Yếu tố then chốt của các mạng định tuyến bước sóng là định tuyến bước sóng (WR- Wavelength Router). Nó là một bộ định tuyến IP kết hợp với một OXC được dùng như một nút đấu nối trung gian trong các mạng quang hỗn hợp.
Một bộ định tuyến bước sóng được nối qua nhiều cổng mạng (network ports) tới các thiết bị đầu cuối DWDM. Những cổng drop của WR được dùng để kết nối WR tới các thiết bị lớp dịch vụ. Các cổng drop và cổng mạng là các giao diện các sóng đơn thường được hoạt động ở 1300 nm hoặc 1550 nm. Trong trường hợp các thiết bị lớp dịch vụ có tính năng DWDM, các hệ thống DWDM được đấu nối tới các cổng drop để cung cấp một tín hiệu DWDM để kết nối với bộ định tuyến, chuyển mạch ATM, hoặc thiết bị đầu cuối SONET/SDH.
Kết nối vật lý giữa các thiết bị đầu cuối DWDM cạnh nhau bao gồm một cặp cáp sợi quang. Các hệ thống DWDM sử dụng nhiều bước sóng trên một đoạn sợi quang. Một đường truyền dẫn linhk được định nghĩa là một tập hợp nhiều kênh giữa hai nút mạng nơi mà mỗi kênh là một đấu nối nhánh quang có hướng duy nhất. Nếu như một WR thực hiện dễ dàng việc ghép kênh kênh các tín hiệu điện, các kênh được ghép sẽ được truyền trên một bước sóng đơn.
Bộ định tuyến bước sóng chuyển mạch kênh động giữa cổng đầu vào và đầu ra để cung cấp kết nối quang từ đầu cuối đến đầu cuối thông qua OTN được kết thúc ở biên. Trong mạng quang không có chuyển đổi bước sóng thì các bước sóng giống nhau định vị tới OCH trail rộng khắp mạng. Trong trường hợp này OCH trail được gọi là đường dẫn sóng (WLP- Wavelength path). Nếu có chuyển đổi bước sóng thì các bước sóng khác nhau được dùng cho OCH trail và gọi là đường ánh sáng (light path).
Đường ánh sáng là một kết nối băng thông rộng cố định đẳng hướng được xác định thông qua định vị của một kênh mà trên mỗi đoạn dọc tuyến mong muốn thông qua mạng quang. Đường ánh sáng song hướng được thiết lập bởi hai đường sáng có hướng ngược nhau. Mặc dù định tuyến IP dùng để định tọa độ đường sáng cho trước, đường sáng vẫn có thể mang lưu lượng không IP như ATM và SDH.