Debido a que la PON utiliza el mismo hilo de fibra para enviar y recibir datos, el divisor óptico pasivo también actúa como un combinador óptico que recibe el tráfico de datos de los mismos dispositivos finales conectados. Para conseguirlo, PON aprovecha dos tipos distintos de conceptos de multiplexación de telefonía establecidos desde hace tiempo: la división por longitud de onda y la división temporal.
La multiplexación por división de longitud de onda (WDM) permite el tráfico bidireccional a través de una única fibra utilizando una longitud de onda diferente para cada dirección de tráfico: la longitud de onda de 1490 nanómetros (nm) para el tráfico descendente y la longitud de onda de 1310 nm para el tráfico ascendente. La longitud de onda de 1550 nm se reserva para servicios opcionales de superposición, normalmente vídeo (analógico) de RF.
Las futuras iteraciones de la norma PON definirán longitudes de onda separadas para la compatibilidad con versiones anteriores.
La multiplexación por división de tiempo (TDM) permite que varios dispositivos finales transmitan y reciban señales independientes a través de una única fibra reservando espacios de tiempo en un flujo de datos. PON utiliza dos tecnologías de este tipo: TDM para el tráfico de bajada y acceso múltiple por división de tiempo (TDMA) para el tráfico de subida.
Como dispositivo pasivo, el divisor actúa como punto de distribución, con la única alimentación de datos de bajada difundida a todos los puntos finales de la ONT conectados. El ONT acepta paquetes asignados a su canal TDM (ranura de tiempo de trama). Filtra y descarta los paquetes destinados a otros ONT.
TDMA permite conectar varios transmisores a un receptor. En el caso de PON, TDMA se utiliza para recombinar las múltiples alimentaciones de subida en el acoplador. Un divisor y un acoplador se encuentran a menudo en un dispositivo.