如今，基于TDM的传输网络旨在为主要的语音和基于线路的服务提供有保证的性能和可靠性。 SDH等成熟的技术已得到广泛部署，可为语音和租用线路应用提供可扩展到每秒千兆位速率的高容量传输。 SDH自愈环可在网络故障后的数十毫秒内实现服务级别的恢复。所有这些功能都得到公认的全球标准的支持，从而实现了高度的多供应商互操作性。

今日网络

与当今基于TDM的传输网络(在某种程度上与ATM网络)相比，“尽力而为” 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的服务(具有不可预测的延迟，抖动和数据包丢失)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)已成为数据网络的重要优点，因为链路通常是通过TDM传输网络在租用电路上承载的。

考虑到数据流量的固有突发性，TDM传输的固定带宽管道可能不是理想的有效解决方案。但是，传统上认为这种低效率的重要性不如基于TDM的传输网络提供商的网络可靠性和拥塞隔离功能重要。

现在，对高带宽和差异化数据服务的需求激增，正在挑战这种基于TDM的传输和尽力而为分组网络的双重体系结构模型。通过过度配置网络带宽并保持网络轻载来扩展尽力而为网络的有用性，并不是具有成本效益的。

此外，由于需求增长参差不齐，这种方法不能总是实现或保证，对于网络访问域而言，这是一个特别的问题，它对未充分利用的设施的经济限制最为敏感。结果，一般而言，当今的数据服务提供商不具备网络基础结构支持，无法提供针对客户的差异化服务保证和相应的服务级别协议。

下一代网络

用于经济高效，可靠和可扩展演进的下一代网络体系结构将同时采用传输网络和增强的服务层，以互补且可互操作的方式协同工作。这些下一代网络将极大地增加并最大程度地共享骨干网络基础架构容量，并为新兴的数据应用程序提供复杂的服务差异化。

传输网络使服务层可以更有效地运行，从而使它们摆脱物理拓扑的限制，从而可以集中精力满足服务需求的巨大挑战。因此，作为对许多服务层增强功能的补充，光传输网络将提供统一的，优化的高容量，高可靠性带宽管理层，并为具有保证质量的更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快速成功地商业化以来，光学网络的愿景已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，出现了一种灵活，可扩展且健壮的传输网络，可满足不断变化的各种客户信号以及同等变化的服务要求(灵活性，可扩展性和可生存性以及比特率和协议独立性)。

能够满足不断增长的带宽需求的传输基础设施的承诺已进入新世纪，其中波长代替时隙作为在网络上提供高带宽服务的可靠传输的媒介的承诺确实令人着迷。但是什么是光网络?答案差别很大，实际上，近年来已经发展了。光学网络的早期尝试集中在全球范围内的光学透明性和光学透明网络的设计上。

实际解决方案

在没有可行的“全光”解决方案的情况下，用于光网络的更实际的解决方案需要满足支持光信号再生和光信号性能监控的光电技术的需求。在所谓的全光联网中，信号完全在光域中穿越网络，而没有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，路由选择和波长互换-完全在光域内进行。

由于模拟工程的局限性(例如，在适当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一种精度)，并考虑了全光学处理技术的最新技术水平因此，实际上无法实现全球乃至全国所有光网络的概念。

尤其是，在光网络元件中可能需要进行光电转换，以防止传输损伤的累积，这些损伤是由诸如光纤色散和非线性，非理想平坦增益放大器的级联，光信号串扰，级联非平面滤波器的传输频谱变窄。光电转换还可以支持波长互换，这是目前在所有光学领域实现的一项具有挑战性的功能。

简而言之，在缺乏执行信号再生以减轻损伤累积并支持全光域中的波长转换的市售设备的情况下，应在近期的实际光网络体系结构中预期一些光电转换的措施。如上图所示，最终的光网络体系结构可以通过以功能增强型光电为边界的光学透明(或全光)子网络来表征。

客户信号透明度

除了模拟网络工程，实际的考虑将继续支配OTN的最终实现。这些考虑因素中最重要的是，网络运营商希望在未来的传输基础架构中实现高度的客户端信号透明性。

“客户信号透明性”是什么意思?具体而言，对于目标目标为在OTN上传输的一组客户信号，定义了单独的映射，以将这些信号作为光信道(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，以及基于分组的流量，例如Internet协议(IP)，ATM，GbE和简单Ddata Llink(SDL)。一旦在OTN入口处将客户信号映射到其OCh服务器信号中，部署此类网络的运算符就无需了解(或访问)客户信号的详细知识，直到在网络出口对其进行映射为止。

