In LTE-netwerken (Long-Term Evolution) zijn zowel de SGW (Serving Gateway) als de PGW (Packet Data Network Gateway) integrale componenten binnen de Evolved Packet Core (EPC)-architectuur. Deze gateways spelen een cruciale rol bij het beheren van dataconnectiviteit, pakketroutering en dienen als tussenpersoon tussen gebruikersapparaten (UE’s) en externe pakketdatanetwerken. Laten we de functies en verantwoordelijkheden van zowel de SGW als de PGW in LTE-netwerken in detail onderzoeken.
Functies van SGW in LTE:
1.Gegevensroutering en doorsturen:
- Gegevensoverdracht optimaliseren:De primaire functie van de SGW is het routeren en doorsturen van gebruikersdatapakketten binnen het LTE-netwerk. Het optimaliseert de gegevensoverdracht tussen UE’s en externe pakketdatanetwerken, zoals het internet.
2.Dragerbeheer:
- Oprichting, onderhoud en vrijgave:De SGW beheert de oprichting, het onderhoud en de vrijgave van dragers. Dragers vertegenwoordigen communicatiekanalen met specifieke Quality of Service (QoS)-parameters, waardoor ervoor wordt gezorgd dat UE’s over de nodige middelen beschikken voor hun communicatiebehoeften.
3.Downlink-pakketbuffering:
- Tijdelijke opslag voor downlinkgegevens:De SGW buffert downlink-gebruikersdatapakketten tijdelijk, waardoor een efficiënte datalevering aan UE’s wordt vergemakkelijkt. Dit is vooral belangrijk in scenario’s waarin de UE mogelijk niet onmiddellijk beschikbaar is om gegevens te ontvangen.
4.Verrijking van gebruikersvlakkop:
- Kopteksten toevoegen of wijzigen:De SGW kan headerverrijking uitvoeren op gebruikersdatapakketten in de downlink, door headers toe te voegen of te wijzigen als dat nodig is. Dit wordt gedaan om de informatie die verband houdt met de gebruikersgegevens te verbeteren of te wijzigen.
5.Pakketfiltering:
- Verkeerscontrolebeleid:De SGW implementeert pakketfiltering om het dataverkeer te controleren en te beheren op basis van vooraf gedefinieerd beleid. Filteren kan gebaseerd zijn op bron- of bestemmingsadressen, applicaties of inhoudstypen.
6.Ondersteuning voor opladen:
- Gebruiksmonitoring voor facturering:De SGW houdt toezicht op het datagebruik door EU’s en verstrekt gegevens voor oplaad- en factureringsdoeleinden. Het houdt het gegevensvolume bij dat door individuele gebruikers wordt verbruikt, waardoor nauwkeurige facturering mogelijk is op basis van door de operator gedefinieerd beleid.
7.Mobiliteitsmanagement:
- Ondersteuning voor UE-overdracht:De SGW is betrokken bij mobiliteitsgerelateerde procedures en ondersteunt overdrachten tussen verschillende cellen of eNB’s. Het zorgt voor naadloze connectiviteit voor UE’s terwijl ze zich binnen het LTE-netwerk verplaatsen.
8.Rechtmatige onderschepping:
- Naleving van regelgeving:De SGW ondersteunt legale interceptiemogelijkheden, waardoor autoriteiten communicatie kunnen onderscheppen en monitoren in overeenstemming met wettelijke vereisten. Hierdoor wordt de naleving van de wettelijke normen gewaarborgd.
9.Contextafhandeling:
- Gebruikerscontext behouden:De SGW beheert de contextinformatie die aan elke gebruiker is gekoppeld en zorgt ervoor dat de relevante parameters en instellingen gedurende de duur van de communicatiesessie behouden blijven.
10.Roaming-ondersteuning:
- Interactie met externe netwerken:De SGW ondersteunt naadloze roaming voor UE’s, waardoor communicatie en gegevensoverdracht mogelijk wordt terwijl UE’s zich verplaatsen tussen LTE-netwerken en externe netwerken op verschillende locaties.
Functies van PGW in LTE:
1.Toewijzing van IP-adres:
- Dynamische toewijzing:De PGW is verantwoordelijk voor het dynamisch toewijzen van IP-adressen aan gebruikersapparaten binnen het LTE-netwerk. Hierdoor kunnen UE’s communiceren via internet en andere IP-gebaseerde netwerken.
