帯域幅とは？

帯域幅の意味

通信回線が単位時間に運べるデータ量の理論上の最大値。ビット/秒（bps）で表し、回線速度・公称速度とも呼ばれる。カタログ値であって実際に出る速度ではなく、プロトコルのヘッダやエラー再送、他の利用者との共用によって実効値はこれを必ず下回る。

帯域幅の具体例

1Gbpsの回線でも、実際のファイル転送で出るのは数百Mbpsにとどまることが多い。1Gbps＝1,000Mbpsで、1バイト＝8ビットなので、理論上でも毎秒125Mバイトが上限になる。

帯域幅は試験でどう引っ掛けられる？

単位のbps（ビット）とB/s（バイト）の取り違えが最頻出。8倍の差が出る。またキロは通信では10の3乗（1,000）で計算するのが基本で、記憶容量の1,024とは異なる。

帯域幅と関連する用語

• スループット
• 回線利用率

帯域幅が出た過去問

• 800×600ピクセル、24ビットカラーで30フレーム／秒の動画像の配信に最小限必要な帯域幅はおよそ幾らか。ここで、通信時にデータ圧縮は行わないものとする。

  正解：350Mビット／秒

  要点：非圧縮動画の帯域＝画素数×色深度×フレームレート

  1フレームのデータ量は800×600＝480,000画素に24ビットを掛けて11,520,000ビットである。これを毎秒30フレーム送るので11,520,000×30＝345,600,000ビット／秒となり、およそ350Mビット／秒が必要になる。非圧縮の動画は帯域を大量に消費することが分かる。

  出典：令和2年度 10月 応用情報技術者試験 午前 問25（IPA）

• 800×600ピクセル、24ビットカラーで30フレーム／秒の動画像の配信に最小限必要な帯域幅はおよそ幾らか。ここで、通信時にデータ圧縮は行わないものとする。

  正解：350Mビット／秒

  要点：非圧縮動画の帯域は画素数×色深度×フレームレートで求める

  1フレームのデータ量は800×600×24ビット＝11,520,000ビットである。これを毎秒30フレーム送るので、11,520,000×30＝345,600,000ビット／秒となり、およそ350Mビット／秒が必要になる。非圧縮の動画像は帯域を大量に消費することが分かる。

  出典：令和6年度 秋期 応用情報技術者試験 午前 問26（IPA）

• 0kHz〜20kHzの帯域幅のオーディオ信号をデジタル信号に変換するのに必要な最大のサンプリング周期を標本化定理によって求めると、何マイクロ秒か。

  正解：25

  要点：標本化周波数は信号の最高周波数の2倍以上が必要

  標本化定理によれば、原信号を復元するには最高周波数の2倍を超える周波数で標本化する必要がある。帯域が20kHzなので必要な最低サンプリング周波数は40kHzとなり、その逆数がサンプリング周期の上限で1÷40,000秒＝25マイクロ秒である。

  出典：令和7年度 秋期 応用情報技術者試験 午前 問25（IPA）