Jaka jest funkcja SGW i PGW?

W sieciach LTE (Long-Term Evolution) zarówno SGW (Serving Gateway), jak i PGW (Packet Data Network Gateway) są integralnymi komponentami architektury Evolved Packet Core (EPC). Bramy te odgrywają kluczową rolę w zarządzaniu łącznością danych, routingiem pakietów i służą jako pośrednicy między urządzeniami użytkownika (UE) a zewnętrznymi sieciami pakietowej transmisji danych. Przyjrzyjmy się szczegółowo funkcjom i obowiązkom zarówno SGW, jak i PGW w sieciach LTE.

Funkcje SGW w LTE:

1. Routing i przekazywanie danych:

Optymalizacja transferu danych: Podstawową funkcją SGW jest kierowanie i przekazywanie pakietów danych użytkownika w sieci LTE. Optymalizuje transfer danych pomiędzy UE a zewnętrznymi sieciami danych pakietowych, takimi jak Internet.

2. Zarządzanie nośnikami:

Zakładanie, utrzymanie i zwalnianie: SGW zarządza zakładaniem, utrzymaniem i zwalnianiem okazicieli. Nośniki reprezentują kanały komunikacyjne z określonymi parametrami jakości usług (QoS), zapewniając, że UE posiadają zasoby niezbędne do zaspokojenia ich potrzeb komunikacyjnych.

3. Buforowanie pakietów łącza pobierającego:

Tymczasowe przechowywanie danych łącza w dół: SGW tymczasowo buforuje pakiety danych użytkownika łącza w dół, ułatwiając wydajne dostarczanie danych do UE. Jest to szczególnie ważne w scenariuszach, w których UE może nie być natychmiast dostępny do odbioru danych.

4. Wzbogacanie nagłówka płaszczyzny użytkownika:

Dodawanie lub modyfikowanie nagłówków: SGW może wzbogacać nagłówki pakietów danych użytkownika w łączu pobierającym, dodając lub modyfikując nagłówki w razie potrzeby. Ma to na celu ulepszenie lub modyfikację informacji związanych z danymi użytkownika.

5. Filtrowanie pakietów:

Zasady kontroli ruchu: SGW implementuje filtrowanie pakietów w celu kontrolowania i zarządzania ruchem danych w oparciu o predefiniowane zasady. Filtrowanie może opierać się na adresach źródłowych lub docelowych, aplikacjach lub typach treści.

6. Wsparcie ładowania:

Monitorowanie wykorzystania do celów rozliczeń: SGW monitoruje wykorzystanie danych przez UE, dostarczając dane do celów pobierania opłat i rozliczeń. Śledzi ilość danych zużywanych przez poszczególnych użytkowników, umożliwiając dokładne rozliczenia w oparciu o zasady zdefiniowane przez operatora.

7. Zarządzanie mobilnością:

Wsparcie przełączenia UE: SGW bierze udział w procedurach związanych z mobilnością, wspierając przełączenia między różnymi komórkami lub eNB. Zapewnia bezproblemową łączność dla urządzeń UE poruszających się w sieci LTE.

8. Legalny przechwyt:

Zgodność z przepisami: SGW obsługuje zgodne z prawem funkcje przechwytywania, umożliwiając władzom przechwytywanie i monitorowanie komunikacji zgodnie z wymogami prawnymi. Zapewnia to zgodność z normami regulacyjnymi.

9. Obsługa kontekstu:

Utrzymanie kontekstu użytkownika: SGW zarządza informacjami kontekstowymi powiązanymi z każdym użytkownikiem, zapewniając utrzymanie odpowiednich parametrów i ustawień przez cały czas trwania sesji komunikacyjnej.

10. Wsparcie roamingu:

Współpraca z sieciami zewnętrznymi: SGW obsługuje bezproblemowy roaming dla UE, umożliwiając komunikację i przesyłanie danych, gdy UE przemieszcza się między sieciami LTE i sieciami zewnętrznymi w różnych lokalizacjach.

Funkcje PGW w LTE:

1. Przydział adresu IP:

Przydzielanie dynamiczne: PGW odpowiada za dynamiczne przydzielanie adresów IP urządzeniom użytkowników w sieci LTE. Umożliwia to UE komunikację przez Internet i inne sieci oparte na protokole IP.

2. Routing pakietów:

Określanie ścieżek danych: Podobnie jak SGW, PGW określa odpowiednie ścieżki danych dla pakietów przychodzących i wychodzących. Odgrywa kluczową rolę w routingu danych pomiędzy UE a zewnętrznymi sieciami danych pakietowych, zapewniając wydajną i niezawodną komunikację.

