由于光纤具有价格低廉、带宽资源丰富等特点，光纤通信系统作为传输网优势明显，在通信网中得到了广泛的应用。目前，骨干网、城域网均采用光纤通信技术，其应用面已进入接入网，从光纤到小区（FTTC），光纤到路边（FTTR），已开始光纤到家（FTTH），构造真正意义上的宽带通信网络。

与一般通信系统一样，光纤通信系统由发送设备、传输信道和接收设备三大部分构成。在发送设备中，有源器件把数字脉冲电信号转换为光信号（E/O变换）送到光纤中进行传输；在接收设备中，光检测器件将接收到的光信号转换为数字脉冲信号（O/E变换）；在其传输过程中，当距离较远时，需采用光中继设备，把信号经过中继再生处理后传输。实用系统是双方向的。

下面简要介绍基本光纤传输系统的3个组成部分。

1．光发射机

光发射机的功能是把输入电信号转换为光信号，并用耦合技术把光信号最大限度地注入光纤线路。光发射机由光源、驱动器和调制器组成，光源是光发射机的核心。光发射机的性能基本上取决于光源的特性，对光源的要求是输出光功率足够大，调制频率足够高，谱线宽度散角尽可能小，输出功率和波长稳定，器件寿命长。目前广泛使用的光源有半导体发光二极管（LED）和半导体激光二极管或称激光器（LD），以及谱线宽度很小的动态单纵模分布反馈（DFB）激光器。有些场合也使用固体激光器，例如大功率的掺钕钇铝石榴石（YAG）激光器。

目前有直接调制和间接调制（或称外调制）两种调制方案。直接调制是用电信号直接调制半导体激光器或发光二极管的驱动电流，使输出光强度随电信号变化而变化。这种方案技术简单，成本较低，容易实现，但调制速率受激光器的频率特性所限制。间接调制是把激光的产生和调制分开，用独立的调制器调制激光器的输出光而实现的。目前有多种调制器可供选择，最常用的是电光调制器，这种调制器是利用电信号改变电光晶体的折射率，使通过调制器的光参数随电信号变化而实现调制的。间接调制的优点是调制速率高，缺点是技术复杂、成本较高，因此只有在大容量的波分复用和相干光通信系统中使用。

对光参数的调制，原理上可以是光强（功率）、幅度、频率或相位调制，但实际上目前大多数光纤通信系统都采用直接光强调制。因为幅度、频率或相位调制，需要幅度和频率非常稳定、相位和偏振方向可以控制、谱线宽度很窄的单模激光源，并采用外调制方案，所以这些调制方式只在新技术系统中使用。

2．光纤线路

光纤线路的功能是把来自光发射机的光信号，以尽可能小的畸变（失真）和衰减传输到光接收机。光纤线路由光纤、光纤接头和光纤连接器组成。光纤是光纤线路的主体，接头和连接器是不可缺少的器件。实际工程中使用的是容纳许多根光纤的光缆。

光纤线路的性能主要由缆内光纤的传输特性决定。要求光纤的损耗和色散这两个传输特性参数都尽可能小，而且有足够好的机械特性和环境特性。例如，在不可避免的应力作用下和环境温度改变时，保持传输特性稳定。(www.daowen.com)

目前使用的石英光纤有多模光纤和单模光纤，单模光纤的传输特性比多模光纤好，价格比多模光纤便宜，因而得到更广泛的应用。单模光纤配合半导体激光器，适合大容量长距离光纤传输系统，而小容量短距离系统用多模光纤配合半导体发光二极管更加合适。为适应不同通信系统的需要，已经设计了多种结构不同、特性优良的单模光纤，并成功地投入实际应用。作为光源的激光器的发射波长和作为光检测器的光电二极管的波长响应，都要和光纤的三个波长窗口相一致。

3．光接收机

光接收机的功能是把从光纤线路输出、产生畸变和衰减的微弱光信号转换为电信号，并经放大和处理后恢复成发射前的电信号。光接收机由光检测器、放大器和相关电路组成。光检测器是光接收机的核心。对光检测器的要求是响应度高、噪声低和响应速度快。目前广泛使用的光检测器有两种类型：在半导体PN结中加入本征层的PIN光电二极管（PIN—PD）和雪崩光电二极管（APD）。

光接收机把光信号转换为电信号的过程（常简称为光/电或O/E转换），是通过光检测器的检测实现的。检测方式有直接检测和外差检测两种。直接检测是用检测器直接把光信号转换为电信号。这种检测方式设备简单、经济实用，是当前光纤通信系统普遍采用的方式。

外差检测要设置一个本地振荡器和一个光混频器，使本地振荡光和光纤输出的信号光在混频器中产生差拍而输出中频光信号，再由光检测器把中频光信号转换为电信号。外差检测方式的难点是需要频率非常稳定、相位和偏振方向可控制、谱线宽度很窄的单模激光源；优点是有很高的接收灵敏度。

目前，实用光纤通信系统普遍采用直接调制—直接检测方式。外调制—外差检测方式虽然技术复杂，但是传输速率和接收灵敏度很高，是主干光纤通信网采用且很有发展前途的通信方式。

光接收机最重要的特性参数是灵敏度和动态范围。灵敏度是衡量光接收机质量的综合指标，它反映接收机调整到最佳状态时，接收微弱光信号的能力。灵敏度主要取决于组成光接收机的光电二极管和放大器的噪声，并受传输速率、光发射机的参数和光纤线路的色散的影响，还与系统要求的误码率或信噪比有密切关系。所以灵敏度也是反映光纤通信系统质量的重要指标。

光接收机的动态范围用D表示，是在保证系统的误码率指标要求下，接收机的最低输入光功率（用dBm来描述）和最大允许输入光功率（用dBm来描述）之差（dB）。

基本光纤传输系统作为独立的“光信道”单元，若配置适当的接口设备，则可以加入现有的数字通信系统或模拟通信系统，以及有线通信系统或无线通信系统的发射与接收之间。光发射机、光纤线路和光接收机，若配置适当的光器件，可以组成传输能力更强、功能更完善的光纤通信系统。例如，在光纤线路中插入光纤放大器组成光中继长途系统，配置波分复用器和解复用器组成大容量波分复用系统，使用耦合器或光开关组成无源光网络等。