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朗讯科技（中国）公司光网络组 龚倩
二十世纪九十年代以来，以知识经济为核心的“新经济”成为世界经济发展的最主要的增长点。知识经济的定义就是“建立在知识和信息的生产、分配和使用基础上的经济”，因此建设国家信息架构（NII）被认为是带动我国整个经济发展和产业结构升级的关键，而具有极丰富的带宽资源和优越性能的光通信网络已成为国家信息架构中的基石而倍受关注。
近年来，一方面，互联网业务量以每年翻两番的速率增长，并正在超过网络中传统的话音业务量，最终将成为网络中的主导部分和电信业务供应商的主要收入来源。网络的业务构成将发生根本性的变化。不难想像未来网络承载的业务量中占统治地位的业务类型将决定未来网络传输技术的选择。
另一方面，波分复用技术（WDM）的进步极大地开发了光纤的传输容量。目前每根光纤的传输容量已达到数十太比特（Terabits）。WDM点对点传输技术提供的丰富带宽资源使以光网络传送和交换海量的互联网业务成为可能。同时，WDM和光开关等光子技术的成熟将推动高效、稳定、灵活和能充分利用WDM传输技术提供的丰富带宽资源的新一代光网络的建设。
综上所述，IP业务的高速增长产生的带宽需求和WDM传输技术提供超大容量带宽资源的双重刺激下，传统光网络朝适于传输IP业务的新一代光网络演进势在必行。不仅如此，由于在全球范围内通信产业及其相关领域正面临着全方位的残酷竞争，各大电信巨头和通信设备厂商无不把面向互联网业务的更灵活、更可靠和成本更低的下一代光网络的研究和创新（R&I）提升到战略发展高度，国外著名大学和科研机构也将光通信的研究方向集中在下一代光网络及其关键支撑技术的研究，传统光通信网络向下一代光网络演进的步伐正在加速。数据业务主导、All Optical Networking（全光联网）和Terabit带宽（太比特速率）是未来通信网络体系结构的必然特征和发展趋势。
相关支撑技术的进步
现代网络技术在以下几个方面取得了巨大进步：数据业务量的“井喷”式增长使网络中的业务重心发生了转移；传统的IP网络所面临的某些问题正在由IETF（Internet Engineer Task Force）开发的MPLS技术逐步获得解决；光纤技术的最新进展已经将石英光纤在1.3um-1.5um的二个低损耗窗口打通并连成一片；数字包封技术的开发使得在光层具有了性能监测和误码纠错能力；动态波长分配和路由技术的成熟使基于波长的“线路交换”成为可能；开发类似于TDM SONET环网的WDM环网结构使得在光层提供网络保护功能变成可能。后三种技术将原先单纯增加系统传输容量的WDM技术向前大大的推进了一步，使WDM技术发生了质的飞跃——转化为一种具有真正光联网功能的多波长光网络技术，并具有了许多原先只能在高层实现的网络功能，使彻底抛弃SONET/SDH而直接在具有光联网功能的WDM多波长光网络上承载IP业务成为可能。国际上目前正在加紧对这些技术进行标准化。
一、MPLS技术
近来倍受瞩目的技术就是多协议标签交换MPLS（Multi-protocol Label Switching）技术。Internet所面临的某些问题正在由IETF开发的MPLS技术逐步获得解决。它被业界认为是当今数据网络领域内最有前途的网络解决方案之一。MPLS网络具有支持不同网络业务的能力，它简化了路由器入口处处理网络层头和等价转发类（FEC）分配的过程，MPLS网络采用标准分组处理方式对第三层的分组进行转发，采用标签交换对第二层分组进行交换，改善了选路的性能和成本，从而实现了快速有效的转发。分析家指出，MPLS有助于简化复杂的网络结构，使网络的总体成本降低50％。MPLS的实用价值在于它能够在像IP这样的无连接型网络中创建连接型业务，并提供完善的流量工程TE（Traffic Engineering）能力。
