O que é o SGW
O Serving Gateway pode ser entendido como um nó intermediário entre a rede de acesso rádio e o restante do EPC. O tráfego de usuário dos assinantes LTE passa pelo SGW: os dados do dispositivo são transmitidos através do eNodeB até o SGW e, em seguida, encaminhados através do PGW para a rede externa.
O SGW também conecta a rede LTE a outras tecnologias de acesso móvel. Por exemplo, ao interagir com o SGSN, ele participa da transferência da sessão do usuário entre redes 3G e 4G.
O papel do SGW na rede LTE
O Serving Gateway faz parte do EPC (Evolved Packet Core), o núcleo de pacotes da rede LTE. Ele se localiza entre as estações base eNodeB e o gateway PGW (PDN Gateway).
O caminho típico do tráfego do usuário é o seguinte:
UE → eNodeB → SGW → PGW → rede IP externa
Figura 1 — SGW dentro da rede LTE
Aqui, UE é o dispositivo do assinante, eNodeB é a estação base LTE, e o PGW fornece a conexão da rede móvel com a internet e outras redes IP externas.
Como funciona o SGW
Quando um dispositivo se conecta à rede LTE, são criados túneis GTP entre os nós da rede. Por meio deles são transmitidos os pacotes IP do assinante.
Para o tráfego do usuário, é utilizado o GTP-U (GPRS Tunneling Protocol — User Plane). As informações de controle são transmitidas por meio do GTP-C (GPRS Tunneling Protocol — Control Plane). Por exemplo, o SGW troca mensagens de sinalização com o MME (Mobility Management Entity) por meio da interface S11.
Como resultado, o SGW participa tanto da transmissão de dados quanto do gerenciamento dos túneis por onde esses dados passam.
Em redes com suporte à interoperabilidade entre LTE e 3G, o SGW também interage com o SGSN (Serving GPRS Support Node). Isso permite manter a mobilidade do assinante entre redes de diferentes gerações.
O que o Serving Gateway faz
As funções do SGW estão relacionadas principalmente à transmissão do tráfego do usuário e à mobilidade:
- transferência de tráfego entre o eNodeB e o PGW;
- criação, modificação e exclusão de túneis GTP;
- suporte à mobilidade dos assinantes entre estações base;
- armazenamento temporário (buffer) de pacotes em determinados cenários de mobilidade;
- contabilização do tráfego transmitido para fins de tarifação;
- interação com o SGSN para suportar a mobilidade entre 3G e LTE.
SGW e handover
O SGW desempenha um papel importante quando o assinante se desloca entre estações base.
Por exemplo, um usuário está assistindo a um vídeo no smartphone e se desloca de uma célula LTE para outra. A estação base muda, mas a transmissão de dados em si não deve recomeçar. Durante o handover, a rede reorganiza o caminho do tráfego do usuário por meio do novo eNodeB, e o SGW participa da comutação dos túneis GTP.
Graças a isso, a sessão ativa pode continuar quando a estação base muda, sem a necessidade de restabelecer a conexão com a rede externa.
SGW e PGW: qual é a diferença
O SGW e o PGW desempenham funções diferentes dentro do EPC. O SGW transporta o tráfego dentro da rede móvel, enquanto o PGW conecta o EPC a redes IP externas.
| Característica | SGW (Serving Gateway) | PGW (PDN Gateway) |
| Tarefa principal | Transmissão de tráfego dentro do EPC e suporte à mobilidade | Conexão com redes IP externas |
| Posição principal no caminho do tráfego | Entre o eNodeB e o PGW | Entre o EPC e a rede externa |
| Gerenciamento de mobilidade | Sim | Limitado, dentro de sua função |
| GTP-U | Sim | Sim |
| Conexão com a internet | Por meio do PGW | Fornece a saída |
Em algumas implementações, as funções do SGW e do PGW podem estar localizadas em um mesmo nó físico ou de software, mas no nível da arquitetura do EPC são funções de rede distintas.
Para que a operadora precisa do SGW
Para uma operadora móvel, o SGW é um dos elementos-chave do plano de usuário do LTE. Por ele passa um volume significativo do tráfego dos assinantes, por isso o gateway deve suportar alta capacidade de transmissão e um grande número de sessões simultâneas.
A arquitetura do SGW também deve levar em conta a escalabilidade e a tolerância a falhas. Com o aumento do número de assinantes, a operadora precisa expandir o desempenho do núcleo sem interromper as conexões já estabelecidas.
FAQ técnico
O que é o SGW em LTE?
O SGW (Serving Gateway) é um gateway do plano de usuário na arquitetura LTE/EPC. Ele transmite o tráfego entre o eNodeB e o PGW e participa da garantia da mobilidade dos assinantes.
Qual é a diferença entre o SGW e o PGW?
O SGW é responsável pela transmissão de tráfego dentro do EPC e participa da mobilidade dos assinantes, enquanto o PGW conecta a rede móvel a redes IP externas e fornece aos assinantes acesso à internet e a outras redes.
Qual protocolo o SGW utiliza?
Para a transmissão do tráfego do usuário, o SGW utiliza o GTP-U. Para os procedimentos de controle, é utilizado o GTP-C, inclusive na interação com o MME por meio da interface S11.
Por que o SGW é necessário durante o handover?
O SGW participa da comutação do tráfego do usuário quando o assinante se desloca entre estações base. Isso permite manter ativa a sessão de transmissão de dados durante o deslocamento do dispositivo.
