多信道复用光纤通信技术：
（1）光波分复用（OWDM）技术
在光域内进行波长分割复用，使不同的信道占用不同的波长，在单根光纤、多个波长上完成多信道复用，而光信号的中继放大则用掺铒光纤放大器来实现。该技术已经实用化。
（2）光时分复用（OTDM）技术
在光域内进行时间分割复用，使不同的信道占用不同的时隙，在单根光纤、单个波长上完成多信道复用。由于要在光域内对信号进行选路、识别、同步等处理，故需要全光逻辑和存储器件，而这些器件目前尚不成熟，所以OTDM还在研究之中。
（3）光码分复用（OCDM）技术
在光域内进行码型分割复用，用不同的码型代表不同的信道，在单根光纤、单个波长上完成多信道复用。目前，该技术尚在研究之中。
微波副载波复用（SCM）技术：
在发送端用基带电信号对微波信号进行幅度、频率或相位调制，形成已调信号副载波，再将多路已调信号副载波合起来共同对一个光源进行强度调制，然后经单根光纤传输；在接收端经光/电转换后用可调微波本振信号混频进行检测。目前，SCM在有线电视系统中已经商品化。
相干光通信技术:
在发送端用基带电信号对光载波进行幅度、频率或相位调制，形成已调信号光波，经单根光纤传输后，在接收端使用本振相干光与已调信号光波混频进行相干检测。相干光通信对光源的谱线纯度和光频率的稳定性要求非常苛刻，其完全实用化仍有相当大的距离。
光纤孤子通信技术:
大功率光脉冲输入光纤时，可以产生非线性效应导致光脉冲压縮。通过适当选择有关参数，并采用光纤放大器来补偿光纤损耗，可使非线性压縮与光纤色散展宽相互抵消，从而使光纤中传输的光脉冲宽度始终保持不变，这种光脉冲称为光孤子。利用光孤子作为载波，适合超长距离、超高速的光纤通信。
目前，世界上已建立了多个光纤孤子实验系统，也进行了现场试验。但从技术成熟性来看，光纤孤子通信还远未达到实用水平。
2、波分复用（WDM）技术
（1）目前常用光纤的低损耗区宽度
目前单根光纤的低损耗区宽度约为200 nm。 单个工作波长(1.31 µm或1.55 µm) 占用光纤低损耗区的波长范围最多只有2.5％。所以，单波长光纤通信系统没有充分利用光纤低损耗区的带宽资源。
（2）采用波分复用（WDM）方式提高光纤带宽利用率
波分复用方式是让不同波长的光信号分别携带各自的用户信息，同时在一根光纤内传输。如果光载波间隔为几个纳米，则一根光纤可以同时容纳几十个波长的光载波信道。
几种波分复用的区别：
（1）密集波分复用（DWDM）
DWDM是指频率间隔为100 GHz (相应波长间隔约为0.80 nm)，信道数为8,16, 32, 40等的复用；也可以是频率间隔为200GHz (相应波长间隔约为1.60 nm)，信道数为8,16等的复用。
（2）粗波分复用（CWDM）
CWDM是指波长间隔为20 nm (相应频率间隔约为2.50 THz)，信道数为4, 8或16的复用。
（3）宽带波分复用（BWDM）
BWDM是指不在同一个低损耗窗口内、具有较宽波长间隔的两个波长的复用。
（4）光频分复用（OFDM）
OFDM是指1550 nm低损耗窗口内更多波长光信号的复用，其频率间隔为1～10 GHz，相应波长间隔约为0.008～0.08nm。
3、波分复用系统的组成
波分复用系统与普通单波长光纤通信系统一样，也是包括光纤、光发送器、光中继器、光接收器、信道监控和网络管理系统等。然而，从各个组成部分的功能特性、技术含量、研制难度来看，波分复用系统要比普通光纤通信系统复杂得多。波分复用系统分为单向波分复用系统和双向波分复用系统两种类型。
（1）单向波分复用系统
