为了更快，5G或将使用新的网络协议

近日，欧洲电信标准化协会（ETSI）宣布成立新的行业规范工作组“ Non-IP Networking”（ISG NIN）。

该工作组任务是为5G网络研究开发新的网络协议，以替代TCP/IP协议。

2015年，一些移动运营商发现在4G网络中使用的基于TCP/IP协议的技术存在一些问题。

由于TCP/IP协议最初是为互联网设计，而非为移动通信网络而生，当移动通信网络引入TCP/IP协议后，增加了移动性、安全性、QoS等功能，这使得网络更复杂，频谱使用效率变低。为了解决这些问题，后续的修补和替代方案又导致了成本、时延和功耗增加。因此，TCP/IP协议用于更快速的5G，显得有些捉襟见肘。

为此，ETSI于2015年成立了“下一代协议”行业规范工作组（ISG NGP），其任务是分析这些问题并提出替代解决方案。

ISG NGP已确定了可以直接解决这些问题的候选技术，从而显著减少了报头大小、每数据包处理复杂度和实时媒体流的延迟，同时仍与当前的Internet以及SDN、MPLS等新技术兼容。另外，ISG NGP还发布了一组KPI，可以客观评估网络协议满足运营商需求的能力。继ISG NGP之后，ETSI新成立了ISG NIN工作组，意味着替代TCP/IP协议的工作进入了一个新的阶段。下一步，ISG NIN工作组的任务是更好地服务5G新应用，并致力于更低成本、更高效地管理新应用。

ETSI表示，ISG NIN的工作将首先应用于移动专网，然后再扩展到移动公网，覆盖范围包括核心网和无线接入网。

ISG NIN工作组主席John Grant表示，寻找更适合5G时代的互联网新协议至关重要，因为当前基于TCP/IP协议的网络无法最佳支撑工业控制、自动驾驶、远程医疗等新应用。

ISG NIN副主席Kevin Smith表示，不可否认IP栈和OSI分层模型推动了全球连接，但由于它们起源于20世纪70年代，有时代的局限性。通过重新评估网络协议的基本设计原理，并简化网络协议，可帮助5G网络提升性能，并提高安全性和效率。

1.TCP/IP协议制约了移动网络发展

事实上，关于“下一代协议”这事并不新鲜，业界从2016年开始就有专家表示，TCP/IP协议制约了移动网络发展。

专家们认为，TCP/IP协议发明于20世纪70年代，其初衷是为固定网络和网络互连而设计，尽管几十年来连接了无数计算机，推动了互联网蓬勃发展，但它不是为移动通信网络而生。

互联网连接的终端是固定的，网络架构是分布式的;而移动通信网络连接的终端是移动性的，架构是集中式的。两者基础本不同，两者结合会带来网络低效、成本高昂等问题。以4G网络端到端用户面协议栈为例，基于IP协议的GTP隧道需层层封装、解封、IPSec加密、ROHC压缩等，这无疑增加了传输时延，也增加了处理成本。

这种低效組合花费了更高的成本，也使得网络的性能、安全性、移动性和规模性等受到了制约，未来将影响移动通信网络拓展新业务、拓展垂直市场。

专家们认为，面向未来，5G时代将催生AR/VR、自动驾驶、远程医疗等各种应用，而TCP/IP协议难以适应未来，我们需要重新定义新的协议。

2.New IP：解锁未来新机遇

值得一提的是，不只是ETSI，国际电信联盟（ITU）也在讨论新协议。

2018年，ITU成立了Network 2030焦点组（ITU-T FG on Network 2030），该焦点组旨在探索面向2030年及以后的网络技术发展，探索网络新概念、新构架、新协议、新解决方案和新应用。当时，Network 2030焦点组主席，华为2012网络技术实验室首席科学家Richard Li以一篇《迈向2030年及以后的新互联网》对Network 2030愿景进行了介绍，其中指出：

移动网络≈3GPP构架 + IP协议，但面向未来需求，当前的移动网络存在如下问题：

（1）在应用层，当前的TCP/IP协议无法保证吞吐量和时延;

（2）在PDCP层存在时延差异，由于无线重传与TCP流控（flow control）不同步，导致TCP浪费地重传数据包;

（3）GTP复杂性：包括隧道建立/拆除处理、隧道报头开销、额外的C-P信令;

（4）协议的低效使用。

由于时延和速率受限，当前的网络难以保障未来新应用的交付，比如VR、全息、工业互联网、触觉互联网等。

而就在不久前，华为与中国联通和中国电信以及工信部在ITU会议上共同提议采用一种新的核心网络技术新标准，名为“New IP”。《金融时报》报道称，该提议支持诸如全息和自动驾驶汽车之类的尖端技术。