光网络的入口和出口点应界定OTN客户端信号透明性的范围。因此，实现客户信号透明性的最重要因素是消除OTN入口和出口之间的所有特定于客户的设备和处理。幸运的是，在入口/出口容易接受客户端相关的设备，因为它通常是基于每个服务专用的。

通过数字包装器进行光传输网络

DWDM技术的广泛应用给服务提供商带来了新的挑战：如何经济有效地管理越来越多的波长，以便为其最终客户提供快速，可靠的服务。为了有效地管理波长或OCh，需要光网络支持每个波长或OCh级别的操作，管理和维护(OAM)功能。

ITU(T)建议书G872定义了以开销形式实现的OCh级OAM的某些功能，但未指定如何承载此开销。到目前为止，支持信号再生以及监视，分析和管理OCh(波长)的唯一可行方法是依赖整个网络的SDH信号和设备。这就要求WDM系统中每个波长上的信号都经过SDH格式化。

光通道(波长)

利用DWDM系统中现有的光电再生点，使用数字包装器技术的概念将提供与SDH相似的功能和可靠性，但对于任何客户端信号，使我们更接近实现光传输网络的原始愿景。

数字包装技术提供了ITU(T)建议书中概述的网络管理功能。 G.872启用OTN。这些包括光层性能监视，前馈纠错(FEC)，基于波长的环形保护和网络恢复，所有这些都与输入信号格式无关，如下图所示。

最近提出了在OCh客户端“周围”使用数字(或TDM)包装器来支持与通道相关的OCh开销的概念，并且实际上已被采纳为OCh定义的基础。该方案将利用OCh再生的需求为OCh客户端增加额外的容量。当然，一旦我们有了以数字方式向OCh客户信号增加开销的方法，就可以使用它来支持所有OCh级别的OAM要求。

尤其是，数字化增加的开销几乎解决了OTN的主要性能监视问题，即以独立于客户端的方式提供对比特误码率(BER)的访问，这几乎是微不足道的。 BAnd通过可选地使用FEC，数字包装器方法可以显着增强客户信号的BER性能，从而进一步降低了光电转换的要求。

增强传输网络性能的一种方法是使用FEC，目前某些设备已提供该功能。因此，数字包装技术的另一个好处是可以可选地支持FEC以增强系统裕度。

OCh框架结构

从功能上来说，OCh有效负载和OAM应该与FEC机制分开。这允许在网络上承载有效负载和OAM端到端，同时在不同的链路上使用不同的FEC方案。一个明显的例子是在海底和陆地之间。在前者中，正在为下一代系统研究新的FEC代码。

下图如下图所示，它提出了OCh的基本框架结构，以及OCh框架结构中可能承载的功能类型。尽管可能会认为该提议与所有光网络的长期目标不一致，但我们不应该期望再生的需求会消失。

再生点之间的距离将继续增加；但是，仍然需要在信号切换点进行再生。结合使用光监控C通道(OSC)来管理光透明子网内的OCh，数字包装器将支持跨国家或全球OTN的OCh(波长)的端到端管理。

3R再生(重塑，重定时和再生)是通过光电转换提供的，反之亦然，而数字包装方案则利用了这一点。是否可以使用全光学3R再生功能来改变图像?如果全光再生能够增加开销，则该参数不变。只有再生器的实现会改变。

如果光再生器无法增加开销，则对OChs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，而数字包装器将透明地通过它们。使用数字包装器对光传输网络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，可以预见的是，它将在未来几年中将这一角色扩展到多服务网络。 IP可以通过各种数据链路层协议和基础网络基础结构进行传输。下图如下图所示，显示了IP到WDM网络基础结构中的一些可能的协议栈或映射。

什么是WDM IP?

以下abovfiguree图中标记为a，b和d的协议栈是当今最常用的协议栈。他们使用经典的IP over ATM over SDH映射，如图(a)所示。如图(b)所示，通过SDH(POS)进行分组；或如图(d)所示的经典且扩展良好的以太网IP。情况(e)和(f)使用简单数据链接(SDL)，这是最近提出的一种新数据链接层，可以替代POS。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，并执行了ATM信元到WDM的直接映射。

这些不同的协议栈在带宽开销，速率可伸缩性，流量管理和QOS方面提供了不同的功能。声明任何一个特定的映射表示WDM上的IP都是非常不明智的。

数据链路层协议的多样性以及IP到不同基础网络基础结构中的映射是IP的主要优势之一，并且它不会消失。相反，很有可能会提出新的，创新的，更有效的协议映射来传输IP数据包。对于低带宽和低可靠性的网络已经是这种情况，对于高带宽和高可靠性的光网络也是如此。这种观点也符合“ IP上的一切和IP上的一切”。