MPLS技术及其优点很多媒体都已载文详细介绍过，这里不再赘述。目前MPLS的标准正在制定中，但是理论研究表明，它的自愈恢复时间能够达到与SDH相当的水平。随着MPLS标准的制定，以MPLS为基础的自愈恢复、QoS选路、流量工程和网络管理技术将快速发展。这将使未来的IP网络既有SDH的快速自愈恢复能力，又有ATM 的QoS选路和MPLS流量工程以及具有L1/L2/L3一体化的先进的网络管理系统。一切迹象似乎表明，MPLS具有成为必不可少的网络协议的光明前途。MPLS有可能大幅度降低IP网络中的阻塞现象并提供更好的端到端服务。
二、波分复用WDM技术
随着TDM线路速率的增长势头的减缓，波分复用（WDM）技术，特别是密集波分复用（DWDM）技术对网络的升级扩容、发展宽带新业务、充分挖掘和利用光纤带宽能力、特别是在现有光纤用完而铺设十分困难的情况下实现超高速通信具有十分重要的意义。WDM系统在光域上用波长复用方式携带多个波长通道信息，每个通道的运行速度可高达2.5Gbit/s和10Gbit/s或更高的40Gbit/s速率级次。其突出优点为：能在一根光纤中同时传输不同波长的几个甚至成百上千个光载波信号，不仅能充分利用光纤的带宽资源，增加系统的传输容量，而且还能提高系统的经济效益。以往的WDM仅指1310/1550nm两个波段的简单复用，而目前的DWDM是指1550nm波长区段内的频带间隔很小的密集复用。DWDM技术具有两大吸引力：直接通过光的互联可以节省用于SONET/SDH系统升级的花费；二是使用户以波长接入/接出成为可能，这样能更好地对网络进行控制。
近几年来，搭乘IP数据业务爆炸式发展所带来的对带宽无限需求这个“东风”，波分复用技术又一次得到了蓬勃发展。目前全球实际已商用的产品有4×2.5Gbit/s（10Gbit/s），8×2.5Gbit/s（20Gbit/s），16×2.5Gbit/s（40Gbit/s），40×2.5Gbit/s（100Gbit/s），32×10Gbit/s（320Gbit/s），40×10Gbit/s（400Gbit/s）等系统。
在实验室中超高速大容量，超长距离传输系统以及复用波长数的记录也在不断被刷新。总结近十几年来WDM系统的发展情况可知，其发展呈现：容量不断提高；传输距离越来越远；复用的波长数越来越多的特点。
波分复用传输系统的波段正由常用波段（C波段）扩展到长波段（L波段）和短波段（S波段），甚至有可能覆盖整个1.3-1.5(m的光纤通信窗口。光纤技术的最新进展已经使得石英光纤在1.3(m-1.5(m的二个低损耗窗口打通并连成一个区域，未来的WDM将在1.3-1.6(m的全波窗口中进行。目前100个波长通道左右的传输设备已经商用，不少实验室内正致力于开发200到1000个波长通道的传输系统；而单波长光通道上的传输速率也正进一步从2.5Gb/s和10Gb/s提高至40Gb/s。每根光纤的传输容量已达到数十太比特（Terabits）。这样一来，WDM光纤为我们提供的信息传输容量是巨大的，为光纤网络的发展提供了几乎取之不尽的资源。
三、WDM光网络技术的成熟
传输系统容量的快速增长带来的是对交换系统发展的压力和动力。未来的太比特通信网只有使用光技术才能满足由于Internet业务的增长对网络容量的要求，而且在目前所有可用的电信技术中，也只有光联网技术具有满足不断增长的带宽需求的能力。这都归功于密集波分复用技术的成熟、合理成本下的可重构联网技术以及结构简单的用于复用和交换的光器件不断的走向实用。下层的光传输网也需要向多功能型、可重构、灵活性、高性价比和支持多种多样保护恢复能力等方面发展。
