A hullámhossz multiplexálás tulajdonképpen az előző két átviteli mód kombinációja. Az időosztással előállított nagy sávszélességű jeleket - egy-egy sávként kezelve - különböző frekvencia tartományokba transzponálva viszik át egyetlen egy vonalon.

Hogy miért nevezik ezt hullámhossz multiplexálásnak? Mert ez az eljárás az optikai hálózatokon terjedt el, hiszen ezek képesek a nagy sávszélességű jeleket hibamentesen nagy távolságra átvinni. A hullámhossz és a frekvencia hasonló fogalmak, az egyik mennyiség a másikba egy nagyon egyszerű képlet segítségével átszámítható.

c  =  λ _˙ f

ahol     c = a fény sebessége

           λ = a fény hullámhossza

            f = a frekvenciája

Megvizsgálva az elektromágneses hullámok felosztását a frekvencia, illetve a hullámhossz függvényében (20. ábra), azt tapasztaljuk, hogy a fény tartománya egy nagyon keskeny spektrum. A látható fény pedig még ennek is a töredéke. Távközlésre viszont a nem látható fény tartománya közül a három - fehér nyíllal jelzett - átviteli ablakot használjuk, WDM (Wavelength Division Multiplexing = hullámhossz osztásos multiplexálás) technológiára pedig csak a II. és a III. ablak (1310 nm; 1550 nm) alkalmazható.

20. ábra
Elektromágneses hullámok felosztása

Még egyszerűbb megérteni az elvet, ha arra gondolunk, hogy az egyes nagy sávszélességű jeleket az optikai szálakon különböző színnel (különböző hullámhosszon) viszzük át. Sokszor alkalmazzák is azt a kifejezést, hogy színezik a jeleket, mielőtt az optikai szálba csatolnák.

A 21. ábrán látható a WDM átvitel elve. Az érkező szélessávú jelek (C1, C2, C3, C4) időosztásos módon lettek összeállítva. Nagy sebességük miatt optikai kábeleken továbbítják őket, ide is ezen keresztül fognak érkezni. Eddig olyan rendszereket alkalmaztak, melyeknél az összes átviteli jel egyazon hullámhosszon került továbbításra, mely jól illeszkedett valamelyik átviteli ablakhoz.

Az első feladat tehát, hogy az azonos hullámhosszú jeleket át kell konvertálni (transzponálni) különböző hullámhosszakká. Ezt a feladatot végzik el a transzponderek (TP), vagy más néven hullámhossz konverterek. A 21. ábrán λ₁, ... λ₄ jelekkel lettek megjelölve, a mögöttük lévő kis doboz pedig azt szimbolizálja, hogy egymáshoz képest ezek a hullámhosszak hogyan térnek el egymástól. Az így kapott színezett jeleket egy optikai multiplexer fogja egy szálba egyesíteni.

A vételi oldalon a demultiplexer feladata lesz a kevert (színezett) jelből szétválogatni az eredeti jeleket. Ez optikai rács segítségével történik, mely a különböző hullámhosszú jeleket különböző irányba téríti el. Az így kapott eltérő hullámhosszakat egy transzponder segítségével lehet az eredeti hullámhosszakká visszakonvertálni.

A 21. ábra csak négy jelre mutatja be a WDM elvét. A kérdés az, hány különböző optikai jelet lehet ilyen módon átvinni. Az átvitelnek vannak korlátjai, ilyen például maga az átviteli közeg. Kis csillapítása csak az átviteli ablakokban van, tehát minden színezett jelnek ezen ablakokban kell elhelyezkednie. Ez azt jelenti, hogy az egyes hullámhosszak közel vannak egymáshoz, például 1548 nm, 1549 nm, 1550 nm, ... és így tovább.

Szabvány szerint az 1550 nm-es ablakban maximálisan 128 különböző hullámhossz vihető át. A hullámhosszak egymástól „való távolságát" nem nm-ben, hanem frekvenciába átszámítva GHz-ekben adták meg. Amennyiben mind a 128 csatornát ki akarjuk használni, akkor a csatornatávolság 50 GHz-re, 64 csatorna esetén 100 GHz-re adódik. (Értelemszerűen 32 csatorna esetén 200 GHz, 16-os konfigurációnál 400 GHz adódik.) Ennek a kiosztásnak az oka, hogy az egymás „mellett" haladó jelek hatnak egymásra, áthallás keletkezhet, ezért lehetőleg minél távolabb kell elhelyezni egymástól az átvinni kívánt jeleket.

21. ábra
A hullámhossz -multiplexálás elve

Ezek az eszközök már nagyon drágák, de az átviteli összkapacitásuk is ennek megfelelően nagy. Például 10 Gbit/s-os jelekből 64-et átküldve különböző hullámhosszokon egy olyan rendszerhez jutunk, melynek sávszélessége 640 Gbit/s, és egyidejűleg több mint 7,5 millió csatornát képes továbbítani.