Lorsqu'à partir de mon smartphone, je consulte un serveur, un site Web par exemple, par où passent les paquets qui arrivent jusqu'à mon terminal ? Le réseau Internet à la base ne sait pas gérer la mobilité. Tout paquet est destiné à une adresse et une adresse, c'est en général lié à une localisation physique. La solution qui a été adoptée pour les réseaux 4G, est de faire converger les paquets à destination des abonnés mobile, vers une porte d'entrée du réseau qui s'appelle le PGW ou Packet GateWay. Cela veut dire que lorsque je consulte mon serveur, le paquet par exemple constituant un bout de page Web, va être transmis à travers l'Internet vers le PGW de mon opérateur mobile, puis du PGW vers la station de base en utilisant le réseau IP propre de l'opérateur mobile, et de la station de base par la voie radio vers mon terminal. Les fonctions du PGW sont donc d'acheminer des données vers le terminal, et aussi d'assurer un certain nombre de fonctions de sécurité, c'est une porte d'entrée, et il faut protéger contre les attaques venant de l'extérieur. Dans le sens inverse lorsque j'envoie une requête à partir de mon smartphone, c'est la même chose. Du terminal vers l'eNode B, de l'eNode B vers le PGW, du PGW vers le serveur. Si on réfléchit un petit peu, le nombre typique d'eNode B pour un réseau français est de l'ordre de 10 000, quelques milliers à 10 000 ou quelques dizaines de milliers. Dans certains cas, dans des zones denses, la couverture d'un eNode B est de quelques centaines de mètres autour de cet eNode B. En revanche, on a quelques passerelles d'entrée, quelques PGW dans un réseau national. Si nous considérons le transfert vers un terminal, que ce terminal se déplace, eh bien on voit bien qu'il faut avertir lorsque le terminal se déplace, le PGW, de router non plus vers l'ancien eNode B où se trouvait l'abonné avant, mais vers le nouvel eNode B. Ce reroutage nécessite l'échange de messages de signalisation. Pour éviter des reroutages fréquents au niveau du PGW, on va introduire un équipement intermédiaire qui s'appelle le Serving Gateway. Le Serving Gateway sert une zone géographique donnée, typiquement une région ou quelques régions françaises. De cette façon-là , on va avoir un saut supplémentaire, serveur PGW, PGW SGW, SGW eNode B. Cela paraît légèrement plus complexe, mais l'avantage, c'est qu’en cas de mobilité du terminal, très souvent va rester sous le même SGW, et ce n'est que le SGW qui a à gérer cette mobilité, ce reroutage à faire. Un SGW permet donc la collecte des données envoyées par des terminaux mobiles à différents eNode B, mais aussi la distribution des données venant des serveurs vers les eNode B, où se trouvent les abonnés mobile, c'est ce qu'on a représenté ici. Serving Gateway et Packet Gateway sont deux éléments très importants d'un réseau cœur 4G. Un des points à souligner, c'est que les paquets qui constituent le flux de données, par exemple le flux de vidéos que je regarde sur mon smartphone, transite par le PGW, c'est la porte d'entrée et le Serving Gateway qui est lié au lieu, à la région où je me trouve.
