融合网络
当今基于 TDM 的传输网络旨在为主要语音和基于线路的服务提供有保证的性能和可靠性。SDH 等成熟技术已得到广泛部署，为语音和专线应用提供可扩展至千兆位/秒的高容量传输。SDH 自愈环可在网络故障后数十毫秒内恢复服务级别。所有这些功能均由完善的全球标准支持，从而实现高度的多供应商互操作性。
当今的网络
与当今基于 TDM 的传输网络（以及某种程度上的 ATM 网络）相比，"尽力而为"的 IP 网络通常缺乏保证高可靠性和可预测性能的手段。大多数传统 IP 网络提供的尽力而为服务具有不可预测的延迟、抖动和数据包丢失，这是通过统计复用实现最大链路利用率所付出的代价。链路利用率（例如每单位带宽的用户数）一直是数据网络的重要指标，因为链路通常通过 TDM 传输网络在租用电路上传输。
鉴于数据流量固有的突发性，TDM 传输的固定带宽管道可能不是理想的高效解决方案。然而，传统上认为这种低效率不如基于 TDM 的传输网络提供商的网络可靠性和拥塞隔离功能重要。
对高带宽和差异化数据服务的激增需求正在挑战这种基于 TDM 的传输和尽力而为的数据包网络的双重架构模型。通过过度配置网络带宽并保持网络轻负载来扩展尽力而为网络的实用性是不具成本效益的。
此外，由于需求增长不稳定，这种方法并不总是能够实现或保证，并且对于网络接入域来说是一个特殊问题，因为它对未充分利用的设施的经济约束最为敏感。因此，一般来说，当今的数据服务提供商没有网络基础设施支持来提供针对客户特定的差异化服务保证和相应的服务水平协议。
下一代网络
用于实现经济高效、可靠和可扩展演进的下一代网络架构将同时采用传输网络和增强服务层，以互补和可互操作的方式协同工作。这些下一代网络将大幅增加并最大限度地共享骨干网络基础设施容量，并为新兴数据应用提供复杂的服务差异化。
传输网络使服务层能够更有效地运行，使其摆脱物理拓扑的限制，专注于满足服务要求这一足够大的挑战。因此，作为对众多服务层增强功能的补充，光传输网络将提供统一、优化的高容量、高可靠性带宽管理层，并为具有保证质量的高容量数据服务创建所谓的光数据网络解决方案。
光传输网络：实用观点
自从 WDM 快速成功商业化以来，光网络的愿景就吸引了研究人员和网络规划人员的想象力。在光传输网络的最初愿景中，出现了一个灵活、可扩展且强大的传输网络，可满足不断增长的客户端信号种类以及同样多样化的服务要求（灵活性、可扩展性和生存性以及比特率和协议独立性）。
传输基础设施能够满足新世纪不断增长的带宽需求，其中波长取代时隙作为在网络上提供可靠高带宽服务传输的媒介，这一承诺确实令人垂涎。但什么是光网络？答案各不相同，事实上，近年来已经发生了变化。光学网络的早期尝试集中于光学透明度和全球范围内光学透明网络的设计。
实用解决方案
由于缺乏可行的"全光"解决方案，更实用的光网络解决方案可以满足光电子支持光信号再生和光信号性能监控的需求。在所谓的全光网络中，信号完全在光域中穿越网络，不进行任何形式的光电处理。这意味着所有信号处理（包括信号再生、路由和波长交换）都完全在光域中进行。
由于模拟工程的局限性（例如，正确设计的数字系统中的限制因素是将原始模拟消息波形转换为数字形式的精度），并考虑到目前全光处理技术的最新水平，全球甚至国家全光网络的概念实际上无法实现。
特别是，光电网络元件中可能需要光电转换，以防止传输损伤的积累 - 由这些因素导致的损伤包括光纤色散和非线性、非理想平坦增益放大器的级联、光信号串扰以及级联非平坦滤波器的传输频谱变窄。光电转换还可以支持波长交换，这是目前在全光域中难以实现的功能。
简而言之，由于缺乏可执行信号再生以减轻损伤累积并支持全光域波长转换的商用设备，因此近期实用的光网络架构中应会出现一定程度的光电转换。由此产生的光网络架构可以以光学透明（或全光）子网络为特征，以功能增强的光电子为边界，如上图所示。
客户端信号透明度
除了模拟网络工程之外，实际考虑将继续决定 OTN 的最终实现。在这些考虑中，最重要的是网络运营商希望在未来的传输基础设施中实现高度的客户端信号透明度。
"客户端信号透明度"是什么意思？具体来说，对于要在 OTN 上传输的一组客户端信号，定义了单独的映射以将这些信号作为光通道 (OCh) 服务器信号的有效载荷进行传输。OTN 中预期的信号包括传统 SDH 和 PDH 信号，以及基于数据包的流量，例如 Internet 协议 (IP)、ATM、GbE 和简单数据链路 (SDL)。一旦客户端信号在 OTN 入口处被映射到其 OCh 服务器信号中，部署此类网络的运营商就不需要详细了解（或访问）客户端信号，直到它在网络出口处被解映射。
光网络入口和出口点应划定 OTN 客户端信号透明度的范围。因此，实现客户端信号透明度的最重要因素是消除 OTN 入口和出口点之间的所有客户端专用设备和处理。幸运的是，在入口/出口处接受依赖于客户端的设备更容易，因为它通常是按服务专用的。