发送端有N个光发送器和1个合波器，接收端有N个光接收器和1个分波器，收发两端共用1根光纤。N个光发送器发送N个不同波长的光波，这些光波通过合波器后合并起来，耦合进单根光纤进行传输。合并光波传送到接收端后，分波器将这N个不同波长的光波分开，分别送给与这些波长相对应的接收器，将光波载荷的信息提取出来。利用两套相同的单向波分复用系统才可以进行双工通信，这需要使用两根光纤，故称为双纤单向WDM传输系统。目前，实际的WDM系统主要采用双纤单向传输方式。如下图：
（2）双向波分复用系统
通信两端各有N个光发送器、N个光接收器和1个合波/分波器，通信两端共用1根光纤。2N个光发送器发送2N个不同波长的光波，分别与对端光接收器的接收波长一致。合波/分波器可以同时完成光波的合并或分开。1根光纤能够同时传输来自两个不同方向的光波，可以进行双工通信，故称为单纤双向WDM传输系统 。如下图：
波分复用系统的主要特性指标：
（1）信道中心波长：指每个信道内分配给光源的波长。
（2）信道带宽与信道平坦带宽：信道带宽是指每个信道内分配给光源的波长范围；信道平坦带宽是指幅度传输特性曲线波动范围不超过1 dB的带宽大小，用来表示带宽的平直程度。信道平坦带宽越大，越能容纳光源波长的微小变化。
（3）信道间隔：是指相邻信道的波长间隔。通常信道间隔大于信道带宽。
（4）信道隔离度：指由一个信道耦合到另一个信道中的信号大小，隔离度越大，则耦合信号越小。所以，隔离度大一些为好。隔离度的倒数称为串扰，信道内的散射或反射都可以产生串扰。信道隔离度定义为：
（5）插入损耗： 指由于WDM器件的引入而产生的传输功率损耗，包括WDM器件自身固有损耗，以及WDM器件与光纤的连接损耗。插入损耗越小越好。插入损耗定义为：
4．波分复用器件的类型
包括复用器（即合波器）和解复用器（即分波器），它们是多信道光波合并与分开所不可缺少的重要光学器件。复用/解复用器主要分为光纤耦合型、角度色散型、干涉型等几种类型。
（1）熔锥式光纤耦合器
将并排放置的两根或多根光纤的一定长度部位扭绞在一起，将扭绞处逐渐烧成熔融状态，同时慢慢拉伸光纤，使扭绞部位形成耦合区。在耦合区内各个光纤的包层变薄，纤芯彼此靠近。根据靠近程度的不同，可以形成光场之间的强、弱耦合。以致在一根光纤内传输的光波，很容易跑到另一根光纤内传输和输出；或者也容易分散跑到几根光纤内传输和输出。
（2）研磨式光纤耦合器
将两根光纤一定长度部位的包层一侧研磨抛光，将两根光纤并排放置使研磨抛光部位面对面紧贴在一起，在它们之间涂有一层折射率匹配液，形成耦合区，在该区域能够产生光场之间的耦合。根据包层研磨变薄程度的不同，也可以产生光场之间的强、弱耦合。
5、角度色散型波分复用器件
（1）光栅：在玻璃衬底上沉积环氧树脂、在其上制造光栅线而构成。光栅是利用多缝衍射原理，使得不同波长出现在观测屏的不同位置上来实现分光。其优点是波长选择性好、信道间隔小、复用信道数多，缺点是插入损耗较大、对光信号的偏振性较敏感。
（2）棱镜：利用折射率随波长而变化的性质，使得不同波长的光线出现在不同位置上来实现分光。 光栅和棱镜都是利用角度色散来分光， 并通过合理的结构设计制成波分复用器件。
6、干涉型波分复用器件
（1）介质膜滤波式波分复用器
由多层介质薄膜构成，其中高折射率层和低折射率层交替叠合。
（2）马赫-曾德尔（Mach-Zehnder）干涉式波分复用器
马赫-曾德尔干涉式波分复用器是利用M-Z干涉仪两个不同长度的光路，提供相移随波长的依赖关系，使得分别从干涉仪两个输入端口射入的两波长光线，能够从一个输出端口射出（即合波）；或者使得从干涉仪一个输入端口射入的两波长光线，能够分别从两个输出端口射出（即分波）。
