来自光纤线路的微弱的光数字信号进入光中继器的接收机的光检测器后转化为电数字信号，经过放大、均衡、定时判决、整形后又输入到光发送机的驱动电路推动光源，发出很强的光数字信号，再输入光纤线路，向前方传输。光接收机中也有时钟提取电路从随机码流中取出时钟，供定时判决用。具有放大、定时判决、整形再生功能的中继器称为3R中继器。只有放大或放大和整形的分别称为1R和2R中继器。

构造由一个光接收机和一个光发送机组成中继器的一个方向支路。一个中继器具有两个方向支路，正反方向各一个支路。还包含监测、公务、倒换、电源等辅助系统。在有人中继站中，根据下话路的需要，可以有区间通信系统，可以有告警系统。直埋地下的中继器是密封防水的箱式或罐式结构，而装在室内的采用架式结构。海底水下中继器，需要防水性能极好的中继箱，它的可靠性要求极高。

实用的光纤数字通信系统都是用二进制PCM信号对光源进行直接强度调制的。光发送机输出的经过强度调制的光脉冲信号通过光纤传输到接收端。由于受发送光功率、接收机灵敏度、光纤线路损耗、甚至色散等因素的影响及限制，光端机之间的最大传输距离是有限的。

例如，在1.31µm工作区34Mb/s光端机的最大传输距离一般在50～70km，140Mb/s光端机的最大传输距离一般在40～60km。如果要超过这个最大传输距离，通常考虑增加光中继器，以放大和处理经衰减和变形了的光脉冲。光中继器常采用光电再生中继器，即光一电－光中继器，这相当于光纤传输的接力站。如此，就可以把传输距离大大延长。[1]

光中继器的功能是补偿光的衰减，对失真的脉冲信号进行整形。当光信号在光纤中传输一定距离后，光能衰减，从而使信息传输质量下降。为了克服这一特点，在大容量、远距离光纤通信系统中，每隔一段距离设置一个中继器，保证光纤高质量远距离传输。这种系统也叫光纤中继通信。

主要包括：①远距离供电，即光缆中安放有若干铜线，中继器所需的电能由端站或有人中继站经铜线把电能送到中继器。为了提高输电效率，需要有电压变换器，把电压变高传输，在中继器内也有电压变换器，把电压变低再供使用，②就地供电，即在中继站引入市电，经整流电压变换，供中继器使用，常备有蓄电池以保证电力不间断；③利用自然能，如太阳能，风力发电，中继站中还装有大容量蓄电池和柴油发电机，保证在不利的气候下电力不中断。

这些属于“光-电-光”式的中继器，均指光中继器的信号转发功能要经过光-电-光的物理过程来实现。一种光放大式中继器正在发展，它的信号转发功能是直接经过光放大来实现的，即1R中继器。较有成效的则是掺铒Er光纤放大器。

用掺饵光纤放大器作中继器的优点是设备简单，没有光一电一光的转换过程，工作带宽较宽；缺点是光放大器作中继器时，对波形的整形不起作用。是光纤通信设备的一种。其作用是延长通信距离。通常由光接收机、定时判决电路和光发送机三部分及远供电源接收、遥控、遥测等辅助设备组成。光中继器将从光纤中接收到弱光信号经光检测器转换成电信号，再生或放大后，再次激励光源，转换成较强的光信号，送入光纤继续传输。