光纤通信是以光波为载波、以光纤为传输媒介的通信方式，具有以下基本特点和组成部分：

一、 基本特点

1. 传输容量巨大（带宽大）：
   • 光波频率极高（约为10^14 Hz），可利用的带宽资源远大于无线电波和微波，可实现每秒Tb级的高速数据传输。
2. 传输损耗低，中继距离长：
   • 光纤的损耗极低，尤其在使用1550nm波长时，典型损耗低于0.2 dB/km，远低于同轴电缆和双绞线。这使得无中继传输距离可达数十甚至上百公里。
3. 抗电磁干扰能力强：
   • 光纤由石英玻璃或塑料制成，是绝缘体，不受外界电磁场（如雷电、电力线、无线电设备）的干扰，也不产生电磁辐射。
4. 保密性好：
   • 光信号被束缚在纤芯内传输，几乎没有辐射，很难在光纤外窃听，提高了通信的安全性。
5. 重量轻、体积小：
   • 光纤非常细（单根光纤直径约125µm），重量轻（密度低），便于在有限空间内敷设大量线路（如管道、飞机、舰船）。
6. 抗腐蚀、耐高温、寿命长：
   • 石英玻璃光纤化学性质稳定，耐腐蚀，工作温度范围宽，预期使用寿命长达20-30年。
7. 资源丰富：
   • 主要原材料二氧化硅在地球上储量丰富，不依赖稀缺的铜资源。

二、 基本组成部分

一个基本的光纤通信传输系统通常包括：

1. 光发射机（发送端）：
   • 核心功能：将电信号转换为光信号，并将光信号高效耦合进光纤。
   • 关键器件：光源（通常为半导体激光器或发光二极管），驱动电路，调制器（可将信息加载到光载波上，可内置在激光器中）。
2. 传输媒介：
   • 光纤：由纤芯、包层和涂覆层组成的圆柱形波导结构。利用纤芯与包层间的折射率差形成的全反射来导引光波沿光纤传输。类型主要包括单模光纤（长距离、大容量）和多模光纤（短距离、低成本）。
   • 光缆：由多根光纤、加强构件（如芳纶纱、钢丝）、护套等组成的缆线，保护内部光纤免受机械损伤和环境影响。
3. 光中继器/光放大器（可选，用于长距离传输）：
   • 传统光中继器（光-电-光再生中继器）：将微弱、畸变的光信号转换为电信号，进行整形、放大、定时再生后，再转换为光信号发送出去。
   • 光放大器（现代常用）：如掺铒光纤放大器，直接在光域对光信号进行放大，无需光电转换，效率高、结构简单，是现代长途干线网的核心部件。
4. 光接收机（接收端）：
   • 核心功能：将光纤传来的光信号转换为电信号，并进行放大、解调（从光载波中提取信息）和整形处理。
   • 关键器件：光检测器（通常为光电二极管，如PIN二极管或雪崩光电二极管），低噪声放大器，信号处理电路。
5. 辅助设备（保证系统正常运行）：
   • 连接器：用于光纤与设备或光纤间的快速、可靠、可拆卸连接（如SC, LC, FC）。
   • 耦合器/分路器：用于在光路上实现光功率的分路与合路。
   • 光开关：用于改变光信号的传输路径。
   • 波分复用/解复用器：用于实现波分复用（WDM）的关键器件，在同一根光纤上同时传输多个不同波长的光信号。
   • 监控系统：用于监测光纤线路状态、定位故障点（如光时域反射仪OTDR）。

总结来说，光纤通信系统的工作流程是：电信号 -> 光发射机（转换为光信号） -> 光纤（传输） -> (可选中继器/放大器) -> 光接收机（转换为电信号）。 其核心优势在于利用光波在高纯度玻璃丝中的低损耗、高带宽传输特性，实现了超大容量、超长距离、高可靠性的信息传递。