时分复用是通信网中普遍采用的一种复用方式。将一帧时间T划分为P段，每段时间T/P，每一光脉冲的时间τ小于T/P，第1，2，…，P路的时间段依次排列，如图1所示，这种复用系统称为光时分复用，简称TDM。发送端按帧速率把脉冲发至指定的时段内，在接收端选出这时段内的脉冲。接收机的带宽必须为P/T，以便从邻近脉冲中识别出需要的脉冲。同时发送机发出的脉冲也应有这样大的带宽。在区域通信网中，可用时分多址（TDMA）。如全网有100个站，P=100，每站同时工作于数字速率l/T=100Mbit/s，则要求终端有数字速率l0Gbit/s。因电子器件对于过高的速率有困难，只能利用光的复接和分接。如每一时段T/P远小于1ns，则接收机的同步较难实现，尤其对于长的数据序列，发送机与接收机的钟频率和相位必须精确同步。由于这样一些困难，现阶段很少使用光时分复用。
图1 光时分复用原理
OTDM原理就是将多个高速调制光信号转换为等速率光信号，然后放在光发射器里利用超窄光脉冲进行时域复用，将其调制为更高速率的光信号然后再放到光纤里进行传输。经此整合，限制传输速率容量的电子瓶颈就得到了有效的解决。[2] 光时分复用系统原理图
OTDM之所以引起人们的关注，主要有两个原因：OTDM可克服WDM的一些缺点，如由放大器级联导致的谱不均匀性，非理想的滤波器和波长变换所引起的串话，光纤非线性的限制，苛刻要求的波长稳定性装置及昂贵的可调滤波器；OTDM技术被认为是长远的网络技术。为了满足人们对信息的大量需求，将来的网络必将是采用全光交换和全光路由的全光网络，而OTDM的一些特点使它作为将来的全光网络技术方案更具吸引力：
·可简单地接入极高的线路速率（高达几百Gbit/s）；
·支路数据可具有任意速率等级，和现在的技术（如SDH）兼容；
·由于是单波长传输，大大简化了放大器级联管理和色散管理；
·网络的总速率虽然很高，但在网络节点，电子器件只需以本地的低数据速率工作；
·OTDM和WDM的结合可支撑未来超高速光通信网的实现。[3]
光时分复用通信系统主要由光发射部分、传输线路和接收部分等组成。
主要由超窄脉冲光源及光时分复用器组成。高重复频率超窄光脉冲源的种类包括掺铒光纤环形锁模激光器、半导体超短脉冲源、主动锁模半导体激光器、多波长超窄光脉冲源等。其所产生的脉冲宽度应小于复用后信号周期的1/4，应具有高消光比（高达30dB以上），并且脉冲总的时间抖动均方根值不应大于信道时隙的1/14，这是因为脉冲形状不是理想的矩形，而为高斯脉冲，信号源与时钟之间的时间抖动会引起解复用信号的强度抖动，这种强度抖动使信号的误码加大。[3]