光纖通信技術(shù)應(yīng)用迅速增長(zhǎng)，自1977年光纖系統(tǒng)首次商用安裝以來(lái)，電話(huà)公司就開(kāi)始使用光纖鏈路替代舊的銅線系統(tǒng)。許多電話(huà)公司，在他們的系統(tǒng)中全面使用光纖作為干線結(jié)構(gòu)和作為城市電話(huà)系統(tǒng)之間的長(zhǎng)距離連接。提供商已開(kāi)始用光纖/銅軸混合線路進(jìn)行試驗(yàn)。這種混合線路允許在領(lǐng)域之間集成光纖和同軸電纜，這種被稱(chēng)為節(jié)點(diǎn)的位置，提供將光脈沖轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的光接收機(jī)，然后信號(hào)再經(jīng)過(guò)同軸電纜被傳送到各個(gè)家庭。作為一種通信信號(hào)傳輸?shù)那‘?dāng)手段，光纖穩(wěn)步替代銅線是顯而易見(jiàn)的，這些光纜在本地電話(huà)系統(tǒng)之間跨越很長(zhǎng)的距離并為許多網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)提供干線連接。

光纖就是利用光來(lái)傳輸信息的一種技術(shù)，光纖的結(jié)構(gòu)它是由一種雙層結(jié)構(gòu)的纖維狀透明材質(zhì)(玻璃和塑料)構(gòu)成的，通過(guò)在里面的纖芯中傳導(dǎo)光信號(hào)來(lái)傳輸數(shù)字信息。信號(hào)是由多個(gè)頻段的信號(hào)組成的，比較復(fù)雜，但光信號(hào)卻非常簡(jiǎn)單，亮表示 1，暗表示 0。信號(hào)在微細(xì)的光纖封裝在塑料護(hù)套中，使得它能夠彎曲而不至于斷裂。通常，光纖的一端的發(fā)射裝置使用發(fā)光二極管(light emitTIng diode，LED)或一束激光將光脈沖傳送至光纖，光纖的另一端的接收裝置使用光敏元件檢測(cè)脈沖。在日常生活中，由于光在光導(dǎo)纖維的傳導(dǎo)損耗比電在電線傳導(dǎo)的損耗低得多，光纖被用作長(zhǎng)距離的信息傳遞。通常光纖與光纜兩個(gè)名詞會(huì)被混淆。多數(shù)光纖在使用前必須由幾層保護(hù)結(jié)構(gòu)包覆，包覆后的纜線即被稱(chēng)為光纜。光纖外層的保護(hù)層和絕緣層可防止周?chē)h(huán)境對(duì)光纖的傷害，如水、火、電擊等。光纜分為：纜皮、芳綸絲、緩沖層和光纖。光纖和同軸電纜相似，只是沒(méi)有網(wǎng)狀屏蔽層。中心是光傳播的玻璃芯。

但是數(shù)字信號(hào)并不能直接轉(zhuǎn)換成光信號(hào)，需要先把數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，然后再把電信號(hào)轉(zhuǎn)換成光信號(hào)。而電信號(hào)非常簡(jiǎn)單，用高電壓表示1，用低電壓表示0。將這樣的電信號(hào)輸入LED、激光二極管等光源后，這些光源就會(huì)根據(jù)信號(hào)電壓的變化發(fā)光， 高電壓發(fā)光亮，低電壓發(fā)光暗。這樣的光信號(hào)在光纖中傳導(dǎo)之后，就可以通過(guò)光纖到達(dá)接收端。接收端有可以感應(yīng)光線的光敏元件，光敏元件可以根據(jù)光的亮度產(chǎn)生不同的電壓。當(dāng)光信號(hào)照射到上面時(shí)，光亮的時(shí)候就產(chǎn)生高電壓，光暗的時(shí)候就產(chǎn)生低電壓，這樣就將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成了電信號(hào)。 最后再將電信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信息，我們就接收到數(shù)據(jù)了。

纖芯的直徑對(duì)光的傳導(dǎo)影響很大，光纖通信的關(guān)鍵技術(shù)就是能夠傳導(dǎo)光信號(hào)的光纖。光在透明材質(zhì)中傳導(dǎo)似乎聽(tīng)起來(lái)很簡(jiǎn)單，但實(shí)際上光的傳導(dǎo)方式是非常復(fù)雜的，不同材質(zhì)的光纖其透光率和折射率也不同，纖芯的直徑等因素也會(huì)影響光的傳導(dǎo)。

我們?cè)诔踔卸紝W(xué)過(guò)光的折射和反射，光纖其實(shí)就是一根圓柱形的玻璃，光可以穿過(guò)它產(chǎn)生折射和反射，折射部分會(huì)損耗掉，而全反射部分的光線就可以傳輸?shù)焦饫w的另一端。因?yàn)楣庠丛谒蟹较蛏隙紩?huì)發(fā)光，因此會(huì)有各種角度的光線進(jìn)入纖芯，但入射角度太大的光線會(huì)在纖芯和包層(纖芯外沿部分)的邊界上折射出去，只有入射角較小的光線會(huì)被包層全反射，從而在纖芯中前進(jìn)。但是也不是所有的全反射光線都能在光纖中傳導(dǎo)，因?yàn)楣庖彩且环N波，是波就會(huì)有損耗，當(dāng)光線在纖芯和包層的邊界上反射時(shí)， 會(huì)由于反射角產(chǎn)生相位變化。

當(dāng)朝反射面前進(jìn)的光線和被反射回來(lái)的光線交會(huì)時(shí)，如果兩條光線的相位不一致，就會(huì)彼此發(fā)生干涉抵消，只有那些 相位一致的光線才會(huì)繼續(xù)在光纖中傳導(dǎo)。如果周?chē)鷽](méi)有障礙物，水面上的波紋會(huì)一直呈同心圓狀擴(kuò)散出去，但如果遇到兩側(cè)的墻壁，波紋就會(huì)被反射回來(lái)。這時(shí)，向墻壁前進(jìn)的波和從墻壁反射回來(lái)的波就會(huì)相互疊加，其中相位相同的波相互加強(qiáng)，相位不同的波相互抵消。

光纖中的情況也是一樣的，只不過(guò)和水波不同的是，光在被纖芯和包層的邊界反射時(shí)，相位會(huì)發(fā)生變化。這個(gè)變化的量隨光在反射面的反射角度不同而不同，大多數(shù)角度下，都會(huì)因?yàn)橄辔徊煌桓缮娴窒?。不過(guò)， 有幾個(gè)特定的角度下，向反射面前進(jìn)的光和反射回來(lái)的光的相位是一致的， 只有以這些角度反射的光才能繼續(xù)向前傳導(dǎo)。進(jìn)入光纖的光線有各種角度，但其中，只有少數(shù)按照特定角度入射以保持相位一致的光線才 會(huì)繼續(xù)傳導(dǎo)。所以說(shuō)纖芯的直徑對(duì)光的傳導(dǎo)影響很大，因?yàn)橹睆降拇笮Q定了光線的入射角度。