Pourquoi le SGW et le PGW sont-ils essentiels dans l’acheminement des données en 4G ?
Le SGW (Serving Gateway) et le PGW (Packet Data Network Gateway) forment la chaîne de traitement essentielle pour le transport des paquets IP dans les réseaux LTE. Le SGW assure la continuité du plan utilisateur lors des changements de cellule (handover) en gérant le tunnel GTP-U entre l’eNodeB et le PGW. De son côté, le PGW établit l’interconnexion entre le réseau LTE et les réseaux de données externes (Internet, IMS, VPN), tout en appliquant les règles de QoS, de filtrage IP et de facturation. Leur rôle conjoint permet une séparation claire entre les fonctions de mobilité interne et les services d’accès au monde extérieur.
Traitement des flux IP et gestion des tunnels GTP
Le SGW maintient les tunnels GTP-U avec les eNodeB et assure l’ancrage des données lorsque l’UE change de cellule ou de zone de mobilité. Il permet ainsi une commutation rapide et continue du trafic sans interruption de session. Le PGW, quant à lui, termine ces tunnels côté réseau externe et attribue l’adresse IP à l’UE, contrôlant ainsi l’accès aux services IP.
Indépendance fonctionnelle et scalabilité du plan utilisateur
La séparation SGW/PGW permet une distribution géographique et une évolutivité du cœur de réseau. Le SGW peut être déployé proche des eNodeB pour réduire la latence du plan utilisateur, tandis que le PGW peut être centralisé afin d’optimiser les politiques de contrôle, la sécurité et l’interconnexion IP. Cette architecture modulaire renforce la robustesse du réseau et permet un meilleur dimensionnement des ressources en fonction du trafic.
Contrôle des politiques et qualité de service
Le PGW applique les règles de QoS (via le PCRF) et assure l’isolation des flux selon le profil utilisateur. Il filtre les paquets, surveille le volume de données et implémente des politiques de facturation différenciée. Ces fonctions sont cruciales pour les offres multi-services (VoLTE, streaming, navigation) et permettent une gestion dynamique de la bande passante.
| Mécanisme | Implémenté par | Impact sur le trafic |
|---|---|---|
| Filtrage IP / DPI | PGW | Blocage ou autorisation des flux spécifiques |
| Marquage DSCP | PGW | Priorisation des paquets selon leur type |
Exemple : handover avec continuité de session
Lorsqu’un utilisateur en streaming vidéo se déplace d’une cellule LTE à une autre, le SGW conserve le tunnel GTP existant et le redirige vers le nouvel eNodeB sans passer par une réinitialisation de session. Le PGW, situé en amont, continue d’acheminer le flux IP vers le même tunnel logique, garantissant ainsi une lecture fluide sans interruption visible.
Pour mieux comprendre comment la mobilité IP est prise en charge dans les réseaux 4G inter-PGW, il est pertinent d’étudier le rôle du GTP-C dans les procédures de modification de session.
