I moderne kommunikasjons- og datanettverk har fiberoptiske kabler blitt kjernebæreren som støtter høyhastighetssammenkobling. Arbeidsprinsippet deres er basert på total indre refleksjon av lys og bølgeledertransmisjonsegenskapene, som muliggjør lang-informasjonsoverføring med høy-kapasitet gjennom retningsbestemt forplantning av lys, og bryter fundamentalt gjennom ytelsesbegrensningene til tradisjonelle metallkabler.
Den grunnleggende strukturen til en optisk fiber består av en kjerne, kledning og ytre kappe. Kjernen er laget av glass eller plast med høy-brytningsindeks-, vanligvis med en diameter på noen få mikrometer til hundrevis av mikrometer; kledningen er et materiale med lav-brytningsindeks- som slynger seg tett rundt kjernen; den ytre kappen gir mekanisk og miljøbeskyttelse. Når lys beveger seg fra et optisk tettere medium (kjerne) til et optisk mindre tett medium (kledning), hvis innfallsvinkelen er større enn den kritiske vinkelen, oppstår total intern refleksjon ved kjerne-bekledningsgrensesnittet, begrenser lyset inne i kjernen og forplanter seg aksialt fremover. Dette er det fysiske grunnlaget for fiberoptisk overføring-den optiske bølgeledereffekten.
Informasjonslasteprosessen er avhengig av modulasjonsteknologien til det optiske signalet. Sendeenden konverterer elektriske signaler til optiske signaler ved hjelp av en laser eller lysemitterende diode-. Informasjon er kodet ved å bruke sekvenser av lyspulser med forskjellige intensiteter, faser eller bølgelengder for å korrespondere med binære data (som "1" og "0"). Disse lyspulsene overføres sekvensielt gjennom total intern refleksjon i fiberkjernen. Fordi fiberkjernematerialet har ekstremt lavt absorpsjons- og spredningstap ved spesifikke bølgelengder (som 1310nm og 1550nm), kan signalet overføres over lange avstander på titalls eller til og med hundrevis av kilometer med kontrollerbar dempning.
Mottakeren utfører omvendt konvertering ved hjelp av en fotodetektor: det optiske signalet kobles inn i detektoren, hvor det konverteres til en svak strøm gjennom den fotoelektriske effekten. Denne strømmen blir deretter forsterket, formet og gjenopprettet til det opprinnelige elektriske signalet før det sendes ut til terminalutstyret.
Det er verdt å understreke at det lave-tapskarakteristikken til optisk fiber stammer fra renheten til materialene og den strukturelle utformingen av-høy-kvartsglass kan redusere tapet i 1550nm-båndet til under 0,2dB/km. Kombinert med spredningskompensasjonsteknologi undertrykker dette signalforvrengning ytterligere og sikrer stabiliteten til høy-hastighetsoverføring (som 100 Gbps og over).
Kort sagt, optiske fiberkabler bruker lys som informasjonsbærer, begrenser overføringsveien gjennom total intern refleksjon, og kombinerer effektiv modulasjons- og deteksjonsteknologi for å bygge en informasjonskanal med «lavt tap, høy båndbredde og anti-interferens»-egenskaper, som kontinuerlig driver utviklingen av kommunikasjonsnettverk mot høyere hastigheter og større pålitelighet.