通过数字封装器实现光传输网络
DWDM 技术的广泛使用给服务提供商带来了新的挑战：如何经济高效地管理日益增多的波长，从而为最终客户提供快速、可靠的服务。要有效地管理波长或 OCh，光网络需要支持每个波长或 OCh 级的操作、管理和维护 (OAM) 功能。
ITU(T) Rec. G872 定义了一些以开销形式实现的 OCh 级 OAM 功能，但没有指定如何承载这些开销。到目前为止，支持信号再生以及监控、分析和管理 OCh（波长）的唯一可行方法是依靠整个网络中的 SDH 信号和设备。这要求 WDM 系统中每个波长上的信号都是 SDH 格式。
光通道（波长）
利用 DWDM 系统中现有的光电再生点，使用数字封装技术的概念将提供与 SDH 类似的功能和可靠性，但适用于任何客户端信号，使我们更接近实现光传输网络的最初愿景。
数字封装技术提供 ITU(T) Rec. G.872 中概述的网络管理功能，以支持 OTN。这些包括光层性能监控、前向纠错 (FEC) 以及基于每个波长的环路保护和网络恢复，所有这些都与输入信号格式无关，如下图所示。
最近有人提出了使用数字（或 TDM）包装器"包裹"OCh 客户端以支持与通道相关的 OCh 开销的概念，事实上，该概念已被采纳为 OCh 定义的基础。该方案将利用 OCh 再生的需要来为 OCh 客户端增加额外容量。当然，一旦我们找到了一种以数字方式向 OCh 客户端信号添加开销的方法，那么使用它来支持所有 OCh 级 OAM 要求就很有意义了。
特别是，以数字方式添加的开销使得解决 OTN 的主要性能监控问题变得几乎微不足道，即以独立于客户端的方式提供对 BER 的访问。并且通过可选地使用 FEC，数字包装器方法可以显著增强客户端信号的 BER 性能，从而进一步最大限度地减少对光电转换的要求。
增强传输网络性能的一种方法是使用 FEC，目前某些设备中提供 FEC。因此，数字包装器技术的另一个好处是能够可选地支持 FEC 以增强系统裕度。
OCh 帧结构
从功能上讲，OCh 有效载荷和 OAM 应该与 FEC 机制分离。这样可以在网络上端到端地传输有效载荷和 OAM，同时在不同的链路上使用不同的 FEC 方案。这种情况可能发生的一个明显例子是海底链路和陆地链路之间。在前者中，正在为下一代系统研究新的 FEC 代码。
下图说明了 OCh 的拟议基本帧结构，以及 OCh 帧结构中可能承载的功能类型。虽然有人可能会认为这一提议与全光网络的长期目标不一致，但我们不应期望再生的需求会消失。
再生点之间的距离将继续增加；然而，信号切换点的再生需求仍将存在。结合使用 Ooptic 监控通道 (OSC) 来管理光学透明子网内的 OCh，数字封装器将支持跨国家或全球 OTN 的 OCh（波长）端到端管理。
3R 再生（重塑、重定时和再生）通过光电转换和反之亦然的方式提供，数字封装器提案利用了这一点。如果全光 3R 再生可用，情况会改变吗？如果全光再生能够增加开销，则论点不变；只有再生器实现会改变。
如果光学再生器无法增加开销，则对 OCh 开销的需求不会消失。；然后，光再生器将简单地增加光电再生点之间的潜在距离，数字包装器将透明地穿过它们。使用数字包装器对光传输网络的发展的影响可能是深远的，尤其是在数据网络趋势的背景下。
协议栈选择
IP 协议显然是当今数据通信网络中的融合层，可以预见，它将在未来几年将这一角色扩展到多业务网络。IP 可以通过多种数据链路层协议和底层网络基础设施进行传输。下图显示了 IP 到 WDM 网络基础设施的一些可能的协议栈或映射。
什么是 IP over WDM？
下图中标记为 a、b 和 d 的协议栈是当今最常用的协议栈。它们使用经典的 IP over ATM over SDH 映射，如图 (a) 所示。如图 (b) 所示，在 SDH 上传输数据包 (POS)；或如图 (d) 所示，在以太网上传输经典且扩展良好的 IP。情况 (e) 和 (f) 使用简单数据链路 (SDL)，这是最近提出的一种替代 POS 的新数据链路层。标记为 (c) 的协议栈是情况 (a) 的替代方案，其中消除了中间 SDH 层，并将 ATM 单元直接映射到 WDM。
这些不同的协议栈在带宽开销、速率可扩展性、流量管理和 QOS 方面提供不同的功能。说任何一个特定的映射代表 IP over WDM 都是非常不诚实的。
数据链路层协议的多样性以及 IP 映射到不同底层网络基础设施是 IP 的主要优势之一，而且这种特性不会消失。相反，很有可能会提出新的、创新的、更高效的协议映射来传输 IP 数据包。低带宽和低可靠性网络已经如此，高带宽和高可靠性光纤网络也将如此。这种观点也符合"一切都基于 IP，IP 适用于一切"的愿景。
