光纖通訊（Fiber-optic communication）也作光纖通信,是指壹種利用光與光纖（optical fiber）傳遞資訊的壹種方式。屬於有線通信的壹種。光經過調變（modulation）後便能攜帶資訊。自1980年代起，光纖通訊系統對於電信工業產生了革命性的作用，同時也在數位時代裏扮演非常重要的角色。光纖通信具有傳輸容量大，保密性好等許多優點。光纖通信現在已經成為當今最主要的有線通信方式。將需傳送的信息在發送端輸入到發送機中，將信息疊加或調制到作為信息信號載體的載波上，然後將已調制的載波通過傳輸媒質傳送到遠處的接收端，由接收機解調出原來的信息。
根據信號調制方式的不同，光纖通信可以分為數字光纖通信，模擬光纖通信。光纖通信的產業包括了光纖光纜，光器件，光設備，光通信儀表，光通信集成電路等多個領域。
利用光纖做為通訊之用通常需經過下列幾個步驟：
以發射器（transmitter）產生光訊號。
以光纖傳遞訊號，同時必須確保光訊號在光纖中不會衰減或是嚴重變形。
以接收器（receiver）接收光訊號，並且轉換成電訊號。
光纖通信的原理是：在發送端首先要把傳送的信息(如話音)變成電信號，然後調制到激光器發出的激光束上，使光的強度隨電信號的幅度(頻率)變化而變化，並通過光纖發送出去；在接收端，檢測器收到光信號後把它變換成電信號，經解調後恢復原信息。
現代的光纖通訊系統多半包括壹個發射器，將電訊號轉換成光訊號，再透過光纖將光訊號傳遞。光纖多半埋在地下，連接不同的建築物。系統中還包括數種光放大器，以及壹個光接收器將光訊號轉換回電訊號。在光纖通訊系統中傳遞的多半是數位訊號，來源包括電腦、電話系統，或是有線電視系統。
發射器
在光纖通訊系統中通常作為光源的半導體元件是發光二極管（light-emitting diode, LED）或是雷射二極管（laser diode）。LED與雷射二極管的主要差異在於前者所發出的光為非同調性（noncoherent），而後者則為同調性（coherent）的光。使用半導體作為光源的好處是體積小、發光效率高、可靠度佳，以及可以將波長最佳化，更重要的是半導體光源可以在高頻操作下直接調變，非常適合光纖通訊系統的需求。
LED借著電激發光（electroluminescence）的原理發出非同調性的光，頻譜通常分散在30納米至60納米間。LED另外壹項缺點是發光效率差，通常只有輸入功率的1%可以轉換成光功率，約是100毫瓦特（micro-watt）左右。但是由於LED的成本較低廉，因此常用於低價的應用中。常用於光通訊的LED主要材料是砷化鎵或是砷化鎵磷（GaAsP），後者的發光波長為1300納米左右，比砷化鎵的810納米至870納米更適合用在光纖通訊。由於LED的頻譜範圍較廣，導致色散較為嚴重，也限制了其傳輸速率與傳輸距離的乘積。LED通常用在傳輸速率10Mb/s至100Mb/s的局域網路（local area network, LAN），傳輸距離也在數公裏之內。目前也有LED內包含了數個量子井（quantum well）的結構，使得LED可以發出不同波長的光，涵蓋較寬的頻譜，這種LED被廣泛應用在區域性的波長分波多工網絡中。
半導體雷射的輸出功率通常在100微瓦特（mW）左右，而且為同調性質的光源，方向性相對而言較強，通常和單模光纖的耦合效率可達50%。雷射的輸出頻譜較窄，也有助於增加傳輸速率以及降低模態色散（model dispersion）。半導體雷射亦可在相當高的操作頻率下進行調變，原因是其復合時間（recombination time）非常短。
半導體雷射通常可由輸入的電流有無直接調變其開關狀態與輸出訊號，不過對於某些傳輸速率非常高或是傳輸距離很長的應用，雷射光源可能會以連續波（continuous wave）的形式控制，例如使用外接的電吸收光調變器（electroabsorption modulator）或是馬赫·任德幹涉儀（Mach-Zehnder interferometer）對光訊號加以調變。外接的調變元件可以大幅減少雷射的“啁啾脈沖”（chirp pulse）。啁啾脈沖會使得雷射的譜線寬度變寬，使得光纖內的色散變得嚴重。