随着波分复用（WDM）光联网、光放大和光交换等技术的发展，光子技术在电信网中的应用已经逐渐超出了点到点传输的范围，向网络的更高层渗透。在越来越多的光传输系统升级为WDM或DWDM系统，以及在DWDM技术逐渐从骨干网向城域网和接入网渗透的过程中，人们发现DWDM技术在提高传输能力的同时，还具有无可比拟的联网优势。图2对光纤通信从点到点的单路传输系统向WDM光网络的发展进行了总结。光学技术的不断进步产生了一个能够通过复杂的网络传送波长信道和向上面的客户层提供“光路径”的“光网络层”技术。以DWDM联网技术和基于波长路由技术的波长选路网等为代表的光网络技术成为目前最具吸引力的未来宽带信息网络解决方案的技术关键和研究热点。通过可重构的选路节点建立端到端的“虚波长”通路，实现源和目的之间端到端的光网络连接，这将使通路之间的调配和转接变得简单和方便。
使用光滤波器件或光开关可以很容易构成光分插复用器（OADM）。它能在一条WDM链路中间随意上下几个波长，而不必经过电层上的处理，从而使WDM系统更加灵活地与其它节点形成连接，执行联网功能。全光联网技术利用波分复用技术和波长路由技术，将一个波长作为一个通道，全光地进行路由选择。即数据从源节点到目的节点的传输过程中始终在光域内。在不久的未来，完全有可能通过将传输和交换子系统集成为一个网络元素的方法，将这些WDM传输系统和光交叉连接器集成起来，以形成波长选择交叉连接器（WSXCs）或波长交换交叉连接器（WIXCs）。这种新型交叉连接器由于消除了不同器件之间的功能重叠和重复，从而可大大降低网络成本。
我们正处在通信网络革命的起点，此时逐步增加的容量、多种多样的应用和业务质量对光网络提出了更高要求。但是，先进的技术诸如新型光纤、可选带宽管理、新一代IP交换机和越来越多的系统集成，将完全可保证并支持光网络的崛起和迎接这种挑战。日渐便宜的带宽激发的创新，将大大超过PC的影响。一场光网革命刚刚开始，并将迅速迈向未来的光联网世界，那时带宽实质上将没有限制，可靠而且成本低廉。
四、光网络层标准化进展
由于在光域上对多功能光联网能力的迫切需要，国际上许多标准化组织和互操作论坛都在致力于对可重构光网络的需求和结构进行研究。例如，ITU-T的G.872建议，它定义了光传输网（OTN）的功能结构，直接支持用户的数据信号传输，在结构上仍采用分层模式，主要包括：光信道层（OCh）；光复用层（OMS）和光传输层（OTS）。光信道层支持接入点之间的以光信道踪迹（optical channel trails）为基础的端到端联网，它提供的功能有：选路、监控、整形和光信道的保护和恢复。为了在网状光网络中实现这些OCh层功能，就要求可重构的OXC必须能动态调整交换机构和具有相应的智能控制能力。
另外包括ANSI T1X1.5协会、光互联网论坛OIF（Optical Internetworking Forum）和IETF在内的标准化组织都积极致力于与之相关的动态可重构光网络项目的研究工作。目前ANSI T1X1.5协会的工作主要集中在实时建立光信道OCh层网络所需使用的信令协议和所必须具有的自动控制功能两个方面。而光互联网论坛OIF主要从事发展和促进不同光互联网系统之间的互操作性，并负责对可重构互联网的不同结构框架进行评估。OIF 的结构工作组于1999年10月19日在California举行的技术会上，决定将致力于定义在光互联网系统中提供快速维护和有效恢复功能的信令协议。
总之，要成功的实现光域上的光联网技术，很大程度上依赖于在可重构、可编程的多功能波长分插复用WADMs和光交叉连接OXCs等光网络节点设备上如何增加与之相称的控制层技术，也就是说关键是如何建立IP层与WDM层的适配。
五、数字包封技术
WDM和DWDM技术的广泛使用和光网络技术的成熟，为业务提供商提出了一个新的挑战：如何以较高的性能价格比来有效地管理数量不断增加的波长，以便为他们的终端用户提供快速、可靠的通信服务。
