Tradycyjnie używana do tej pory sieć pasywna TDM-PON korzysta z jednej długości fali lambda w każdym z dwóch kierunków przenoszenia: downstream (z centrum usługowego do terminali) oraz upstream w kierunku zwrotnym (od użytkowników końcowych do sieci). Przykładem realizacji sieci TDM-PON jest rozwiązanie EPON (Ethernet PON), które korzysta z fali o długości 1490 nm dla ruchu dosyłowego oraz 1310 nm w stronę przeciwną. Dostępne w pojedynczym kanale optycznym pasmo jest wtedy dzielone między wszystkich aktywnych użytkowników końcowych, z zastosowaniem techniki multipleksowania szczelinami czasu TDM (Time Division Multiplexing).

Coraz większe przepustowości (co najmniej 10 Gb/s) uzyskuje się przede wszystkim przez zwielokrotnienie kanałów falowych (λ), zwykle dla obu kierunków przenoszenia. Takie rozwiązania, określane jako wielofalowe transmisje optyczne WDM-PON, są już rynkowo dostępne w postaci różnego rodzaju instalacji pasywnych (kilkanaście typów struktur). Spośród prezentowanych przez dostawców rozwiązań o wysokich przepływnościach największe zainteresowanie operatorów wzbudzają dwa z nich, sygnowane jako: 10GPON (TDM) oraz WDM-PON. Obydwa działają w paśmie optycznym L-Band (100 GHz) oraz C-Band (ok. 100 GHz) i dotyczą głównie upowszechniania dostępu w sieciach NGN.

TDM czy WDM?

Wszelkie rozwiązania PON można obecnie podzielić na dwie podstawowe kategorie: struktury pasywne z multipleksowaniem w dziedzinie czasu TDM-PON (z wykorzystaniem szczelin czasowych) oraz wielofalowe łącza WDM-PON ze zwielokrotnieniem kanałów w dziedzinie częstotliwości (WDM). Architektura sieci WDM-PON jest podobna do TDM-PON, z tą różnicą, że pierwsza z nich przypisuje każdemu abonentowi inną długość fali lambda, natomiast TDM-PON udostępnia użytkownikom końcowym jedynie szczeliny czasowe na tej samej fali optycznej. Logicznie wydzielone, a częstotliwościowo niezależne kanały wielofalowe lepiej zabezpieczają transmisję przed szkodliwą ingerencją zewnętrzną oraz skuteczniej chronią przed niepożądanym dostępem do informacji.

Stosowane technologie TDM-PON występują jako rozwiązania: asynchroniczne APON (w zaniku), szerokopasmowe BPON, ethernetowe EPON/GEPON oraz gigabitowe GPON (1 Gb/s) bądź najnowsze 10GPON (10 Gb/s) i 10GEPON (10 Gb/s). Ich przepustowość (1-10 Gb/s, TDM) - zadowalająca dla większości operacji biznesowych - stała się niewystarczająca przy upowszechnianiu multimedialnych aplikacji domowych, takich jak: spersonalizowana telewizja cyfrowa, internetowa IPTV, aplikacje VOD z jakością HD czy trójwymiarowa telewizja 3D. Także w zakresie multimedialnych aplikacji klasy Triple Play i Quadruple Play, na które zapotrzebowanie rośnie w ostatnich latach.

W tradycyjnym rozwiązaniu TDM-PON kanał dosyłowy o ustalonej długości fali optycznej (λ) obsługuje z węzła OLT wszystkie odbiorniki niższego szczebla typu ONU/ONT, natomiast informacja zwrotna pochodząca od poszczególnych użytkowników dostaje się do systemu tym samym włóknem, lecz odrębnym kanałem optycznym. Ma on inną długość fali powrotnej lambda, chociaż mieści się w tym samym włóknie światłowodu co kanał dosyłowy. Reasumując, technologia TDM-PON obsługuje szerokopasmowo wszystkich odbiorców w przynależnej jej sieci fizycznej poprzez dwa kanały: jednym - o niższej częstotliwości w kierunku odbiorcy (od OLT do ONU) i drugim - w kierunku przeciwnym (od ONU do OLT).