海外のサイトが遅いのは、回線のせいではなく光の速さの限界だった

「1Gbpsの光回線なのに、海外のサイトはなんだか遅い」。この違和感の正体は、回線の速さとは別のところにあります。データが世界を渡るしくみは「あなたのメッセージは、小さく刻まれて世界の網を渡っていた」で扱いました。ここでは「なぜ遠いと遅いのか」に絞ります。

ネットの「速さ」には2種類ある

まず、混同しやすい2つを分けます。

帯域（たいいき）は、一度にどれだけのデータを運べるかの「太さ」です。「1Gbps」のような契約速度がこれにあたります。太い水道管ほど一度に多くの水を流せる、というイメージです。

レイテンシ（遅延）は、信号が相手に届いて返ってくるまでの「時間」です。pingの値（ミリ秒）で表されます。蛇口をひねってから水が出るまでの時間、と考えると分かりやすいでしょう。

つまり、海外サイトの「もたつき」は、帯域ではなくレイテンシが原因です。管をいくら太くしても、遠くの蛇口から水が届くまでの時間は変わらないのです。

なぜ遠いサイトは遅くなるのか

理由は、信号の速さに上限があるからです。データは「光ファイバー」の中を光の全反射で進みますが、その速度は秒速約20万km。真空中の光速（約30万km/s）の3分の2ほどです。ガラスの中では光がやや遅くなるためで、距離1kmあたり約4.9マイクロ秒かかります。

たとえば日本から地球の反対側まで往復すれば、信号は数万kmを進みます。光の速さでも、この距離を往復すれば数百ミリ秒に達することがあります。これは物理法則による下限で、どれだけ回線技術が進んでも超えられません。海外サイトが「一瞬もたつく」のは、信号が本当に地球を半周しているからです（M2 Optics）。

どこを通って海外とつながっているのか

大陸をまたぐ通信は、ほぼすべてが海底ケーブルを通ります。衛星ではありません。大陸間データトラフィックの99%超が海底ケーブル経由とされ、近年の幹線は1本で数十〜数百Tbpsの容量を持ちます（GoogleのGrace Hopperは16ファイバーペア）（Wikipedia）（TeleGeography）。

つまり帯域（管の太さ）は年々増えています。それでも遅延が減らないのは、ケーブルの長さ＝物理的な距離が縮まらないからです。データを小さく分けて運ぶパケットのしくみ（RFC 791）でも、1つ1つは結局この距離を旅します。途中の機器をまたぐ相互接続のしくみは「インターネットに「中心」はない」で扱っています（IETF）。

海外サービスが速く感じるのはなぜか

ではNetflixやYouTubeが海外発でも快適なのはなぜでしょう。答えはCDN（コンテンツ配信網）です。CDNは、人気のデータを利用者の近くにあらかじめ置いておく仕組みです。

NetflixのOpen Connectは、人気の動画を各地に置いた専用サーバーに前もって配り、利用者が再生するときは海外の本社まで取りに行かず、近くのコピーから届けます。遠い大もとに毎回アクセスする代わりに、近くの保管庫を使う——だから遅延が小さくなるのです。詳しくは「Netflixは日本に動画をためている」で図解しています（Netflix Open Connect）。

逆に言えば、近くにコピーを置けないサービス——海外の本社サーバーに直接アクセスするしかないサイトや、リアルタイムの対戦ゲーム、海外との通話——では、距離による遅延がそのまま体感に出ます。これがCDNを使うサービスとの差になります。

衛星なら距離を超えられるのか

低軌道（高度約550km）を回るStarlinkは、地上の長いケーブルを経由しないぶん、長距離では低遅延になり得ます。実際、実測の遅延は中央値25〜50ms程度です（SpaceX / J. McDowell）。

理論研究では、宇宙空間（真空）を進むレーザー通信網は、ファイバー（光速の約2/3）より速く、経路も短くできるため、大陸間の長距離ではファイバーより低遅延になり得ると結論づけています。距離の遅延を縮める鍵は「より速い媒体」と「より短い経路」であって、回線の帯域を太くすることではない——ここでも同じ原理が効いています（arXiv 2106.07737）。

この記事のまとめ

• 海外サイトが遅いのは回線速度（帯域）ではなく、遅延（レイテンシ）が原因。
• 帯域は一度に運べる量、レイテンシは往復にかかる時間で、まったく別ものである。
• 信号は光ファイバー中を秒速約20万km（真空の光速の約2/3）でしか進めない。
• そのため距離が遠いほど遅延が増え、帯域を増やしても距離の遅延は消えない。
• CDNはデータを利用者の近くに置くことで、遠い大もとへのアクセスを避けて遅延を減らす。