从网络对IP业务的适应和承载能力出发，研究人员又提出了一种两层网络体系结构——IP-over-WDM体系结构[5]。IP-over-WDM体系结构将原有的较为复杂的IP层到WDM层逐步映射的网络结构简化为IP直接构建在WDM光层之上的两层结构[6-7]。两者的结构对比如图3所示。
ASON和IP-over-WDM并不是独立的两种网络体系结构，它们具有相似的控制平面和业务传输过程。后者在前者的基础上提出了业务结构分层的问题，是面向IP业务的体系，可以认为是ASON的一个改进。这两种体系的光网络都具有动态光网络的典型特征。
1.1光网络自动启动
第一代静态光网络的启动过程需要进行复杂的网络配置，包括节点光电交换线路的连接方式、上下话路配置、光交叉互联配置和路由表的初始设置等。在第二代光网络中，通过自动启动机制，实现了节点、链路等网络资源的自动发现[8]，并以此为基础实现路由表的自动初始化。
自动发现是光网络通过信令协议实现网络资源的自动识别。自动发现包括网络资源和网络业务的自动发现两个方面，后者在IP-over-WDM网络体系中十分重要。因为业务的情况决定着光通道建立的情况以及虚拓扑[9]的状态，这对IP业务的路由具有重要的意义。自动发现不仅仅发生在网络启动时期，在整个网络运行过程中，随着网络节点或者链路资源的变化，自动发现机制仍然起着重要作用，在此基础上实现了网络拓扑的发现和状态的更新。
1.2光网络动态运行
1.2.1光网络业务动态建立和拆除过程
现有光网络所承载的业务基于有连接的电路交换，动态建立和拆除业务通道的过程是动态光网络信令的核心内容。关于业务建立和拆除过程，研究普遍关注业务建立和拆除的成功率或失败率。在动态光网络中，对于网络资源已经被大量占用情况下的网络性能，一般以阻塞率来衡量。光网络中的阻塞是指业务请求没有得到正确的资源分配或路径建立发生错误，从而停止接纳某一业务的过程，也就是建立路径失败的过程。
另一个重要的动态特性是信令过程消耗时间。在网络中，呼叫和建立的时间是不传送数据的，因此希望该时间越短越好，从而能够适应快速变化的业务需求。建路或拆路的信令过程所经历的时间是度量网络动态特性的重要指标。针对自动交换光网络，ITU-T专门制定了相应的信令协议标准[10]。
动态业务建立和拆除过程可以使用不同的信令协议来实现。其中，以支持流量工程的资源预留协议[11](RSVP-TE)最为典型。该协议软状态管理路由器的预留状态，可以实现控制平面与传送平面的完全分离，具有较好的灵活性。类似的协议还有约束路由标记分配协议[12](CR-LDP)，具有相似的功能，但其应用没有RSVP-TE广泛。
1.2.2光网络动态路由
光网络动态路由功能是第二代光网络控制平面的核心，是网络动态性能的最直接体现。在承接动态业务和建立动态路径的过程中，路由功能模块首先对接入业务进行分析，特别是对服务质量(QoS)进行分析，然后查找动态路由表表项，综合考虑业务要求、网络状态变化、资源利用率和负载均衡等多种因素，进而计算出业务路由，并将路由结果告知业务建立即信令模块最终实现业务的接纳。因此，在动态光网络中，路由模块不仅仅完成简单的路径选择，而是在选择的过程中综合考虑了包括服务质量、资源利用、负载均衡、公平性等多个因素。
在动态光网络中，光节点所保存的路由表承担路由数据库的作用。该路由表除了包括基本的路由路径外，还包括路由要用到的网络现有的状态参数。该路由表由光网络所在路由域内的节点交换自动发现的信息和其他信息来确定。在同一路由域中，所有节点路由表必须满足一致性，即必须符合共同的满足该路由域的现有网络状态。在多个节点间传递这种网络状态信息直接影响路由表的性能和路由收敛情况。
在动态光网络中，网络状态信息可以分为准静态和动态两种。准静态信息不会由于业务操作而变化，主要包括邻居关系、链路带宽等链路特性、共享风险组等。这些信息主要通过自动发现机制收集而来。动态信息会由于业务操作的变化而发生变化。例如链路可用带宽，IP-over-WDM的光通道。在动态光网络中，准静态信息可以通过非频繁的路由发布实现，而动态信息则需要随着业务连接的操作而快速的更新，以允许新的业务根据当前的网络状态进行动态路由选择。因此，动态信息的发布可能直接影响网络中信令的流量，甚至可能带来信令网的拥塞。
对于面向IP业务的、智能化的光网络，从实现更智能、资源更合理分配和利用、业务保证更为完善的角度出发，动态信息应该越丰富越好，因为动态信息携带的是网络实时的状态，可以为路由优化提供最准确的数据；然而，从加快路由收敛速度，减少信令风暴，减少路由不稳定因素的角度出发，则希望动态信息越少越好。动态信息的减少，可以加快网络对资源变化的更新速度和适应能力，快速地路由收敛。总体而言，网络状态信息量和资源更新速度之间存在折中，后者更是关系到网络可扩展性。因此，路由设计中必须综合考虑这些因素，依据实际网络需求制定相应的路由参数。
1.3光网络动态恢复
光网络业务的动态恢复涉及到网络生存性设计。网络的生存性[13]定义为在网络中出现业务失效后仍然能够持续提供业务供给的能力。在光网络中，一个完整的生存性体系应该包括4个部分: 故障的发现、定位、声明和解除。
1.3.1光网络动态故障发现、定位与声明
故障发现是动态生存性机制的第一步。光网络以自动发现机制实现网络故障的发现、定位和报告功能。自动发现模块检测到故障发生后，对网络状态进行路由域内的广告，从而为全网发送故障位置以及其他基本状态。
1.3.2光网络业务动态恢复策略
在动态光网络中，对故障导致的业务失效进行动态的快速恢复是网络生存性的主要体现。其解除故障的方法主要包括保护策略下的快速倒换和恢复策略下的重新路径选择，生存性体系结构如图4。对于保护策略而言，动态光网络只需要在故障检测后倒换相应的光开关。而对于恢复策略，网络必须对故障检测后的网络状态进行重新评估，得到由于故障更新过的网络状态信息，在此基础上重新路由，以实现相应的通道恢复或链路恢复。
2 动态光网络的可扩展性
随着光网络规模的进一步扩大和动态要求的进一步提高，光网络的可扩展性越来越受到研究人员的重视。可拓展性可以定义为网络某一性能随网络规模扩大而恶化的情况。在动态光网络中，路由协议的收敛性能、信令网的流量、对故障的响应等性能都可能随网络规模的扩大而快速的恶化。对于一般网络，为了解决其可扩展性恶化的问题，主要可以从两个可能的方向改善：一是网络状态的简单化，二是采用合理的分层分域结构。
2.1光网络核心路由器状态的简化
光网络核心路由器状态的简化，意味着网络状态交互信息的减少，网络状态广播内容的大量精简，因此可以大大提高网络的可扩展性。从这个角度出发，无连接的光分组交换(OPS)和光突发交换(OBS)具有较好的可扩展性。
