光纖通信
光纖是光導纖維的簡稱。它是由玻璃材料(SiO2)抽絲而成的一種光傳輸媒體。以光波傳送資訊，以光纖為傳輸介質的通信方式稱為光纖通信。
利用光進行資訊傳遞的歷史至少可以追溯到我國古代的峰火台，至今已有七百多年的歷史。隨後出現的海軍旗語、信號彈，乃至現在在大城市仍然使用的紅綠燈都是利用光進行通信的。從近代科技的發展史來看，光通信的一個重大發明是1880年貝爾繼發明電話之後又發明了“光話”。以日光為光源，大氣為傳輸介質，在200米的距離內實現了語音信號的傳遞。但是這種初期的光通信所能傳送的資訊是十分有限的。一方面由於普通光源或日光成份複雜、振動方面雜亂而無法調變；另一方面利用大氣為介質進行光通信損耗大，受氣候影響嚴重、不能全天侯進行、易受地理條件的限制。因此，貝爾的“光話”由於高強度光源的可靠度和低損耗介質的穩定性，仍未能解決而一直未能實用。1960年，正當人們開始認識到資訊對未來社會重要性的時候，美國的Maimen發明了紅寶石雷射二極體。由此，人們得到了良好的同調光，使光通信得到了新生。這更加激發了人們對低損耗導光介質的研究熱潮。
當然，利用玻璃中的全反射原理傳光，早已為人們所熟知，並且已在醫學領域中得到應用(短距離傳光光纖束)。但到60年代中期，最好的光學玻璃的傳輸損耗仍高達 1000dB/km。這意味著，如果要在一公里長的光纖末端檢測到一個波長為1μm的光子 (其能量hυ≒2×10-19焦耳)，則在其入端要輸入的光的能量為2×1081焦耳。這將遠超過太陽系自形成以來的，全部輻射能量的總和。在希望渺茫的局面下， 1966年英籍華人高錕(C.K.Kao)博士和Hockham發表了一篇具有劃時代意義的論文，他們提出，如果利用帶有包層材料的石英玻璃光學纖維(光纖)來進行光通信，其損耗可能低於20dB/km。他們還指出，這類玻璃的理論最低損耗值比這一數值還要低得多。 1970年美國的康寧公司果然製造出損耗為20dB/km的光導纖維(所使用光源的波長約為 0.8μm)。在此之後，光纖通信技術的進展發生了急劇的變化，光導纖維已成為光纖通信系統中最優越的傳光線路。1972年康寧公司又生產出7dB/km的低損耗光纖，1973年貝爾實驗室又將此項指標降為2.5dB/km，後來國際上又有1.5dB/km的光纖報導，1979年日本茨城通信研究所又研製出接近理論極限值的0.2dB/km的光纖。
1970年代初的另一重要事件是實現了半導體雷射二極體的室溫運轉。在此同時，發明了鎵-砷發光二極體。
至此，光通信技術中的兩大難題─高強度光源的可靠度和低損耗介質的穩定性都得到了解決，使光纖通信技術受到了空前的重視。短短二十餘年的發展時間，已從實驗室走向實用，並帶來了巨大的社會經濟效益。目前，橫跨大西洋海底和太平洋海域的光纖通信已正式使用，它可以提供40000路電話的通信，傳輸的數據率每秒可達8.4億位元。西方的一些發達國家已相繼建成了多條、遍及國內的光纖通信系統。美國、日本等亦正在著手建立全國光纖通信資訊網路。
(一) 通信容量大
理論上兩根光纖可傳送上百萬個電話和上百個電視節目。目前已成功地完成了三萬路電話的系統(同軸電纜的通信容量最高只能傳送108000個電話)，極適合於數位信號的傳輸。如果像電纜那樣把十幾根或上百根光纖組成光纜(即空間多工)，再使用分波多工技術，其通信容量就會大得驚人。
(二) 中繼距離長
光纖的突出優點之一就是損耗小。目前，光纖的最低損耗已達0.2dB/km，甚至更低。若光傳送15公里，光強度還有原來的一半。有人比喻說，如果有一根針沉入10公里深的海底，假如海水的透明度與光纖相同，那麼人在海面上可以把針看得非常清楚。相信，在不久的將來，損耗可能會有更新的突破。光纖的損耗如此之小，使通信無中繼傳輸距離大大增加。目前，單模光纖的最大中繼距離可達上百公里，比同軸電纜大幾十倍。
(三) 不受電磁干擾。
光纖是由非金屬的石英介質材料構成。因此，光纖通信，不受電磁干擾，傳送資訊保密性強。
(四) 資源豐富
光纖的主要構成材料是二氧化矽玻璃，其資源十分豐富。相對於用以製做電纜的銅、鉛等材料，可以說是取之不盡、用之不竭。
(五) 光纜重量輕、體積小。相同話路的光纜要比電纜輕90%～95%(光纜重量僅為電纜重量的十分之一到二十分之一)，而直徑不到電纜的五分之一。故運輸和架設都比較方便。
當然光纖通信除上述優點之外，光纖本身也有一些缺點。如光纖質地脆、機械強度低、需要比較好的切割及連接技術，分路、耦合比較麻煩。但這些問題都會隨著科技的發展而變得容易解決。
上述的光纖系統，加上適當的介面設備，就可作為一個單獨的“光元件”插入現有的數位和類比通信、有線和無線通信系統中。
數位光纖通信的優點是抗干擾性強、易於與電腦結合等；缺點是佔用的頻帶較寬。而光纖可使用的頻帶很寬，可以彌補數位通信佔用較寬的頻帶缺點。目前，人類社會進入資訊化時代，世界各國在公用通信網中的長途幹線和市內局間中繼線路紛紛採用數位光纖通信系統做主要形式，以便實現傳輸網路的數位化(IDN)。
類比光纖通信的優點是不需要類比／數位和數位／類比轉換，系統比較簡單；缺點是抗干擾性能差，光／電及電／光轉換將引進雜訊。
同調光通信是採用調諧性良好的光載波，利用電信號調變，再經光纖送入光接收機。接收機接收到的光信號與接收機內部振盪所產生的光波在滿足相位匹配和振幅匹配的條件下進行混頻，輸出與光信號和接收機產生之光信號強度之和的平方成正比的中頻信號電流。該信號的大小與光載波信號的振幅、頻率、相位和偏振有關。所以，這種接收機可以解調強度、相位、頻率和偏振調變的光波。只要通過外差檢測把光載波信號轉移到中頻區域後，就能夠利用普通的電技術進一步處理電信號。
同調光通信的優點是：
(1)
提高了光接收機的靈敏度10～25dB。如果光纖的衰減為
0.2dB/km，靈敏度可提高20dB，這相當於中繼距離增加100km。
(2) 使通信速率可達Gbit/s的數量級。
(3)
可進行高密度分波多工(Wavelength
Division Multiplexing;WDM) 。
其缺點是對光源、檢測器等要求高。目前同調光通信正處於研發階段，不久的將來，可能投入使用。