Nguyên lý hoạt động của cáp quang chủ yếu dựa trên đặc tính truyền dẫn của sợi quang, liên quan đến nguyên lý phản xạ toàn phần của ánh sáng. Sau đây là các bước chi tiết và nguyên tắc hoạt động của cáp quang:
Cấu trúc sợi quang: Sợi quang bao gồm lõi và lớp vỏ bọc bên ngoài. Lõi có chiết suất cao hơn lớp bọc.
Lõi thường được làm bằng thủy tinh hoặc nhựa có chiết suất-khúc xạ{1}}cao, trong khi lớp vỏ bọc được làm bằng vật liệu có chiết suất-khúc xạ-thấp.
Phun ánh sáng: Một tia laser hoặc đèn LED ở đầu phát tạo ra tín hiệu ánh sáng, tín hiệu này được đưa vào một đầu của sợi quang.
Phản xạ nội toàn phần: Khi tín hiệu ánh sáng truyền từ lõi đến lớp bọc, do chênh lệch chiết suất giữa lõi và lớp bọc, tín hiệu ánh sáng trải qua phản xạ nội toàn phần, nghĩa là tín hiệu ánh sáng bị phản xạ hoàn toàn trở lại lõi.
Sự phản xạ này cho phép tín hiệu ánh sáng truyền liên tục về phía trước dọc theo lõi sợi mà không thoát ra ngoài lớp bọc.
Truyền ánh sáng: Tín hiệu ánh sáng truyền về phía trước trong lõi thông qua phản xạ nội toàn phần liên tục cho đến khi đến đầu kia của sợi.
Đường truyền của tín hiệu ánh sáng có thể thẳng hoặc cong, tùy thuộc vào đường đi của sợi quang.
Tiếp nhận tín hiệu: Sau khi tín hiệu quang đến đầu kia của sợi quang, nó được chuyển đổi thành tín hiệu điện bởi một bộ thu (chẳng hạn như bộ tách sóng quang).
Những tín hiệu điện này sau đó được xử lý thêm để khôi phục dữ liệu hoặc thông tin gốc.
Sợi đa chế độ và sợi đơn chế độ: Sợi đa chế độ cho phép nhiều chế độ tín hiệu quang truyền đồng thời, khiến nó phù hợp với giao tiếp khoảng cách ngắn.
Sợi quang-chế độ đơn chỉ cho phép truyền một chế độ tín hiệu quang duy nhất, khiến nó phù hợp cho giao tiếp đường dài-vì nó làm giảm sự phân tán phương thức và cải thiện chất lượng truyền tín hiệu.
Suy giảm và khuếch đại tín hiệu: Tín hiệu quang suy giảm dần khi chúng truyền qua sợi quang, do đó, cần định kỳ sử dụng bộ khuếch đại quang (chẳng hạn như bộ khuếch đại sợi pha tạp erbium{0}}để tăng cường tín hiệu.