De bandbreedtevraag van telecommunicatienetwerken wordt steeds groter, waarbij ontwikkelingen zoals 8KTV al beschikbaar zijn voor het opvullen van de bestaande bandbreedte. De noodzaak om Internet architecturen te optimaliseren om om te gaan met deze bandbreedte stijging, terwijl de investering van de netbeheerders wordt geoptimaliseerd, is van het grootste belang. Op dit moment bevindt de belangrijkste bandbreedte bottleneck zich in het netwerksegment waarmee de gebruiker verbinding maakt met Internet diensten. Dit segment van het netwerk wordt aangeduid als een toegangsnetwerk. De huidige toegangsnetwerken hebben fysische beperkingen met betrekking tot hun bandbreedte capaciteit en moeten daarom verder worden verbeterd. Een rechtstreekse stap is de vervanging van het transmissiemedium waarover de diensten worden geleverd door een optische vezel . Deze glasvezel gebaseerde toegangsnetwerken worden aangeduid als optische toegangsnetwerken. De focus van dit proefschrift is om architecturen en algoritmen te ontwikkelen voor de volgende generatie optische toegangsnetwerken. We identificeerden hoe deze toekomstige Internet architecturen kunnen worden aangepast met de volgende gewenste kenmerken - hogere beschikbare bandbreedte, een betere kwaliteit van de dienstverlening om de gebruikerservaring te verrijken, langere afstanden tussen servers en gebruikers, een betere veerkracht tegen falingen, het naast elkaar bestaan van meerdere dienstverleners - terwijl het energieverbruik en de operationele kosten worden gereduceerd