Pentru că PON utilizează același fir de fibră pentru a trimite și a primi date, splitterul optic pasiv acționează și ca un combinator optic care primește traficul de date de la aceleași dispozitive terminale conectate. Pentru a realiza acest lucru, PON profită de două tipuri distincte de concepte de multiplexare telefonică stabilite de mult timp: diviziunea lungimii de undă și diviziunea în timp.
Multiplexarea prin diviziunea lungimii de undă (WDM) permite traficul bidirecțional pe o singură fibră prin utilizarea unei lungimi de undă diferite pentru fiecare direcție de trafic: lungimea de undă de 1490 nanometri (nm) pentru traficul din aval și lungimea de undă de 1310 nm pentru traficul din amonte. Lungimea de undă de 1550 nm este rezervată pentru servicii opționale de suprapunere, de obicei video RF (analogic).
Iteracțiunile viitoare ale standardului PON vor defini lungimi de undă separate pentru compatibilitate retroactivă.
Multiplexarea prin diviziune în timp (TDM) permite dispozitivelor finale multiple să transmită și să primească semnale independente pe o singură fibră prin rezervarea de sloturi de timp într-un flux de date. PON utilizează două astfel de tehnologii: TDM pentru traficul în aval și accesul multiplu cu diviziune în timp (TDMA) pentru traficul în amonte.
Ca dispozitiv pasiv, splitterul acționează ca punct de distribuție, cu un singur flux de date în aval difuzat către toate punctele terminale ONT conectate. ONT acceptă pachetele alocate canalului său TDM (interval de timp al cadrului). Acesta filtrează și respinge pachetele destinate altor ONT-uri.
TDMA permite conectarea mai multor emițătoare la un singur receptor. Pentru PON, TDMA este utilizat pentru a recombina multiplele fluxuri în amonte la cuplaj. Un splitter și un cuplor se regăsesc adesea într-un singur dispozitiv.