1. 密集波分復(fù)用DWDM（Dense Wavelength Division Multiplexing）
波分復(fù)用技術(shù)是把不同波長的多個(gè)信道用同一根光纖來傳輸。目前能達(dá)到的最新技術(shù)指標(biāo)是：在1550nm波長窗口用的寬帶摻鉺光纖放大器（WEDFA）使可提供平坦增益的波長范圍已從約30nm加寬到80nm，信道波長間隔已縮至0.25nm。如果實(shí)現(xiàn)100 nm范圍內(nèi)間隔0.25nm的密集波分復(fù)用，其復(fù)用路數(shù)多達(dá)400路以上，以每路2.5Gb/s計(jì)算即可達(dá)1Tb/s。雖然全世界都在積極發(fā)展DWDM技術(shù)，可是，隨著信道數(shù)目的增加，DWDM將遇到很大的技術(shù)難題而變得不實(shí)用，例如信道的管理和監(jiān)控問題，增益平坦度問題，非線性串?dāng)_問題以及復(fù)用/解復(fù)用問題等。
2. 光時(shí)分復(fù)用OTDM（Optical Time Division Multiplexing）
電子學(xué)能達(dá)到的數(shù)字速率極限一般認(rèn)為是10Gb/s，稱為“電子瓶頸”，為了進(jìn)一步提高單一信道的比特率，必須通過OTDM來突破“電子瓶頸”的限制。這必須依靠超快和全光器件。要建立一套實(shí)用的OTDM系統(tǒng)，可靠、小型、廉價(jià)的飛秒光電半導(dǎo)體器件是必不可少的，其中尤其是飛秒激光脈沖光源和飛秒全光開關(guān)。
1) 飛秒激光脈沖產(chǎn)生技術(shù)
要為Tb/s級(jí)光通信提供穩(wěn)定的信號(hào)源，激光器必須能產(chǎn)生峰值光強(qiáng)穩(wěn)定的高重復(fù)頻率超快脈沖序列。實(shí)現(xiàn)飛秒脈沖光源有多種方案，例如：
光纖飛秒激光器
采用超連續(xù)光源，超連續(xù)光源的產(chǎn)生主要是利用光纖內(nèi)的各種非線性效應(yīng)引起譜展寬，綜合利用光纖的非線性效應(yīng)和色散效應(yīng)引起的孤子效應(yīng)產(chǎn)生變換極限的超短脈沖，通過光譜切片技術(shù)選出一系列不同波長的光源；
采用多波長鎖模光纖激光器，即采用光纖光柵或?yàn)V波器作為選頻器件，或采用色散補(bǔ)償光纖增加腔內(nèi)色散實(shí)現(xiàn)多個(gè)波長振蕩，得到多波長輸出的鎖模脈沖。
采用主動(dòng)鎖模摻鉺光纖環(huán)形激光器（ML-EDFRL）產(chǎn)生鎖模超短脈沖序列，通過高飽和輸出功率的摻鉺光纖放大器（EDFA）將脈沖峰值功率放大到1W以上，然后泵浦超連續(xù)光纖，產(chǎn)生寬帶、強(qiáng)度平坦的超連續(xù)（SC）光譜。這樣，通過光學(xué)帶通濾波器（OBF）就可以取出一系列脈寬可調(diào)（皮秒量級(jí)到飛秒量級(jí)）的近變換極限脈沖
半導(dǎo)體飛秒激光器
采用多個(gè)增益開關(guān)半導(dǎo)體激光器，通過高速調(diào)制產(chǎn)生比調(diào)制電脈沖窄得多的光脈沖，通過正色散光纖和濾波器消啁啾技術(shù)得到一系列不同波長的變換極限OTDM/WDM光源；
采用脈沖碰撞鎖模分立封閉異質(zhì)節(jié)多量子井(GRIN-SCHMQW)半導(dǎo)體激光器，可以產(chǎn)生非常穩(wěn)定的500GHz光脈沖序列。利用諧波同步鎖模技術(shù)很好的抑制了信號(hào)抖動(dòng)。再對(duì)500GHz脈沖利用光纖倍增技術(shù)實(shí)現(xiàn)1THz的信號(hào)源。
最近，日本FESTA實(shí)驗(yàn)室通過半導(dǎo)體激光器結(jié)合光纖脈沖壓縮技術(shù)，產(chǎn)生了世界上最短的光脈沖。飛秒級(jí)光脈沖在傳播過程中，受到的色散影響將會(huì)很嚴(yán)重，必須采取必要的色散補(bǔ)償措施。FESTA利用色散補(bǔ)償光纖方法實(shí)現(xiàn)了250fs光脈沖的139km的傳輸。
2 ) 光子節(jié)點(diǎn)器件技術(shù)
在新一代光通信網(wǎng)絡(luò)中，光子節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)是一個(gè)關(guān)鍵課題。光子節(jié)點(diǎn)需要用到各種各樣的光開關(guān)，實(shí)現(xiàn)光信息系統(tǒng)中大容量信息在網(wǎng)絡(luò)光路中高速分組切換與選擇吸收。這些光開關(guān)的動(dòng)作必須由光子來觸發(fā)，因?yàn)槠溟_關(guān)時(shí)間要求達(dá)到100fs的量級(jí)，用電子的方法不可能達(dá)到這樣的速度。全光開關(guān)一般是基于超快非線性光學(xué)原理的，最近多種新型的飛秒全光開關(guān)受到重視，例如
基于半導(dǎo)體量子井交叉能帶躍遷
用這種新型光開關(guān)(InGaAs/AlAsSb耦合量子井)，成功實(shí)現(xiàn)了1Tb/s的解復(fù)用。
基于對(duì)稱 Mach-Zehnder（SMZ）
SMZ可以用長遲豫時(shí)間的非線性光學(xué)材料做成飛秒級(jí)的全光開關(guān)。使用兩臂信號(hào)光偏振態(tài)相異的SMZ實(shí)現(xiàn)了1.5Tb/s的解復(fù)用。