1.2 传输网技术演进及展望

1.2.1 传输网技术发展历程

1.PDH技术

20世纪70年代开始，国际电信联盟远程通信标准化组织（ITU-T）的前身国际电报电话咨询委员会（CCITT）先后提出了由 3 批 PDH 建议形成的完整的 PDH 体系。PDH（Plesiochronous Digital Hierarchy）即准同步数字系列，包括有两种体制：北美体制和欧洲体制。这便是数字通信发展的初期。进入 80 年代后，大量的数字传输系统都采用了 PDH，它基本上是电信号层的处理运作，所以铜导线主宰了整个通信网。采用了PDH的传输方式实现了点到点的传输。然而，随着光通信技术的发展，数字交换的引入，人们对通信的距离、容量、智能性等方面的需求越来越大，采用PDH的传输方式便暴露出了很多弊端：最明显的便是标准不兼容的情况时有发生——北美、欧洲和日本3种地区性PDH标准互不兼容、世界性的标准光接口规范在PDH下无法匹配和互通；同时它缺乏灵活性，异步复用需逐级码速调整来实现复用和解复用，难以上、下话路；网络管理的通道明显不足，建立集中式传输网管困难。

2.SDH技术

为适应不断演变的电信网的要求，美国贝尔通信研究所提出了SDH的概念，称为同步光纤网（SONET）。不久，CCITT 接受了 SONET 的概念，并重新命名为同步数字体系（Synchronous Digital Hierarchy，SDH），SDH不仅是一种复用方法，也是一种组网原则，还是一套国际标准。SDH 传输网是一种以同步时分复用和光纤技术为核心的传输网结构。与PDH的面向点到点的工作模式不同，SDH采用了面向业务的模式，利用交叉连接单元、分插复用单元和信号再生放大单元等网元设备构成线性、星形、环形和网孔型等多种拓扑结构的传输网。它主要有五方面的特性：首先，SDH的接口采用了统一的标准和协议，以及统一的比特率，为便于承载低阶数字信号及同步结构它还定义了统一的同步复用格式，如此一来不同厂商的数字交换机接口与 SDH 网元间的接口便能够相互兼容；其次，SDH 在采用同步复用的同时具备灵活的复用映射结构，从而实现上层业务信息传输的透明性，使得信号的复用、交叉链接和交换的过程得以简化，并使SDH成为一个独立于各类业务网的业务传输平台；再次，SDH采用字节复接技术，使得信号上下支路变得十分简单；另外，SDH中提出了自愈网的新概念，按照SDH规范组成的带有自愈保护能力的环网，能够预留一定比例的传输容量为备用，当传输通道被切断或受损时，通过自愈网在很短的时间内用备用通道替换掉失效通道，继续保证通信；最后，SDH强大的网络管理功能尤其突出，支持对网元的分布式管理，支持逐段的对净负荷字节业务性能进行监视和管理。美中不足，SDH的体系结构是面向语音业务优化设计的，采用的是严格的TDM技术方案，当处理数据业务时，由于其突发性强，对实时性要求不高却对传输通道的带宽弹性要求很高，SDH的带宽利用率并不理想。

3.MSTP技术

随着各种数据业务的比例持续增大，TDM、ATM和以太网等多业务混合传送需求的增多，广大用户接入网和驻地网都陆续升级为宽带，城域网原本的承载语音业务的定位无论在带宽容量还是接口数量上都不再能达到传输汇聚的要求。为满足需要，思科公司最先提出了多业务传送平台（Multi-Service TransportPlatform，MSTP）的概念，IETF接着制定了多协议标签交换标准协议。MSTP将传统的SDH复用器、光波分复用系统终端、数字交叉连接器、网络二层交换机以及IP边缘路由器等各种独立的设备合成为一个网络设备，进行统一控制和管理，所以它也被称为基于SDH技术的多业务传送平台。MSTP充分利用了SDH技术的优点——给传送的信息提供保护恢复的能力以及较小的延时性能，同时对网络业务支撑层加以改造，利用2.5层交换技术实现了对二层技术（如ATM、帧中继）和三层技术（如IP路由）的数据智能支持。这样处理的优势是MSTP技术既能满足某些实时交换服务的高QoS的要求，也能实现以太网尽力而为的交互方式；另一方面，在同一个网络上，它既能提供点到点的传送服务，也可以提供多点传送服务。如此看来，便可发现MSTP最适合工作于网络的边缘，如城域网和接入网，用于处理混合型业务，特别是以TDM业务为主的混合业务。从运营商的角度来说，MSTP不仅适合于新运营商缺乏网络基础设备的情况，同样也适合于已建设了大量SDH网络的运营公司，以SDH为基础的多业务平台可以更有效地支持分组数据业务，有助于实现从电路交换网向分组网的过渡。

