Multipleksacja ze zwielokrotnieniem długości fali WDM (ang. Wavelength Division Multiplexing) jest technologią transmisyjną znoszącą ograniczenia pojemności tradycyjnej techniki multipleksacji z podziałem czasu TDM (ang. Time Division Multiplexing).

Rys. 1 Multiplekser optyczny WDM.

Systemy WDM opierają się na zasadzie łączenia różnych długości fal optycznych (z których każda transmituje oddzielny kanał) w jednym włóknie optycznym. Multiplekser nadawczy WDM (rys. 1) łączy różne długości fal (na rysunku pokazano multiplekser czterokanałowy pracujący z przepływnością kanałową 2.5 Gbit/s). Każdy kanał jest zrealizowany za pomocą oddzielnego lasera emitującego określoną długość fali, specyficzną dla danego kanału.

Multiplekser optyczny nie wymaga synchronizacji. Sygnały optyczne są transportowane w całkowicie niezależnych kanałach, które nie oddziaływują na siebie (jest to pewne przybliżenie). Po stronie odbiorczej znajduje się demultiplekser optyczny (rys. 2), który dzieli sygnał zbiorczy na poszczególne kanały i kieruje je do indywidualnych portów. Podobnie jak multiplekser, demultiplekser optyczny pracuje bez synchronizacji.

Rys. 2 Demultiplekser optyczny WDM.

Multiplekser nie wymaga urządzenia selektywnego ze względu na długość fali - może zostać zrealizowany za pomocą prostego sprzęgacza optycznego. Demultiplekser optyczny natomiast wymaga urządzenia z selekcją długości fali.

Innym kluczowym urządzeniem wchodzącym w skład systemu WDM jest wzmacniacz optyczny. Urządzenie to umożliwia osiągnięcie długich odcinków bezregeneratorowych, i jednocześnie ogranicza dostępny zakres długości fal dla kanałów nadawczych do ok. 1530-1560 nm. Wzmacniacz optyczny może wzmacniać sygnał z dowolną liczbą obsadzonych kanałów bez wprowadzania intermodulacji sygnałów o wysokiej przepływności bitowej.

Łączne wykorzystanie technik multipleksacji i wzmacniania optycznego powoduje możliwość konstrukcji systemu transmisyjnego przedstawionego na rys. 3. W tym przykładzie osiąga się całkowitą przepływność 40 Gbit/s. Do przenoszenia tej przepływności wystarczy jedno włókno optyczne, co ma ogromny wpływ na ilość niezbędnego wyposażenia liniowego (np. jedynie jeden wzmacniacz optyczny w miejsce 16 regeneratorów).

Rys. 3 System transmisyjny WDM.

Ponieważ multipleksery i demultipleksery optyczne nie wymagają synchronizacji, sygnał transmitowany przez dowolny kanał może mieć zasadniczo dowolny format (622 Mbit/s, 2.5 Gbit/s lub 10 Gbit/s; ATM, SDH itp). Oczywiście w celu zapewnienia długich odcinków bezregeneratorowych system transmisyjny musi zostać zoptymalizowany. Jednym ze sposobów optymalizacji jest poprawna definicja interfejsów optycznych (nadawczych i odbiorczych).