Модель транспортной сети OTN-OTH представлена двумя самостоятельными по своей организации уровнями: уровень сети OTN и уровень пользователя  (рис 1.1 с.3)

Уровень сети OTN состоит из трёх физически и логически связанных подуровней: среды передачи сигналов с разделением по длине волны (WDM); оптических секций ретрансляции OTS (Optical Transmission Section) и мультиплексирования OMS (Optical Multiplex Section); оптических каналов OCh (Optical Channel) с нагрузкой в виде упакованных циклических блоков данных OTUk (Optical Transport Unit-k) с включением в них блоков ODUk (Optical Data Unit-k), которые, в свою очередь, включают блоки OPUk (Optical Channel Payload Unit-k). Индекс k соответствует иерархической ступени OTH (k=1,2,3) и указывает на различные по длительности, ёмкости и скорости передачи циклы. Детальное представление этих циклически повторяющихся блоков приводится в следующей главе. Оптические секции базируются на ресурсах одномодовых волоконных световодов со стандартными характеристиками и огромной полосой частот передачи, которая достигает примерно от 30 до 60ТГц в диапазоне волн 1260-1675нм для различных типов волокон. Этот диапазон используется в режиме WDM. Технология WDM, позволяющая одновременно передавать несколько информационных каналов по одному оптическому волокну на разных несущих частотах, существенно увеличивает пропускную способность канала, причем они позволяет использовать уже проложенные волоконно-оптические линии благодаря WDM удается организовывать двустороннюю многоканальную передачу трафика по одному волокну (в опчных линиях используется пара волокон – для передачи в прямом и обратном направлениях) При этом число волновых каналов может реализовываться от 2-4 OCh до нескольких сотен OCh, объединяемых в оптические волновые (транспортные) модули OTM (Optical Transport Module) ёмкостью до 16 OCh в каждом. Т.о. среда передачи в этой модели транспортной сети позволяет достигать скоростей передачи порядка 10 и более Тбит/с при скорости передачи в каждом из волновых каналов от 2.5 до 40Гбит/с.

Оптические секции ретрансляции OTS организуются внутри оптической секции мультиплексирования OMS для компенсации потерь оптической мощности в стекловолокне и компенсации дисперсионных искажений. Эти функции обеспечивают линейные оптические примесные волоконные усилители с эквалайзерами, рамановские оптические усилители и компенсаторы хроматической и поляризационной дисперсии, а в перспективе полностью оптические регенераторы 2R и 3R.

В оптической секции мультиплексирования формируются, передаются, обслуживаются и расформировываются отдельные оптические каналы, оптические волновые модули OTM с числом каналов до 16 (называемые также оптическими транспортными модулями), группы оптических модулей. Каждый оптический модуль может иметь отдельный оптический сервисный канал, в который включаются служебные данные для каждого OCh. Кроме того, в секции оптического мультиплексирования создаётся сервисный оптический канал для обслуживания всей секции и отдельных участков – секций ретрансляции OTS. Секция OMS может иметь гарантированную защиту благодаря дублированию передачи в альтернативной кабельной линии с соответствующими секциями ретрансляции. Нормированное время защитного переключения составляет 50 мс.

Оптический канал OCh в оптической сети выполняет при терминировании функции регенерации цифрового сигнала типа 3R, т.е. восстанавливает амплитуду импульсов (1R), их форму(2R) и устраняет накопленные фазовые дрожания (3R) Также производится оптическая модуляция и детектирование, контроль качества передачи цифровых данных в блоках OTUk и ODUk, и т.д.

Уровень сети OTN может поддерживать полностью оптическую сеть с оптической коммутацией, маршрутизацией, конвертацией оптических волн и защитой соединений.

Уровень пользователя оптической транспортной сети OTN-OTH выполняет функции интерфейса между транспортной сетью и сетями пользователей транспортных услуг, к которым относятся сети SDH, АТМ, Ethernet и др. Для эффективного согласования между сетями применяются различные протокольные решения по размещению данных пользователей в оптических каналах.

Это протоколы: общий протокол формирования кадра GFP (Generic Framing Procedure); протокол защищаемого пакетного кольца RPR (Resilient Packet Ring) и др. Протоколы позволяют согласовать циклическую передачу данных в оптических каналах со случайной во времени передачей пакетов данных различной емкости от пользователей, например, пакеты IP, MPLS или Ethernet

Наибольший транспортный ресурс из всех моделей транспортных сетей может обеспечить только модель сети OTN-OTH. Первая версия OTH была ориентирована преимущественно на клиентские сигналы SDH. Поэтому изначально в рекомендации G.709 были определены только 3 фиксированных типа ODU-контейнеров:
•ODU1 для CBR2G5 (STM-16);
•ODU2 для CBR10G (STM-64);
•ODU3 для CBR40G (STM-256).
В настоящее время структуры OTH рассматриваются с учетом передачи таких клиентских сигналов, как:

•Ethernet 1GE, 10GE WAN/LAN, 40GE, 100GE;
•OTH 2,5G, 10G, 40G, 100G;
•SDH 2,5G, 10G, 40G;
• FC 1G, 2G, 4G, 8G (10G).

Очевидно, что модель сети OTN-OTH предназначена для глобального масштаба, т.е. магистральных сетей связи с большим объёмом трафика и для сетей связи крупных городов-мегаполисов с развитой телекоммуникационной инфраструктурой.