Что такое SGW
Serving Gateway можно представить как промежуточный узел между сетью радиодоступа и остальной частью EPC. Через SGW проходит пользовательский трафик абонентов LTE: данные от устройства передаются через eNodeB к SGW, а затем направляются через PGW во внешнюю сеть.
SGW также связывает сеть LTE с другими технологиями мобильного доступа. Например, при взаимодействии с SGSN он участвует в передаче пользовательской сессии между сетями 3G и 4G.
Роль SGW в сети LTE
Serving Gateway входит в состав EPC (Evolved Packet Core) — пакетного ядра сети LTE. Он находится между базовыми станциями eNodeB и шлюзом PGW (PDN Gateway).
Типичный путь пользовательского трафика выглядит так:
UE → eNodeB → SGW → PGW → внешняя IP-сеть
Рисунок 1 — SGW в составе сети LTE
Здесь UE — абонентское устройство, eNodeB — базовая станция LTE, а PGW обеспечивает подключение мобильной сети к интернету и другим внешним IP-сетям.
Как работает SGW
Когда устройство подключается к LTE-сети, между сетевыми узлами создаются GTP-туннели. Через них передаются IP-пакеты абонента.
Для пользовательского трафика применяется GTP-U (GPRS Tunneling Protocol — User Plane). Управляющая информация передается с использованием GTP-C (GPRS Tunneling Protocol — Control Plane). Например, SGW обменивается сигнальными сообщениями с MME (Mobility Management Entity) через интерфейс S11.
В результате SGW одновременно участвует в передаче данных и управлении туннелями, по которым эти данные проходят.
В сетях с поддержкой взаимодействия LTE и 3G SGW также взаимодействует с SGSN (Serving GPRS Support Node). Это позволяет поддерживать мобильность абонента между сетями разных поколений.
Что делает Serving Gateway
Функции SGW связаны прежде всего с передачей пользовательского трафика и мобильностью:
- передача трафика между eNodeB и PGW;
- создание, изменение и удаление туннелей GTP;
- поддержка мобильности абонентов между базовыми станциями;
- буферизация пакетов в определенных сценариях мобильности;
- учет переданного трафика для последующей тарификации;
- взаимодействие с SGSN при поддержке мобильности между 3G и LTE.
SGW и handover
SGW играет важную роль при перемещении абонента между базовыми станциями.
Например, пользователь смотрит видео на смартфоне и переезжает из одной LTE-соты в другую. Базовая станция меняется, но сама передача данных не должна начинаться заново. Во время handover сеть перестраивает путь пользовательского трафика через новую eNodeB, а SGW участвует в переключении GTP-туннелей.
Благодаря этому активная сессия может продолжаться при смене базовой станции без необходимости заново устанавливать соединение с внешней сетью.
Подробнее о процедуре хэндовера читайте в нашей статье — Выйди и зайди нормально: как звонок передается из Wi-Fi на LTE
SGW и PGW: в чем разница
SGW и PGW выполняют разные функции в EPC. SGW передает трафик внутри мобильной сети, а PGW связывает EPC с внешними IP-сетями.
| Характеристика | SGW (Serving Gateway) | PGW (PDN Gateway) |
| Основная задача | Передача трафика внутри EPC и поддержка мобильности | Подключение к внешним IP-сетям |
| Основное расположение в пути трафика | Между eNodeB и PGW | Между EPC и внешней сетью |
| Работа с мобильностью | Да | Ограниченно, в рамках своей роли |
| GTP-U | Да | Да |
| Подключение к интернету | Через PGW | Обеспечивает выход |
В некоторых реализациях функции SGW и PGW могут размещаться на одном физическом или программном узле, но на уровне архитектуры EPC это разные сетевые функции.
Подробнее о шлюзовой части пакетного ядра можно узнать в материале о PGW и решениях VAS Experts для мобильных сетей.
Зачем SGW нужен оператору
Для мобильного оператора SGW — один из ключевых элементов пользовательской плоскости LTE. Через него проходит значительный объем абонентского трафика, поэтому шлюз должен поддерживать высокую пропускную способность и большое количество одновременных сессий.
Архитектура SGW также должна учитывать масштабирование и отказоустойчивость. При увеличении числа абонентов оператору необходимо расширять производительность ядра без нарушения работы уже установленных соединений.
Технический FAQ
Что такое SGW в LTE?
SGW (Serving Gateway) — шлюз пользовательской плоскости в архитектуре LTE/EPC. Он передает трафик между eNodeB и PGW и участвует в обеспечении мобильности абонентов.
Чем SGW отличается от PGW?
SGW обеспечивает передачу трафика внутри EPC и участвует в мобильности абонентов, а PGW соединяет мобильную сеть с внешними IP-сетями и предоставляет абонентам доступ к интернету и другим сетям.
Какой протокол использует SGW?
Для передачи пользовательского трафика SGW использует GTP-U. Для управляющих процедур применяется GTP-C, в том числе при взаимодействии с MME по интерфейсу S11.
Зачем SGW нужен при handover?
SGW участвует в переключении пользовательского трафика при переходе абонента между базовыми станциями. Это позволяет сохранить активную сессию передачи данных во время перемещения устройства.
