為了更快，5G或將使用新的網絡協議

近日，歐洲電信標準化協會（ETSI）宣布成立新的行業規范工作組“ Non-IP Networking”（ISG NIN）。

該工作組任務是為5G網絡研究開發新的網絡協議，以替代TCP/IP協議。

2015年，一些移動運營商發現在4G網絡中使用的基于TCP/IP協議的技術存在一些問題。

由于TCP/IP協議最初是為互聯網設計，而非為移動通信網絡而生，當移動通信網絡引入TCP/IP協議后，增加了移動性、安全性、QoS等功能，這使得網絡更復雜，頻譜使用效率變低。為了解決這些問題，后續的修補和替代方案又導致了成本、時延和功耗增加。因此，TCP/IP協議用于更快速的5G，顯得有些捉襟見肘。

為此，ETSI于2015年成立了“下一代協議”行業規范工作組（ISG NGP），其任務是分析這些問題并提出替代解決方案。

ISG NGP已確定了可以直接解決這些問題的候選技術，從而顯著減少了報頭大小、每數據包處理復雜度和實時媒體流的延遲，同時仍與當前的Internet以及SDN、MPLS等新技術兼容。另外，ISG NGP還發布了一組KPI，可以客觀評估網絡協議滿足運營商需求的能力。繼ISG NGP之后，ETSI新成立了ISG NIN工作組，意味著替代TCP/IP協議的工作進入了一個新的階段。下一步，ISG NIN工作組的任務是更好地服務5G新應用，并致力于更低成本、更高效地管理新應用。

ETSI表示，ISG NIN的工作將首先應用于移動專網，然后再擴展到移動公網，覆蓋范圍包括核心網和無線接入網。

ISG NIN工作組主席John Grant表示，尋找更適合5G時代的互聯網新協議至關重要，因為當前基于TCP/IP協議的網絡無法最佳支撐工業控制、自動駕駛、遠程醫療等新應用。

ISG NIN副主席Kevin Smith表示，不可否認IP棧和OSI分層模型推動了全球連接，但由于它們起源于20世紀70年代，有時代的局限性。通過重新評估網絡協議的基本設計原理，并簡化網絡協議，可幫助5G網絡提升性能，并提高安全性和效率。

1.TCP/IP協議制約了移動網絡發展

事實上，關于“下一代協議”這事并不新鮮，業界從2016年開始就有專家表示，TCP/IP協議制約了移動網絡發展。

專家們認為，TCP/IP協議發明于20世紀70年代，其初衷是為固定網絡和網絡互連而設計，盡管幾十年來連接了無數計算機，推動了互聯網蓬勃發展，但它不是為移動通信網絡而生。

互聯網連接的終端是固定的，網絡架構是分布式的;而移動通信網絡連接的終端是移動性的，架構是集中式的。兩者基礎本不同，兩者結合會帶來網絡低效、成本高昂等問題。以4G網絡端到端用戶面協議棧為例，基于IP協議的GTP隧道需層層封裝、解封、IPSec加密、ROHC壓縮等，這無疑增加了傳輸時延，也增加了處理成本。

這種低效組合花費了更高的成本，也使得網絡的性能、安全性、移動性和規模性等受到了制約，未來將影響移動通信網絡拓展新業務、拓展垂直市場。

專家們認為，面向未來，5G時代將催生AR/VR、自動駕駛、遠程醫療等各種應用，而TCP/IP協議難以適應未來，我們需要重新定義新的協議。

2.New IP：解鎖未來新機遇

值得一提的是，不只是ETSI，國際電信聯盟（ITU）也在討論新協議。

2018年，ITU成立了Network 2030焦點組（ITU-T FG on Network 2030），該焦點組旨在探索面向2030年及以后的網絡技術發展，探索網絡新概念、新構架、新協議、新解決方案和新應用。當時，Network 2030焦點組主席，華為2012網絡技術實驗室首席科學家Richard Li以一篇《邁向2030年及以后的新互聯網》對Network 2030愿景進行了介紹，其中指出：

移動網絡≈3GPP構架 + IP協議，但面向未來需求，當前的移動網絡存在如下問題：

（1）在應用層，當前的TCP/IP協議無法保證吞吐量和時延;

（2）在PDCP層存在時延差異，由于無線重傳與TCP流控（flow control）不同步，導致TCP浪費地重傳數據包;

（3）GTP復雜性：包括隧道建立/拆除處理、隧道報頭開銷、額外的C-P信令;

（4）協議的低效使用。

由于時延和速率受限，當前的網絡難以保障未來新應用的交付，比如VR、全息、工業互聯網、觸覺互聯網等。

而就在不久前，華為與中國聯通和中國電信以及工信部在ITU會議上共同提議采用一種新的核心網絡技術新標準，名為“New IP”。《金融時報》報道稱，該提議支持諸如全息和自動駕駛汽車之類的尖端技術。