光时分复用（opticaltime-divisionmultiplexing，简称OTDM），是指光域数字信号的时分复用。光时分复用把一条复用信道划分成若干个时隙，每个基带数据光脉冲流分配占用一个时隙，N个基带信道复用成高速光数据流信号进行传输。
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:
1、可简单地接入极高的线路速率(高达几百Gbit/s)；
2、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;
3、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;
4、OTDM和WDM的结合可支撑未来超高速光通信网的实现。
5、支路数据可具有任意速率等级,和现在的技术(如SDH)兼容;
光时分复用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。
虽然光时分复用的研究起步较晚,但在短短几年里取得了如此大的进展,说明OTDM具有很强的生命力。一些发达国家投入了大量的人力物力,在推进WDM光通信的实用化的同时,也积极推进OTDM的发展。同时,将WDM和OTDM结合起来,就可以充分发挥各自的优点而摒弃它们的缺点,共同构建高速、大容量的光纤通信系统。因此,OTDM/WDM系统已经成为未来高速、大容量光通信系统的一种发展趋势。目前,OTDM技术尚不成熟,还在实验阶段,加上需要较复杂的光学器件,离实用化还有一定距离,有待进一步研究,但是在将来的Tbit/s级通信系统中,将成为重要的通信手段。
光时分复用(OTDM)技术是一种能有效克服电子电路带宽“瓶颈”、充分利用低损耗带宽资源的扩容方案。与波分复用(WDM)系统相比,OTDM系统只需单个光源,光放大时不受放大器增益带宽的限制,传输过程中也不存在四波混频等非线性参量过程引起的串扰,且具有便于用户接入、易于与现行的同步数字系列(SDH)及异步传输模式(ATM)兼容等优点。在多媒体时代,超高速(速率高于100Gbit/s)的OTDM技术对超高速全光网络的实现具有重要意义,其中涉及的关键技术包括:超短光脉冲的产生、时分复用、同步/时钟提取和解复用。解复用可以由光开关来实现。适用于时分复用光信号的光开关有:机械光开关、热光开关、喷墨气泡光开关、液晶光开关和声光开关等。但这些窗口宽度从几百个ns到几十个ms的光开关并不适合于线路速率在100Gbit/s以上的高速OTDM系统,这是因为这些光开关在操作过程中引入了电的控制信号。基于光学非线性效应(如:光Kerr效应、四波混频(FWM)效应和交叉相位调制(XPM)效应)的全光开关是实现高速OTDM信号解复用技术的关键器件。