利用近紅外線區波長1微米左右的光波為載波，並通過光導纖維（簡稱光纖）傳輸資訊的一種通信方式。
概述 光纖通信是20世紀70年代出現的一種新的通信方式。它的發展是隨著光纖傳輸特性的改善特別是傳輸損耗的降低而發展的。近年來，人們研製成0.85微米附近光波(稱為短波長)的傳輸損耗低達1.6dB/km的光纖，並發現波長為1.3微米和1.55微米附近的光波(稱為長波長）的傳輸損耗更低，甚至至可低達0.5dB/km和0.2dB/km。隨著光纖性能的改善和光源器件使用壽命的顯著延長，光纖通信獲得瞭迅速的發展。
光纖通信是把電話、電視、數據等電信號調制到光載波上，通過由若幹條光纖維組成的電纜傳送到接收端，經過檢測和處理，還原成原來的信息。主要用於數字通信，也可用於模擬通信。
系統構成 光纖通信系統由光終端機、中繼器和光纜所組成。
光終端機 包括光發送部分和光接收部分。光發送部分主要有光源、驅動器和電信發送設備。電信發送設備將電話機等終端設備傳送來模擬電信號轉變為數字信號，光調制器對光源進行調制使電信號轉變成為光信號。光發送部分的關鍵器件是光源器件。常用的半導體光源器件有兩種：①發光二極管。它的發光功率較小，波譜寬，但結構工藝簡單，工作壽命很長，適用於中、短距離的較小容量的光纖通信。②激光二極管。它的發光功率較大，波譜較窄，但結構工藝要求高，發光功率隨溫度變化較大，且工作壽命不如發光二極管長。
光接收部分主要有光檢測器件、放大器和電信接收設備。光檢測器件把光信號變成電信號，經過放大，然後由電信接收設備把數字信號還原成話音等信息。光檢測器件具有較高的響應度，以及較快的響應速度和較低的噪聲。常用的光檢測器件也有兩種：①PIN光電二極管。它在收到光功率產生光電流時，會帶來量子噪聲。②雪崩光電二極管。它能夠提供內部放大，比PIN光電二極管的傳輸距離遠，但量子噪聲更大。為瞭獲得良好的信噪比，光檢測器件後面須連接低噪聲預放大器和主放大器。
中繼器 主要作用是將經過長距離傳輸的信號再生，以補償其傳輸損耗並消除信號失真與噪聲的影響。中繼器由光檢測器、電信號放大器、判決再生電路、驅動器以及光源等組成，它將光信號變成電信號放大和再生，然後再變成光信號發送出去。
光纜 光纜由多條光纖組成。光纜的中心是一條增加強度用的芯線，在各條光纖之間填充塑料，外面再套上塑料保護層。光纜具有足夠的抗拉強度，並且柔軟能夠彎曲，可以埋入地下或架在空中，還可以制成海底光纜。
光纖是一種對光的傳輸損耗低且其內部具有較高光折射率區域的玻璃纖維，呈圓柱形，中間為纖芯，纖芯外有包層。纖芯的直徑為5～75微米。包層須有足夠的厚度，纖芯加包層後外直徑為100～150微米。包層外面有塑料層，用以保護光纖。光纖的纖芯可以用摻鍺和磷的二氧化矽制作，包層用純二氧化矽制作。纖芯的光折射率較包層的光折射率約高1％，使光局限在纖芯與包層的界面內向前傳送。
光纖按傳播的光波電磁場分佈形式可分為：①單模光纖，纖芯很細，其直徑與光的波長相仿，光纖中隻傳播一種模式，光沿軸心向前傳播（見圖a）。②多模光纖，纖芯直徑較大，光以多種模式沿不同途徑同時傳播（見圖b、c）。
光在光線中傳播的示意圖
光纖按纖芯截面上的折射率分佈區可分為：①階躍式折射率分佈光纖，其纖芯內的折射率分佈是均勻的，在纖芯和包層的界面處，折射率突然階躍式地降至與包層的折射率相同。如果光入射於纖芯的角小於臨界值，則光在纖芯與包層的界面處發生全內反射。光在這種光纖中經由許多不同的途徑反復反射曲折前進，因而到達接收端的時延不同，致使所傳送的信號脈沖展寬。②漸變式折射率分佈光纖，在纖芯的軸心處折射率最大，沿徑向逐漸變小，直到纖芯和包層的界面處減至與包層的折射率相同。在這種光纖中，光在纖芯中彎曲前進，雖然各個不同途徑的長度不等，但因傳播速度是隨折射而變化的，所以沿不同途徑到達接收端的時延幾乎相等。
傳輸特性 光纖傳輸特性主要有損耗和色散。損耗是光信號在光纖中傳輸時每單位長度的衰減，其單位為dB/km。根據損耗值可確定中繼器之間的距離。色散是不同模式和不同波長的光通過光纖傳輸到達接收端的時延差。這種時延差使傳送的信號脈沖展寬。色散的單位為μs/km。根據色散值可確定傳輸碼速或信息容量。
特點 光纖通信的特點有：①光的頻率很高，頻帶很寬，因而可傳輸信號的容量很大；②在相當寬的頻帶內，光纖對各頻率的傳輸損耗幾乎不變，不需要采取均衡措施；③光在纖芯中傳播時，基本上不會向外輻射，同一光纜中各條光纖之間幾乎沒有串擾；④不受外界電磁幹擾；⑤光纖的主要原料石英，資源豐富，價格低廉。隨著制造成本的逐漸降低，可以預見光纖通信將在市內、長途通信和跨洋通信等許多方面得到廣泛的應用。