル専用線
フレームリレー
ADSL
CATVATM Megalink
デジタル専用線ATM Megalink POS 無線 携帯電話 Wireless Ethernet
802.11point-to-point 型
(CanoBean など)-- -- (山口 英, 2000)
表 1 を見ると,ADSL でもカラーの映像を配信するには十分とはいえない.
その上,ほとんどの回線は,多くの人が共有している. 同時に接続している人が多ければ多い程, それだけ帯域幅は狭くなってしまう. 例えば,8 Mbps の回線を同時に利用している人が 10 人いるとすると,単純計算しても一人分の帯域幅は 800 kbps になる. すると,サイズが 320x240 の白黒画像のときでも帯域幅は足りなくなってしまう.
また, 今のところ全てのユーザが広帯域の回線を利用できる環境にあるとは限らない. 理由としては,以下のことが考えられる.
右図で 3 を説明する. (1) (サーバ A → サーバ B → サーバ C)はパケットが広帯域の回線を 通る道順,(2) (サーバ A → サーバ C)は狭い帯域の回線を通る道順を表している. ユーザは (1) の回線を使うか (2) の回線を使うかは選択できない. (2) の回線を通った場合,パケットが消失しやすくなる.
以上から,未圧縮のデータを配信するのは現状では不可能といえる. そこでこの問題を解決するためには,圧縮技術が必要不可欠になってくる.
Last Update : 2001/10/31 (koko@ep.sci.hokudai.ac.jp)