当然，如果只是有了大量可用波长，还谈不上就形成了光联网技术。因为如果不使用目前普遍采用的在WDM网络上又建一个SDH/SONET网络的所谓的“网中网”结构，而实现完全的、真正意义上的光联网，并为了让业务信息直接通过光联网（Optical Networking）传送，和有效的管理波长或光信道（OChs）以支持各种光联网的应用，必然要有对OCh的OAM（操作、管理、维护）信息。而在以往的系统中，这些功能是由SONET/SDH来完成的。
目前对光信道的开销处理还有许多基础的标准化工作要做。为此ITU-T SG15研究组在1999年7月专门召开了Q.9、Q.11、Q.16和Q.20四个课题的联合会议，并达成两点共识：（1）SG15应在数字（TDM）包封器技术基础上为载送光通路开销的方法作出规定，并进行标准化；（2）光网络应具有前向纠错（FEC）功能。
鉴于多波长联网技术的成熟和发展，同时又为了利用和不抛弃现有WDM系统中已有的光－电再生设备的情况下，使用数字包封技术（Digital/TDM Wrapper）将在很低的成本和不给网络增加任何额外设备的基础上，为网络提供所有类似于SONET/SDH的强大功能和高可靠性保证。
对于在OCh中传送的客户（client）信息来说，OCh OAM信息是额外的，于是它只能在OCh的“开销”中承载。数字包封器技术就是用信道开销等额外比特数据从外面包裹OCh客户信号的一种数字（或叫TDM）包封技术，它是一种随路（数据和开销一起传送）开销载送方式。如图3所示，它主要由光信道净荷、FEC和光信道开销三部分组成，总称为OCh容器。这种包封技术与输入的信号格式无关，而且净荷以恒定比特率传输。与SDH最大的区别是它无需使用指针来指示客户信号在净荷区内的位置。
ITU-T的Rec.G.872规定了数字包封器所提供的网络管理功能，包括：光层的性能监控、前向纠错（FEC）以及以每个信道为基础的环路保护，而且这些功能的执行都与所承载的信号格式无关。其基本功能为：
* 提供定帧信号，支持时钟提取与数据信号定界；
* 提供FEC以支持10Gb/s以及更高速率的系统；
* 端到端连接性能维护；
* 为网管提供开销通路；
* 提供自动保护倒换指令。
事实上，如果仅采用给传输数据流增加数字开销这种方法，则对传输信号的性能并无多大改进，因此还需要使用一种提高传送网性能的方法，目前普遍采用的是前向纠错FEC技术。FEC技术的使用，使得WDM系统可以在单根光纤上具有更多的信道数、每个波长上承载更高的数据比特率，同时也扩展了再生器之间的距离。从技术上讲，如果将净荷数据和OAM开销与FEC相分离，则允许在不同的链路上使用不同的FEC技术。
ITU-T SG15已明确数字（TDM）包封器技术是在OTN中实现随路OCh-OH的最佳方案，然而还未就与数字包封的实现有关的帧结构作出规定。目前标准化工作已走出了第一步，但还仅仅是定出了"以数字包封技术为基础"的技术方向，以后还有许多工作要做。
鉴于数字包封器仍需要O/E/O转换，似乎此方法与人们期望的“全光”联网的长期目标不一致。但是真正克服电子瓶颈效应，完全在光域上进行信号处理，实现全光透明传输仍要贾以时日，有待某些相关的基础科学研究取得历史性的突破。因此现实的“全光网”只能是“Opaque”（模糊）的光网络。根据ITU-T已确定的发展全光网的策略：光透明子网（TSN）+3R再生器，逐步扩大TSN至全网。在真正达到全光网之前，不应期望不再需要再生器，而只能是希望扩大再生器之间的距离。在TSN间的交接点处仍需有再生器。
数字包封技术将原先单纯为了增加系统容量的DWDM传输技术向前大大的推进了一步，使其从本质上转化为一种真正具有光联网功能的光网络技术。通过数字包封技术将原本在SDH/SONET层完成的某些功能（如业务适配等）移到光网络层上来完成，它可以大大简化通信网络的分层结构，对各种通信业务具有更好的开放透明性，进一步提高其总体传输效率和网络的利用率及可靠性，增强网络的生存性和安全性。
