MME・S-GW・P-GW・HSS の違い
制御・経路・外部との接続・加入者情報の役割分担

MME とは

MME は、EPC で端末との間で制御信号をやりとりし、移動管理や、eNB および S-GW への通信経路の設定を行う制御用の装置です。ユーザのデータそのものを運ぶ装置ではなく、端末をどの経路でつなぐかを決める役です。

端末の電源を入れて網に接続するアタッチの手順では、MME が端末の SIM と HSS から得た加入者情報を使い、秘密鍵の情報を用いた認証を行います。ハンドオーバでも役割があり、X2 ハンドオーバでは、移動先の eNB からの要求にもとづいて MME が S-GW からのベアラを切り替えます。S1 ハンドオーバでは、MME どうしが連携して引き継ぎます。

S-GW とは

S-GW は、MME の指示を受けて、eNB・P-GW との通信経路の設定や切り替えを行う装置です。端末が移動して基地局が変わるとき、データの通り道をつなぎ替える役を担い、基地局間のハンドオーバでは、データのアンカー（足場）になります。インターネットなどの外部ネットワークと直接つながる装置ではありません。

P-GW とは

P-GW は、インターネットをはじめとする外部ネットワークへの接続点で、端末と外部ネットワークの間でデータを転送する装置です。端末への IP アドレスの割り当ても行い、電源が ON の間は同じ P-GW に接続されて、同じ IP アドレスを使い続けられます。

ローミングでは、P-GW がどこにあるかで方式が分かれます。在圏網の S-GW からホーム網の P-GW へ接続するのが S8 Home Routed、ホーム網を経由せず在圏網の P-GW へ接続するのが LBO です。

HSS とは

HSS は、加入者の契約情報・位置情報・認証情報を一元管理するデータベースに相当する装置です。加入者の位置の管理や認証、各種サービスの起動などの役割を担います。VoLTE の通話でも、発信を受けた IMS は HSS に問い合わせて、着側加入者の在圏先を特定します。

HSS は管理するだけで、ユーザのデータを転送する装置でも、ベアラの切り替えを直接制御する装置でもありません。MVNO が自ら HSS を構築・運用すると、独自に SIM を発行・管理できるようになります（フル MVNO）。

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試験での問われ方

モバイルシステム技術検定2級では、第4章「コアネットワーク技術」で出ます。もちこ道場の第4章の問題では、次のような問われ方をしています。

• 穴埋め: 「端末との制御信号をやりとりし、移動管理や経路の設定を行う装置」の空欄に MME を、「加入者の位置の管理や認証、各種サービスの起動を担うデータベースに相当する装置」の空欄に HSS を選ぶ。「外部ネットワークとの接続点」を問う空欄に P-GW を選ぶ問題では、選択肢に MME・HSS・S-GW が並びます。
• 組み合わせ: 「移動管理を行う [1] と、外部接続と IP アドレスの割り当てを行う [2]」に MME と P-GW を、「加入者の位置管理や認証を行う [1] と、QoS や課金を行う [2]」に HSS と PCRF を選ぶ。
• 記述を選ぶ: 「MME が外部ネットワークへの接続点」「S-GW が加入者の位置管理や認証」「P-GW が端末との制御信号のやりとりと移動管理」のように、装置と役割を入れ替えた誤りを見抜く。
• 関連する問われ方: ローミングの S8 Home Routed と LBO、MVNO が自ら HSS を持つと SIM を発行できること、アタッチ時に MME が SIM と HSS の情報で認証することも出ます。

覚え方

• 制御するのが MME、記録しているのが HSS、運ぶのが S-GW と P-GWと、まず3つに分けます。
• P-GW は外部パケット網との接続点、S-GW は eNB と P-GW の間の経路です。外部ネットワークが出てきたら P-GW、基地局間の移動やデータの経路の切り替えなら S-GW と結び付けます。
• 認証は MME が行い、元になる加入者情報は HSS が持つので、「認証の主役は MME、データベースは HSS」と覚えます。アタッチ時の認証は MME が SIM と HSS の情報で行います。

第4章のほかの用語は「第4章 コアネットワーク技術の要点」にまとめています。