Fonctions et différences entre GGSN et SGSN en GPRS

Fonctions et différences entre GGSN et SGSN en GPRS

Dans une architecture GPRS (General Packet Radio Service), le SGSN (Serving GPRS Support Node) et le GGSN (Gateway GPRS Support Node) sont des éléments fondamentaux du cœur de réseau, assurant la connectivité et la gestion des données IP sur les réseaux mobiles 2G et 3G. Leur rôle est complémentaire mais distinct : le SGSN s’occupe principalement de la mobilité et de la gestion des sessions utilisateur, tandis que le GGSN fait le lien entre le réseau mobile et les réseaux de données externes tels qu’Internet.

Définition et rôle du SGSN

Le SGSN est responsable de la gestion de la communication entre l’UE (User Equipment) et le cœur de réseau GPRS. Il gère plusieurs fonctions essentielles :

• Authentification de l’utilisateur via l’échange avec le HLR (Home Location Register)
• Suivi de la localisation de l’UE dans le réseau radio
• Gestion de la mobilité intra-SGSN (changement de cellule ou de BSC)
• Établissement, mise à jour et libération des PDP Contexts
• Chiffrement et intégrité des données en lien avec le réseau d’accès radio

Définition et rôle du GGSN

Le GGSN sert de point d’interconnexion entre le réseau GPRS et les réseaux de données externes (Internet, réseaux privés IP, etc.). Il agit comme une passerelle IP pour les mobiles et traite les éléments suivants :

• Attribution d’adresses IP aux UE via DHCP ou en interne
• Routage des paquets IP entrants vers le bon SGSN
• Filtrage des données et application de politiques QoS
• Maintien des tables de routage spécifiques à chaque session PDP

Échanges entre SGSN et GGSN

La communication entre SGSN et GGSN s’effectue principalement via le protocole GTP (GPRS Tunneling Protocol). Ce protocole encapsule les paquets IP utilisateurs et permet de maintenir l’état des sessions tout au long de la mobilité de l’utilisateur.

Comparaison structurée entre GGSN et SGSN

Il est important de distinguer clairement les responsabilités entre les deux entités pour comprendre la logique du réseau GPRS.

Exemple concret de session de données GPRS

Lorsqu’un utilisateur active une session de données sur son mobile GPRS, le processus suivant est déclenché :

1. Le mobile envoie une demande d’activation de contexte PDP au SGSN.
2. Le SGSN interroge le HLR pour authentifier l’abonné et récupérer les paramètres de session.
3. Le SGSN contacte ensuite le GGSN pour établir le tunnel GTP.
4. Le GGSN attribue une adresse IP à l’UE et crée une entrée dans sa table de routage.
5. Une fois le tunnel actif, les paquets IP peuvent circuler entre l’UE et les serveurs Internet via le réseau GPRS.

Différences fondamentales dans la gestion des données

Le SGSN gère les paquets dans le sens descendant (réseau vers UE) en les réceptionnant du GGSN via GTP-U, puis en les transmettant via le réseau radio. En sens montant (UE vers réseau), il encapsule les données reçues et les achemine vers le GGSN. Le GGSN, quant à lui, s’occupe exclusivement des flux IP, sans interaction directe avec la couche radio. Cette dissociation permet une séparation claire des fonctions de mobilité et de routage.

Fonctions avancées et évolution

Dans les réseaux modernes, bien que les architectures aient évolué vers EPC et 5GC, la logique de séparation des fonctions entre mobilité (ancien SGSN) et passerelle IP (ancien GGSN) a été conservée. On retrouve cette logique dans le découpage entre MME/SGW et PGW, puis SMF/UPF dans le 5G Core. Cela souligne l’importance structurante de la conception SGSN/GGSN dans les réseaux mobiles.

Conclusion

La compréhension du rôle distinct du SGSN et du GGSN dans le réseau GPRS permet de mieux saisir les principes de fonctionnement des services de données mobiles. Leur complémentarité repose sur une séparation fonctionnelle claire entre gestion de la mobilité et routage IP, encore visible dans les réseaux de nouvelle génération.

Pour approfondir la logique d’évolution vers l’Evolved Packet Core (EPC), il est utile de se pencher sur les fonctions du SGW et du PGW en LTE.