4.PTN技术

MSTP作为SDH设备的演进，主要是改善了用户接入侧部分的网络状况，但从网络的整体内核结构来说，依然是一个电路主导的网络。在TDM业务比例逐渐减小以及“全IP环境”逐渐成熟的现今，传输设备不仅需要具备“多业务的接口适应性”，而且也要具备“多业务的内核适应性”，即传输网在保证传统业务正常运行的前提下，满足 IP 化对传送网本身提出的分组化的要求，这需要分组技术和传输技术的相互融合。分组传送网即是在这种业务转型和技术融合的背景之下产生的。分组传送网（Packet Transport Network，PTN）是指这样一种光传送网络架构以及具体技术：即一个新的层面工作于IP业务和底层光传输媒质之间，针对分组业务流量的突发性和统计复用传送的要求而设计，同时又能够兼顾支持其他类型业务。PTN技术是传送网、IP/MPLS和以太网3种技术相结合的产物，充分结合了这3种技术的优势：首先，PTN继承了SDH传送网的传统优势，它具备了丰富的保护倒换和恢复方式，遇到网络故障时能够实施基于50ms电信级的业务保护倒换，从而实现传输级别的业务保护和恢复，保证网络能够检测错误，监控信道；它还拥有完善 OAM 体系、良好的同步性能和强大的网管系统，从而调控连接信道的建立和撤除，实现业务QoS的区分和保证，灵活提供SLA。其次，PTN顺应了网络的智能化、IP化、扁平化和宽带化的发展趋势，完成了与IP/MPLS多种方式的互联互通，能够无缝承载核心IP业务；它的核心为分组业务，同时又增加独立的控制面，支持多种基于分组交换业务的双向点对点连接通道，提供了更加适合于IP业务特性的“柔性”传输管道，从而适合各种粗细颗粒业务，以提高传送效率的方式拓展了有效带宽。最后，PTN保持了适应数据业务的特性：采用了分组交换、统计复用、面向连接的标签交换、分组 QoS机制、灵活动态的控制面等技术。总的来说，PTN技术融合了分组网络和传统传送网各自的优势，是一种面向下一代通信网络的传送网技术，为业务转型和网络融合这一特殊时期提供了一种高可用性和可靠性、扁平化、低成本的网络构架。

5.ASON技术

当从企业用户到个人用户对网络数据的流量及质量都有了越来越高的要求时，使网络逐渐趋于智能化和宽带化的自动交换光网络（Automatically Switched Optical Network，ASON）的概念便在2000年年初被ITU-T提出。ASON技术是在SDH原有的传送平面和管理平面基础上，引入控制平面，使传输、交换以及数据网络相互结合在一起；在SDH网络原有的多种大容量交换机和路由器的支持下，完成合理化配置与网络连接管理，实现对网络资源的实时动态控制与按需分配。它主要受信令与选路两者控制，在两者的合理控制下实现自动交换功能。ASON体系结构基本由3种接口、3种连接类型和3种平面组成，其中3种接口分别是CCI接口、NMI-A接口及NMIT接口；3种连接类型为软永久连接、交换连接及永久连接；3种平面则是指由ASON技术独立的控制平面、管理平面和传送平面。ASON技术主要有以下几点优势：首先，ASON 技术的引用能够实时有效地监管控制网络流量的使用情况，从而避免不必要的资源浪费。该技术能够根据客户的实际要求和具体的网络情况合理地调整网络内部的逻辑拓扑结构，选择最佳路由，使网络资源得到合理化应用，极大地避免了业务拥堵，实现网络资源的按需分配以及网络资源共享；同时，ASON 技术还能保护网络资源，大大提高网络的安全性能：当网络出现故障时，ASON 体系中的控制平面及管理平面能够充分发挥自身功能，相互配合，协调工作，使网络内部的各个子系统都能迅速等到故障位置的信息，整个网络便会更加快速地找寻备用路由亦或启用恢复路由，保障通信持续；另外，ASON 技术较强的功能性是通信网络中的一个亮点，它能够既快又好地提供多种宽带业务服务及应用给用户。利用ASON技术开发出的波长出租、波长批发等多种业务功能可以将光纤物理宽带快速转换为最终用户宽带，为网络运营商快速开通各类增值业务提供便利。一般来说，ASON设备初始建设会有一定的投资费用，但是与后期扩容相比其成本相对较低，具有一定的运营优势。

