Para poder satisfacer la demanda de mayores anchos de banda y los requisitos de los nuevos servicios, se espera que se produzca una evolución de las redes ópticas hacia arquitecturas reconfigurables dinámicamente. Esta evolución subraya la importancia de ofrecer soluciones en las que la escalabilidad y la flexibilidad sean las principales directrices. De acuerdo a estas características, las redes ópticas de conmutación de paquetes (OPS) proporcionan altas capacidades de transmisión, eficiencia en ancho de banda y excelente flexibilidad, además de permitir el procesado de los paquetes directamente en la capa óptica. En este escenario, la solución all-optical label switching (AOLS) resuelve el cuello de botella impuesto por los nodos que realizan el procesado en el dominio eléctrico. A pesar de los progresos en el campo del networking óptico, las redes totalmente ópticas todavía se consideran una solución lejana. Por tanto, es importante desarrollar un escenario de migración factible y gradual desde las actuales redes ópticas basadas en la conmutación de circuitos (OCS). Uno de los objetivos de esta Tesis se centra en la propuesta de escenarios de migración basados en redes híbridas que combinan diferentes tecnologías de conmutación. Además, se analiza la arquitectura de una red OPS compuesta de nodos que incorporan nuevas funcionalidades relacionadas con labores de monitorización y esquemas de recuperación. 
Las redes que realizan el procesado en el dominio óptico permiten mejorar la transparencia de la red, pero a costa de aumentar la complejidad de las tareas de gestión. En este escenario, la monitorización óptica de prestaciones (OPM) surge como una tecnología capaz de facilitar la administración de las redes OPS, en las que cada paquete sigue su propia ruta en la red y sufre un nivel diferente de degradación al llegar a su destino. Aquí reside la importancia de OPM para garantizar los requisitos de calidad de cada paquete. El segundo y principal objetivo de esta Tesis se centra en proponer nuevas técnicas de monitorización para las redes OPS, cuyas principales características serán la realización de la monitorización a nivel de paquete y trabajar directamente en el dominio óptico. Para ello, se hará uso de un campo específico de monitorización en la cabecera óptica. 
Adicionalmente, también se investiga la utilización de técnicas de monitorización basadas en la combinación de la señal óptica con señales de RF para su aplicación en redes ópticas de paquetes, dando lugar a la propuesta de dos técnicas de bajo coste para la monitorización de PMD a alta velocidad.