Với các hệ thống thông tin sợi quang thông thường trước đây, mỗi sợi quang chỉ có thể truyền tín hiệu quang từ một nguồn phát tới một bộ tách quang tại đầu thu vì vậy các tín hiệu từ các nguồn quang khác nhau đòi hỏi các sợi xác định riêng biệt. Tuy nhiên các nguồn quang lại có độ rộng phổ tương đối hẹp vì vậy phương pháp này rất lãng phí tài nguyên truyền dẫn của sợi quang.
Kỹ thuật ghép kênh theo bước sóng quang ra đời đã cho phép tăng dung lượng truyền dẫn mà không cần tăng tốc độ bit đường truyền và không cần phải dùng thêm các sợi quang. Kỹ thuật này thực hiện truyền các luồng ánh sáng với các bước sóng khác nhau trên cùng một sợi quang. Các hệ thống thông tin quang thông thường chỉ sử dụng một phần rất nhỏ băng tần truyền dẫn của sợi sẵn có. Do đặc điểm của các nguồn phát là có độ rộng phổ khá hẹp, nếu tận dụng được thì có thể truyền được một dung lượng rất lớn trên một sợi quang từ nhiều nguồn phát quang khác nhau hoạt động ở các bước sóng khác nhau một cách hợp lý. Ở phía đầu thu có thể thực hiện thu các tín hiệu quang riêng biệt nhờ quá trình lọc các bước sóng khác nhau. Theo những nghiên cứu mới nhất thì hiện nay trên các sợi quang đã có thể ghép được tới 160 bước sóng, dung lượng truyền trên mỗi bước sóng là 10Gb/s.
Nguyên lý cơ bản của ghép kênh theo bước sóng quang được mô tả như trên hình 1.1. Giả sử các nguồn phát quang làm việc ở các bước sóng khác nhau λ1, λ2,...., λn. Các tín hiệu quang ở các bước sóng khác nhau này sẽ được ghép vào cùng một sợi quang ở phía phát. Bộ ghép kênh theo bước sóng phải đảm bảo có suy hao nhỏ và tín hiệu sau khi được ghép sẽ được truyền dọc theo sợi để tới phía thu. Tới bên thu, qua bộ giải ghép kênh (ODMUX), tín hiệu sẽ được tách ra thành các bước sóng riêng rẽ và đến các bộ thu thích hợp.
Có 3 loại WDM chính được sử dụng đó là:
- Bộ lọc điện môi màng mỏng (Dielectric thin film filters-DTF) dùng để lọc các bước sóng riêng biệt trong dải bước sóng cụ thể cũng như dễ dàng thích ứng
trong việc truyền dẫn một chiều hoặc hai chiều. Bộ lọc DTF được sử dụng để ghép bước sóng tại hai cửa sổ.
- Cách tử nhiễu xạ dùng để ghép và tách nhiều tín hiệu trong cùng một cửa sổ.
- Ghép định hướng theo phương pháp hàn sợi.