当较大时将会给网络的配置与维护工作造成一定的困难，因而对大的数据业务不能起到很好的支撑作用。因此，在光传输网中引入了ASON的概念，它是在选路和信令的共同控制下来自动完成其交换功能的。如果再将ASON技术与IP分组技术相融合，就形成了智能光传输网，也就是说，以往的以电信号为主的网络将逐渐向以分组信号为主的光网络过渡，因而它也就具有了容量大、智能化、动态配置的特点。目前国外的一些运营商已经开始部署自己的ASON，但在国内ASON仍处在论证和实验的阶段，在不久的将来它一定会是未来发展的一种趋势，尤其在骨干网它将是发展的一个热点。

6.WDM技术

电子元器件的瓶颈制约了时分复用系统速率的进一步提高，却也促进了光层面上波分复用技术的发展，波分复用（Wavelength Division Multiplexing，WDM）技术是指在一根光纤中同时传输多个波长的光载波信号——在给定的信息传输容量下，可以显著减少所需要光纤的总量。波分复用技术是光传输技术的又一次飞跃，它利用单模光纤低损耗区拥有巨大带宽的特点，多路复用单个光纤载波的紧密光谱间距，把光纤能被应用的波长范围划分成若干个波段，每个波段作一个独立的通道传输一种预定波长的光信号。不同波长的光信号便可混合在一起同时进行传输，这些不同波长的光信号所承载的各种信号既可以工作在相同速率和相同数据格式，也可以工作在不同速率和不同数据格式。可以看出，如果光波像其他电磁波信号一样采用频率而不是波长来描述和控制，波分复用的实质其实就是光的频分复用。最开始，20世纪80年代中期，WDM的雏形出现，那时还只是“双波长复用”，即1310nm和1550nm激光器通过无源滤波器在同一根光纤上传送两个信号。随着网络业务量和带宽需求的迅速增长，WDM 系统也有了很大进步，它被细分为密集波分复用（Dense Wavelength Division Multiplexing，DWDM）和粗波分复用（Coarse Wavelength Division Multiplexing，CWDM）。其中如名字一样，密集波分复用的波道数从10波道、20波道发展到40波道、80波道，乃至160波道，并且还在不断地增长，其每个波道的波长间隔已经小于0.8nm，系统的传输能力随之成倍增加，同一光纤中光波的密度也变得很高。从90年代中期商用以来，DWDM系统发展迅速，已成为实现大容量长途传输的首要方法。优点显而易见，但问题也随之出现，几乎所有的 DWDM 系统中都需要色散补偿技术来克服多波长系统中的非线性失真——四波混频现象；另外，DWDM采用的是温度调谐的冷却激光，成本很高。因为温度的分布在一个很宽的波长区段内都不均匀，导致温度调谐实现起来难度较大。CWDM刚好与DWDM形成互补，它的每个波道之间间隔更宽，业界通行的标准波道间隔为20nm。所以CWDM对激光器的技术指标要求相对较低，其系统的最大波长偏移可达−6.5℃～+6.5℃，激光器的发射波长精度可放宽到±3nm。同时，在一般的工作温度范围内（−5℃～70℃），温度变化导致的波长漂移不会干扰系统的正常运作，故其激光器也就无需温度控制机制。相较于DWDM，CWDM 激光器的结构得以大大简化，成品率也相应提高。这样一种成本较低、结构简单、维护方便、供电容易、占地不大的产品，很适合共址安装或安装在大楼内，迅速得占领了城域接入网等边缘网络市场。

