Ponieważ PON wykorzystuje tę samą nić światłowodu do wysyłania i odbierania danych, pasywny splitter optyczny działa również jako sumator optyczny odbierający ruch danych z tych samych podłączonych urządzeń końcowych. Aby to osiągnąć, PON wykorzystuje dwa odrębne rodzaje od dawna stosowanych w telefonii koncepcji multipleksacji: podział długości fali i podział czasu.
Wavelength-division multiplexing (WDM) umożliwia dwukierunkowy ruch przez pojedynczy światłowód, wykorzystując inną długość fali dla każdego kierunku ruchu: długość fali 1490-nanometrów (nm) dla ruchu downstream i długość fali 1310-nm dla ruchu upstream. Długość fali 1550 nm jest zarezerwowana dla opcjonalnych usług nakładki, zazwyczaj RF (analogowe) wideo.
Przyszłe iteracje standardu PON będą definiować oddzielne długości fal dla kompatybilności wstecznej.
Multipleksacja z podziałem czasu (TDM) pozwala wielu urządzeniom końcowym na nadawanie i odbieranie niezależnych sygnałów w jednym włóknie poprzez rezerwację szczelin czasowych w strumieniu danych. PON wykorzystuje dwie takie technologie: TDM dla ruchu downstream i time-division multiple access (TDMA) dla ruchu upstream.
Jako urządzenie pasywne, splitter działa jako punkt dystrybucyjny, z pojedynczym doprowadzeniem danych downstream transmitowanych do wszystkich podłączonych punktów końcowych ONT. ONT akceptuje pakiety przypisane do swojego kanału TDM (szczelina czasowa ramki). Filtruje i odrzuca pakiety przeznaczone dla innych ONT.
TDMA umożliwia podłączenie wielu nadajników do jednego odbiornika. W przypadku PON, TDMA jest używane do rekombinacji wielu strumieni w sprzęgaczu. Rozgałęźnik i sprzęgacz są często spotykane w jednym urządzeniu.
.