Zasada działania kabli światłowodowych opiera się przede wszystkim na charakterystyce transmisyjnej włókien optycznych, obejmującej zasadę całkowitego wewnętrznego odbicia światła. Poniżej przedstawiono szczegółowe kroki i zasady działania światłowodu:
Struktura światłowodu: Światłowód składa się z rdzenia i płaszcza zewnętrznego. Rdzeń ma wyższy współczynnik załamania światła niż płaszcz.
Rdzeń jest zwykle wykonany ze szkła lub tworzywa sztucznego o-wysokim-współczynniku załamania światła, natomiast płaszcz wykonany jest z materiału o niskim-współczynniku załamania światła-.
Wtrysk światła: Laser lub dioda LED na końcu nadawczym generuje sygnał świetlny, który jest wstrzykiwany na jeden koniec światłowodu.
Całkowite odbicie wewnętrzne: Gdy sygnał świetlny przemieszcza się od rdzenia do płaszcza, ze względu na różnicę współczynnika załamania światła pomiędzy rdzeniem a płaszczem, sygnał świetlny ulega całkowitemu wewnętrznemu odbiciu, co oznacza, że sygnał świetlny jest całkowicie odbijany z powrotem do rdzenia.
Odbicie to pozwala sygnałowi świetlnemu na ciągłą propagację do przodu wzdłuż rdzenia światłowodu bez ucieczki na zewnątrz płaszcza.
Propagacja światła: Sygnał świetlny rozprzestrzenia się w rdzeniu poprzez ciągłe całkowite odbicie wewnętrzne, aż dotrze do drugiego końca światłowodu.
Droga propagacji sygnału świetlnego może być prosta lub zakrzywiona, w zależności od drogi ułożenia światłowodu.
Odbiór sygnału: Gdy sygnał optyczny dotrze do drugiego końca światłowodu, zostaje on przekształcony w sygnał elektryczny przez odbiornik (taki jak fotodetektor).
Te sygnały elektryczne są następnie dalej przetwarzane w celu odzyskania oryginalnych danych lub informacji.
Światłowody wielomodowe i jednomodowe-: światłowód wielomodowy umożliwia jednoczesną propagację wielu modów sygnałów optycznych, dzięki czemu nadaje się do komunikacji na małe-odległości.
Światłowód jednomodowy umożliwia propagację tylko jednego trybu sygnału optycznego, dzięki czemu nadaje się do komunikacji-na duże odległości, ponieważ zmniejsza dyspersję modową i poprawia jakość transmisji sygnału.
Tłumienie i wzmacnianie sygnału: sygnały optyczne stopniowo tłumią się w miarę propagacji w światłowodach, dlatego też okresowo potrzebne są wzmacniacze optyczne (takie jak wzmacniacze światłowodowe domieszkowane erbem-) w celu wzmocnienia sygnału.