全光通信網絡的結構分為服務層（Service layer）和傳送層（Transport layer），網絡傳送層分為SDH層，ATM層和光傳送層。光傳送層由光分插復用器（OADM）和光交叉連接（OXC）組成。在光傳送層，通過迂回路由波長（Rerouting wavelength），在網絡中形成大帶寬的重新分配。當光纜斷開時，光傳送層起網絡恢復（Restoration）的作用。在遠端，光纖環中的OADM插人／分離所確定的波長通道至ATM復用器，而OXC則連接兩個光WDM環路到ATM交換機。利用波分復用技術的全光網將采用三級體系結構。0級（最低一級）是眾多單位各自擁有的局域網（LAN），它們各自連接若干用戶的光終端（OT）。每個0級網的內部使用一套波長，但各個0級網多數也可重復使用同一套波長，1級可看作許多城域網（MAN），它們各自設置波長路由器連接若干個0級網。2級可以看作全國或國際的骨干網，它們利用波長轉換器或交換機連接所有的1級網。

基于波分復用的全光通信網比傳統的電信網具有更大的通信容量，具備以往通信網和現行光通信系統所不具備的優點：

1.全光網結構簡單，端到端采用透明光通路連接，沿途沒有光電轉換與存儲，網中許多光器件都是無源的，便于維護、可靠性高。

2.加入新的網絡節點時，不影響原有的網絡結構和設備，降低成本，具有網絡可擴展性。

3.全光網以波長選擇路由，對傳輸碼率、數據格式及調制方式均具有透明性，可提供多種協議業務，可不受限制地提供端到瑞業務。

4.可根據通信業務量的需求，動態地改變網絡結構，充分利用網絡資源，具有網絡可重組性。

全光網提供的業務類型

光網絡（ON）可以在用戶網絡接口（UNI）處提供電路、分組和信元模式3種業務，另外還可以把光業務分成模擬或數字式。具體地說，全光網提供寬帶信息業務，包括數據、音頻和視頻通信，可以把全光網支持的業務及應用分為3類：

1. 傳統數字信號業務 其數據速率范圍從低速KbpS至高速GpbS，如異步傳送模式（ATM）、局域網的互連、多路數字電話、以太網等。

2.模擬信號業務 如有線電視（CATV）節目的多路傳送。