Koska PON käyttää samaa kuitusäiettä tietojen lähettämiseen ja vastaanottamiseen, passiivinen optinen jakaja toimii myös optisena yhdistelijänä, joka vastaanottaa tietoliikennettä samoista liitetyistä päätelaitteista. Tämän saavuttamiseksi PON hyödyntää kahta erilaista pitkään käytössä ollutta televiestinnän multipleksointikonseptia: aallonpituusjakoa ja aikajakoa.
Aallonpituusjakomultipleksointi (WDM, wavelength-division multiplexing) mahdollistaa kaksisuuntaisen liikenteen yhden kuidun kautta käyttämällä eri aallonpituutta kumpaankin liikennesuuntaan: 1490 nm:n (1490 nm) aallonpituutta alaspäin suuntautuvalle liikenteelle ja 1310 nm:n (1310 nm:n) aallonpituutta vastavirtaan suuntautuvalle liikenteelle. 1550 nm:n aallonpituus on varattu valinnaisille päällekkäispalveluille, tyypillisesti RF (analogiselle) videolle.
PON-standardin tulevat versiot määrittelevät erilliset aallonpituudet taaksepäin yhteensopivuuden takaamiseksi.
Aikajakomultipleksointi (TDM) mahdollistaa sen, että useat päätelaitteet voivat lähettää ja vastaanottaa itsenäisiä signaaleja yhtä kuitua pitkin varaamalla aikavälejä tietovirrassa. PON käyttää kahta tällaista tekniikkaa: TDM-tekniikkaa alaspäin suuntautuvaan liikenteeseen ja TDMA-tekniikkaa (time-division multiple access) ylöspäin suuntautuvaan liikenteeseen.
Passiivisena laitteena jakaja toimii jakelupisteenä, jossa alaspäin suuntautuvan datan yksittäinen syöttö lähetetään kaikille kytketyille ONT-päätepisteille. ONT ottaa vastaan paketteja, jotka on osoitettu sen TDM-kanavalle (kehyksen aikaväli). Se suodattaa ja hylkää muille ONT:ille tarkoitetut paketit.
TDMA mahdollistaa useiden lähettimien liittämisen yhteen vastaanottimeen. PON:ssa TDMA:ta käytetään yhdistämään useat ylävirran syötteet uudelleen kytkimessä. Jakaja ja kytkin löytyvät usein yhdestä laitteesta.