二十世纪九十年代以来，以知识经济为核心的“新经济”成为世界经济发展的最主要的增长点。知识经济的定义就是“建立在知识和信息的生产、分配和使用基础上的经济”，因此建设国家信息架构（NII）被认为是带动我国整个经济发展和产业结构升级的关键，而具有极丰富的带宽资源和优越性能的光通信网络已成为国家信息架构中的基石而倍受关注。
近年来，一方面，互联网业务量以每年翻两番的速率增长，并正在超过网络中传统的话音业务量，最终将成为网络中的主导部分和电信业务供应商的主要收入来源。网络的业务构成将发生根本性的变化。不难想像未来网络承载的业务量中占统治地位的业务类型将决定未来网络传输技术的选择。
另一方面，波分复用技术（WDM）的进步极大地开发了光纤的传输容量。目前每根光纤的传输容量已达到数十太比特（Terabits）。WDM点对点传输技术提供的丰富带宽资源使以光网络传送和交换海量的互联网业务成为可能。同时，WDM和光开关等光子技术的成熟将推动高效、稳定、灵活和能充分利用WDM传输技术提供的丰富带宽资源的新一代光网络的建设。
综上所述，IP业务的高速增长产生的带宽需求和WDM传输技术提供超大容量带宽资源的双重刺激下，传统光网络朝适于传输IP业务的新一代光网络演进势在必行。不仅如此，由于在全球范围内通信产业及其相关领域正面临着全方位的残酷竞争，各大电信巨头和通信设备厂商无不把面向互联网业务的更灵活、更可靠和成本更低的下一代光网络的研究和创新（R&I）提升到战略发展高度，国外著名大学和科研机构也将光通信的研究方向集中在下一代光网络及其关键支撑技术的研究，传统光通信网络向下一代光网络演进的步伐正在加速。数据业务主导、All Optical Networking（全光联网）和Terabit带宽（太比特速率）是未来通信网络体系结构的必然特征和发展趋势。
相关支撑技术的进步
现代网络技术在以下几个方面取得了巨大进步：数据业务量的“井喷”式增长使网络中的业务重心发生了转移；传统的IP网络所面临的某些问题正在由IETF（Internet Engineer Task Force）开发的MPLS技术逐步获得解决；光纤技术的最新进展已经将石英光纤在1.3um-1.5um的二个低损耗窗口打通并连成一片；数字包封技术的开发使得在光层具有了性能监测和误码纠错能力；动态波长分配和路由技术的成熟使基于波长的“线路交换”成为可能；开发类似于TDM SONET环网的WDM环网结构使得在光层提供网络保护功能变成可能。后三种技术将原先单纯增加系统传输容量的WDM技术向前大大的推进了一步，使WDM技术发生了质的飞跃——转化为一种具有真正光联网功能的多波长光网络技术，并具有了许多原先只能在高层实现的网络功能，使彻底抛弃SONET/SDH而直接在具有光联网功能的WDM多波长光网络上承载IP业务成为可能。国际上目前正在加紧对这些技术进行标准化。
一、MPLS技术
近来倍受瞩目的技术就是多协议标签交换MPLS（Multi-protocol Label Switching）技术。Internet所面临的某些问题正在由IETF开发的MPLS技术逐步获得解决。它被业界认为是当今数据网络领域内最有前途的网络解决方案之一。MPLS网络具有支持不同网络业务的能力，它简化了路由器入口处处理网络层头和等价转发类（FEC）分配的过程，MPLS网络采用标准分组处理方式对第三层的分组进行转发，采用标签交换对第二层分组进行交换，改善了选路的性能和成本，从而实现了快速有效的转发。分析家指出，MPLS有助于简化复杂的网络结构，使网络的总体成本降低50％。MPLS的实用价值在于它能够在像IP这样的无连接型网络中创建连接型业务，并提供完善的流量工程TE（Traffic Engineering）能力。
