U modernim komunikacijskim i podatkovnim mrežama optički kabeli postali su glavni prijenosnik koji podržava-međusobno povezivanje velike brzine. Njihovo načelo rada temelji se na potpunoj unutarnjoj refleksiji svjetlosti i karakteristikama prijenosa valovoda, omogućujući prijenos informacija velikog-velikog{3}}kapaciteta putem usmjerenog širenja svjetlosti, temeljno probijajući ograničenja performansi tradicionalnih metalnih kabela.
Osnovna struktura optičkog vlakna sastoji se od jezgre, obloge i vanjskog omotača. Jezgra je izrađena od stakla ili plastike s visokim -indeksom loma-, obično promjera od nekoliko mikrometara do stotina mikrometara; obloga je materijal s niskim-indeksom loma-koji se čvrsto obavija oko jezgre; vanjski omotač osigurava mehaničku zaštitu i zaštitu od okoliša. Kada svjetlost putuje iz optički gušćeg medija (jezgra) u optički manje gusti medij (omotač), ako je kut upada veći od kritičnog kuta, dolazi do potpune unutarnje refleksije na sučelju omotača jezgre-, zadržavajući svjetlost unutar jezgre i šireći se aksijalno prema naprijed. Ovo je fizička osnova prijenosa optičkim vlaknima-efekt optičkog valovoda.
Proces učitavanja informacija oslanja se na tehnologiju modulacije optičkog signala. Odašiljački kraj pretvara električne signale u optičke pomoću lasera ili svjetleće-diode. Informacije se kodiraju korištenjem nizova svjetlosnih impulsa različitih intenziteta, faza ili valnih duljina kako bi odgovarale binarnim podacima (kao što su "1" i "0"). Ovi se svjetlosni impulsi prenose sekvencijalno kroz potpunu unutarnju refleksiju unutar jezgre vlakna. Budući da materijal jezgre vlakna ima iznimno niske gubitke apsorpcije i raspršenja na određenim valnim duljinama (kao što su 1310 nm i 1550 nm), signal se može prenijeti na velike udaljenosti od desetaka ili čak stotina kilometara s kontroliranim prigušenjem.
Prijemni kraj izvodi obrnutu pretvorbu pomoću fotodetektora: optički signal se spaja u detektor, gdje se fotoelektričnim efektom pretvara u slabu struju. Ta se struja zatim pojačava, oblikuje i vraća na izvorni električni signal prije nego što se pošalje na terminalnu opremu.
Vrijedno je naglasiti da karakteristika niskih-gubitaka optičkih vlakana proizlazi iz čistoće materijala i strukturnog dizajna-kvarcno staklo-visoke čistoće može smanjiti gubitke u pojasu od 1550 nm na ispod 0,2 dB/km. U kombinaciji s tehnologijom kompenzacije disperzije, ovo dodatno suzbija izobličenje signala i osigurava stabilnost prijenosa velike -brzine (kao što je 100 Gbps i više).
Ukratko, kabeli od optičkih vlakana koriste svjetlost kao prijenosnik informacija, ograničavaju put prijenosa kroz potpunu unutarnju refleksiju i kombiniraju učinkovitu tehnologiju modulacije i detekcije za izgradnju informacijskog kanala s karakteristikama "niskog gubitka, velike propusnosti i anti-smetnji", kontinuirano pokrećući evoluciju komunikacijskih mreža prema većim brzinama i većoj pouzdanosti.