这是FDM在光纤信道的一个变例。是指在一根光纤上不只是传送一个载波，而是同时传送多个波长不同的光载波。这样一来，原来在一根光纤上只能传送一个光载波的单一信道变为可传送多个不同波长光载波的信道，从而使得光纤的传输能力成倍增加。
光波分复用是将两种或多种不同波长的光载波信号(携带有名种类型的信息)，在发送端经复用器(亦称合波器，multiplexer)把这些光载波信号汇合在一起，并耦合到光线路中同一根光纤中进行传输；在接收端经分波器(亦称解复用器或去复用器，demulti-plexer)将各种波长的光载波进行分离，然后由光接收机相应的进一步处理恢复信号。这种复用方式称为波分复用。可以是单向传输，也可以是双向传输。
(1)超大容量传输。
由于WDM系统的复用光通路速率可以为2.5Gbit/s、10Gbit/s等，而复用光通路的数量可以是4、8、16、32，甚至更多，因此系统的传输容量可以达到300-400Gbit/s，甚至更大。
(2)节约光纤资源。
对于单波长系统而言，1个SDH系统就需要一对光纤；而对于WDM系统来讲，不管有多少个SDH分系统，整个复用系统只需要一对光纤。例如，对于16个2.5Gbit/s系统来说，单波长系统需要32根光纤，而WDM系统仅需要两根光纤。
(3)各信道透明传输，平滑升级、扩容。
只要增加复用信道数量与设备就可以增加系统的传输容量以实现扩容，WDM系统的各复用信道是彼此相互独立的，所以各信道可以分别透明地传送不同的业务信号，如语音、数据和图像等，彼此互不干扰，这给使用者带来了极大的便利。
(4)利用EDFA实现超长距离传输。
EDFA具有高增益、宽带宽、低噪声等优点，且其光放大范围为1530(1565nm，但其增益曲线比较平坦的部分是1540(1560nm)它几乎可以覆盖WDM系统的1550nm的工作波长范围。所以用一个带宽很宽的EDFA就可以对WDM系统的各复用光通路信号同时进行放大，以实现系统的超长距离传输，并避免了每个光传输系统都需要一个光放大器的情况。WDM系统的超长传输距离可达数百公里同时节省大量中继设备，降低成本。
(5)提高系统的可靠性。
由于WDM系统大多数是光电器件，而光电器件的可靠性很高，因此系统的可靠性也可以保证。
(6)可组成全光网络。
全光网络是未来光纤传送网的发展方向。在全光网络中，各种业务的上下、交叉连接等都是在光路上通过对光信号进行调度来实现的，从而消除了E/O转换中电子器件的瓶颈。WDM系统可以与OADM、0XC混合使用，以组成具有高度灵活性、高可靠性、高生存性的全光网络，以适应带宽传送网的发展需要。
就现有WDM系统传输容量的试验水平来看，北电等公司的1.6Tbit/s(160(10Gbit/s)WDM系统已经成功。在后来的展览上，北电推出80(80Gbit/s的WDM系统，总容量为6.4Tbit/s。此外，朗讯公司采用80nm谱宽的光放大器创造了波长数高达1022的世界记录。同时，我们了解到一些世界着名公司现有的WDM系统的各项指标。
在国内，WDM技术的研究和开发不仅活跃，而且进展也十分迅速。武汉邮电科学研究院(WRI)、北京大学、清华大学、邮电部五所先后进行了传输实验或者建设试验工程。例如：武汉邮电科学研究院在1997年10月成功地进行了16(2.5Gbit/s600km单向传输系统，1998年10月在北京‘98国际通信展览会上展示了32(2.5Gbit/s的WDM传输系统，并且容量为40(10Gbit/s的WDM系统也进行了传输实验，更高技术水平的WDM系统正在实验当中。
WDM是一种在光域上的复用技术，形成一个光层的网络既“全光网”，将是光通讯的阶段。建立一个以WDM和OXC(光交叉连接)为基础的光网络层，实现用户端到端的全光网连接，用一个纯粹的“全光网”消除光电转换的瓶颈，将是未来的趋势。现在WDM技术还是基于点到点的方式，但点到点的WDM技术作为全光网通讯的步，也是最重要的一步，它的应用和实践对于全光网的发展。
