Kuituoptisissa siirtojärjestelmissä käytetään aaltoputkijärjestelmää, joka mahdollistaa yhden valokuidun kuljettamisen useilla kanavilla tai viestintäkaistoilla. Valokuitukaapelit käyttävät hyvin ohuita lasikuituja ääni- tai tietoliikennettä sisältävien valosignaalien lähettämiseen. 20-luvun lopulla kuituoptiikka laajensi nopeasti puhelin-, televisio- ja tietokoneverkkojen välitettävän tiedon nopeutta ja määrää ja alkoi korvata lanka- tai koaksiaalikaapeliverkkoja.
Valo kulkee ilma- tai kuitukaapeleiden läpi aaltojen sarjana, samalla tavalla kuin aallot vedessä. Valon diffraktioperiaate, jossa hieman eri pituisten kuitujen läpi kulkeva valo poistuu hieman eri vaiheissa tai kulmissa, on perusta aaltoputkelle. Valo poistuu jokaisesta aaltoputken kuidusta hieman eri kohdassa aaltoa, koska jokaisella kuidulla on eri pituus ja valolla kuluu enemmän tai vähemmän aikaa sen pituuden kuljettamiseen. Kun nämä vaiheen ulkopuoliset taajuudet ovat vuorovaikutuksessa, ne luovat diffraktiokuvion, joka on sarja tasaisesti sijoitettuja valosignaaleja, joista jokaisella on oma taajuutensa.
Valosignaalin eri taajuuksia käytetään eri viestintäkaistoille, ja ryhmiteltyä aaltojohtosäleikköä käytetään näiden yksittäisten kaistojen yhdistämiseen tai multipleksoimiseen yhdeksi kuitukaapeliksi. Tästä tekniikasta käytetään nimitystä aallonpituusjakoinen multipleksointi (WDM), ja se mahdollistaa monien keskustelujen tai datavirtojen yhdistämisen. Prosessi voidaan kääntää siirtolinjan toisessa päässä, jolloin yhdistetyt signaalit on erotettu multipleksoitavasta aaltojohdosta.
Erilaisessa aaltoputkiritilässä on vain vähän osia. Tuleva kuitukaapeli on kytketty sekoitusvyöhykkeeseen useilla kuitukaapeleilla. Järjestetty aaltoputki on rivissä vyöhykkeen toisessa päässä. Vastakkaisessa päässä on keräys- tai tarkennusvyöhyke, jossa eri aallonpituudet tai kanavat erotetaan diffraktiolla ja menevät useisiin kuitukaapeleihin.
Yksi ongelma aaltoputkireitittimessä on, että lämpötila vaikuttaa siihen. Kun lämpötilat nousevat tai laskevat, optiset kuidut muuttavat pituutta hyvin pieninä määrinä. Nämä näkömuutokset voivat muuttaa diffraktiokuviota jättämällä ritilän ja aiheuttaa signaalin laadun heikkenemisen. Varhaiset aaltojohdot lämmitettiin pitämään keinotekoinen lämpötila normaalin huone- tai ulkolämpötilan yläpuolella signaalin häviämisen estämiseksi, mutta aiheuttivat lisäkustannuksia.
Lämmittämättömät aaltoputkiritilät on kehitetty 21. vuosisadalla, joissa käytetään lämpötilakompensoituja aaltoputkia. Yksi lämmittämätön järjestelmä käyttää tarkennusalueeseen kytkettyjä kupariliuskoja, jotka liikkuvat hieman lämpötilan muuttuessa. Tämä voidaan kalibroida pitämään fokusoidut valotaajuudet oikeassa asennossa poistuvan kuituoptiikan signaalien keräämiseksi.