光纖最重要的一個特點是容量大，可以傳送高速率的數字信號。為了更進一步提高光纖的利用率，參考已經比較成熟的電復用方法，人們采用了各種光的復用方法。如波分復用、頻分復用、時分復用、空分復用。副載波復用、碼分復用等。其中，被認為最具潛力的是波分復用。頻分復用和碼分復用。
一、波分復用技術（wdm）
所謂波分復用是指在一根光纖上，不只是傳送一個光載波，而是同時傳送多個波長不同的光載波。這樣一來，原來在一根光纖上只能傳送一個光載波的單一光信道變為可傳送多個不同波長光載波的光信道，使得光纖的傳輸能力成倍增加。也可以利用不同波長沿不同方向傳輸來實現單根光纖的雙向傳輸。
wdm技術的工作原理一般可以分為無源波分復用器和有源波分復用器兩類，每一類又可以分為若干種。比如無源波分復用器（powdm）可以有棱鏡型、熔錐型、光柵型、干涉濾波型等幾類，有源波分復用器可以分為波長可調濾波器。光源方向耦合器、波長可調激光器、集成光波導等幾類。目前，無源波分復用器在實際中使用較多。
光波分復用技術具有以下優點：
（1）利用光波分復用技術可以在不增建光纜線路或不改建原有光纜的基礎上，使光纜傳輸容量擴大幾倍甚至幾十倍、上百倍，這一點在目前線路投資占很大比重的情況下，具有重要意義。
（2）目前使用的光波分復用器主要是無源器件，它結構簡單，體積小，可靠性高，易于光纖耦合，成本低。
（3）在光波分復用技術中，各個波長的工作系統是彼此獨立的，各個系統中所用的調制方式、信號傳輸速率等都可以不一致，甚至模擬信號和數字信號都可以在同一根光纖中占用不同的波長來傳輸，這樣，由于光波分復用系統傳輸的透明性，所以在使用時帶來了很大的方便性和靈活性。 （4）同一個光波分復用器即可用作合波也可用作分波，具有方向的可逆性，因此可以在同一光纖上實現雙向傳輸。
wdm是對多個波長進行復用，能夠復用多少個波長，與相鄰兩波長之間的間隔有關，間隔越小，復用的波長個數就越多。一般當相鄰兩峰值波長的間隔為50- 100nm時，稱為wdm系統。而當相鄰兩峰值波長間隔為1-10nm時稱之為密集的波分復用（dwdm）系統。
dwdm是目前市場最熱的產品之一，40波長的dwdm已經進入商用。根據波士頓一家咨詢公司最新報告，在2000年dwdm設備的市場增長率有望達到65％。隨著“ip over wdm”、“ip over dwdm”技術的產生，wdm與dwdm更加備受矚目。wdm及dwdm在建設中的全光網上必然占據重要的地位。
二、頻分復用技術（fdm）
一般相鄰兩峰值波長的間隔小于1nm時，我們稱之為光頻分復用系統（fdm），它與波分復用在本質上是沒有什么區別的。頻率表示每秒出現的波峰數，波長表示此電磁波的一個波峰到另一個相鄰波峰的長度，兩者互為倒數關系。在光載波間隔比較大時，用波長衡量比較方便，一般稱之為波分復用。而當光載波間隔比較小時，用波長來衡量就顯得不方便了，所以光載波間隔小于1nm的系統習慣稱為頻分復用系統。
由于fdm的光載波間隔很密，傳統的wdm器件如分波器、合波器等技術已很難區分開光載波，所以要求用分辨力更高的技術來選取各個光載波。目前能采用的主要有可調諧的光濾波器和相干光通信技術等。fdm一般可以用于大容量高速通信系統或分配式網絡系統，如catv、廣播等。
三、光碼分復用技術（ocdma）
cdma技術不是一項新技術，作為一種多址方案它已經成功地應用于衛星通信和蜂窩電話領域，并且顯示出許多優于其他技術的特點，比如它能夠較好地解決移動通信中抗干擾、抗多徑衰落的問題，在提高系統容量方面有著顯著優勢等等。但是，由于衛星通信和移動通信中帶寬的限制，所以cdma技術尚未充分發揮優點。光纖通信具有豐富的帶寬，能夠很好地彌補這個缺陷。近年來，ocdma已經成為一項備受矚目的熱點技術。
ocdma技術在原理上與電碼分復用技術相似。ocdma通信系統給每個用戶分配一個唯一的光正交碼的碼字作為該用戶的地址碼。在發送端，對要傳輸的數據該地址碼進行光正交編碼，然后實現信道復用；在接收端，用與發端相同的地址碼進行光正交解碼。
ocdma技術的優點是：提高了網絡的容量；提高信噪比，改善了系統性能；增強了保密性；增加了網絡靈活性；降低了系統對同步的要求；隨機接入，信道共享等。
icdma通過直接光編碼和光解碼，實現光信道的復用和信號交換，在光纖通信中具有極大的應用前景。當然，從目前情況來看，由于技術方面的原因，ocdma并不成熟，距離實用化還有一段路要走。