在光纤通信中，复用技术被认为是扩展现存光纤网络工程容量的主要手段。复用技术主要包括时分复用TDM（Time Division Multiplexing）技术、空分复用SDM（Space Division Multiplexing）技术、波分复用WDM（WaveLength Division Multiplexing）技术和频分复用FDM（Frequency Division Multiplexing）技术。但是，因为FDM和WDM一般认为并没有本质上的区别，所以可以认为波分复用是“粗分”，而频分复用是“细分”，从而把两者归入一类。下面主要讨论空分复用（SDM）、时分复用（TDM）、波分复用（WDM）、稀疏波分复用(CWDM)、光分插复用（OADM）复用方式。
1.TDM技术
TDM技术在电子学通信中已经是很成熟的复用技术。这种技术就是将传输时间分割成若干个时隙，将需要传输的多路信号按一定规律插入相应时隙，从而实现多路信号的复用传输。但是，这种技术在电子学通信使用中，由于受到电子速度、容量和空间兼容性诸多方面的限制，使得电子时分复用速率不能太高。例如，PDH信号仅达到0.5Gbps，尽管SDH体制信号采用同步交错复接方法己达到10Gbps（STM-64）的速率，但是，达到20Gbps却是相当困难的。另一方面，在光纤中，对于光信号产生的损耗（Attnuation）、反射（Reflectance）、颜色色散（Chromatic Dispersion）以及偏振模式色散PMD（Polarization Mode Dispersion）都将严重影响高速率调制信号的传输。当信号达到STM-64或者更高速率时，PMD的脉冲扩展效应，就会造成信号“模糊”，引起接收机对于信号的错误判断从而产生误码。这是由于不同模式的偏振光在光纤运行中会产生轻微的时间差，因而一般要求PMD系数必须在0.1ps/km以下。综上所述，电时分复用技术的局限性，将电子学通信的传输速率限制在10～20Gbps以下。
1.1光时分复用（OTDM）
光时分复用是用多个电信道信号调制具有同一个光频的不同信道，经复用后在同一根光纤传输的扩容技术。光时分复用技术主要包括:超窄光脉冲的产生与调制技术、全光复用/去复用技术、光定时提取技术。
1.1.1超窄光脉冲的产生。光时分复用要求光源提供5～20GHz的占空比相当小的超窄光脉冲输出，实现的方法有增益开关法、LD的模式锁定法、电吸收连续光选通调制法及光纤光栅法、SC（Supercontinum）光脉冲。增益开关法可以产生脉宽5～7ps、脉冲重复频率在10GHz左右可任意调整的光脉冲，其优点是很容易与其它信号同步。增益开关法已用于各种高速光传输实验中的脉冲源产生和光测量中。SC光脉冲宽度可大于1ps，最窄达0.17ps。另外，利用调整线性调制光纤光栅的色散值对电吸收调制器输出的光脉冲形状进行修正，也可以产生脉宽为5.8ps、占空比为6.3%的10GHz的光脉冲。
1.1.2全光复用/去复用技术。全光时分复用可由光延迟线和3dB光方向耦合器构成。在超高速系统中，最好将光延迟线及3dB光方向耦合器集成在一个平面硅衬底上，形成平面光波导回路（PLC）作为光复用器。全光去复用器在光接收端对OTDM信号进行去复用。目前已研制出4种形式的器件作为去复用器:光克尔开关矩阵光去复用器、交叉相位调制频移光去复用器、四波混频开关光去复用器和非线性光纤环路镜式（NOLM）光去复用器。无论采用何种器件，都要求其工作性能可靠稳定，控制用光信号功率低，与偏振无关。
1.1.3光定时提取技术。光定时提取要求超高速运转、低相位噪声、高灵敏度以及与偏振无关。目前已研制出一种采用高速微波混频器作为相位探测器构成的锁相环路（PLL），另外使用法布里—珀罗干涉光路构成的光振荡回路（FPT）也可以完成时钟恢复功能。
2.SDM技术
对SDM的一般理解是：多条光纤的复用即光缆的复用。在某些地方，有现成的光纤通信网管道，并且还有空余的位置。所以为了增加容量，可以在管道中拉入更多光纤，这比电子学方法更便捷。对于空分复用的另一种理解是：在一根光纤中实现空分复用，即对于光纤的纤芯区域光束的空间分割。因为单模光纤纤芯部分芯径仅有9～10mm，而且传输的光束波面各点相位要存在涨落，因而这种波面的空间分割是极为困难的。尽管最近有人提出了相干度的理论分割方法，但是距离实用化还有漫长的道路要走。
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