یک سیستم مخابراتی نوری مانند تمام سیستمهای مخابراتی از چند قسمت اصلی از جمله فرستنده(transmitter) ،محیط انتقال (channel) و گیرنده (receiver) تشکیل شده است. درتمام سیستمهای مخابراتی محدودیت اصلی برای ارسال بانرخ بالای اطلاعات (high bit rate) به خاطر رفتارهای غیرخطی و نامطلوب هرکدام از قسمت های سیستم است. به همین دلیل،  محدوده فرکانسی سیستم محدود می شود. درسیستمهایی مانند تلفن، این محدودیت ازکانال ناشی می شود، یعنی سیم تلفن رفتار خوب خود را فقط دریک محدوده کوچک ازفرکانس حفظ می کند. ویژگی اصلی کانال ارسال مخابرات نوری (که همان فیبر نوری است) محدوده وسیع فرکانسی کارکرد آن است. به همین دلیل،  توان ارسال بانرخ بالا(حتی تاحدود1012 bps ) درفیبرنوری وجوددارد.

Fig 1. Typical Optical Communication System

ایده استفاده شده درفیبر نوری این است که وقتی نورازیک محیط با ضریب شکست n1 می خواهد وارد یک محیط با ضریب شکستn2   شود، اگرزاویه تابش از یک حدی (زاویه حد) بیشترشودانعکاس پیدا می کند و به محیط n1  برمی گردد. با همین ایده نور را در طی مسیرش درون فیبر نگه می دارند.

             Fig 2. Fiber Optical Physical Medium

درسیستمهای مخابراتی درحین انتقال سیگنال درطول کانال به علت تضعیف انرژی سیگنال درکانال، باید در وسط راه تقویت کننده (Amplifier) قرارداده شود و مقدارتضعیف فاکتور مهمی محسوب می شود. یکی ازمزیتهای اصلی فیبرنوری، میزان تضعیف بسیارپایین آن درمقایسه بابقیه کانالها می باشد. همانطورکه درشکل 3 دیده می شود، میزان تضعیف فیبردرطول موج 1550nm)) و(1310nm) بسیارپایین است (حدود0.02-0.03 db/km  ) .نورهای ارسالی درهمین دو محدوده هستند. دراین حدود تضعیف درمسافتهای چند صد کیلومترنیازبه تقویتی نداریم.

Fig 3. Attenuation in Optical fibers

فیبرنوری دومد(mode) ارسال دارد. درمد اولsingle mode)) فقط یک مد اصلی انتشار وجود دارد و تمام اطلاعات همزمان به گیرنده می رسد. درمد دوم multimode)) مدهای زیادی درانتشاروجود دارد و سیگنال در یک بازه زمانی (درمدهای متفاوت) به گیرنده می رسد.

Fig 4. Single-Mode & Multi-Mode

برای بالا بردن ظرفیت کانال  نوری ، ازروش WDM (Wavelength Division Multiplexing) استفاده می شود. یعنی ازطول موجهای مختلف برای ارسال پیام های متفاوت استفاده می شود بدون اینکه باهم مخلوط شوند. درقسمت transmitter مخابرات نوری می توان ازLaser یاLED(Light Emitting Diode)s  استفاده کرد. از خصوصیات Laser،  قدرت بالا، عرض باند بالا،  کنترل خوب طول موج و قیمت بالای آن نسبت به  LED است.

درقسمت receiver  ازPhotodiode  یاAvalanche Photodiode  (که دارای توان بالاتر و نویز بیشتر نسبت  به photodiode است.) استفاده می شود.

Fig 5.Optical Network Topologies

ازمزیت های دیگر فیبرنوری عدم وجود تداخل الکترومغناطیسی وامنیت اطلاعاتی بالا(high security)  و وزن کم آن است ولی قیمت نصب آن و فرستنده ها و گیرنده هایش نسبتا بالا می باشد.

فیبرهای نوری
فیبر نوری ، کریستالی است که پس از عبور از دستگاه مخصوص به تارهای شیشه ای بسیار نازک تبدیل می شود و طی فرآیندی به رنگهای مختلف درمی آید و سپس کنارهم چیده می شود.

تارهای فیبرنوری یک نگهدارنده در وسط وکاوری روی خود دارند. تارهای فیبر نوری یا Core در انواع مختلف به تعداد 4،6، 12، 24، 48، 72، 144 و... درون کابل های فیبر نوری قرار می گیرند.
به دلیل استفاده از فناوری تابش نور و حرکت آن درون تارهای فیبر می باید هنگام نصب آنها خمیدگی به اندازه مناسب رعایت شود که در غیر این صورت و ایجاد زاویه مثلا 90 درجه نور با خارج شدن از تار هدر می رود. فیبرهای نوری به عنوان زیرساختی مخابراتی برای صنایع مختلف به منظور انتقال هرگونه سیگنال اعم از صدا، تصویر، داده و... به کار می رود.

