从相对论观点研究，物质无不具有双重性，即波动性与微粒性。物质的波动理论认为光是一种电磁波，因此电磁场理论也适于光波。从微粒论观点出发，认为光是由一种具有一定能量的光量子流组成的。根据光波的双重性，可将光纤通信分为经典光纤通信和量子光纤通信两大类。所谓经典光纤通信，是以光波作为信息载体、以光导纤维作为传输介质的通信手段。目前经典光纤通信涉及的方式包括IM/DD(~制/直接检测)方式、相干光纤通信(也称外差光纤通信)、光孤子通信、全光纤通信和光波长复用通信等。所谓量子光纤通信，是以光量子作为信息载体、以光导纤维作为传输介质的通信手段。光量子通信论的优点在于其通信容量可超过经典光通信几个数量级。
从原理上看，构成光纤通信的基本物质要素有光纤、光源和光检测器。光纤通信系统可根据所使用的光波长、传输信号形式、传输光纤类型和光接收方式的不同，分成各种类型。
1.按传输光波长划分
根据传输的波长，可以将光纤通信系统分为短波长光纤通信系统、长波长光纤通信系统以及超长波长光纤通信系统。短波长光纤通信系统工作波长为0.8～O.9μm，中继距离小于或等于10 km长波长光纤通信系统工作波长为1.0～1.6μm，中继距离大于100 km超长波长光纤通信系统工作波长大于或等于2μm，中继距离大于或等于1000 km，采用非石英光纤。
2.按光纤传导模式数量划分
根据光纤的传导模式数量，可以将光纤通信系统分为多模光纤通信系统和单模光纤通信系统。多模光纤通信系统是早期采用的光纤通信系统，目前主要用于计算机局域网当中。单模光纤通信系统是目前广泛应用的光纤通信系统，它具有传输衰减小、传输带宽大等特点。
3.按调制信号形式划分
根据调制信号的类型，可以将光纤通信系统分为模拟光纤通信系统和数字光纤通信系统。模拟光纤通信系统使用的调制信号为模拟信号，它具有设备简单的特点，一般多用于视频信号的传输。光纤数字通信系统使用的调制信号为数字信号，它具有传输质量高、通信距离长等特点，几乎适用于各种信号的传输，目前已得到了广泛的应用。
4.按传输倍号的调制方式划分
根据光源的调制方式，可以将光纤通信系统分为直接调制光纤通信系统和间接调制光纤通信系统。由于直接调制光纤通信系统具有设备简单的特点，因此在目前的光纤通信中得到了广泛的应用。间接调制光纤通信系统具有调制速率高等特点，所以是一种有发展前途的光纤通信系统，在实际中已得到了部分应用。
5.其他划分
其他类型的光纤通信系统如下表所示。
其他类型的光纤通信系统
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类 别 |
特 点 |
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相干光纤通信系统 |
光接收灵敏度高，光频率选择性好，设备复杂 |
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光波分复用通信系统 |
一根光纤中传输多个单/双向波长，超大容量，经济效益好 |
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光频分复用通信系统 |
可大大增加复用光通信，各信道间干扰小，实现技术复杂 |
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光时分复用通信系统 |
可实现超高速传输，技术先进 |
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全光通信系统 |
传输过程无光电变换，具有光交换功能，通信质量高 |
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副载波复用光纤通信系统 |
数/模混传，频带宽，成本低，对光源线性度要求高 |
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光孤子通信系统 |
传输速率高，中继距离长，设计复杂 |
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量子光通信系统 |
量子信息论在光通信中的应用 |
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