PGW
① ストーリー性を取り入れた説明: PGWとは？
新入社員のサトシ君は、ITインフラ部門に配属されて2週間目。ある日、課長が彼を呼びました。
課長：「サトシ君、今日はPGW（Packet data network Gateway）について説明するから、しっかり覚えてくれ。」
サトシ：「PGWですか？なんとなく聞いたことはありますが、詳しくはわかりません。」
課長：「簡単に言うと、PGWはモバイルネットワークとインターネットをつなぐための重要な装置だ。例えば、サトシ君がスマホで動画を見るとする。その動画データは、基地局を通ってモバイルネットワークに入り、PGWを通じてインターネットにアクセスする仕組みになっている。」
サトシ：「なるほど、データがインターネットに行くための玄関口みたいなものですね。」
課長：「その通り。さらにPGWは、ただつなぐだけじゃない。セキュリティや課金情報の管理、データのルーティングも行うんだ。一方で、似たような装置でSGW（Serving Gateway）があるけど、こちらは基地局とPGWの間でデータを中継する役割を果たしている。」
サトシ：「PGWとSGWが連携して、モバイルネットワークが機能しているんですね。装置ということはソフトウェアではなくてハードウェアなのですか？」
課長：「鋭い質問だね。PGW自体は、ソフトウェアとハードウェアが組み合わさったものだよ。たとえば、PGWの処理は主にソフトウェアで行われるけど、それを動かすための物理的なサーバーやネットワーク機器も必要なんだ。最近では仮想化技術を使って、ソフトウェアだけで動かすケースも増えているけどね。」
サトシ：「なるほど、じゃあ物理的な装置がない場合もあるんですね。」
課長：「そうだ。特にクラウド上に構築されたコアネットワークでは、物理的な装置の代わりに仮想サーバーが使われることが多い。でも、その中で働くソフトウェアはPGWの機能を実現するために欠かせないんだ。」
サトシ：「ところで、こういったネットワーク装置には他にもいろいろな役割があると思うのですが、PGW以外にはどんな装置があるんですか？」
課長：「いい質問だね。いったん図解してみよう」
課長：「PGWは、EPC（Evolved Packet Core）と呼ばれる4Gネットワークのコアネットワークの一部として働いているんだ。EPCは、モバイルネットワークの中核部分で、データ通信を効率的に処理するための仕組みだよ。その中には、例えばMME（Mobility Management Entity）という装置がある。これは端末の移動を管理する役割を持っている。また、HSS（Home Subscriber Server）はユーザー情報を管理する装置だ。」
サトシ：「EPCの中で、さまざまな装置が連携して動いているんですね。全体像が少しずつ見えてきました。でも、5GになるとPGWはどうなるんですか？」
課長：「いい質問だね。5Gになると、PGWは新しい設計思想でさらに重要な役割を果たすようになる。5Gのコアネットワークは5GCN（Next Generation Core）と呼ばれていて、通信を効率化するために『ユーザープレーン』と『制御プレーン』を分けた設計が採用されている。これにより、PGWも機能が拡張されているんだ。」
サトシ：「それって、具体的にはどんなことをするんですか？」
課長：「例えば、データの送受信を最適化するために、PGWがユーザーデータを高速に処理する仕組みを持つんだ。それに加えて、通信の安定性を確保するための制御も行われる。これが5GCNの特徴だね。」
サトシ：「なるほど、PGWって見えないところでかなり働いているんですね。」
課長：「そう。PGWは目立たないけど、ネットワーク全体を支える大黒柱のような存在なんだよ。」
PGWの定義
| 用語 | 役割 | 例え |
|---|---|---|
| PGW | モバイルネットワークとインターネットの接続 | 高速道路のインターチェンジ |
| SGW | データをPGWに中継する役割 | 地元道路の交差点 |
| EPC | モバイルネットワークのコア部分 | 情報通信網のバックボーン |
② 実際の事例
PGWは、5Gの導入によってさらに重要性が増しています。たとえば、ある通信事業者が高速インターネットを提供するためにPGWを大規模にアップグレードしたニュースが話題になりました。この事例では、PGWがデータの処理能力を向上させ、スマートシティやIoTデバイスの接続を効率化することが報じられました。
また、EPCの進化版として、5Gのコアネットワークである**5GCN（Next Generation Core）**が注目されています。5GCNでは、PGWの役割をさらに拡張し、ユーザーデータの送受信を効率化する「ユーザープレーン」と、通信の確立や管理を行う「制御プレーン」を明確に分ける設計が採用されています。これにより、より高速で安定した通信が実現されています。
③ クイズや小テスト
クイズ1 PGWの主な役割は次のうちどれですか？
A. データの暗号化のみ行う
B. モバイルネットワークとインターネットの接続を管理する
C. データを基地局に直接届ける
クイズ2 EPC（Evolved Packet Core）の構成要素として正しいのはどれですか？
A. PGW、SGW、MME
B. HSS、PCRF、EPC
C. IoTデバイス、基地局、クラウド
クイズ3 5GCNで新たに採用された設計の特徴はどれですか？
A. 全ての通信を1つのプレーンで管理
B. ユーザープレーンと制御プレーンを分離
C. EPCを廃止して全てクラウド化
回答
クイズ1 正解：B. モバイルネットワークとインターネットの接続を管理する
PGWは、モバイルデバイスからのデータをインターネットに送るための役割を担っています。
クイズ2 正解：A. PGW、SGW、MME
EPCはこれらの装置で構成されており、データ通信を効率的に管理します。
クイズ3 正解：B. ユーザープレーンと制御プレーンを分離
5GCNでは、通信の効率化と信頼性向上のためにこの設計が採用されています。
