Los ecosistemas industriales modernos, particularmente aquellos que adoptan la Industria 4.0, dependen cada vez más de redes ópticas coherentes que operan a 400 Gbps y más. Estas infraestructuras de alta capacidad, junto con un procesamiento de señales digitales avanzado y detección sensible a la fase, permiten el intercambio de datos en tiempo real para la fabricación automatizada, la robótica y los sistemas de fábricas interconectadas. Sin embargo, introducen desafíos de seguridad en múltiples capas, que van desde brechas de sincronización de hardware hasta manipulación de sobrecarga de protocolos. Además, el auge de la computación cuántica a gran escala intensifica estas amenazas al potencialmente romper protocolos de intercambio de claves clásicas y permitir la futura descifrado de texto cifrado almacenado. En este documento, presentamos un análisis sistemático de vulnerabilidades de redes ópticas coherentes que utilizan el enmarcado OTU4, la Seguridad de Control de Acceso a Medios (MACsec) y transceptores 400G ZR+. Guiados por metodologías de evaluación de riesgos establecidas, descubrimos debilidades críticas que afectan las interfaces del plano de gestión (por ejemplo, MDIO e I2C) y los campos de sobrecarga (por ejemplo, Identificador de Trazo de Sendero, Paridad Intercalada de Bits). Para mitigar estos riesgos mientras se preservan las demandas de alto rendimiento de datos y baja latencia de la automatización industrial, proponemos un marco de seguridad post-cuántica que fusiona el enmascaramiento de fase espectral con la detección coherente multi-homodina, reforzado por la distribución de claves cuánticas para la gestión de claves. Este enfoque en capas mantiene la compatibilidad hacia atrás con la infraestructura existente y asegura la confidencialidad futura contra adversarios habilitados por la cuántica. Los resultados de la evaluación muestran una reducción sustancial en la exposición a explotaciones basadas en tiempo, abusos de campos de sobrecarga y compromisos criptográficos. Al integrar medidas seguras frente a la cuántica en la capa óptica, nuestra solución proporciona una hoja de ruta a prueba de futuro para operadores de redes, proveedores de hardware y partes interesadas de la Industria 4.0 encargados de salvaguardar los procesos de fabricación e ingeniería de próxima generación.