انتقال داده ها 
پس از این که اطلاعات به وسیله یک منبع تولیدکننده یا سرور اولیه در حالات صفر و یک تولید شد به صورت سیگنال های الکتریکی به سمت دستگاهی به نام Optical Line Driver می رود.
این دستگاه مولد لیزر است و دو درگاه ورودی و خروجی دارد. سیگنال الکتریکی پس از ورود از درگاه ورودی و انجام عمل مدولاسیون به نور تبدیل و از درگاه خروجی به درون تارهای فیبرنوری تابیده می شود.
در مدت زمان کوتاهی نور به مقصد می رسد، و از طریق درگاه ورودی دستگاه مشابه پس از طی فرآیند مدولاسیون مجدد به ماهیت سیگنال الکتریکی اولیه بدل و از دستگاه خارج می شود.
انتقال داده با سرعتی معادل 300 هزار کیلومتر برثانیه (سرعت نور) انجام می شود. در انجام هر رفت و برگشت اطلاعاتی همواره یک زوج تار فیبر نوری فعال است که یکی ارسال و دیگری دریافت را به عهده دارد.

این همه مزایا
در مقایسه با انواع دیگر تجهیزات انتقال سیگنال ازجمله ماکروویو ماهواره ، فیبر نوری خصوصیات مثبت منحصر به فردی دارد.
 فیبرهای نوری حجم بالایی از اطلاعات یعنی پهنای باند بسیار بسیار وسیعی را منتقل می کنند، مثلا پهنای باندی حدود 40 گیگابیت بر ثانیه (40 میلیارد بیت برثانیه)، یعنی چیزی حدود 480 هزار کانال 64K قابل انتقال است.
از دیگر مزایا می توان به از میان رفتن مشکل مسافت اشاره کرد به طور مثال در گذشته در فاصله کوتاه 3کیلومتری تنها می توانستیم 30 کانال روی باند صدا جابه جا کنیم ، اما با این فناوری پهنای باند 40 گیگابایتی را می توان بیش از 100 کیلومتر منتقل کرد.
همچنین میزان نویز یا اختشاش پایین ، عدم هک اطلاعات میان راهی ، عدم تاخیر در ارسال اطلاعات و ارسال در کوتاه ترین زمان ممکن در فاصله ثابت و صرفه اقتصادی از دیگر مزایای فناوری فیبرنوری به شمار می رود.
 در گذشته به دلیل استفاده از فناوری هایی چون کابلها و رادیو ماکروویوها با مشکلات بسیاری بخصوص در نقاط دریایی مواجه بودیم که از جمله این مشکلات محو سیگنال های مخابراتی یا پدیده فیدینگ بود، اما هم اکنون با بهره گیری از فیبرنوری مشکلات برطرف شده است ؛ همچنین عدم تاثیر القائات الکتریکی مانند جریان برق و انتقال شفاف صدا در این فناوری از شاخص ها و مزایایی آن محسوب می شود.

پهنای باند روی سیم برق
کارشناسان همواره می کوشند راههای مناسب تری برای انجام فرآیندهای ارتباطاتی بیابند که بهره مندی از کابلهای برق به عنوان بستری آماده و فراگیر گزینه ای جالب توجه است.
 در فرآینده optical ground wire) OPGW)یا انتقال فیبرنوری از درون کابلهای برق کابلهای فیبرنوری درون یک کابل خالی به نام کابل زمین روی دکل های فشار قوی برق در نوع ولتاژ بالایا High Voltage قرار می گیرند.
پس از انتقال از دکل ها به دستگاهی به نام Power Line Communication) PLC)در ولتاژ متوسط یا Medium Voltage وارد می شود و پس از آن قابل ارائه روی سیمهای معمولی برق به منازل است.

و اما...
رفته رفته با افزایش شبکه فیبرنوری و پیاده سازی پروتکل های جدید در صنعت مخابرات ، زیرساخت های لازم برای ارائه سرویس هایی چون اینترنت پرسرعت در پهنای باند وسیع ایجاد می شود.
در این میان بهره گیری از بستر برق سبب می شود هر کاربر با تهیه مودمی مخصوص از طریق پریز برق منزل خود به شبکه جهانی اینترنت متصل شود و سرویس های مورد نیاز را دریافت کند.
کارشناسان معتقدند تحقق این موضوع انقلابی در عرصه صنعت ITایجاد می کند که در نتیجه آن به اهداف جامعه اطلاعاتی جهانی نزدیک خواهیم شد.

اینترنت پر سرعت
هم اکنون شبکه مخابراتی و ارتباطاتی کشور با فناوری SDHو براساس پروتکل 8TM64 در پهنای باند 10 گیگابایت بر ثانیه قدرت انتقال 120 هزار کانال را روی یک زوج تار فیبرنوری دارد؛ اما با ظهور پروتکل جدیدی موسوم به DWDMکه تقریبا تا یک ماه آینده در کشور مراحل آزمایش آن اجرا می شود طی زمان کوتاه در شبکه مستقر می شود و نقش مالتی پکس یا چند برابر کننده را ایفا می کند.
این پروتکل ، قدرتی 160 برابر به کانال ها می دهد و بی نهایت کانال منتقل می کنند. در این فرآیند پهنای باند معادل 6/1 ترابیت برثانیه در اختیار قرار گرفته که از آن به عنوان زیر ساخت در انتقال سیگنال های مختلف می توان استفاده کرد.
براساس این پروتکل ، دسترسی کاربران به اینترنت پرسرعت نیز مهیا خواهد شد و کابوس تاخیر در ارائه سرویس های تحت وب به پایان می رسد.