Незважаючи на потенційно величезну широкополосність оптичних волокон, швидкості передачі в реальному оптичному каналі обмежені можливостями обладнання прийому, передачі та обробки оптичних сигналів.
Однак існує можливість незалежної передачі по одному оптичному волокну декількох оптичних несучих з різними довжинами хвиль. Кожна така несуча може бути використана для передачі різних потоків інформації. Таким чином, в волоконно-оптичних лініях зв'язку може бути реалізована технологія, аналогічна частотному ущільненню каналів, що використовується в мережах на мідних кабелях і радіо-технологіях.
Для реалізації технології оптичного мультиплексування (WDM) необхідна пара пасивних оптичних пристроїв мультиплексор і демультиплексор. Вони дозволяють об'єднати оптичні несучі, що пережаються, для введення їх в одне волокно і розділити їх на приймальній стороні. Найпростіший тип оптичного мультиплексора WDM дозволяє організувати передачу по одному волокну двох оптичних потоків на довжинах хвиль 1310 нм і 1550 нм.
Технологія розрідженого спектрального мультиплексування CWDM передбачає передачу по волокну до 18 різних довжин хвиль з інтервалом між каналами 20 нм згідно сітці частот з Рекомендації ITU-T G.694.2.
Ще більшу кількість оптичних каналів забезпечує технологія щільного спектрального мультиплексування DWDM. Тут можлива передача десятків і навіть декількох сотень каналів. В відповідності до сітки частот Рекомендації ITU-T G.694.1 міжканальні інтервали можуть становити 200 ГГц (~ 0,8 нм), 100 ГГц (~ 0,4 нм), 50 ГГц (~ 0,2 нм) і), 25 ГГц (~ 0,1 нм). Однак такі оптичні мультиплексори, зазвичай, працюють тільки в діапазоні З (1530-1565 нм), де є можливість оптичного посилення.
Мультиплексори, що дозволяють передавати по одному волокну сигнали з різними довжинами хвиль в прямому і зворотному напрямку, називають одноволоконними. На відміну від двоволоконних, де для передачі в двох напрямках використовують два волокна.
Для об'єднання/поділу декількох довжин хвиль на кінцевих пунктах мережі використовують кінцеві мультиплексори. А оптичні мультиплексори вводу/виводу (Add/Drop) дозволяють виділяти інформацію на заданій довжині хвилі в проміжному пункті мережі.
Для використання в оптичній мережі технологій оптичного мультиплексування застосовуються приймально-передавальні модулі SFP , SFP + , XFP і X2 із заданими довжинами хвиль і шириною спектральної лінії випромінювача.