7.OTN技术

为了弥补SDH基于VC-12/VC4的交叉颗粒偏小、调度较复杂、不适应大颗粒业务传送需求等缺陷，同时解决WDM系统组网能力较弱、方式单一（以点到点连接为主）、故障定位困难、网络生存性手段和能力较弱等问题，ITU-T 于 1998 年正式提出了光传送网（Optical Transport Network，OTN）的概念。OTN继承了SDH和WDM的双重优势，它是一种以DWDM与光通信技术为基础、在光层组织网络的传送网。它由光放大、光分插复用、光交叉连接等网元设备组成，处理波长级业务，将传送网推进到了真正的多波长光网络阶段。OTN可以提供巨大的传送容量、完全透明的端到端波长/子波长连接以及电信级的保护以及加强的子波长汇聚和疏导能力，目前来说是传送宽带大颗粒业务的最优技术。OTN通过G.709、G.798、G.872等一系列ITU-T的建议和规范，结合了传统的电域和光域处理的优势，是一种管理数字传送体系和光传送体系的统一标准。OTN不仅保持了与现存SDH网络的兼容性，还为WDM提供端到端的连接和组网能力，它是完全向后兼容的，其技术特点和优势主要有以下几点：首先，相较于SDH的VC-12/VC-4的调度颗粒，OTN当前定义的电层带宽颗粒为光通路数据单元（ODUk，k=0,1,2,3）；光层的带宽颗粒为波长——可以看出，OTN配置、复用以及交叉的颗粒明显要大很多，从而急剧提升了高带宽数据业务的传送效率和适配能力。其次，OTN帧结构遵从 ITU-T G.709 协议，虽然对于不同速率以太网的支持有所差异，但是可以支持诸如SDH、ATM、以太网等信号的映射和透明传输，在满足用户对带宽持续增长的需求的同时，最大化地利用现有设备的资源。其10GE业务的不同程度的透明传输由ITU-T G.sup4提供了补充建议，GE、40GE、100GE 以太网、专网和接入网等业务的标准化映射方式尚在讨论之中。再次，OTN改变了SDH的VC-12/VC-4调度带宽和WDM点到点提供大容量传送带宽的现状，它通过采用ODUk交叉、OTN帧结构和多维度可重构光分插复用器（ROADM），极大地强化了光传送网的组网性能，使得同一根光纤的不同波长上的接口速率和数据格式相互独立，让同一根光纤可以传输不同的业务。最后，OTN 的开销管理能力和 SDH 相似，光通路层的OTN帧结构大大增强了该层的数字监视能力，同时OTN还提供6层嵌套串联连接监视功能，使得其能够在组网时采取端到端和多个分段一同进行性能监视，管理每根光纤中的所以波长，并采用前向纠错技术，增加了传输的距离。另外，OTN能够提供更为灵活的基于电层和光层的业务保护功能，诸如在ODUk层的子网连接保护和共享环网保护以及光层上的光通道或复用段保护等，为跨运营商传输提供了强大的维护管理和保护能力。

8.WSON技术

现今光通信的发展趋势是将原本光—电—光的转换方式简化为光—光的转换方式，目的是发展并组建全光网络。全光网是以光节点取代原有网络的电节点，并使各光节点通过光纤组成网络，这样，信号仅在进出该网络时才需要光和电之间的转换，而在其中经历传输和交换过程的信号始终以光的形式存在，例如在光放大器中，信号直接进行光—光的放大，从而节约大量的成本，降低故障率。当前数据业务的规模越来越大，因此要求传输网具有自行动态调整带宽的能力。OTN的核心设备，在光域上直接实现了光信号的交叉连接以及路由选择、网络恢复等功能而无需进行光—电—光方式的处理的元器件——光交叉连接器（Optical Cross Connection，OXC）即是为为了实现全光网络而产生的一个早期产品。之所以这么说，是因为OXC虽然网络的配置方式比较灵活，却还是需要人工参与配置。所以当网络规模越来越大之后，OXC的人工配置和维护便成了一个不小的负担，为了改善这个状况，互联网工程任务组（Internet Engineering Task Force，IETF）提出了波长交换光网络（Wavelength Switched Optical Network，WSON），即基于WDM传输网的ASON技术的概念。它除了具备传统ASON的功能外，主要解决波分网络中光纤/波长自动发现、在线波长路由选择、基于损伤模型的路由选择等问题。

