SGSN : Rôle et Fonctionnement dans l’Architecture GPRS

SGSN : Rôle et Fonctionnement dans l’Architecture GPRS

Aujourd’hui, on va explorer en détail ce qu’est le SGSN dans l’architecture GPRS et son importance dans les réseaux mobiles. Le SGSN, ou Serving GPRS Support Node, est un élément clé dans la gestion des services de données mobiles. Comprendre son rôle et son fonctionnement permet de mieux appréhender le mécanisme des réseaux 2G/3G pour le transport des données.

Définition et position du SGSN dans l’architecture GPRS

Le SGSN est un nœud du réseau mobile chargé de prendre en charge les communications de données en mode paquet (GPRS). Il assure la gestion des sessions de données entre les terminaux mobiles (comme les téléphones ou les modems) et le réseau de données. Plus précisément, il gère la mobilité des utilisateurs, la sécurité et le transfert des paquets de données.

Dans l’architecture GPRS, le SGSN se situe entre le réseau d’accès radio (RAN, comme les BTS/NodeB) et le réseau cœur (Core Network) qui comprend notamment le GGSN (Gateway GPRS Support Node). Il agit comme un point d’entrée du trafic data dans le réseau et communique avec le GGSN pour l’acheminement des données vers l’Internet ou d’autres réseaux.

Techniques d’accès multiples en GSM : Une Introduction Complète

Fonctions principales du SGSN

1. Gestion de la mobilité
   • Surveillance de la localisation des utilisateurs : Le SGSN connaît en permanence la cellule ou la zone où se trouve chaque mobile enregistré.
   • Gestion du handover : Il assure la continuité de la connexion lors des déplacements d’un utilisateur d’une cellule à une autre.
   • Gestion des zones de routage : Le SGSN divise le réseau en zones appelées « Routing Areas » pour optimiser le suivi et la gestion des mobiles.
2. Gestion de la session
   • Établissement, maintien et libération des sessions de données.
   • Assignation des adresses IP aux terminaux mobiles pour la communication dans le réseau de données.
3. Sécurité
   • Authentification des utilisateurs via des échanges avec le HLR (Home Location Register) et l’AuC (Authentication Center).
   • Chiffrement des données pour assurer la confidentialité entre le mobile et le réseau.
4. Routage des paquets de données
   • Transmission des paquets vers et depuis le mobile via le GPRS Backbone Network.
   • Gestion des erreurs et contrôle du flux pour assurer la qualité de service.

Architecture détaillée autour du SGSN

Le SGSN communique avec plusieurs entités clés dans le réseau GPRS :

• BSS (Base Station Subsystem) : Le SGSN reçoit le trafic data transmis par la station de base (BTS) via le BSC (Base Station Controller). Le BSS s’occupe de la gestion radio tandis que le SGSN gère la couche réseau.
• GGSN (Gateway GPRS Support Node) : Le SGSN transmet les paquets vers le GGSN qui est responsable de la connexion avec les réseaux externes, comme Internet ou d’autres réseaux IP.
• HLR (Home Location Register) : Le SGSN interroge le HLR pour obtenir les informations d’abonnement de l’utilisateur, notamment ses droits et profils de service.
• AuC (Authentication Center) : Utilisé pour authentifier le mobile via le SGSN, assurant ainsi la sécurité du réseau.
• SGSN voisins : Lors du déplacement d’un utilisateur, le SGSN doit coordonner le transfert des sessions vers un SGSN adjacent si le mobile change de zone de routage.

Processus clé gérés par le SGSN

1. Enregistrement GPRSQuand un mobile s’allume ou entre dans une zone GPRS, il s’enregistre auprès du SGSN. Le SGSN authentifie l’abonné, récupère ses informations dans le HLR et met à jour la localisation.
2. Activation de la session PDP (Packet Data Protocol)Le mobile demande une session PDP pour commencer à échanger des données. Le SGSN établit cette session, assigne une adresse IP et établit le chemin entre le mobile et le GGSN.
3. Handover inter-SGSNSi le mobile se déplace entre zones couvertes par des SGSN différents, celui d’origine transmet l’état de session au nouveau SGSN pour assurer la continuité sans coupure.
4. DéconnexionQuand la session de données se termine ou que l’utilisateur s’éteint, le SGSN libère les ressources, informe le HLR et met à jour la localisation.

Technologies et protocoles liés au SGSN

Le SGSN utilise plusieurs protocoles pour assurer ses fonctions :

Comprendre les concepts DL et UL en LTE

• GTP (GPRS Tunneling Protocol) : Permet le transfert des paquets entre SGSN et GGSN via des tunnels IP.
• MAP (Mobile Application Part) : Utilisé pour la communication avec le HLR et le VLR, notamment pour l’authentification et la gestion de localisation.
• SNDCP (Subnetwork Dependent Convergence Protocol) : Gère la compression des données entre le mobile et le SGSN pour optimiser la bande passante radio.
• LLC (Logical Link Control) : Assure une liaison fiable entre la station mobile et le SGSN sur la couche de liaison de données.

Exemple simplifié du fonctionnement du SGSN

Imaginons un utilisateur mobile qui souhaite accéder à Internet via un réseau GPRS :

Rôle et Fonctionnement de la PRACH en 5G

1. Le mobile s’allume et s’enregistre auprès du SGSN.
2. Le SGSN authentifie l’utilisateur en contactant le HLR/AuC.
3. L’utilisateur active une session PDP via une requête.
4. Le SGSN assigne une adresse IP et crée un tunnel GTP avec le GGSN.
5. Les données sont échangées via le SGSN, qui gère le routage vers le GGSN et au-delà vers Internet.
6. Si l’utilisateur se déplace, le SGSN suit sa localisation et effectue les handovers nécessaires.
7. À la fin, la session est fermée et le SGSN libère les ressources.

Importance du SGSN dans l’évolution des réseaux mobiles

Le SGSN est un composant fondamental du réseau GPRS, base des services data sur les réseaux 2G et 3G. Son rôle a ensuite évolué avec les générations suivantes, notamment dans l’architecture UMTS et LTE où des fonctions similaires sont assurées par des entités comme le Serving Gateway (S-GW).

Dans la pratique, le SGSN est garant de la qualité et de la continuité du service de données mobiles. Il permet la gestion efficace de la mobilité et sécurise les échanges, tout en optimisant la transmission via les protocoles adaptés.

Enfin, la compréhension du SGSN facilite l’appréhension des réseaux mobiles dans leur globalité et ouvre la voie à une meilleure maîtrise des systèmes plus récents et plus complexes.

Pour approfondir, découvrez comment fonctionne le GGSN, le nœud complémentaire qui connecte le réseau mobile aux services IP externes.