在光通信的世界里，信息的传输主要依赖光信号，人们倾向于按照波长而非频率来区分。波分复用（WDM，Wavelength Division Multiplexing）本质上是频分复用的一种形式，它使得一束光纤可以承载多个不同波长（即信道），从而将一根光纤转化为多条独立工作的“虚拟”光纤。这种技术显著提升了光纤的传输容量，成为现代光纤网络扩容的主要手段。
WDM技术通常有三种复用方式：1310 nm和1550 nm波长的波分复用、粗波分复用（CWDM）和密集波分复用（DWDM）。最初的波分复用在70年代初仅使用两个波长，即1310 nm和1550 nm窗口。粗波分复用（CWDM）则在长途和城域网络中应用广泛，它利用1200~1700 nm的宽窗口，尤其在1550 nm波长系统中应用，尽管1310 nm波分复用器也在研发中。CWDM的成本效益使其在信道数量较少（如4-16波）时更具优势，尤其在地理范围有限、数据业务需求不高的城市中更受欢迎。
相比之下，密集波分复用（DWDM）能承载更多的波长，目前可达8-160个，且随着技术发展，波数上限仍在提升，波长间隔通常小于或等于1.6 nm。DWDM广泛应用于长距离传输，需要色散补偿技术来抵消多波长系统中的非线性失真。在不同的DWDM系统中，补偿方法有所不同，例如16波系统可能使用常规色散补偿光纤，而40波系统则需要色散斜率补偿光纤。DWDM技术使单根光纤能支持高达400 Gbit/s的数据流量，未来随着技术进步，每秒太位传输速度有望进一步提升。
信道复用即频分复用（FDM，Frequency Division Multiplexing），就是将用于传输信道的总带宽划分成若干个子频带（或称子信道），每一个子信道传输1路信号。要求总频率宽度大于各个子信道频率之和，同时为了保证各子信道中所传输的信号互不干扰，应在各子信道之间设立隔离带，这样就保证了各路信号互不干扰（条件之一）。特点是所有子信道传输的信号以并行的方式工作，每一路信号传输时可不考虑传输时延，因而频分复用技术取得了非常广泛的应用。频分复用技术除传统意义上的频分复用（FDM）外，还有一种是正交频分复用（OFDM）。