Chcete dosahovať veľmi veľkých prenosových rýchlostí, musíme samozrejme voliť také spôsoby prenosu, ktoré majú šírku prenášaného pásma čo možná najväčší. Je pritom v celku zrejmé, že veľké šírky prenášaného pásma ide dosiahnuť najľahšie tam, kde sú frekvencie prenášaných signálov veľmi vysoké.

Z tohoto pohľadu je veľmi lákavé používať pre prenose dát napr. viditeľné svetlo, ktoré má frekvenciu približne 108 MHz.

Prenášané číslicové dáta môžeme reprezentovať pomocou svetelných impulzov - prítomnosť impulzu môže predstavovať napr. logickou 1, zatiaľ čo jeho neprítomnosť logickou 0. Pre praktickú realizáciu potrebujeme však celý optický prenosový systém, zložený zo zdroje, prenosového média a prijímača.

Vlastním zdrojom svetla môže byť obyčajná elektroluminiscenčná dióda (dióda LED, Light Emitting Diode) alebo nákladnejšia laserová dióda (laser diode), ktoré eliminujú svetelné pulzy na základe privádzaného prúdu. Detektorom na strane prijímača potom býva fotodióda (photodiode), ktorá naopak prevádza dopadajúce svetelné impulzy na elektrické signály.

Úkolom prenosového média je dopraviť svetelný zväzok od jeho zdroja k detektoru - čo s najmenšími stratami. K tomuto účelu sa používa tenké optické vlákno (optical fiber), tvorené jadrom (core) a plástom (cladding). Jadro má najčastejšie priemer v rádu jednotiek až desiatok mikrometrov, a je vyrobené najčastejšie z rôznych druhov skla, eventuálne i z plastu.

Pre pochopenie spôsobu, akým je svetelný zväzok optickým vláknom vedený, je nutné si najprv uvedomiť jeden základní poznatok z oblasti fyziky:

dopadajúci svetelný zväzok na rozhraní dvoch prostredí s rôznymi optickými vlastnosťami (napr. na rozhraní medzi jadrom a plástom), v obecnom prípade sa časť tohto zväzku odráža späť do pôvodného prostredia, a časť prestupuje do druhého prostredia. Záleží však na uhle, pod akým zväzkom dopadá na rozhranie . Ak tento uhol väčší ako určitý medzi uhlom, dochádza k úplnému odrazu zväzku späť do pôvodného prostredia.

V dôsledku opakovaných úplných odrazov, ktoré prebiehajú bez akýchkoľvek strát, potom svetelný zväzok sleduje dráhu jadra optického vlákna - je týmto jadrom vedený.

Rozmedzie uhlov, pod ktorými môže svetelný zväzok dopadá na optické vlákno tak, aby bol vedený, definuje tzv. numerickou aperturu.

Spôsob, akým optické vlákno zväzok vedie, záleží tak isto na tom, ako sa mení optické vlastnosti na prechodu medzi jadrom vlákna a jeho plástom. Ak sa skokom a ak je priemer jadra
dostatočne veľký (50-100 mikrometrov), ide o vlákno, schopné viesť rôzne vlny svetelných zväzkov - tzv. vidy (modes). Ide teda o mnohovidové vlákno (multimode fiber), v tomto prípade sa stupňovitým indexom lomu.

Pokiaľ sa index lomu na prechodu medzi jadrom vlákna a jeho plástom nemení skokom, ale plynule, ide o mnohovidové vlákno s tzv. gradientným indexom lomu (graded index fiber),
ktoré prenášané vidy ohýba.

Výhodou mnohovidových vlákien je relatívne nízka cena, ľahšie spojovanie, veľká numerická apertura.

Najvyšších prenosových rýchlostí (až Gigabity/sekundu na vzdialenosti do 1 km) ta sa dá dosiahnuť na tzv. jednovidových vlákien (single mode fiber), ktoré prenášajú len jediný vid. Schopnosti viesť jediný vid bez odrazov i ohybov sa dosahuje buď veľmi malým priemerom jadra, alebo veľmi malým pomerným rozdielom indexov lomu jadra a jeho plásta. V každom prípade sú jednovidové vlákna drahšie ako mnohovidové, tu je však použiť pri prenose na dlhšie vzdialenosti (až 100 km bez opakovača), ako vlákna mnohovidové.

Optické vlákna sú veľmi citlivé na mechanické namáhanie a ohyby. Ich ochranu preto musí zabezpečovať svojim konštrukčným riešením optický kábel, ktorý okrem jedného či viacej optických vlákien obvykle obsahuje i vhodnú výplň, zaisťujúcu potrebnú mechanickú odolnosť.

Okrem veľkej prenosovej rýchlosti je ďalšou veľkou výhodou optických vlákien ich naprostá necitlivosť voči elektromagnetickému rušení. Výhodou je tak isto veľká bezpečnosť proti odpočúvaniu, malý priemer a malá hmotnosť optických káblov. Pokiaľ problematickejších je spojovanie jednotlivých vlákien, technológia ich lepenia či zvárania však sú v praxi dostatočne zvládnuté.

Pre počítačové siete sú optické vlákna atraktívne predovšetkým pre vysokú prenosovú rýchlosť, ktorú umožňuje dosiahnuť s pomerne nízkymi nákladmi. Ide teda o technológiu veľmi perspektívnu. V súčasnej dobe už existujú dva štandardy, ktoré sa týkajú použitia optických vlákien v počítačových sieťach: FDDI (Fiber Distributed Data Interface) pre lokálne siete typu token ring, s prenosovou rýchlosťou 100 Mbit/sekundu, a DQDB (Distributed Queue Dual Bus) pre tzv. metropolitné siete, s prenosovou rýchlosťou až 155 Mbit/sekundu.