本記事では、動画配信に必要なデータ転送量の算出方法や解像度（SD/HD/4K）別の目安、主要コーデック（H.264/VP9/H.265）の影響、ABRやCDN導入による最適化、AWS CloudFrontやAzure CDNなど料金比較を通じ、データ転送量を正確に把握し無駄なコストを抑えながら最適な配信環境を構築するポイントを解説します。

1. 動画配信システムにおけるデータ転送量の基本概念

動画配信システムでは、ユーザーに送信される映像データの総量を「データ転送量」と呼び、ネットワーク設計やコスト試算、利用体験の品質評価において不可欠な指標となります。視聴時間や解像度、同時接続数など複数の要素が絡み合うため、正確に把握することがサービス運営の鍵となります。

1.1 データ転送量の定義と基本単位

データ転送量は時間単位で消費されるデータ容量を指し、主に以下の単位で表現します。

たとえば5Mbpsで10分再生すると、5Mb/s×600s＝3,000Mb（約375MB）のデータ転送量が発生します。

1.2 帯域幅とスループットの関係

ネットワーク帯域幅（Bandwidth）は理論上の最大通信容量を示し、スループット（Throughput）は実際に得られる転送速度を意味します。帯域幅が十分でもネットワーク遅延やパケットロスが大きいとスループットが低下し、映像のバッファリングや品質低下につながります。

映像配信では安定したスループットの確保がユーザー体験を左右するため、CDNやABR（Adaptive Bitrate Streaming）などの技術で遅延や揺らぎを抑制します。

1.3 転送量に影響を与える主な要素

動画配信のデータ転送量は以下の要素で変動します。

1.3.1 配信方式による負荷の違い

一般的なインターネット配信はユーザーごとに個別ストリームを生成するユニキャスト方式を採用します。一方、同一コンテンツを大量に配信する場合はCDNのエッジキャッシュ活用でスループットを効率化できます。また、企業LAN内や専用回線ではマルチキャストを使い、大規模同時配信時の負荷軽減が可能です。

1.4 オンデマンド配信とライブ配信の特徴

1.4.1 オンデマンド配信

ユーザーのリクエストに応じて任意のタイミングで映像を配信する方式です。再生位置が自由に操作できるメリットがありますが、同時接続数に比例して転送量が増加するため、大規模時の負荷対策が必要です。

1.4.2 ライブ配信

リアルタイムで映像を配信し、視聴者はほぼ同時にコンテンツを受信します。一つのストリームを複数に分配する仕組みを用いることで、オンデマンドに比べてネットワーク効率が高まります。

2. 解像度と視聴時間から見る転送量の目安

動画配信におけるデータ転送量は、主に解像度と視聴時間の掛け合わせで決まります。以下では、一般的に用いられるビットレートを基に、各解像度ごとの転送量の目安をまとめました。実際の数値はコーデックや圧縮率により増減しますので、運用時には余裕を持った帯域設計を推奨します。

参考: 総務省「情報通信白書」 の推計値を一部参照して算出。

2.1 SD画質における転送量の目安

SD画質（480p）は平均ビットレート1Mbpsで視聴した場合の想定例です。

2.2 HD画質における転送量の目安

HD画質（720p）は平均ビットレート2.5Mbpsを基準とした場合の例です。

2.3 4K画質における転送量の目安

4K画質（2160p）は平均ビットレート15Mbpsを想定しています。HDR等を併用するとさらに増える点に注意が必要です。

3. コーデックとフォーマットが転送量に与える影響

動画配信におけるコーデックとコンテナフォーマットは、映像の品質とファイルサイズ、さらにはネットワーク転送量に直接影響します。以下では主要な3種類のコーデックについて、特徴と一般的なデータ転送量の目安を比較・解説します。

3.1 MP4（H.264）の特徴とデータ量

H.264は広く普及しているコーデックで、スマートフォンやタブレット、PC、セットトップボックスなど幅広いデバイスでの再生互換性が高い点が強みです。標準的な1080p/30fpsの映像では5～8 Mbps程度のビットレートが一般的で、1時間配信した場合のおおよその転送量は2.5～3.6 GBです。

汎用的なコンテナフォーマットであるMP4との組み合わせにより、配信システム側の実装やユーザー側のデコーダー環境構築が容易になります。詳細はH.264 - Wikipediaをご参照ください。

3.2 WebM（VP9）の特徴とデータ量

VP9はGoogleが開発したオープンソースコーデックで、主にChromeやFirefoxなどのWebブラウザ上でネイティブに再生できる特徴があります。圧縮効率がH.264より約10～20%向上するとされ、1080p/30fpsでは4～6 Mbps程度が目安です。1時間配信時の転送量は1.8～2.7 GBとなります。

対応環境は増加傾向にありますが、一部古いデバイスでは再生サポートが限定的な場合もあるため、ターゲットユーザーの利用環境を確認して選定してください。詳しくはVP9 - Wikipediaを参照してください。

