Wszystkie możliwości systemów światłowodowych mogą być w pełni wykorzystane dopiero po wyeliminowaniu stosowanych obecnie i ograniczających szerokość pasma konwersji sygnału optycznego na elektryczny w celu jego regeneracji bądź komutacji. Eliminacja taka jest obecnie możliwa dzięki opracowaniu optycznych przełącznic OXC (Optical Crossconnects) i krotnic transferowych OADM (Optical Add-Drop Multiplexers), a także stosowaniu wzmacniaczy optycznych.

Kolejną istotną zaletą systemów optycznych jest ich niezależność od protokołów wyższych warstw. Umożliwia to stosowanie na odrębnych długościach fal dotychczasowych protokołów, a jednocześnie wprowadzanie i testowanie nowych protokołów korzystających z innych długości fal. Taka przezroczystość protokołowa będzie ułatwiać operatorom przechodzenie do nowych zestawów protokołów w warstwach leżących powyżej warstwy optycznej.

Jedną z trudności w działaniu współczesnych sieci telekomunikacyjnych jest konieczność przechodzenia przez wiele warstw protokołów w każdym z węzłów sieci. Prowadzi to do powstawania opóźnień i zwiększa prawdopodobieństwo wystąpienia błędów. Trudność tę eliminuje zastosowanie sieci całkowicie optycznych, w których nie będziemy musieli monitorować przepływających bitów (z wyjątkiem bitów związanych z "opakowaniem cyfrowym kanału optycznego"). Zyskujemy w ten sposób znaczną funkcjonalną prostotę systemu.

Sieci szkieletowe

Sieci szkieletowe przyszłości będą zawierać mniejszą liczbę warstw niż obecne. Znikną prawdopodobnie warstwy SDH i ATM, a ich funkcjonalność zostanie przeniesiona do warstwy optycznej i warstwy IP.

Główne funkcje warstwy optycznej można zestawić następująco:

Warstwa optyczna będzie składała się z "wysp" całkowicie optycznych, połączonych urządzeniami optoelektronicznymi. Takie urządzenia będą wymagane np. na granicach sieci należących do różnych operatorów, w celu umożliwienia pełnego monitorowania przepływających strumieni (związanego z rozliczeniami międzyoperatorskimi) i weryfikacji porozumień o jakości obsługi. Innym powodem umieszczania urządzeń optoelektronicznych między wyspami optycznymi może być konieczność elektrycznej regeneracji sygnałów, związanej z osiągnięciem dopuszczalnych granic mocy bądź dyspersji sygnału optycznego.

Sterowanie sieci "całkowicie" optycznej będzie wymagało realizacji następujących funkcji:

Uproszczenie architektury sieci transportowej do dwóch warstw umożliwi zastosowanie jednolitego sterowania opartego na MPLS. W przypadku warstwy optycznej będzie to odmiana tej techniki nazywana MPlS (znana też pod bardziej ogólną nazwą GMPLS). Technika MPLS polega na dodaniu do pakietów IP krótkich etykiet, na podstawie których pakiety w węzłach sieci są kierowane do odpowiednich wyjść. W takim przypadku w każdym z węzłów zastępuje się tradycyjną analizę całego adresu docelowego w pakiecie IP analizą etykiety. Ponieważ różnym strumieniom pakietów (nawet przepływających między tymi samymi węzłami końcowymi) można przypisać różne etykiety, można utworzyć szereg odrębnych "ścieżek wirtualnych" prowadzących różnymi drogami, w zależności np. od potrzeb związanych ze zróżnicowanymi wymaganiami na jakość obsługi. MPLS wymaga istnienia odpowiednich tablic kierowania w węzłach sieci, a także mechanizmów przesyłania informacji związanych z etykietami (czyli odpowiedniej sygnalizacji).