IP層與光層各有各的優勢：IP層具有業務感知能力，并可高效率地處理分組業務；光層則有取之不盡的帶寬，可透明地將海量數據業務傳送到數千公里之外。如果IP層和光層實現協同，優勢互補，則可構建高性能、低成本的骨干網。
對傳送網的新需求
超寬帶業務的爆發性增長推動了骨干承載技術不斷向前發展。在IP層，集群路由技術的發展，提升了骨干路由器的性能和交換容量；在光層，光傳送網不僅實現了超大容量、超長距離的傳送，而且實現了網絡的智能化；同時，IP層與光層也趨于融合并實現協同。
骨干網的發展對傳送網提出了如下新需求。
40G/100G超高速傳送：為應對網絡流量指數增長帶來的帶寬挑戰，傳送網需要提供單波長40G的傳送能力，同時需要兼容當前的10G和未來的100G鏈路。2009年，領先的設備廠商都已演示了100G傳送和路由設備，但業界仍然普遍預計100G的規模商用時間在2012年之后。當前的40G傳輸成為不可跨越的發展階段，未來相當長的時期我們不得不面對10G/40G/100G共存的局面。
Tbps的大容量交叉連接：無論是核心節點之間的全互聯，還是區域節點間直達路由的建立，都需要傳送網提供超大容量的交叉調度能力。只有Tbps以上大容量交叉調度能力的OTN設備才能有效旁路IP層的流量壓力。
智能控制平面：ASON/GMPLS智能控制平面對傳送網具有重要的意義，可依托大容量交叉調度實現端到端的業務點擊提供；可提高骨干網絡的可靠性，以應對傳輸鏈路的多點失效。通過在光層與IP層采用統一的控制平面，可實現光層和IP層的協同和互動，從而構建高性能、低成本的骨干網。
IP over OTN承載模式
OTN技術，尤其是加載了ASON/GMPLS控制平面的智能化OTN技術，可把波長與子波長的交叉調度能力引入到傳統點對點WDM傳輸系統之中，其目的是通過增加交換、選路能力，構成網絡化的WDM系統。歸納起來，OTN技術具有如下價值：
更大的傳送能力，更高的傳送效率
當前ITU-T OTN標準的進展，已經很好地解決了對Ethernet業務的映射和承載問題。最新的標準中增加了ODU0以承載GE業務，增加了ODU2e以承載10GE LAN業務，增加了ODU4以承載100GE業務。后續可能標準化的ODUflex，可以將任意速率的業務映射進入OTN幀結構。這些進展都提升了光層網絡的高速、多業務傳送能力。
OTN的業務匯聚能力可提升傳送效率，降低業務傳送成本。例如，當前40G波長的成本已經低于4個10G波長，通過OTN系統將4路10G匯聚成1路40G進行傳送是成本效益最佳的方案。實際上，OTN不僅能實現對10G業務的匯聚，而且GE顆粒以上的各種業務通過ODU0/ODU1/ODU2混合映射到ODU3/ODU4，都可以匯聚到40G/100G波長，以提升傳送效率，降低傳送成本。
OTN可實現高效率的業務調度以及端到端的業務提供能力。基于大容量的交叉連接以及ASON/GMPLS控制平面技術，OTN解決了靈活的帶寬提供的問題，使得OTN網絡能成為一個“帶寬云”，可隨時、按需提供帶寬資源。目前，OTN具備全業務交叉和疏導能力，無阻塞交叉連接顆粒包括ODU0、ODU1、OUD2、ODU3和波長，在任何光纖物理拓撲條件下均可以實現Any to Any的波長、子波長連接。OTN大容量的光交叉連接能力，使OTN具備了Mesh組網能力，相對于點到點組網的WDM來說，這是一個巨大的進步。
另外，通過在流量較大的邊緣節點之間增加光層的直達路由（即IP offload方案），將流量分流到光層，使得區域間流量以直達為主，轉發為輔，從而可顯著減輕對核心路由器的業務轉發壓力，優化骨干網的流量處理能力，促進骨干網絡的傳送效率，降低運營成本。
更可靠的業務傳送
由于光層網絡承載著巨大的業務量，其網絡可靠性至關重要。加載ASON/GMPLS控制平面，使得OTN網絡成為了一個大容量的智能光網絡。這種網絡可以有效解決骨干網鏈路多點失效問題。統計表明，對于長度大于600km的WDM環網傳送系統，可靠性可達到99.99%，而加載ASON/GMPLS的OTN Mesh網，可靠性可達99.999%，網絡的可靠性提升了10倍。
