光纤技术使用微小的玻璃或塑料束来传输数据。光线通过一个直径为0.005英寸的核心发射出来，看起来很像单丝钓鱼线。核心被玻璃或其他透明材料的同心包层包围，以保护敏感的纤维表面免受划痕或机械损伤。

一层或两层缓冲材料(如丙烯酸酯)的保护涂层包裹着包层，有助于保持光纤的光学完整性。这种护套减少了相邻纤维之间的串扰和纤维压在粗糙表面时产生的增加损耗的微弯曲。埋在地下的光纤电缆一般由100根或以上的光纤捆扎在一起。

通过将更多颜色(波长)的光封装到光纤的核心，光纤可以携带更多的数据位元。芯层的折射率高于包层的折射率。由于光纤芯和包层的折射率(密度)不同而引起的光束的全反射使光波始终包含在芯中。

光学设备将声音或数据电子转换成光子。光子在激光和放大器的推动下穿过长距离的光纤网络。

截短的电缆进入接线盒，在接线盒中进行放大。每一根纤维都必须分开。然后，这些光纤被连接到放大和传输信号的设备上。

光信号来自调制光源，如激光，并将其送入一束光纤。发射条件决定了光纤传输的有效性。输出功率取决于发出光的角度、发光区域的大小、光源和光纤的对齐方式以及光纤的光收集特性。多路复用器用于将多个波长结合到一根玻璃纤维上，因此数据可以更有效地传输。

由于光子比电子轻得多，它们在一束玻璃纤维中以极高的速度传播，遇到的阻力也更小。然而，光在穿过光纤电缆时，由于吸收和散射的损失，强度会随着距离的增加而自然降低。由于这种强度的下降，信号需要用中继器和其他设备每200公里放大一次。

衰减是决定光纤通信系统成本的一个最重要的因素。衰减是信号在穿过光纤时所经历的光能的损失。它决定了保持可接受信号电平所需的中继器间距。

在光纤的接收端，解复用器和接收器对光信号进行解码，并将其转换回电子，供计算机和其他设备使用。

新的全光网络技术有望加快传输过程。例如，使用全光开关，光信号在路由到目的地之前不需要被转换成电子。