路由行業的發展，也推動了寬帶骨干網技術的升級，從網絡結構上看，未來的寬帶骨干網將向著高效率方面發展，把服務質量、流量監控和網絡管理的功能提高到一個更高的境界。隨著現代電信、計算機和因特網技術的飛速發展，數據、語音、視頻等業務傳輸都在不斷增長，并呈現出融合趨勢，現有網絡已經難以滿足快速增長的業務需求，強烈需要建設一個新型的寬帶骨干網來承載這些快速發展的業務。

從網絡結構上看

物理層

SONET（同步光纖網絡）在許多方面的重要價值，使它成為長距離、高速度光纖通信的最主要協議。首先，SONET的可伸縮性使它成為實現新一輪高速端口的首要技術。因為OC-3 (155Mbps)已成為一種過時的輔助技術，在高速的路由器和交換機上OC-48 (2.4Gbps)端口速度現在已經非常普遍，OC-768 (40Gbps)的端口速度也即將閃亮登場，隨著數據流量吞吐率不斷增長，SONET成為一種重要的寬帶骨干網絡傳輸技術。在SONET出現之前，每個光纖設備制造商各自為政，在產品生產中采用自己獨立的技術，產品互不兼容。SONET的出現起到了標準化高速光纖數據傳輸的作用。

數據鏈路層

ATM為語音、視頻和數據創建了一個單一的網絡，并且語音和視頻流能夠維持在用戶所要求的較低的時延和抖動水平上。同時，對時間不敏感的數據能夠充分利用剩余的信道容量，這樣可以相對降低為提供服務質量保證的費用。正像SONET有許多特征沒有包含在傳統的物理層協議的定義中一樣，ATM也不能完全被當作數據鏈路層協議。盡管一個ATM信元與典型的第二層數據幀很相似，都具有錯誤修正能力，也都包含有對本地數據鏈接非常重要的地址信息，但是，第二層的規程并不要求像ATM那樣，把全部的通信流都轉換成固定長度的信元。

ATM有精心制作的服務質量QoS，沒有數據鏈路層所要求的兼容性。然而，ATM作為與物理層的接口，無疑又非常適合第二層協議的定義。它對第一層的選項包括了許多運送ATM信元的光纖傳輸方法，包括SONET、第五類雙絞線銅纜和T1線等。雖然ATM也能被當作統計多路復用器來為大量非實時的數據流提供服務，但它的主要優勢還在于能夠接收實時數據流（例如語音和視頻）而不造成抖動和時延。

網絡層

在網絡層上，隨著Internet取得的巨大成功，IP已經成為了公認的標準。IP隨著技術的發展和承載業務的多元化，IP這種以“盡力傳送”的方式來傳輸數據的無連接協議，需要為業務提供服務質量保證（QoS），否則無法達到寬帶骨干網所需要的電信級的服務質量。

從網絡層次上看

這樣，在網絡層次上，由物理層、數據鏈路層和網絡層組成的寬帶骨干網形成了IP/ATM/SONET/Optical的體系結構。但是，SONET的APS設備帶來了額外的“容錯稅”，為了實現容錯在SONET中需要花費整個帶寬的50%作為“容錯稅”。因此，許多電信運營商想要去掉這一層。

IP/ATM/SONET/Optical體系結構的缺點隨著應用的深入逐漸暴露了出來：效率低、設備復雜、成本高昂、管理復雜等。隨著吉位路由交換機包轉發速度增加到數十兆的速率以及擁有了155Mbps和622Mbps的SONET端口，Internet寬帶骨干網于是采用了以PPP協議連接路由器的方式構成，這就是IP over SONET（POS）的結構。這種結構很快取代ATM成為Internet寬帶骨干網技術的主流，它將傳輸效率從不到80％提高到95％以上，并且使設備簡化、成本降低。

IP over SONET并不是分層簡化的終極體系，在寬帶骨干網絡中還能進一步簡化掉SONET層，把IP應用直接運行在光通道上（IP over Optical）。全光網絡不需要SONET層復雜的鏈路層管理，Internet固有的分布式生存特性使其具有保護和自愈能力。在IP優化光網絡中不使用SDH和ATM，數據包的轉發交換是由吉位路由交換機完成的。由于在IP優化光網絡中沒有更低層的傳輸協議可以使用，自愈恢復最好是在網絡層完成。可以使用MPLS（多協議標記交換）或者DPT（動態包傳輸）實現網絡層上的自愈恢復，使整個網絡保持健壯性和高效性。

從服務質量上看

新一代的寬帶骨干網絡，已不再是傳統意義上的Internet，它需要在其骨干上運行比現在更多的業務。新的寬帶骨干網絡結構必須能夠提供包括語音、數據、視頻等多種服務。因此，就要求有一定的服務質量(QoS)，這個服務質量是指要求在時間延遲和傳輸誤碼率兩方面要得到高質量的保證。在網絡中就必須能夠提供業務流控制的手段和流量管理的方法。對于寬帶骨干網來說，追求最大限度地利用資源、降低成本、提高效率是網絡建設、網絡運營的根本要求。所以在網絡的高層需要選擇高效的組網技術，充分發揮物理資源。流量管理技術能夠在發生擁塞的網絡中，保證各個業務的服務質量。

IETF從綜合服務工程組中成立了一個新的工作組來創建區別服務（DiffServ），以實現寬帶骨干網絡中的QoS功能。在IP網絡中為流量區分優先級的另一個有效機制是TCP速率控制，它通過調節終端窗口的大小而不是讓其任意增長的方式來實現，TCP速率控制能夠減輕網絡上的包流量。IP寬帶骨干網絡管理上的重要問題是如何監視流量，并防止和化解擁塞。為了適應IP over ATM的發展，出現了多協議標記交換技術MPLS。MPLS可在ATM交換機中根據標記，為IP實時業務數據流建立虛電路，保證QoS。

未來的寬帶骨干網將擔當起三網統一的任務，為多種業務提供支撐的平臺。網絡首先要有很高的效率，使網絡層次更加簡明，從而得到高的傳輸效率；另外，需要在網絡層或者更高的應用層次上下工夫，把服務質量、流量監控和網絡管理的功能提高到一個更高的境界。