在光通信中，信号传输主要依赖光波。波分复用（WDM），即按波长而非频率区分，其实质是频分复用。WDM的核心是将一个光纤转变成多个独立工作的“虚拟”光纤，每个工作在不同的波长上，极大地提升了光纤的传输容量。这种技术由于其经济性和效率，已经成为光纤网络扩容的主要手段。
WDM技术有三种主要复用方式：1. 1310 nm和1550 nm波长的波分复用，起源于20世纪70年代，最初使用两个窗口进行双窗口传输；2. 粗波分复用（CWDM），在城域网中广泛应用，使用宽窗口1200~1700 nm，尤其在1550 nm系统中常见，1310 nm波长也在研发中。CWDM具有低成本和小型化优势，适合业务发展较慢的城市使用；3. 密集波分复用（DWDM），可承载众多波长，尤其适合长距离传输，其分波波数不断增长。DWDM要求色散补偿技术以减少非线性失真，不同波长的信号在一根光纤中协同传输，单根光纤的传输速率可达400 Gbit/s，未来有望更高。
“复用”是一种将若干个彼此独立的信号，合并为一个可在同一信道上同时传输的复合信号的方法。比如，传输的语音信号的频谱一般在300~3400Hz内，为了使若干个这种信号能在同一信道上传输，可以把它们的频谱调制到不同的频段，合并在一起而不致相互影响，并能在接收端彼此分离开来。