WDM基于光波的严格相干条件，在光发射端，利用光复用器将两个或多个携带大量信息的不同波长光载波信号耦合进入同一根光纤中传输，而不会相互干扰；在光接收端，通过光解复用器分离出各个波长的光载波信号，然后再由光接收机进行处理、恢复出原始信号。

光WDM技术的主要性能以信道带宽、复用波长数、波长间隔Δλ（或波长间隔度）、信道间线性和非线性串扰、波长管理能力等来表征。根据不同信道间隔的大小或按复用波长（载波）数将WDM技术划分为：稀疏WDM（波长间隔Δλ为几百～10纳米）和密集WDM（DWDM，波长间隔Δλ在10纳米以下）两种。可复用的信道数（或波长数）主要取决于光纤信道之间的波长间隔（或信道间隔）Δλ和使用的波长带宽，而在实际应用中，影响波长间隔Δλ大小的主要因素是光源波长的稳定性、允许波长间隔的线性或非线性串扰、实现复用与解复用的不同光技术等。

WDM技术的特点如下：①充分利用光纤的巨大带宽，一根光纤的传输容量比单个波长的传输容量要大几倍，甚至几十几百倍，从而可降低成本；②能够传输不同类型的光信号，对不同数据格式、不同速率、不同通信业务类型的光信号均是透明的，即各信道的传输特性、传输速率及调制方式等是各自独立的，因此可对各种多媒体通信业务实现综合传输或分离；③多个波长光信号被复用在一根光纤中传输，并能同时实现双向传输，这就便于采用多信道复用的光放大器、减少光放大器和光纤，简化系统结构、降低线路成本；④能够降低光纤通信系统中对器件的超高速要求。WDM技术存在的主要缺点是：光复用/解复用器引入插入损耗、减小了系统的可用功率，光复用信道间的串扰会降低光接收的灵敏度，波分复用器件的价格较高。这些问题需要通信研发人员继续努力来改进、提高。

光WDM系统由光发送机、光中继放大、光接收机、光监控信道发送/接收器和网络管理模块这五个主要部分组成（图1）。在光发送端系统中来自不同信道的电信号由光转发器进行电光变换、调制和处理，使电信息转换为携带高速数字信号的不同光载波，这些光载波通过光合波器耦合在一起，混合的多波长信号在传输前、传输过程中和传输后、接收前均可由光放大器（功率放大器BA、光路放大器LA、前置放大器PA）进行放大。在光接收端，由光分波器将多个波长的光信号载波分开，分别送入不同的接收机进行接收，将承载信息的光信号变成原始电信号，系统中信道的发送与接收由光监控信道器和网络管理系统来实现。从20世纪80年代初开始，光WDM技术逐步成为最为成功、应用最广泛的光信道复用技术，从而使光WDM系统在90年代就开始实用化并大规模商用。

图1 光波分复用系统结构

光WDM系统主要有以下三种基本应用形式：①双纤单向传输；②单纤双向传输；③光插分复用或交叉连接传输。图2是双纤单向传输的WDM系统，采用两根光纤，每根光纤中所有波长的光信号都在同一方向上传输。图3是单纤双向传输的WDM系统，只用一根光纤，多个波长的信号在两个方向上同时传输。大多数WDM系统采用双纤单向传输形式，只有在个别情况下才采用单纤双向传输形式。图4是光插分复用和光交叉连接的传输系统，光交叉连接器（OXC）将某些波长的光信号从光路中分离出来，并将另一些波长的光信号插入到光路中进行传输。不同波长的上、下路及路由分配均由OADM或OXC来完成，这就可以根据传输系统中的各段业务量（或各光网络的业务量）分布情况及其路由交换需求，合理地安排插入（耦合）或下载（分离）某些波长的光信号。

图2 双纤単向传输

图3 单纤双向传输

图4 光插分复用和光交叉连接传输

WDM技术发展得很快。典型的WDM商用系统利用1540～1564纳米的波长范围，安排了8～32个波长，每个波长承载速率为2.4吉比/秒或10～40吉比/秒的光信号。在实验室同时传输的波长已达到数百个，一些新型的WDM系统又在更宽的波长范围（如C+L波段）内实现了同时传输160个波长信号。随着WDM技术的不断发展和完善，更加先进的WDM技术和光交换技术相结合的WDM光网络将会展现。