MPLS技术及其优点很多媒体都已载文详细介绍过，这里不再赘述。目前MPLS的标准正在制定中，但是理论研究表明，它的自愈恢复时间能够达到与SDH相当的水平。随着MPLS标准的制定，以MPLS为基础的自愈恢复、QoS选路、流量工程和网络管理技术将快速发展。这将使未来的IP网络既有SDH的快速自愈恢复能力，又有ATM 的QoS选路和MPLS流量工程以及具有L1/L2/L3一体化的先进的网络管理系统。一切迹象似乎表明，MPLS具有成为必不可少的网络协议的光明前途。MPLS有可能大幅度降低IP网络中的阻塞现象并提供更好的端到端服务。
二、波分复用WDM技术
随着TDM线路速率的增长势头的减缓，波分复用（WDM）技术，特别是密集波分复用（DWDM）技术对网络的升级扩容、发展宽带新业务、充分挖掘和利用光纤带宽能力、特别是在现有光纤用完而铺设十分困难的情况下实现超高速通信具有十分重要的意义。WDM系统在光域上用波长复用方式携带多个波长通道信息，每个通道的运行速度可高达2.5Gbit/s和10Gbit/s或更高的40Gbit/s速率级次。其突出优点为：能在一根光纤中同时传输不同波长的几个甚至成百上千个光载波信号，不仅能充分利用光纤的带宽资源，增加系统的传输容量，而且还能提高系统的经济效益。以往的WDM仅指1310/1550nm两个波段的简单复用，而目前的DWDM是指1550nm波长区段内的频带间隔很小的密集复用。DWDM技术具有两大吸引力：直接通过光的互联可以节省用于SONET/SDH系统升级的花费；二是使用户以波长接入/接出成为可能，这样能更好地对网络进行控制。
近几年来，搭乘IP数据业务爆炸式发展所带来的对带宽无限需求这个“东风”，波分复用技术又一次得到了蓬勃发展。目前全球实际已商用的产品有4×2.5Gbit/s（10Gbit/s），8×2.5Gbit/s（20Gbit/s），16×2.5Gbit/s（40Gbit/s），40×2.5Gbit/s（100Gbit/s），32×10Gbit/s（320Gbit/s），40×10Gbit/s（400Gbit/s）等系统。
在实验室中超高速大容量，超长距离传输系统以及复用波长数的记录也在不断被刷新。总结近十几年来WDM系统的发展情况可知，其发展呈现：容量不断提高；传输距离越来越远；复用的波长数越来越多的特点。
波分复用传输系统的波段正由常用波段（C波段）扩展到长波段（L波段）和短波段（S波段），甚至有可能覆盖整个1.3-1.5(m的光纤通信窗口。光纤技术的最新进展已经使得石英光纤在1.3(m-1.5(m的二个低损耗窗口打通并连成一个区域，未来的WDM将在1.3-1.6(m的全波窗口中进行。目前100个波长通道左右的传输设备已经商用，不少实验室内正致力于开发200到1000个波长通道的传输系统；而单波长光通道上的传输速率也正进一步从2.5Gb/s和10Gb/s提高至40Gb/s。每根光纤的传输容量已达到数十太比特（Terabits）。这样一来，WDM光纤为我们提供的信息传输容量是巨大的，为光纤网络的发展提供了几乎取之不尽的资源。
三、WDM光网络技术的成熟
传输系统容量的快速增长带来的是对交换系统发展的压力和动力。未来的太比特通信网只有使用光技术才能满足由于Internet业务的增长对网络容量的要求，而且在目前所有可用的电信技术中，也只有光联网技术具有满足不断增长的带宽需求的能力。这都归功于密集波分复用技术的成熟、合理成本下的可重构联网技术以及结构简单的用于复用和交换的光器件不断的走向实用。下层的光传输网也需要向多功能型、可重构、灵活性、高性价比和支持多种多样保护恢复能力等方面发展。
