Podstawową infrastrukturę sieci optycznych DWDM w Polsce tworzą sieci szkieletowe, które pierwotnie znajdOWAŁY się (2001 r.) w gestii zaledwie kilku największych operatorów: sieci telekomunikacyjnej – TP SA, sieci światłowodowej energetyki – Tel-Energo oraz sieci resortu kolejnictwa – Energis Polska. Wielu innych operatorów, takich jak NASK, Netia, BTP Telbank i in., korzysta z własnych łączy lub dzierżawi fragmenty największych sieci światłowodowych, doposażając je odpowiednio w nowoczesne platformy optyczne. Dopiero na tej światłowodowej infrastrukturze fizycznej są implementowane technologie transmisyjne: SDH, ATM, DWDM czy MPLS/IP. Przeprowadzona w 2000 r. eksperymentalna transmisja z szybkością do 640 Gb/s (Poznańskie Centrum Komputerowo-Sieciowe, PKP, Alcatel) na trasie Poznań–Wrocław była pierwszym sprawdzianem działania takiego rozwiązania w Polsce.
Najdłuższą kablową infrastrukturą optyczną o długości ponad 11 tys. km dysponowała TP SA, która rozbudowała (od 2001 r.) szkieletową sieć transmisyjną SDH o ogólnopolskim zasięgu, wykorzystując urządzenia zwielokrotnienia DWDM (Lucent Technologies). Podkładową szybkość w 12 instalowanych pierścieniach – wynoszącą 40 Gb/s (162,5 Gb/s) w każdym użytkowanym włóknie optycznym – można było rozszerzać do 80 Gb/s w każdym włóknie. Szkielet optyczny sieci nadal służy transmisjom długodystansowym w dwóch rozwiązaniach usługowych operatora: komutowanej PSTN (strumienie cyfrowe STM) oraz pakietowych Polpak (X.25) i Polpak-T (protokoły ATM i Frame Relay).
Historycznie drugą co do wielkości krajową siecią optyczną – kable podwieszone wzdłuż linii wysokiego napięcia – dysponowało konsorcjum Tel-Energo. Sieć szkieletowa o łącznej długości 8,5 tys. km jest wyposażona w urządzenia STM-1 (155 Mb/s), STM-4 (622 Mb/s) i STM-16 (2,5 Gb/s). Jej szybkość podniesiono (DWDM, Alcatel) do przepływności 320 Gb/s z możliwością rozszerzenia do 640 Gb/s.Ma ona 11 węzłów przełączających w kilkunastu lokalizacjach pośrednich, które obejmują główne aglomeracje krajowe. Jako platformy transportowe zastosowano technologie ATM i IP oraz tradycyjne rozwiązania SDH.
Polskie Koleje Państwowe zawiadują własną siecią optyczną o łącznej długości ponad 5 tys. km, prowadzoną wzdłuż szlaków kolejowych. Szkielet sieci stanowiły pierścienie wyposażone w urządzenia synchroniczne SDH (STM-1 i STM-4), a także kilka starszych rozwiązań PDH (Plesiochronous Digital Hierarchy) o przepływności 140 Mb/s. Głównym użytkownikiem światłowodowej sieci PKP jest konsorcjum Energis Polska, które – dzierżawiąc część włókien w szkielecie sieci PKP – rozwija transmisje multimedialne, z wykorzystaniem własnego centrum danych IDC (Internet Data Center) ulokowanego w Piasecznie. Sieć optyczna Energis – ukierunkowana na dostęp do Internetu i usługodawców ISP (Internet Service Provider) – ma bezpośrednie połączenie z ogólnoeuropejską siecią szkieletową Energis o długości ok.. 30 tys. km.