3. Kontrola nośnika:

Zakładanie i zwalnianie: PGW, podobnie jak SGW, zarządza zakładaniem, utrzymaniem i zwalnianiem okazicieli. Dzięki temu UE mają niezbędne zasoby do zaspokojenia swoich potrzeb komunikacyjnych.

4. Zarządzanie jakością usług (QoS):

Priorytetyzowanie ruchu: PGW zajmuje się zarządzaniem parametrami QoS w celu priorytetyzacji ruchu w oparciu o różne aplikacje i usługi. Zapewnia to spójne i niezawodne doświadczenie użytkownika, szczególnie w scenariuszach o zmiennych warunkach sieciowych.

5. Wsparcie dotyczące ładowania i rozliczeń:

Monitorowanie użytkowania: Podobnie jak SGW, PGW monitoruje wykorzystanie danych przez UE, dostarczając dane do celów ładowania i rozliczeń. Śledzi ilość danych zużywanych przez poszczególnych użytkowników, umożliwiając dokładne rozliczenia w oparciu o zasady zdefiniowane przez operatora.

6. Legalny przechwyt:

Zgodność z przepisami: PGW obsługuje zgodne z prawem możliwości przechwytywania, umożliwiając władzom przechwytywanie i monitorowanie komunikacji zgodnie z wymogami prawnymi. Zapewnia to zgodność z normami regulacyjnymi.

7. Filtrowanie pakietów:

Zasady kontroli ruchu: PGW implementuje filtrowanie pakietów w celu kontrolowania i zarządzania ruchem danych w oparciu o predefiniowane zasady. Może to obejmować filtrowanie na podstawie adresów źródłowych lub docelowych, aplikacji lub typów treści.

8. Brama do sieci zewnętrznych:

Dostęp do Internetu i usług zewnętrznych: Podobnie jak SGW, PGW służy jako brama pomiędzy siecią LTE a zewnętrznymi sieciami danych pakietowych, takimi jak Internet. Umożliwia UE dostęp do usług zewnętrznych, przeglądanie Internetu i komunikację z urządzeniami w innych sieciach.

9. Dynamiczne zarządzanie pulą adresów IP:

Efektywna alokacja zasobów: PGW zarządza dynamiczną pulą adresów IP, zapewniając efektywną alokację i dealokację w oparciu o zapotrzebowanie ze strony UE. Przyczynia się to do optymalnego wykorzystania dostępnych zasobów IP.

10. Łączność z siecią pakietową (PDN):

Wybór PDN i łączność: PGW pomaga UE w wyborze i łączeniu się z określonymi sieciami danych pakietowych (PDN). Umożliwia to użytkownikom UE dostęp do różnych usług i sieci zewnętrznych w oparciu o ich preferencje i wymagania.

11. Zarządzanie mobilnością:

Obsługa mobilności UE: PGW zajmuje się zarządzaniem procedurami związanymi z mobilnością, takimi jak przekazywanie UE pomiędzy różnymi komórkami lub eNB. Zapewnia to bezproblemową łączność dla urządzeń UE poruszających się w sieci LTE.

12. Wsparcie służb ratunkowych:

Obsługa priorytetowa: PGW wspiera służby ratunkowe zapewniając priorytetową obsługę zgłoszeń alarmowych, zapewniając terminową i niezawodną komunikację w sytuacjach krytycznych.

13. Głęboka inspekcja pakietów (DPI):

Analiza zawartości pakietów: PGW może przeprowadzić głęboką inspekcję pakietów w celu analizy zawartości pakietów. Umożliwia to egzekwowanie określonych polityk, takich jak kształtowanie ruchu lub filtrowanie treści.

14. Wsparcie roamingu:

Współpraca z sieciami zewnętrznymi: Podobnie jak SGW, PGW obsługuje bezproblemowy roaming dla UE, umożliwiając komunikację i transfer danych, gdy UE przemieszczają się pomiędzy sieciami LTE i sieciami zewnętrznymi w różnych lokalizacjach.

Wniosek:

Podsumowując, zarówno SGW, jak i PGW w sieciach LTE pełnią rolę krytycznych bram w architekturze EPC, z funkcjami sięgającymi od routingu danych i zarządzania nośnikami po zarządzanie QoS, obsługę ładowania i współpracę z sieciami zewnętrznymi. Razem odgrywają kluczową rolę w zapewnieniu wydajnej, bezpiecznej i bezproblemowej komunikacji urządzeń użytkowników w sieciach LTE.