3.3 HEVC（H.265）の特徴とデータ量

HEVCはH.264の後継規格として開発されたコーデックで、タイル分割や高度な動き予測を組み合わせることで、同等品質時のビットレートをさらに約30～50%削減します。1080p/30fpsにおける平均ビットレートは2～4 Mbps程度で、1時間配信時の転送量は0.9～1.8 GBです。

ただし再生対応デバイスやライセンス条件がH.264に比べて限定的なため、導入前に必要なデコード環境やコスト面を検討する必要があります。詳細はHEVC - Wikipediaをご覧ください。

4. データ転送量を削減する最適化手法

4.1 ビットレート適応ストリーミング（ABR）の活用

Adaptive Bitrate Streaming（ABR）では、視聴環境に応じて自動的に最適な画質とビットレートを切り替えることで、余分なデータ送信を抑制できます。特にビットレートの自動調整によって、視聴端末や回線状況に合わせた最適な動画再生が可能となり、再生中のバッファリングや無駄な高画質配信を防ぎます。

4.1.1 HTTP Live Streaming (HLS)

Appleが策定したストリーミングプロトコルで、.m3u8形式のプレイリストを通じて複数のビットレートを切り替えます。幅広いデバイスでサポートされており、キャッシュ効率も高いため、安定した配信が可能です。HTTP Live Streaming - Wikipedia

4.1.2 MPEG-DASH

ISO/IEC標準のストリーミング技術で、コーデック非依存かつ柔軟なセグメント設計が特徴です。プレイヤー側で独自実装も容易なため、独自要件に合わせた最適化が行えます。MPEG-DASH - Wikipedia

4.2 CDN導入による配信効率の向上

コンテンツデリバリーネットワーク（CDN）を活用すると、視聴者に近いエッジサーバーからコンテンツを配信できるため、転送距離が短縮され、ネットワーク経路の最適化によってデータ転送量を削減できます。またオリジンサーバーへのアクセス集中を抑え、ピーク時の安定性も向上します。

4.3 圧縮設定とエンコード最適化のポイント

4.3.1 ビットレート制御方式の選択

固定ビットレート（CBR）と可変ビットレート（VBR）を比較することで、配信特性に最適な方式を選べます。CBRは伝送路の安定性を確保しやすい反面、ピーク時に無駄なデータが発生しやすい特徴があります。一方、VBRは品質とデータ量のバランスを動的に最適化できるため、全体の転送量を抑制しやすくなります。

4.3.2 プリセットとチューニング

x264やx265などのエンコーダーには「ultrafast」から「veryslow」までのプリセットがあり、処理時間と圧縮率のトレードオフを調整できます。一般的には処理速度と圧縮率の両立を意識し、「medium」や「slow」を基準に試験的に設定しながら最適点を探します。

4.3.3 音声エンコードの最適化

音声は動画全体のファイルサイズに大きく影響しないものの、不要に高ビットレートを設定すると無駄になります。AAC-LCであれば64～128kbps程度、サンプリング周波数は48kHz以下に抑えることで、音質を維持しつつデータ量を削減できます。

5. 動画配信システム選定時の料金プラン比較

5.1 AWS CloudFrontの課金体系

AWS CloudFrontはエッジロケーションを活用したグローバルCDNで、日本では大阪リージョンを経由します。料金はデータ転送量（Data Transfer Out）とリクエスト数で構成され、利用量に応じた段階的課金が特徴です。

初回12か月間は毎月1TBまで無料の無料利用枠が提供されます。詳細はAWS CloudFront 料金表をご覧ください。

5.2 Azure CDNの料金モデル

Microsoft Azure CDNはStandard（Verizon／Akamai）とPremium（Verizon）プランがあり、日本東リージョンの料金を例示します。Standardプランは費用対効果に優れ、Premiumプランは高度なキャッシュ制御やセキュリティ機能が充実しています。

地域別やプロバイダー別の詳細はAzure CDN 価格表にて確認できます。

5.3 国内主要CDNサービスとの比較

価格面やサポート体制、ネットワークカバレッジを総合的に判断するため、国内主要3社のCDNサービスを比較します。

国内サービスは初期費用無料や最低利用容量なしで導入しやすい一方、大容量利用時は海外サービスと比較して単価が高くなる傾向があります。

6. まとめ

動画配信におけるデータ転送量は、解像度や視聴時間、コーデックの選定で大きく変化します。SDでは約0.7GB/h、4Kでは約15GB/hが目安です。MP4（H.264）やHEVC（H.265）の採用、ビットレート適応（ABR）、AWS CloudFrontやAzure CDN、NTTコミュニケーションズなど国内CDNの併用で配信効率を高めつつコストを抑えましょう。圧縮設定やエンコード最適化でユーザー体験を維持しつつ、通信量を削減しましょう。