I moderne kommunikations- og datanetværk er fiberoptiske kabler blevet kernebæreren, der understøtter høj-sammenkobling. Deres arbejdsprincip er baseret på den totale interne refleksion af lys og bølgeledertransmissionsegenskaberne, hvilket muliggør lang-informationstransmission med høj-kapacitet gennem retningsbestemt udbredelse af lys, hvilket fundamentalt bryder gennem ydeevnebegrænsningerne for traditionelle metalkabler.
Den grundlæggende struktur af en optisk fiber består af en kerne, beklædning og ydre kappe. Kernen er lavet af glas eller plast med højt-brydningsindeks-, typisk med en diameter på nogle få mikrometer til hundredvis af mikrometer; beklædningen er et materiale med lavt-brydningsindeks-, der omslutter kernen tæt; den ydre kappe giver mekanisk og miljømæssig beskyttelse. Når lys bevæger sig fra et optisk tættere medium (kerne) til et optisk mindre tæt medium (beklædning), hvis indfaldsvinklen er større end den kritiske vinkel, sker der total intern refleksion ved kerne-beklædningsgrænsefladen, hvilket begrænser lyset inde i kernen og udbreder sig aksialt fremad. Dette er det fysiske grundlag for fiberoptisk transmission-den optiske bølgeledereffekt.
Informationsindlæsningsprocessen er afhængig af det optiske signals moduleringsteknologi. Den transmitterende ende konverterer elektriske signaler til optiske signaler ved hjælp af en laser eller lysemitterende diode-. Information kodes ved at bruge sekvenser af lysimpulser med forskellige intensiteter, faser eller bølgelængder for at svare til binære data (såsom "1" og "0"). Disse lysimpulser transmitteres sekventielt gennem total intern refleksion i fiberkernen. Fordi fiberkernematerialet har ekstremt lavt absorptions- og spredningstab ved specifikke bølgelængder (såsom 1310nm og 1550nm), kan signalet transmitteres over lange afstande på ti eller endda hundreder af kilometer med kontrollerbar dæmpning.
Den modtagende ende udfører den omvendte konvertering ved hjælp af en fotodetektor: Det optiske signal kobles ind i detektoren, hvor det omdannes til en svag strøm gennem den fotoelektriske effekt. Denne strøm bliver derefter forstærket, formet og gendannet til det originale elektriske signal, før den sendes til terminaludstyret.
Det er værd at understrege, at den lave-tabskarakteristik for optiske fibre stammer fra materialernes renhed og det strukturelle design med-høj-kvartsglas kan reducere tabet i 1550nm-båndet til under 0,2dB/km. Kombineret med spredningskompensationsteknologi undertrykker dette signalforvrængning yderligere og sikrer stabiliteten af høj-transmission (såsom 100 Gbps og derover).
Kort sagt bruger optiske fiberkabler lys som informationsbærer, begrænser transmissionsvejen gennem total intern refleksion og kombinerer effektive modulerings- og detektionsteknologier for at opbygge en informationskanal med "lavt tab, høj båndbredde og anti-interferens"-egenskaber, der kontinuerligt driver udviklingen af kommunikationsnetværk mod højere hastigheder og større pålidelighed.