SDM是一种单工方式，每个方向都使用单独的光纤进行通信。在这种方式下，两个方向的信号通过两条完全独立的光纤传输，互不影响，具有最佳的传输性能和简单的系统设计。尽管需要一对光纤来完成双向传输，但对于短距离的OLT与ONU之间的应用，随着光纤价格的降低，SDM仍然是一种可行的选择。此外，由于两个方向的信号传输路径彼此独立，因此对光源波长没有特殊要求，可以在1310 nm波长区域内自由选择。
TCM是一种有效解决双向传输的技术，它使用一根光纤并交替改变传输方向，使得两个方向的信号能够在同一根光纤上轮流传输，类似于打乒乓球的过程。TCM有多种实现方法，其中一种是使用同一个激光器作为光源和检测器，虽然简单，但灵敏度较低，适用于低速传输。另一种方法是使用两套独立的收发设备，通过光耦合器分离上行和下行信号，两个方向的信号在时间上分开，分别占据不同的时隙。这种半双工方式确保了同一时间内只有一个方向的信号被传输。TCM方式允许两个方向的信号在同一波长上工作，但目前规定应在1310 nm波长区域。在PON环境中，由于上下行信号的处理方式不同，下行信号以广播方式连续发送给所有ONU，而上行信号则以突发方式发送，仅在各自的时隙内发送。TCM方式节省了光纤、分路器和活动连接器，并且易于网络管理，因此得到了广泛应用。然而，这种系统也有缺点，包括两端耦合器的功率损耗和较为复杂的OLT和ONU电路。
WDM技术利用光纤的线性传输特性，让不同波长的信号在一根光纤上独立传输而不受干扰。对于双向传输，只需要将两个方向的信号调制在不同的波长上，从而实现在同一根光纤上的单纤双向传输。这种方式具有很大的升级扩容潜力，但当前WDM器件的成本相对较高，因此在传输距离较短的情况下可能不太经济。
SCM技术通过将两个方向的信号安排在不同的频段上来实现单纤同波长双向传输。在实际的OAN传输系统中，下行信号通常采用TDM方式基带传输，而上行信号则采用SCMA方式，即各个用户的频率调制在较高的频段，与下行信号的频谱隔开。由于上下行信号分别占用不同的频段，系统对反射不敏感，无需复杂的延迟调整电路，传输延迟较小，电路简单。
频率分割双向传输方式是通过不同的载波频率分别传递上行和下行信号。为了减少因滤波特性不陡峭而导致的频带交叉影响，需要在上行和下行频带之间设置一个保护频带。GY/T106-1999标准规定，5~65 MHz频带用于上行信号传输，110~1000 MHz频带用于传输
模拟电视、
数字电视和数字业务，65~87 MHz频带为过渡频带。频率分割的方式可以根据具体应用需求进行选择，常见的分割频率范围包括低分割（30~40 MHz）、中分割（约100 MHz）和高分割（约200 MHz）。分割频率的选择主要取决于传输的信息量，对于信息量较小的应用，如点播电视、互联网接入、数据检索等，可以选择低分割；而对于信息量较大的应用，如可视电话、视频会议等，则应选择中、高分割。
空间分割方式是在光纤传输系统中常用的一种方法，通过使用两根光纤分别传输上行和下行信号。这种方法的优点是技术简单，上行信号和下行信号之间不存在干扰问题，但由于实际上采用了两套单向传输系统，因此不能被视为真正的双向系统。
时间分割方式是利用时分复用技术来分离上行和下行信号，即将系统传输信号划分为多个时间段，交替传输上行和下行信号。在数字通信系统中，这种方法通过脉冲开关控制传输上行或下行信号的时间，一个脉冲周期内传送下行信号，紧接着的另一个脉冲周期内传送上行信号。这种方法的优点是上行和下行信号交错传输，不会产生相互干扰，但要求信号的发送端和接收端的开关精确同步，
信号处理过程较为复杂。