光導纖維
光纖纜線包含壹個核心（core），纖殼（cladding）以及外層的保護被覆（protective coating）。核心與折射率（refractive index）較高的纖殼通常用高品質的矽石玻璃（silica glass）制成，但是現在也有使用塑膠作為材質的光纖。又因為光纖的外層有經過紫外線固化後的壓克力（acrylate）被覆，可以如銅纜壹樣埋藏於地下，不需要太多維護費用。然而，如果光纖被彎折的太過劇烈，仍然有折斷的危險。而且因為光纖兩端連接需要十分精密的校準，所以折斷的光纖也難以重新接合。
光放大器
過去光纖通訊的距離限制主要根源於訊號在光纖內的衰減以及訊號變形，而解決的方式是利用光電轉換的中繼器。這種中繼器先將光訊號轉回電訊號放大後再轉換成較強的光訊號傳往下壹個中繼器，然而這樣的系統架構無疑較為復雜，不適用於新壹代的波長分波多工技術，同時每隔20公裏就需要壹個中繼器，讓整個系統的成本也難以降低。
光放大器的目的即是在不用作光電與電光轉換下就直接放大光訊號。光放大器的原理是在壹段光纖內摻雜（doping）稀土族元素（rare-earth）如鉺（erbium），再以短波長雷射激發（pumping）之。如此便能放大光訊號，取代中繼器。
接收器
構成光接收器的主要元件是光偵測器（photodetector），利用光電效應將入射的光訊號轉為電訊號。光偵測器通常是半導體為基礎的光二極管（photo diode），例如p-n接面二極管、p-i-n二極管，或是雪崩型二極管（avalanche diode）。另外“金屬-半導體-金屬”（Metal-Semiconductor-Metal, MSM）光偵測器也因為與電路整合性佳，而被應用在光再生器（regenerator）或是波長分波多工器中。
光接收器電路通常使用轉阻放大器（transimpedence amplifier, TIA）以及限幅放大器（limiting amplifier）處理由光偵測器轉換出的光電流，轉阻放大器和限幅放大器可以將光電流轉換成振幅較小的電壓訊號，再透過後端的比較器（comparator）電路轉換成數位訊號。對於高速光纖通訊系統而言，訊號常常相對地衰減較為嚴重，為了避免接收器電路輸出的數位訊號變形超出規格，通常在接收器電路的後級也會加上時脈恢復電路（clock recovery, CDR）以及鎖相回路（phase-lock loop, PLL）將訊號做適度處理再輸出。
波長分波多工
波長分波多工的實際做法就是將光纖的工作波長分割成多個通道（channel），俾使能在同壹條光纖內傳輸更大量的資料。壹個完整的波長分波多工系統分為發射端的波長分波多工器（wavelength division multiplexer）以及在接收端的波長分波解多工器（wavelength division demultiplexer），最常用於波長分波多工系統的元件是陣列波導光柵（Arrayed Waveguide Gratings, AWG）。而目前市面上已經有商用的波長分波多工器/解多工器，最多可將光纖通訊系統劃分成80個通道，也使得資料傳輸的速率壹下子就突破Tb/s的等級。
帶寬距離乘積
由於傳輸距離越遠，光纖內的色散現象就越嚴重，影響訊號品質。因此常用於評估光纖通訊系統的壹項指標就是帶寬-距離乘積，單位是百萬赫茲×公裏（MHz×km）。使用這兩個值的乘積做為指標的原因是通常這兩個值不會同時變好，而必須有所取舍（trade off）。舉例而言，壹個常見的多模光纖（multi-mode fiber）系統的帶寬-距離乘積約是500MHz×km，代表這個系統在壹公裏內的訊號帶寬可以到500MHz，而如果距離縮短至0.5公裏時，帶寬則可以倍增到1000MHz。 -亞都光纖通信科技