不同波长的光彼此之间可以无影响地独立传输，因此在同一根比纤中可以有多个信道(每个信道有不同的载波波长)同时传输信息。这种在单根光纤中同时传输多个波长信道的技术称为波分复用(WDM，wavelength—division multiplexillg)，采用这种技术可以显著提高单根光纤的信息传输容量。这些限制适用于任何一个携带信息的波长。增加光载波数量的同时成比例地增加了传输容量。
光复用器将来自多个单独光源的光耦合进同一根传输光纤。在接收端，光解复用器分离小同的载波，然后进行单信号光的检测。通常，复用器/解复用器在其输入端口和输出端口处与光纤相连。用光源取代复用器中的输入光纤，从而直接集成进器件也是可能的。相似地，光检测器可以取代解复用器中的输出光纤。通常情况下，同一器件既能作为复用器又能作为解复用器。
插入损耗和串扰是复用器/解复用器的重要性能参数。插入损耗是指某一光波从输入端口传输到期望端口的功率衰减。例如在图1(a)中，对信道l来说，A，波长的输入功率只有一部分传到传输光纤，插入损耗是指这部分功率与输入功率之比。如果每个信道的插入损耗大致相同，我们就说复用器/解复用器具有均匀性。串扰是在一个不期望的端口上测量的波衰耗。例如，参考图1(b)，A，的小部分输入功率到达了分配给A1的输出光纤，这一小部分A，的光功率与输入功率之比就是串扰。串扰是接收机设计中的主要问题，因为两个或多个信道之间的混频将严重干扰有用信号。
图2给出了一个八信道解复用器的损耗曲线。八条曲线分别表示与每个信道有关的传输损耗。例如，第一个信道中心波长在1530 nm处，第二个信道的中心波长在1534 nm处，等等，直到第八个信道中心波长设在1558 nm处。信道间隔为4 nm，单个信道的带宽约为2 nm。在这个例子中，插入损耗约为1 dB。如果光源的波长分别设置在各信道的中心处，并且光源的谱宽不超过2 nm，则相邻信道间的串扰低于35 dB。
图2所介绍的复用器工作在1550 nm波长区域，在这个区域中光纤损耗最低，而且掺铒光纤放大器在其中适宜工作。由此可见，WDM系统特别适用于长距离、大容量的传输通道，例如海底链路。
人们已设计出能够容纳众多波长信道(超过100)的复用器，其波长间隔为1 nm甚至更小。这就是所谓密集波分复用(DWDM，dense wayrelength-division.multiplexing)系统。当复用的波长信道只有几个(例如8个左右)，且波长间隔更大(10 nm甚至更大)时，称为稀疏波分复用(CWDM，coarse-wavelength-division multiplexing)系统。
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