7、光中继器
由于光纤损耗和色散的影响，使得所传输的光脉冲信号的幅度下降和波形失真，影响通信质量。因此，光纤长途线路上每隔一定距离（约50～70 km）就要设置一个光中继器，用来将经过光纤传输后有较大衰减和畸变的光信号变成没有衰减和畸变的光信号，然后再输入光纤内继续传输，从而增大光的传输距离。
光中继器主要分为两大类：光电转换型中继器和全光型中继器。
（1）光电转换型中继器
将接收到的光信号经过光/电转换、放大和再生，恢复出原来的数字电信号，然后再对光源进行调制（即电/光转换），产生出光信号输入光纤继续传输。此外，还要完成区间通信和公务、监控、倒换等辅助信息的上下路功能。目前实用的光纤通信系统中，绝大多数是采用这种中继器。光电转换型中继器通常由光接收、光发送和电分插复用（ EADM）等单元组成。
（2）全光型中继器概述
全光型中继器（AO Repeater）是指不需要采用光-电-光转换方式，而是利用光放大器（OA）直接在光域对衰减和畸变了的光信号进行处理的光中继器。
光放大器分类：
目前能够作为中继器使用的，有掺杂光纤放大器和光纤拉曼放大器。其中技术最成熟、性能最优异的光放大器是20世纪80年代末期研制出来的掺铒光纤放大器。
8、掺铒光纤放大器（EDFA）
掺铒光纤放大器的核心部件是掺铒光纤（EDF），它是在光纤石英玻璃材料内掺入稀土元素铒离子（Er3+），从而产生增益机制为实现光的放大提供了可能。
当掺铒光纤处于激活状态时，如果有1.55um波长的光信号通过该掺铒光纤，则在信号光子激励下，该光纤亚稳态上的电子会以受激辐射方式跃迁到基态能级E1 上，同时释放出与信号光子完全相干的受激辐射光子，从而使光信号在掺铒光纤中传播的过程中得到了放大。
使用铒离子作为增益介质的光纤放大器，称为掺铒光纤放大器(Erbium-Doped Fiber Amplifier )。这些离子在光纤制造过程中被掺入光纤芯中，使用泵浦光直接对光信号放大，提供光增益。
虽然掺杂光纤放大器早在1964年就有研究，但是直到1985年才首次研制成功掺铒光纤。1988年低损耗掺铒光纤技术已相当成熟，其性能相当优良，已可以提供实际使用。
放大器的特性，如工作波长、带宽由掺杂介质所决定。掺铒光纤放大器因为工作波长在靠近光纤损耗最小的1.55 m 波长区，它比其它光放大器更引人注意。如下图：
9、光纤拉曼放大器（FRA）
光纤拉曼放大器是利用受激拉曼散射效应做成的一种光学器件。受激拉曼散射是频率较高的分子振动（称为光学声子）参与的光散射 。
FRA利用受激拉曼散射的斯托克斯波来放大输入信号光波，按照泵浦激光耦合形式的不同，光纤拉曼放大器可以分为两种基本结构，即正向泵浦式和反向泵浦式。正向泵浦式使用一个泵浦源，其泵浦光与信号光以相同方向进入光纤，这种方式的优点是泵浦光的功率阈值较低；反向泵浦式也使用一个泵浦源，其泵浦光与信号光以相反方向进入光纤，由于泵浦光与信号光逆向传输，两者相互作用长度变短，使泵浦光噪声对信号光的干扰减小，所以这种方式的优点是噪声系数较低。
10、光纤布里渊放大器（FBA）
激光通过光纤时，除了产生受激拉曼散射（SRS）外，还会产生受激布里渊散射（SBS）。受激布里渊散射是频率较低的分子振动（称为声学声子）参与的光散射 。
利用受激布里渊散射，可以构造光纤布里渊放大器（FBA），用来放大频率低于泵浦波频率的弱光信号。
几类光放大器的特性比较：
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