WSON控制技术实现了光波长的动态分配。WSON是将控制平面引入到波长网络中，实现波长路径的动态调度。通过光层自身自动完成波长路由计算和波长分配，而无需管理平面的参与，使波长调度更智能化，提高了 WDM 网络调度的灵活性和网络管理的效率。目前WSON可实现的智能控制功能主要包括以下几方面。

① 光层资源的自动发现：光层波长资源发现，主要包括各网元各线路光口已使用的波长资源、可供使用的波长资源等信息。

② 波长业务提供：自动、半自动或手工分配波长通道，并确定波长调度节点，避免波长冲突问题。路由计算时智能考虑波长转换约束、可调激光器、物理损伤和其他光层限制。

③ 波长保护恢复：支持抗多点故障，可提供OCh 1+1/1：n保护和永久1+1保护等，满足50ms倒换要求；可实现波长动态/预置重路由恢复功能，目前恢复时间可实现秒级。

目前，WSON 是 ASON 控制技术的一个研究方向。目前 WSON 架构和需求以及支持WSON的协议扩展等标准化工作已经完成。虽然WSON还属于正在标准化的技术，其成熟和应用还需要一定的时间，但它的应用给网络带来的增加值是值得肯定的。首先，提供自动创建端到端波长业务，路由计算时自动考虑各种光学参数的物理损伤和约束条件，一方面大大降低了人工开通的复杂度，另一方面路由计算更加合理优化，有效提高了网络资源的利用率。其次，提供较高的生存能力，可以抗多次故障，在网络运行中，降低了故障抢通时间的要求，大大缓解了日常故障抢修给维护人员带来的压力。

1.2.2 传输网技术发展趋势展望

现今，国内传输网络的带宽需求以及网络业务量达到甚至超过了200%的年增长率。对光纤通信而言，超高速度、超大容量和超长距离传输一直是人们追求的目标，而全光网络也是人们不懈追求的梦想。目前，全光网络稳步发展，已显示出了良好的发展前景。其发展趋势总的来说是由 OTN 为骨干的网络结构逐步发展成为ASON 为主体的网络结构，以光节点代替电节点，信息始终以光的形式进行传输和交换，交换机对用户信息的处理不再是比特，而是按波长来决定路由，并最终发展为“一网承送多重业务”的形态。随着业务的全IP化趋势，未来的“一网”将会是以分组为核心的承载传送网络。可以看出，今后的传输网络仍将以现有的技术为出发点，继续突破，发展成一个既灵活又有超大容量的全光网络。

近年来，随着云计算应用的逐步推广，对IP承载网和传送网提出了更高的带宽需求。同时，为了承接智能管道的整体发展思路，需要积极推进100G WDM和40GE/100GE/OTN等高速接口的应用部署，研究 IP+OTN 联合组网的应用，以优化承载网的组网结构，降低承载网的整体建设成本。目前，中国电信骨干光传送网的单波道带宽已经达到100Gbit/s，单纤传输容量达到8Tbit/s。传送网技术的核心也已经从传统的只支持时分复用（TDM）业务的同步光数字系列（SDH）技术演进到支持多业务承载的多业务传送平台（MSTP）、分组传送网（PTN）和光传送网（OTN）技术。未来的高速宽带光网络的发展趋势之一是单波长速率为100Gbit/s、400Gbit/s乃至1Tbit/s的超高速率大容量WDM光传输技术；之二是满足以分组业务为主的多业务统一承载和交叉调度需求的大容量分组化光交换网络技术。

具体而言，传送网的发展趋势包括高速大容量长距传输、大容量OTN光电交叉、融合的多业务传送、智能化网络管理和控制。

① 高速大容量长距传输。以 80×100Gbit/s WDM为主的骨干传输技术快速发展，以满足 IP 业务的爆炸式增长需求。在后100Gbit/s的超高速率光网络时代，业界主要关注单波长400Gbit/s和1Tbit/s两种速率。

② 大容量 OTN 光电交叉。从 640Gbit/s 的 SDH VC4 交叉向数个 Tbit/s 级的 OTN ODU0/1/2/3/4交叉发展，并结合ROADM灵活光交叉的能力，满足大颗粒电路的调度和保护需求，目前最大交叉容量可达25Tbit/s，下一步将开发交叉容量达50Tbit/s左右的大容量OTN设备。

