Optische WDM-netwerken (Wavelength Division Multiplexing) zijn netwerken die optische WDM-glasvezelverbindingen inzetten waarbij elke vezelverbinding meerdere golflengtekanalen heeft. Een All Optical Network (AON) is een optisch WDM-netwerk dat end-to-end optische paden biedt door gebruik te maken van alle optische knooppunten waarmee het optische signaal in het optische domein kan blijven zonder conversie naar een elektrisch signaal. AON’s zijn meestal optische circuitgeschakelde netwerken waarbij circuits worden geschakeld door tussenliggende knooppunten in de granulariteit van een golflengtekanaal. Vandaar dat een circuitgeschakelde AON ook wel een golflengterouteringsnetwerk wordt genoemd, waarbij optische circuits equivalent zijn aan golflengtekanalen.
Een golflengterouteringsnetwerk bestaat uit optische cross-connects (OXC) en optische add/drop-multiplexers (OADM) die met elkaar zijn verbonden door WDM-vezels. De overdracht van gegevens over dit optische netwerk gebeurt met behulp van optische circuitgeschakelde verbindingen, ook wel lichtpaden genoemd. Een OXC is een N x N optische schakelaar met N ingangsvezels en N uitgangsvezels waarbij elke vezel W golflengten draagt. De OXC kan alle inkomende golflengten van zijn ingangsvezels optisch omschakelen naar de uitgaande golflengten van zijn uitgangsvezels. Een OADM kan de signalen op een aantal golflengten beëindigen en nieuwe signalen in deze golflengten invoegen. De overige golflengten gaan transparant door de OADM.
Om een gebruiker (router A) gegevens te laten verzenden naar een bestemmingsgebruiker (router B), wordt een circuitschakelende verbinding tot stand gebracht door gebruik te maken van een golflengte op elke sprong langs het verbindingspad. Dit unidirectionele optische pad wordt een lichtpad genoemd en het knooppunt tussen elke hop is een OXC of een OADM. Er moet een apart lichtpad worden aangelegd met verschillende vezels om transmissie in de tegenovergestelde richting op te zetten. Om aan de continuïteitsbeperking van de golflengte te voldoen, wordt dezelfde golflengte gebruikt bij elke sprong langs het lichtpad. Als een lichtpad wordt geblokkeerd omdat de vereiste golflengte niet beschikbaar is, kan een converter in een OXC het optische signaal dat van de ene golflengte naar een andere golflengte wordt verzonden, transformeren.
Omdat de bandbreedte van een golflengte vaak veel groter is dan voor een enkele client vereist is, wordt traffic glooming gebruikt om de bandbreedte van een lichtpad door veel clients te laten delen. De bandbreedte van een lichtpad is onderverdeeld in subrate-eenheden; klanten kunnen een of meer subrate-eenheden aanvragen om verkeersstromen tegen lagere tarieven te vervoeren. Informatie wordt bijvoorbeeld verzonden via een optisch netwerk met behulp van SONET (Synchronous Optical Network) framing met een transmissiesnelheid van OC-48 (2,488 Gbps). Er wordt een lichtpad tot stand gebracht van OXC1 naar OXC3 via OXC2 met behulp van golflengte w, de subrate-eenheid die beschikbaar is op dit lichtpad is OC-3 (155 Mbps). Een gebruiker op OXC1 kan een willekeurig geheel aantal OC-3 subrate-eenheden tot een totaal van 16 verzoeken om gegevens naar een andere gebruiker op OXC3 te verzenden. Een netwerkoperator kan door het verkeer verzorgde lichtpaden gebruiken om subrate transportdiensten aan de gebruikers te bieden door een virtueel netwerk aan het optische netwerk toe te voegen.
Informatie over een lichtpad wordt meestal verzonden met SONET-framing. In de toekomst zal de informatie die via een optisch netwerk wordt verzonden, gebruikmaken van de nieuwe ITU-T G.709-standaard, ook wel bekend als digitale wrapper. In ITU-T wordt een optisch netwerk het optische transportnetwerk (OTN) genoemd. De volgende zijn enkele van de kenmerken van de G.709-standaard:
1) De standaard staat overdracht van verschillende soorten verkeer toe: IP-pakketten en gigabit Ethernet-frames met behulp van Generic Framing Procedure (GFP), ATM-cellen en synchrone SONET/SDH-gegevens.
2) Het ondersteunt drie bitrate-granulariteiten: 2,488 Gbps, 9,95 Gbps en 39,81 Gbps.
3) Het biedt mogelijkheden om een verbinding op een end-to-end-basis over meerdere vervoerders te bewaken, evenals over een enkele vervoerder.
4) G.709 gebruikt Forward Error Correction (FEC) om bitfouten te detecteren en te corrigeren die worden veroorzaakt door fysieke stoornissen in de transmissielinks.
Lichtpad kan statisch of dynamisch zijn. Statische lichtpaden worden tot stand gebracht met behulp van netwerkbeheerprocedures en kunnen lange tijd blijven bestaan. Virtual Private Networks (VPN) kunnen worden opgezet met behulp van statische lichtpaden. Dynamische lichtpaden worden in realtime tot stand gebracht met behulp van signaleringsprotocollen, zoals IETF’s GMPLS (Generalized Multi-Protocol Label Switching) en UNI (User Network Interface) voorgesteld door Optical Internetworking Forum (OIF). GMPLS is een uitbreiding van MPLS en is ontworpen om MPLS-labelschakeltechnieken toe te passen op Time Division Multiplexing (TDM)-netwerken en golflengterouteringsnetwerken, naast pakketgeschakelde netwerken. De OIF UNI specificeert signaleringsprocedures voor klanten om automatisch een verbinding via een golflengterouteringsnetwerk te creëren, te verwijderen en op te vragen. De UNI-signalering wordt geïmplementeerd door de labeldistributieprotocollen, LDP en RSVP-TE, uit te breiden.