光傳輸系統的實現需要廣泛應用電子學和光學領域的技術。首先，需要將網絡業務低速顆粒復用為光傳輸信號，將其成幀；其次，選擇適合傳輸的格式進行編碼，然后進行驅動和調制；最后，將其發送到光纖上傳輸到最近的光放大站點。完成這些工作需要解決許多關鍵技術問題，主要包括：IC材料技術、調制技術、提高光信噪比（OSNR）技術、色散補償技術、超級FEC等。

    （1）IC材料技術

    光傳輸網絡隨著脈寬或脈沖間隔的變窄，信號抖動和碼間干擾（ISI）對信號的影響也變得更差。為了保證高質量的波形傳輸，就必須改善數字和模擬IC技術，以便高速、寬帶、低噪聲地對光波形進行回復整形和再定時(即CDR, Clock and Data Recover)。另外，IC功能的改良和功耗的減少是縮減成本的必要途徑。

    在系統中很多芯片需要采用InP（銦磷）材料，但是InP材料制作比較困難，同時由于芯片尺寸太小，使得與光纖的耦合變得非常困難，插損大。

    （2）調制技術

    目前主要有3種傳統光調制器：直接調制分布反饋半導體激光器（DFB-LD）、電吸收外部調制（EAM）、包括集成在DFB-LD芯片上的EAM和LiNbO3馬赫-曾德爾（MachZehnder）外部調制。這些調制器的應用領域是由他們各自的帶寬、啁啾脈沖和波長相關性所決定的。前兩種方式不適合高速系統，LiNbO3調制可以生成高速、低啁啾的傳輸信號，而且特性與波長沒有關系，被認為是40GbpsWDM傳輸系統的最佳選擇。

    40G調制格式的選擇是一個難題。目前有多種方式，例如NRZ碼、差分相移鍵控RZ碼、光孤子、偽線性RZ、啁啾的RZ、全譜RZ、雙二進制等等。從最新的研究成果分析，差分相移鍵控RZ碼（DPSK）顯得最有希望，這種調制方式的頻譜寬度介于NRZ和RZ之間，比普通RZ碼的頻譜效率高，可以改進色散容限、非線性容限和PMD容限，傳輸距離比普通RZ碼長。

    （3）提高光信噪比技術

    同10Gbit/sWDM系統相比較，40Gbps WDM系統有更多與光信噪比（OSNR）、色散、非線性作用、PMD等有關的尚待解決的問題。對于40 Gbit/s系統，為了要達到與10 Gbit/s系統相近的傳輸誤碼率，系統OSNR需提高6～8 dB。

    （4）色散補償技術

從理論上看，色度色散代價和極化模色散代價都隨比特率的平方關系增長，因此40G的色散和PMD容限比10G降低了16倍，實現起來非常困難。由于小于100ps/nm色散容差很小，對于40Gbps的系統來說有可能會造成極其嚴重的限制，所以，從系統靈活設計和經濟角度考慮，應采用可變色散補償器（VDC）進行自動補償。40Gbps傳輸系統的另一個很嚴重的制約因素是偏振模色散（PMD），它是由纖心的不對稱以及內、外壓力（如光纖的彎曲）所致。由于引入了雙折射，光纖中的兩個傳播偏振模經歷了群時延的微分（DGD），這導致了脈沖的加寬，即產生碼間干擾（ISI）并表現為比特誤差率的上升。

    （5）超級FEC技術

    這是一個相對比較古老的技術，從1984年面世，至今才開始形成大規模的應用。隨著光速率達到40G，提高光信噪比的難度越來越大，成本和代價也越來越高，FEC就成為一個非常關鍵的實用技術。特別是對于40Gbps速率，采用帶外FEC已經成為關鍵的使能技術之一，不僅可以使傳輸距離達到實用化要求，而且在一些短距離傳輸系統上，可以避免實施昂貴復雜的有源PMD補償。