基于上述全光网络构架有很多核心技术，它们将引领光通信的未来发展。下面着重介绍ASON、FTTH、DWM、RPR这四项最重要的技术。 无论从国内研发进展、试商用情况，还是从国外的发展经验来看，国内运营商在传送网中大规模引入ASON技术将是必然的趋势。ASON(AutomaticallySwitchedOpticalNetwork，智能光网络）是一种光传送网技术。产品和市场状况表明，ASON技术已经达到可商用的成熟程度，随着3G、NGN的大规模部署，业务需求将进一步带动传送网技术的发展，预计2007年ASON将得到更加广泛的商用。
2006年各大主要设备提供商华为、中兴、烽火、Lucent等已经推出了其可商用的ASON产品。中国电信、中国网通、中国移动、中国联通和中国铁通陆续开展了ASON的应用测试和小规模商用。
ASON在国外成功商用的经验表明，ASON将在骨干传送网发挥不可替代的作用。例如，AT&T的140个节点覆盖美国的骨干传送网；BT组建21CN网，已建40个ASON节点；Vodafone的131个节点覆盖英国的ASON骨干传送网，等等。
然而，ASON在路由、自动发现、ENNI接口等几方面的标准化工作还不完善，这成为制约ASON技术发展和商用的重要因素。未来中国将参与更多的ASON标准化工作，同时，ASON的标准化，尤其是其中ENNI的标准化，将取得突破性进展。 FTTH(Fiber To The Home，光纤到户）是下一代宽带接入的最终目标。实现FTTH的技术中，EPON(Ethernet Passive Optical Networks)将成为未来中国的主流技术，而GPON（Gigabit-capable passive optical networks）最具发展潜力。
EPON采用Ethernet封装方式，所以非常适于承载IP业务，符合IP网络迅猛发展的趋势。国家已经将EPON作为“863”计划重大项目，并在商业化运作中取得了主动权。
GPON比EPON更注重对多业务的支持能力，因此更适合未来融合网络和融合业务的发展。但是它还不够成熟并且价格偏高，还无法在中国大规模推广。
中国的FTTH还处于市场启动阶段，离大规模的商业部署还有一段距离。在未来的产业化发展中，运营商对本地网“最后一公里”的垄断是制约FTTH发展的重要因素，采取“用户驻地网运营商与房地产开发商合作实施”的形式，更有利于FTTH产业的健康发展。从日本、美国、欧洲和韩国等国家的FTTH发展经验来看，FTTH的核心推动力在于网络所提供的丰富内容，而政府对应用和内容的监控和管理政策也会制约FTTH的发展。 WDM突破了传统SDH网络容量的极限，将成为未来光网络的核心传输技术。
按照通道间隔的不同，WDM(WavelengthDivisionMultiplexing，波分复用）可以分为DWDM（密集波分复用）和CWDM(稀疏波分复用）这两种技术。DWDM是当今光纤传输领域的首选技术，但CWDM也有其用武之地。
2006年，烽火、华为等设备厂商都推出了自己的DWDM系统，国内运营商也开展了相关的测试和小规模商用。未来DWDM将在对传输速率要求苛刻的网络中发挥不可替代的作用，如利用DWDM来建设骨干网等。
相对于DWDM，CWDM具有成本低、功耗低、尺寸小、对光纤要求低等优点。未来几年，电信运营商将会严格控制网络建设成本，这时CWDM技术就有了自己的生存空间，它适合快速、低成本多业务网络建设，如应用于城域和本地接入网、中小城市的城域核心网等。 弹性分组环（ResilientPacketRing，RPR）将成为未来重要的光城域网技术。许多国内外传输设备厂商都开发了内嵌RPR功能的MSTP设备，RPR技术得到了大量芯片制造商、设备制造商和运营商的支持和参与。
在标准化方面，IEEE802.17的RPR标准已经被整个 业界认可，而国内的相关标准化工作还在进行中。未来RPR将主要应用于城域网骨干和接入方面，同时也可以在分散的政务网、企业网和校园网中应用，还可应用于IDC和ISP之中。
光通信技术主要涉及光信号的产生、调制、传输、探测和信号处理等方面。以下是一些关键的光通信技术：
波分复用（WDM）技术：WDM技术利用单根光纤来同时传输多个光波长信号，从而实现了高速、大容量的信息传输。
相干光通信技术：相干光通信技术利用相干调制和解调技术，提高了信号的传输质量和传输距离。
光时分复用（OTDM）技术：OTDM技术通过将高速光脉冲在时间上分割成多个时隙，然后对每个时隙进行调制，实现了更高的传输速率。
光码分复用（OCDM）技术：OCDM技术利用不同的光码进行调制，从而实现多路复用和多址接入。
自由空间光通信（FSO）技术：FSO技术利用激光在空气或真空环境中进行信息传输，适用于短距离、高速率的通信应用。
量子光通信技术：量子光通信技术利用量子力学原理进行信息传输，具有高度安全性和保密性。
光放大技术：光放大技术通过放大光信号来提高信号的传输距离和传输质量。
光分插复用（OADM）和光交叉连接（OXC）技术：这些技术用于构建大型的光网络系统，实现灵活的光信号路由和复用。
光逻辑门和光计算技术：这些技术利用光信号进行逻辑运算和信息处理，为未来的光计算和光通信提供了新的可能。
光子集成电路（PIC）和微纳光子器件：这些技术利用集成光学原理，将光器件集成在一块芯片上，实现了小型化、高效化的光子器件。