2.Pakketroutering:
- Gegevenspaden bepalen:Net als bij de SGW bepaalt de PGW de juiste datapaden voor inkomende en uitgaande pakketten. Het speelt een sleutelrol bij het routeren van gegevens tussen UE’s en externe pakketgegevensnetwerken, waardoor efficiënte en betrouwbare communicatie wordt gegarandeerd.
3.Controle aan toonder:
- Oprichting en vrijgave:De PGW beheert, net als de SGW, het opzetten, onderhouden en vrijgeven van dragers. Dit zorgt ervoor dat EU’s over de nodige middelen beschikken voor hun communicatiebehoeften.
4.Quality of Service (QoS)-beheer:
- Verkeersprioriteit:De PGW is betrokken bij het beheer van QoS-parameters om verkeer te prioriteren op basis van verschillende applicaties en services. Dit zorgt voor een consistente en betrouwbare gebruikerservaring, vooral in scenario’s met wisselende netwerkomstandigheden.
5.Ondersteuning voor opladen en factureren:
- Gebruiksmonitoring:Net als de SGW monitort de PGW het datagebruik door EU’s en levert gegevens voor oplaad- en factureringsdoeleinden. Het houdt het gegevensvolume bij dat door individuele gebruikers wordt verbruikt, waardoor nauwkeurige facturering mogelijk is op basis van door de operator gedefinieerd beleid.
6.Rechtmatige onderschepping:
- Naleving van regelgeving:De PGW ondersteunt legale interceptiemogelijkheden, waardoor autoriteiten communicatie kunnen onderscheppen en monitoren in overeenstemming met wettelijke vereisten. Hierdoor wordt de naleving van de wettelijke normen gewaarborgd.
7.Pakketfiltering:
- Verkeerscontrolebeleid:De PGW implementeert pakketfiltering om het dataverkeer te controleren en te beheren op basis van vooraf gedefinieerd beleid. Dit kan filteren omvatten op basis van bron- of bestemmingsadressen, applicaties of inhoudstypen.
8.Gateway naar externe netwerken:
- Toegang tot internet en externe services:Net als de SGW dient de PGW als gateway tussen het LTE-netwerk en externe pakketdatanetwerken, zoals het internet. Hiermee kunnen UE’s toegang krijgen tot externe diensten, op internet surfen en communiceren met apparaten op andere netwerken.
9.Dynamisch IP-poolbeheer:
- Efficiënte toewijzing van middelen:De PGW beheert een dynamische pool van IP-adressen, waardoor een efficiënte toewijzing en deallocatie wordt gegarandeerd op basis van de vraag van EU’s. Dit draagt bij aan het optimaal benutten van beschikbare IP-bronnen.
10.Packet Data Network (PDN)-connectiviteit:
- PDN-selectie en connectiviteit:De PGW helpt UE’s bij het selecteren van en verbinden met specifieke Packet Data Networks (PDN’s). Hierdoor hebben UE’s toegang tot verschillende diensten en externe netwerken op basis van hun voorkeuren en vereisten.
11.Mobiliteitsmanagement:
- Omgaan met UE-mobiliteit:De PGW is betrokken bij het beheer van mobiliteitsgerelateerde procedures, zoals de overdracht van UE’s tussen verschillende cellen of eNB’s. Dit zorgt voor naadloze connectiviteit voor UE’s terwijl ze zich binnen het LTE-netwerk verplaatsen.
12.Ondersteuning voor hulpdiensten:
- Prioritaire afhandeling:De PGW ondersteunt hulpdiensten door noodoproepen met voorrang af te handelen, waardoor tijdige en betrouwbare communicatie tijdens kritieke situaties wordt gegarandeerd.
13.Diepe pakketinspectie (DPI):
- Pakketinhoud analyseren:De PGW kan een diepgaande pakketinspectie uitvoeren om de inhoud van pakketten te analyseren. Dit maakt het afdwingen van specifiek beleid mogelijk, zoals traffic shaping of contentfiltering.
14.Roaming-ondersteuning:
- Interactie met externe netwerken:Net als de SGW ondersteunt de PGW naadloze roaming voor UE’s, waardoor communicatie en gegevensoverdracht mogelijk wordt terwijl UE’s zich verplaatsen tussen LTE-netwerken en externe netwerken op verschillende locaties.
Conclusie:
Samenvattend dienen zowel de SGW als de PGW in LTE-netwerken als kritische gateways binnen de EPC-architectuur, met functies variërend van dataroutering en dragerbeheer tot QoS-beheer, laadondersteuning en samenwerking met externe netwerken. Samen spelen ze een sleutelrol bij het garanderen van efficiënte, veilige en naadloze communicatie voor gebruikersapparaten binnen LTE-netwerken.