波長級業務提供
骨干網的流量中來自消費者的帶寬只占少部分，大部分帶寬用來租賃給企業用戶。以BT為例，來自消費者的業務占網絡總流量的24%，而來自大企業、中小企業和Wholesale的業務占到總流量的76%，這些業務通常要占用一個或多個波長。以前，這些波長級業務通過WDM提供，在網絡節點通過光纖跳線采用人工方式實現轉接，建設周期和可靠性都得不到保證。OTN網絡在可運營的光網絡道路上邁出了重要一步，一些高價值的大顆粒（如波長級）專線業務，都可以直接由OTN網絡提供。
從2007年開始，業內主流設備供應商都推出了各自的OTN產品系列，設備的交叉連接能力已經達到Tbps；幾乎所有廠商的OTN設備都宣稱具備ASON/GMPLS智能控制能力。基于OTN的光層ASON網絡在世界范圍內也得到了商用，骨干網的建設模式正在從IP over WDM全面轉向IP over OTN。
雙層協同的骨干網
IP over OTN對于骨干網的建設意義重大。目前這種承載模式采用靜態優化方案，需通過人工的網絡規劃、人工的配置來實現。但是，更具價值的是采用實時優化方案，這需要IP層和OTN的雙層協同。在華為IPTime Backbone解決方案中，IP和OTN的協同體現在三個方面：協同的流量管理、協同的業務保護和協同的網絡管理。
協同的流量管理
IP/OTN協同流量管理（多層流量工程）在提升網絡的性能的同時，還可降低網絡的擴容壓力。任意兩臺路由器之間的流量如果超過事先預設的閾值，路由器就可以通過UNI接口向OTN網提出帶寬請求，傳送網絡在接到路由器的帶寬請求之后，通過波長路由算法，在兩臺路由器之間快速搭建一條光層直達路由。這時，路由器的容量不需要增加，因為達到閾值的流量通過OTN層直達了。路由器IP端口的成本一般是OTN端口的4－5倍。由于光層智能分流了路由器業務，減少了路由跳數，從而減輕了路由器轉發壓力，減少了骨干IP網絡中昂貴的IP端口（路由器高速線卡）的投資，從而可顯著降低網絡的CAPEX。例如，歐洲某主流運營商正是通過這種IP/OTN雙層協同的方式，通過光層自動旁路路由器的流量，使網絡的CAPEX節省了40%以上。
協同的業務保護
骨干網承載上百萬甚至上千萬個用戶的業務，可靠性問題不容忽視。以中國某運營商骨干網為例，線路故障時長占總故障時長的76%，線路故障數量占總數量的58%。目前路由器的恢復技術主要應對網絡節點的失效，而光纜中斷會引起大量LSP的恢復操作，不能保障業務的QoS。
Sprint的研究成果表明，線路故障導致路由收斂過程中產生大量“IP環流”，從而導致時延、抖動、丟包以及亂序，波及范圍也很大，持續時間一般為10秒，甚至長達60秒。
在IP over OTN骨干網承載網中，光層專注于對物理光纖的保護，而IP層專注于節點、端口和邏輯鏈路故障保護。光層和IP層的協同保護可以顯著提高網絡的安全性和保護效率。由于大量光層直達路由的建立，骨干IP網的鏈路跳數最少可僅為一跳，從而充分簡化了QoS的部署，化解了IP環流帶來的蝴蝶效應。
協同的網絡管理
協同網絡管理可實現統一的告警機制、統一的故障診斷和一鍵式的端到端業務指配。
眾所周知，來自底層（光層）的告警會引起更多的路由層面的告警。而通過IP和OTN協同的管理，可以實現多層故障定位和診斷，并實現統一告警處理。網絡采用告警相關性分析原則，實現底層告警抑制，屏蔽衍生告警，只提供“根因”告警給維護人員，便于快速排查故障點，降低運維壓力。
統一的網絡管理系統、多層路徑計算（PCE）和GMPLS UNI，徹底改變了IP和OTN各自管理與配置的模式，實現了一鍵式端到端的業務提供。
總之，在IP與OTN協同的網絡中，通過協同的流量管理，消除了骨干網的流量瓶頸；通過協同的業務保護，提升了網絡的可靠性與業務保護效率；通過協同的網絡管理，實現了統一的故障診斷與告警屏蔽，以及一鍵式端到端的業務提供。模型測算和運營商的實踐均表明，相對于傳統骨干網，在IP與OTN協同的骨干網絡中，CAPEX、OPEX和設備機房占地都降低了40%以上，運營商充分享受了IP與光融合的盛宴。