随着波分复用（WDM）光联网、光放大和光交换等技术的发展，光子技术在电信网中的应用已经逐渐超出了点到点传输的范围，向网络的更高层渗透。在越来越多的光传输系统升级为WDM或DWDM系统，以及在DWDM技术逐渐从骨干网向城域网和接入网渗透的过程中，人们发现DWDM技术在提高传输能力的同时，还具有无可比拟的联网优势。图2对光纤通信从点到点的单路传输系统向WDM光网络的发展进行了总结。光学技术的不断进步产生了一个能够通过复杂的网络传送波长信道和向上面的客户层提供“光路径”的“光网络层”技术。以DWDM联网技术和基于波长路由技术的波长选路网等为代表的光网络技术成为目前最具吸引力的未来宽带信息网络解决方案的技术关键和研究热点。通过可重构的选路节点建立端到端的“虚波长”通路，实现源和目的之间端到端的光网络连接，这将使通路之间的调配和转接变得简单和方便。
使用光滤波器件或光开关可以很容易构成光分插复用器（OADM）。它能在一条WDM链路中间随意上下几个波长，而不必经过电层上的处理，从而使WDM系统更加灵活地与其它节点形成连接，执行联网功能。全光联网技术利用波分复用技术和波长路由技术，将一个波长作为一个通道，全光地进行路由选择。即数据从源节点到目的节点的传输过程中始终在光域内。在不久的未来，完全有可能通过将传输和交换子系统集成为一个网络元素的方法，将这些WDM传输系统和光交叉连接器集成起来，以形成波长选择交叉连接器（WSXCs）或波长交换交叉连接器（WIXCs）。这种新型交叉连接器由于消除了不同器件之间的功能重叠和重复，从而可大大降低网络成本。
我们正处在通信网络革命的起点，此时逐步增加的容量、多种多样的应用和业务质量对光网络提出了更高要求。但是，先进的技术诸如新型光纤、可选带宽管理、新一代IP交换机和越来越多的系统集成，将完全可保证并支持光网络的崛起和迎接这种挑战。日渐便宜的带宽激发的创新，将大大超过PC的影响。一场光网革命刚刚开始，并将迅速迈向未来的光联网世界，那时带宽实质上将没有限制，可靠而且成本低廉。
四、光网络层标准化进展
由于在光域上对多功能光联网能力的迫切需要，国际上许多标准化组织和互操作论坛都在致力于对可重构光网络的需求和结构进行研究。例如，ITU-T的G.872建议，它定义了光传输网（OTN）的功能结构，直接支持用户的数据信号传输，在结构上仍采用分层模式，主要包括：光信道层（OCh）；光复用层（OMS）和光传输层（OTS）。光信道层支持接入点之间的以光信道踪迹（optical channel trails）为基础的端到端联网，它提供的功能有：选路、监控、整形和光信道的保护和恢复。为了在网状光网络中实现这些OCh层功能，就要求可重构的OXC必须能动态调整交换机构和具有相应的智能控制能力。
另外包括ANSI T1X1.5协会、光互联网论坛OIF（Optical Internetworking Forum）和IETF在内的标准化组织都积极致力于与之相关的动态可重构光网络项目的研究工作。目前ANSI T1X1.5协会的工作主要集中在实时建立光信道OCh层网络所需使用的信令协议和所必须具有的自动控制功能两个方面。而光互联网论坛OIF主要从事发展和促进不同光互联网系统之间的互操作性，并负责对可重构互联网的不同结构框架进行评估。OIF 的结构工作组于1999年10月19日在California举行的技术会上，决定将致力于定义在光互联网系统中提供快速维护和有效恢复功能的信令协议。
总之，要成功的实现光域上的光联网技术，很大程度上依赖于在可重构、可编程的多功能波长分插复用WADMs和光交叉连接OXCs等光网络节点设备上如何增加与之相称的控制层技术，也就是说关键是如何建立IP层与WDM层的适配。
五、数字包封技术
WDM和DWDM技术的广泛使用和光网络技术的成熟，为业务提供商提出了一个新的挑战：如何以较高的性能价格比来有效地管理数量不断增加的波长，以便为他们的终端用户提供快速、可靠的通信服务。