③ 融合的多业务传送。从MSTP向基于MPLS-TP&PTN的分组传送技术发展，同时在开发融合以太网、PTN和OTN为一体的多业务传送设备，以适应业务分组化的发展趋势；基于统一信元交换（ODUk、PKT、VC）的POTN取得发展迅猛。

④ 智能化网络管理和控制。从网管静态配置向基于GMPLS和ASON控制的动态配置发展，实现对SDH、OTN、PTN和全光网络的智能化控制和管理，满足业务动态调配的需求；后期将引入PCE技术，完善ASON功能，并逐步向SDN演进。

1.超100Gbit/s传输技术

当前100Gbit/s技术及产业链已完善成熟，全球各大运营商均已开始100Gbit/s规模部署。在国内，2012年年底，中国移动启动OTN集采，拉开了100Gbit/s OTN国内商用的序幕，100Gbit/s也随之迈进了黄金发展时代。随着100Gbit/s标准的完备和100Gbit/s调制技术的成熟，100Gbit/s相关的产业链更加完整，业内普遍预测100Gbit/s相关产品的成本将会大幅降低，100Gbit/s系统将具备8～10年的生命周期。预计到2017年，WDM/OTN产品出货中，100Gbit/s占比将超过60%。2013年到2017年，全球100Gbit/s出货量年复合增长率高达47%。

随着100Gbit/s干线网络正在如火如荼地铺设，速率更高的超100Gbit/s技术逐渐成为业界关注的热点。国内外科研机构几年前就已启动基于 400Gbit/s、1Tbit/s 甚至更高速率的超100Gbit/s传输技术研究，在100Gbit/s刚刚迈入黄金发展期之时，超100Gbit/s技术曙光已经初现，并于2014年在全球范围内开始商用部署。

当前业内综合考虑400Gbit/s各种调制码型的频谱效率，并且传输距离倾向于未来400Gbit/s采用4SC-PM-QPSK支持干线长距离传输（≤2000km），2SC-PM-16QAM支持城域传输（≤700km）。图1-5为2SC-PM-16QAM发射机、接收机结构示意图，如图所示，该方式采用2路200Gbit/s子载波传输400Gbit/s信号，该方式下子载波间隔约为37.5GHz，整个超级信道谱宽约为75GHz。该方式在C波段系统传输容量的提升较为明显，但由于200Gbit/s PM-16QAM方案理论上相对现有100Gbit/s PM-QPSK OSNR需求提高了约6.7dB，因此仅支持中等距离城域传输。

如图1-5所示，业界相关公司对超100G技术研究及开发除了码型调制技术外还包括Flex Grid ROADM、OTN电交叉、传送层SDN实现等关键技术。

2.T-SDN

为了能在竞争激烈的市场中提供按需分配带宽、波长出租、支持OVPN等个性化业务，提高网络可靠性、利用率和智能化控制能力，光传输系统正在从基于OADM的环形网向扁平化、网状化、智能化的传输网SDN（Transmission SDN，T-SDN）发展，T-SDN技术开始被用在城域网和广域网中优化云承载。2006年，为了改变当时设计已凸显不合时宜、且难以进化发展的网络基础架构。斯坦福大学的以Nick McKeown教授为首的团队在Clean Slate项目中提出了转发面开放流量协议（OpenFlow）的概念用于校园网络的试验创新，OpenFlow通过将网络设备控制平面与数据平面分离开来，实现网络流量的灵活控制，为核心网络及应用的创新提供了良好的平台。之后基于OpenFlow给网络带来可编程的特性，他们进一步提出了软件定义网络（Software Defined Network，SDN）的概念。目前，业内各界讨论的SDN大致可分为广义和狭义两种：广义SDN泛指向上层应用开放资源接口，可实现软件编程控制的各类基础网络架构；狭义SDN则专指符合开放网络基金会（Open Networking Foundation，ONF）组织定义的开放架构，基于标准OpenFlow实现的软件定义网络。SDN是网络架构新的变革，它将控制功能从网络设备中分离出来，可运行在通用的服务器上，运营商可随时、直接对设备的控制功能进行编程，不再局限于只有设备厂商才能够编程和定义，极大提升了网络的灵活性，在新的产业格局和网络环境下，SDN的引入驱动力十分显著。SDN最初只是被用来虚拟化和自动化数据中心网络，现在T-SDN技术开始被用在城域网和广域网中优化云承载。业界已普遍认识到，一个完整的SDN解决方案，必须是跨越多层（L0～L3）的SDN构架，这样才能拥有有全网视图和统一控制能力，才能优化路由网络和传输能力，才能满足云时代城域网和广域网的对网络灵活性、扩展性和高效率的要求。可以看出，T-SDN 有着不少优势，首先通过 T-SDN，运营商可以轻松地决定网络功能和传送管道的自定义，实现管道的动态调整，构建真正的“弹性”光网络，实现网络资源的高效利用；其次通过T-SDN的集中管理和协同控制，运营商能够实现IP+光和MS-OTN多层融合设备的“协同”管理，提升网络效率，降低每比特成本，同时也将大幅降低运维成本。最后通过T-SDN开放的控制与数据平面接口，运营商可以构筑一张“开放”的传送网，在灵活性、敏捷性以及虚拟化等方面更具主动性，可以实现新技术的快速应用，实现快速业务创新。通过网络资源虚拟化，实现客户定制化网络。整体而言，T-SDN能使运营商降低网络的单比特成本，加速网络创新，快速适应新业务，把握市场先机。

