通信が速くても通話やゲームがなめらかとは限らない理由

速度と遅延は別の軸です

多くの人は、スピードテストのダウンロードとアップロードの数値をざっと見て、数値が高ければ良い接続だと考えます。しかし速度が示すのは、パイプの太さ、つまり1秒あたりにどれだけのデータを移動できるかだけです。小さなデータ1つが宛先に届いて戻ってくるまでに何ミリ秒かかるかについては、何も示していません。この2つ目の問いが遅延です。

それぞれ、重要になる用途が異なります。大きなファイルのダウンロードや動画のストリーミングは、アプリがデータを先に取得してバッファに蓄えられるため、速度が重要です。一方、ビデオ通話やオンラインゲームは、小さなメッセージを絶えず往復させ、それをすぐに必要とするため、バッファリングはほとんど役に立ちません。ダウンロード100 Mbpsでも、pingが300 msあれば通話が遅れることがあり、5 Mbpsでもpingが20 msなら、はるかに快適に話せることがあります。

pingが測るのは片道ではなく往復です

技術的な定義(IETFのRFC 2681で使われています)では、これを往復遅延と呼びます。測り方は単純で、宛先に小さなパケットを送り、返信が送信元の端末に戻ってくるまでの時間をミリ秒で計ります。表示される数値は、行きと帰りの合計であり、片道だけではありません。

pingが低いとは、メッセージが素早く往復するということで、会話や、ゲームでボタンを押して結果を見るなど、すぐに応答が必要なものに向いています。pingが高いと、通常のファイルのダウンロードが全速力で動いていても、やり取りのたびに気になる間が生じます。

遅延は複数の区間で積み重なります

端末からのデータは、宛先サーバーに届くまでに複数の区間を通ります。最初は端末と基地局の間の無線接続で、これは電波の品質と、ネットワークが誰がいつ送信できるかを割り振るしくみによって決まります。このしくみは、4G/LTEアクセスについて3GPP TS 23.401に記載されています。電波が弱かったり、セルが混雑していたりすると、順番を待つ時間が長くなります。

2つ目の区間は、その時点で接続しているネットワークから、トラフィックが公衆インターネットへ出ていくゲートウェイまでの経路です。3つ目は、そのゲートウェイから実際の宛先サーバーまでの距離で、サーバーは近くの都市にあることもあれば、別の大陸にあることもあります。最後は、宛先サーバーがリクエストを処理して返信するまでにかかる時間です。これらのすべてが、表示されるpingの合計値に加わります。

ローミングが海外のゲートウェイまで戻る場合

従来型のローミング構成の中には、開いたサイトのサーバーが訪問先の国の近くにある場合でも、すべてのデータトラフィックをまず発行元ネットワーク自身のゲートウェイまで戻し、そこからのみインターネットへ出すものがあります。ローカルブレイクアウトや地域ブレイクアウトでは、代わりにユーザーが実際にいる場所に近いところからトラフィックをインターネットへ出すため、その分の距離が短くなります。

理由をおおまかに、仮の数値で見てみましょう。光は光ファイバー内を毎秒およそ200,000 kmで進むため、ファイバー1,000 kmごとに片道約5 ms、往復では約10 msかかります。発行元ネットワークのゲートウェイへの迂回によって経路がおよそ3,000 km増えるとします(考え方を示すためだけに選んだ切りの良い数字です)。それだけで、ファイバー内の往復遅延は少なくとも約30 ms増えます。これには、経路上の機器の分は含まれておらず、実際の経路は、直線の地理的距離よりも常に長くなります。

平均pingよりも、ジッターとパケットロスのほうが重要です

毎回安定して150 msのpingのほうが、40 msから300 msの間で揺れ動くpingよりも、話しやすく感じられることがあります。このばらつきをジッターと呼び、音声や映像が不揃いに届く原因になります。早く届くパケットもあれば、遅く届くパケットもあるためです。ビデオ通話アプリは、そのばらつきをならすためにより大きなバッファを持つ必要があり、実際に体感する遅延は、測定した平均値よりも大きくなります。

パケットロスとは、送ったデータの一部がまったく届かないことです。通常の動画ストリーミングは、バッファリングや再リクエストでこれを隠せますが、リアルタイムのビデオ通話やオンラインゲームでは、再送を求める時間がないことが多く、平均pingが良好に見えても、映像のフリーズ、音声の途切れ、キャラクターのカクつきとして現れます。

海外でのスピードテスト結果の読み方

ほとんどのスピードテストツールは、IPアドレスの所在地とみられる場所に基づいてテストサーバーを選びます。ローミング中は、実際に近くにあるサーバーではなく、トラフィックがインターネットへ出ていく場所の近くにあるサーバーになることがよくあります。その結果、得られる数値は、実際に使うアプリの体感よりも、その出口までの経路を反映したものになりがちです。

より役に立つ方法は、2種類のテストサーバーを手動で選ぶことです。1つは、実際にいる都市の近くにあるサーバーで、現地のネットワークの応答性を確認します。もう1つは、トラフィックがインターネットへ出ていく場所の近くにあるサーバーで、その経路によって追加の遅延がどれだけ生じるかを確認します。ネットワークを共有する人数は1日を通して変わるため、屋内と屋外の両方で、また時間帯を変えて、複数回テストしてください。

実際にできる対処法

Wi-Fiが安定している場所では、Wi-Fi通話のほうが、モバイル無線接続よりも通常は経路が短く、予測しやすくなります。建物の隅から出たり、地下から上がったりして、電波が強い場所へわずか数メートル移動するだけでも、無線アクセス区間で生じる遅延を確実に減らせます。

仕事のビデオ通話やオンラインゲームなど、低遅延が重要な用途では、事業者がローカルブレイクアウトや地域ブレイクアウトについて何か記載しているかを確認してください。ただし、その詳細を公開していない販売事業者も多くあります。オンラインゲームでは、発行元ネットワークに紐づく地域ではなく、実際にいる場所に合ったゲーム内の地域サーバーを選ぶと、ゲームサーバーまでの最後の区間が短くなります。また、不必要に距離を増やすVPNの中継は避けてください。VPNは常に経路の距離と中継点を増やすため、本当に必要なときだけ使いましょう。

アプリにはどれくらいの速度が必要ですか?