当然，如果只是有了大量可用波长，还谈不上就形成了光联网技术。因为如果不使用目前普遍采用的在WDM网络上又建一个SDH/SONET网络的所谓的“网中网”结构，而实现完全的、真正意义上的光联网，并为了让业务信息直接通过光联网（Optical Networking）传送，和有效的管理波长或光信道（OChs）以支持各种光联网的应用，必然要有对OCh的OAM（操作、管理、维护）信息。而在以往的系统中，这些功能是由SONET/SDH来完成的。
目前对光信道的开销处理还有许多基础的标准化工作要做。为此ITU-T SG15研究组在1999年7月专门召开了Q.9、Q.11、Q.16和Q.20四个课题的联合会议，并达成两点共识：（1）SG15应在数字（TDM）包封器技术基础上为载送光通路开销的方法作出规定，并进行标准化；（2）光网络应具有前向纠错（FEC）功能。
鉴于多波长联网技术的成熟和发展，同时又为了利用和不抛弃现有WDM系统中已有的光－电再生设备的情况下，使用数字包封技术（Digital/TDM Wrapper）将在很低的成本和不给网络增加任何额外设备的基础上，为网络提供所有类似于SONET/SDH的强大功能和高可靠性保证。
对于在OCh中传送的客户（client）信息来说，OCh OAM信息是额外的，于是它只能在OCh的“开销”中承载。数字包封器技术就是用信道开销等额外比特数据从外面包裹OCh客户信号的一种数字（或叫TDM）包封技术，它是一种随路（数据和开销一起传送）开销载送方式。如图3所示，它主要由光信道净荷、FEC和光信道开销三部分组成，总称为OCh容器。这种包封技术与输入的信号格式无关，而且净荷以恒定比特率传输。与SDH最大的区别是它无需使用指针来指示客户信号在净荷区内的位置。
ITU-T的Rec.G.872规定了数字包封器所提供的网络管理功能，包括：光层的性能监控、前向纠错（FEC）以及以每个信道为基础的环路保护，而且这些功能的执行都与所承载的信号格式无关。其基本功能为：
* 提供定帧信号，支持时钟提取与数据信号定界；
* 提供FEC以支持10Gb/s以及更高速率的系统；
* 端到端连接性能维护；
* 为网管提供开销通路；
* 提供自动保护倒换指令。
事实上，如果仅采用给传输数据流增加数字开销这种方法，则对传输信号的性能并无多大改进，因此还需要使用一种提高传送网性能的方法，目前普遍采用的是前向纠错FEC技术。FEC技术的使用，使得WDM系统可以在单根光纤上具有更多的信道数、每个波长上承载更高的数据比特率，同时也扩展了再生器之间的距离。从技术上讲，如果将净荷数据和OAM开销与FEC相分离，则允许在不同的链路上使用不同的FEC技术。
ITU-T SG15已明确数字（TDM）包封器技术是在OTN中实现随路OCh-OH的最佳方案，然而还未就与数字包封的实现有关的帧结构作出规定。目前标准化工作已走出了第一步，但还仅仅是定出了"以数字包封技术为基础"的技术方向，以后还有许多工作要做。
鉴于数字包封器仍需要O/E/O转换，似乎此方法与人们期望的“全光”联网的长期目标不一致。但是真正克服电子瓶颈效应，完全在光域上进行信号处理，实现全光透明传输仍要贾以时日，有待某些相关的基础科学研究取得历史性的突破。因此现实的“全光网”只能是“Opaque”（模糊）的光网络。根据ITU-T已确定的发展全光网的策略：光透明子网（TSN）+3R再生器，逐步扩大TSN至全网。在真正达到全光网之前，不应期望不再需要再生器，而只能是希望扩大再生器之间的距离。在TSN间的交接点处仍需有再生器。
数字包封技术将原先单纯为了增加系统容量的DWDM传输技术向前大大的推进了一步，使其从本质上转化为一种真正具有光联网功能的光网络技术。通过数字包封技术将原本在SDH/SONET层完成的某些功能（如业务适配等）移到光网络层上来完成，它可以大大简化通信网络的分层结构，对各种通信业务具有更好的开放透明性，进一步提高其总体传输效率和网络的利用率及可靠性，增强网络的生存性和安全性。