3.硅光子集成

硅光子学将在整个电子行业得到广泛应用。未来的数据中心或超级计算机的零部件可放置在整个建筑物甚至整个园区的各个角落，相互之间以极高速度连接，不受铜线缆的束缚。这将使数据中心用户如搜索引擎公司、云计算供应商或金融数据中心提高性能、增加功能和节省能源和空间，或帮助科学家建造更强大的超级计算机来解决世界上最困难的问题。目前的电子器件基本都是使用电路板的铜线或印痕相互连接。由于使用铜等金属传输数据，存在信号衰减问题，这些线的最大长度受到限制，也大大影响了电子器件的开发与设计。目前的研究成果则用非常细和轻的光纤代替这些连接，将硅光子芯片部署在高速信号传输系统中，从根本上改变了未来电子器件的设计方式，改变了未来数据中心的结构。与当前的铜线技术相比，该技术可在更长距离传输大很多倍的数据，最高传输速率可达50Gbit/s，这是在更长的距离传输更多的数据所迈出的重要一步。随着硅光子学的发展，芯片会变得更复杂，可以预期该技术将应用在多任务处理芯片内部连接多个核心，提高访问共享高速缓存和总线的速率。最终硅光子可能投入更实际与广泛的应用，甚至能替代半导体晶体管等光学芯片，获得更高的计算性能。

4.超低损光纤

光纤将会对整个传输系统有较大影响。光纤研究如果只依靠提高有效面积，光纤功率改善的可能性会非常小。光纤功率改善必须基于光纤低损耗，对于低损耗光纤，产业成熟度较高，其制棒工艺与传统的 G.652 光纤相差不大，可以直接投产，并且现已在三大运营商的干线网络及电力网中得到应用，可以有效降低网络传输损耗；而对于超低损耗光纤，其制棒工艺与传统光纤完全不同，虽然国内各大光纤厂商在超低损耗光纤研制领域已取得突破性进展，但距离大规模投放市场尚待时日。中国移动主干网目前主要采用 G.652 光纤，低损耗光纤在主干网得以部分应用，目前还未大面积使用超低损耗光纤，在适应超高速长距离传送网络的发展需要方面已暴露出力不从心的态势。新一代光纤的研究和开发可以说是当务之急，当前，IP 业务量在迅猛增长，通信行业中的三网之一电信网正向新的目标发展来满足不同用户的不同需求。开发新型光纤已成为开发下一代网络基础设施的重要组成部分。系统测试结果显示更低损耗光纤可有效延伸传输距离达1倍以上。100Gbit/s之后，系统容量越高，低损耗、超低损耗光纤能节约的再生站数量越多，而400Gbit/s时代，相比普通光纤，低损耗光纤可减少20%的再生站；而超低损耗光纤则可减少40%的再生站。随着400Gbit/s时代的来临，超低损耗光纤带来的巨额成本优势必将越来越引人注目。随着产业链的不断完整，超低损耗光纤必将迎来大规模商用时代，超低损耗光纤技术的成熟也将成为促进400Gbit/s时代早日到来的重要因素。目前，为了适应干线网和城域网的不同发展需要，已出现了两种不同的新型光纤，即非零色散光纤（G.655光纤）和无水吸收峰光纤。