Οι οπτικές ίνες μπορούν να μεταδώσουν ψηφιακά σήματα καθώς και αναλογικά σήματα. Επί του παρόντος, το 90% των υπηρεσιών επικοινωνίας στον κόσμο απαιτούν μετάδοση μέσω οπτικών ινών. Με την ανάπτυξη της τεχνολογίας επικοινωνίας οπτικών ινών, πολλές χώρες σε όλο τον κόσμο έχουν εισαγάγει συστήματα επικοινωνίας οπτικών ινών σε δημόσια δίκτυα τηλεπικοινωνιών, δίκτυα αναμετάδοσης και δίκτυα πρόσβασης.
Τα δίκτυα μετάδοσης κορμού ευρυζωνικών οπτικών ινών και τα δίκτυα πρόσβασης αναπτύσσονται με ταχείς ρυθμούς και αποτελούν τους κύριους στόχους της τρέχουσας έρευνας, ανάπτυξης και εφαρμογής. Οι διάφορες εφαρμογές των επικοινωνιών με οπτικές ίνες μπορούν να συνοψιστούν ως εξής:
(1) Δίκτυα επικοινωνίας: Οι επικοινωνίες με οπτικές ίνες εφαρμόζονται ευρέως στα δίκτυα επικοινωνίας και έχουν γίνει η κύρια μέθοδος στις σύγχρονες επικοινωνίες. 1) Παγκόσμια δίκτυα επικοινωνίας. Δεδομένου ότι τα συστήματα επικοινωνίας οπτικών ινών μπορούν να έχουν πολύ μεγάλες αποστάσεις αναμετάδοσης, μπορούν να σχεδιαστούν υποβρύχιες γραμμές οπτικών ινών που εκτείνονται σε ωκεανούς, όπως υποβρύχια οπτικά καλώδια στον Ατλαντικό και Ειρηνικό Ωκεανό και διηπειρωτικές γραμμές οπτικού καλωδίου σε όλη την ευρασιατική ήπειρο. Το πρώτο σύστημα επικοινωνίας οπτικών ινών πέρα από τον Ατλαντικό (TAT-8) άρχισε να λειτουργεί στα τέλη του 1988, το οποίο πραγματοποιήθηκε 32 χρόνια μετά το άνοιγμα του πρώτου τηλεφωνικού συστήματος ομοαξονικού καλωδίου χαλκού (TAT-1).
Το σύστημα επικοινωνίας οπτικών ινών TAT-8 εκτεινόταν σε μια απόσταση περίπου 6×10³km μεταξύ της ανατολικής ακτής των Ηνωμένων Πολιτειών και της Ευρώπης και μπορούσε να παρέχει συνολική χωρητικότητα σχεδόν 40.000 καναλιών φωνής, αποδεικνύοντας την υπεροχή των επικοινωνιών οπτικών ινών όσον αφορά τη χωρητικότητα. Σε σύγκριση με τα ομοαξονικά καλώδια, τα οπτικά καλώδια είναι πολύ ελαφρύτερα σε βάρος, γεγονός που καθιστά ευκολότερη τη μεταφορά και την τοποθέτηση τους. Επιπλέον, εάν χρησιμοποιούνται οπτικές ίνες και οπτικοί ενισχυτές χαμηλότερης-απώλειας, η ανάγκη για επαναλήπτες μπορεί να μειωθεί ή να εξαλειφθεί. Επί του παρόντος, υπάρχουν οπτικά καλώδια σε όλους τους ωκεανούς και τις περισσότερες θάλασσες του κόσμου, που σχηματίζουν γέφυρες επικοινωνίας υψηλής ταχύτητας.
Δημόσια τηλεπικοινωνιακά δίκτυα διαφόρων χωρών. Τα οπτικά καλώδια έχουν τα πλεονεκτήματα του μικρού μεγέθους και της μεγάλης χωρητικότητας πληροφοριών, γεγονός που τα καθιστά την καλύτερη εναλλακτική λύση στα παραδοσιακά καλώδια συνεστραμμένου-ζεύγους χαλκού στο παρόν στάδιο. Οι εθνικές-γραμμές κορμού πρώτου επιπέδου, οι επαρχιακές γραμμές κορμού δεύτερου-επιπέδου και οι γραμμές διακλάδωσης κάτω από το επίπεδο της κομητείας έχουν βασικά μετατραπεί σε οπτική ίνα.
Διάφορα εξειδικευμένα δίκτυα επικοινωνίας. Τα συστήματα οπτικών ινών που χρησιμοποιούνται για επικοινωνία, εντολές, αποστολή και παρακολούθηση σε υπηρεσίες ηλεκτρικής ενέργειας, σιδηροδρόμων, εθνικής άμυνας και άλλων υπηρεσιών χρησιμοποιούν κυρίως την αντίσταση ηλεκτρομαγνητικών παρεμβολών των οπτικών ινών και τη μετάδοση-και λήψη σημάτων βίντεο σε πραγματικό χρόνο.
Ειδικές επικοινωνίες. Οι οπτικές ίνες έχουν εξαιρετικά ισχυρή αντοχή στη διάβρωση και η χρήση οπτικών καλωδίων σε εύφλεκτα και εκρηκτικά περιβάλλοντα σε πετρελαϊκά, χημικά, εξόρυξη άνθρακα και άλλα τμήματα παρέχει υψηλότερη ασφάλεια.
Η χρήση συστημάτων επικοινωνίας οπτικών ινών σε αεροσκάφη, πολεμικά πλοία, υποβρύχια, πυραύλους και διαστημόπλοια εκμεταλλεύεται τα χαρακτηριστικά των οπτικών ινών που είναι ελαφριές, μικρές σε μέγεθος, ανθεκτικές σε ηλεκτρομαγνητικές παρεμβολές και δεν έχουν ακτινοβολία σήματος.
(2) Τοπικά δίκτυα και δίκτυα ευρείας περιοχής που αποτελούν το Διαδίκτυο: Τα συστήματα επικοινωνίας με οπτικές ίνες είναι ιδιαίτερα κατάλληλα για τη μετάδοση δεδομένων σε ψηφιακή μορφή. Οι διασυνδέσεις μεταξύ κεντρικών μονάδων επεξεργασίας (CPU) και περιφερειακών συσκευών, μεταξύ CPU και μνήμης και μεταξύ πολλαπλών CPU μπορούν να πραγματοποιηθούν χρησιμοποιώντας οπτικές ίνες. Οι ρυθμοί μετάδοσης των τοπικών δικτύων και των δικτύων ευρείας περιοχής που χρησιμοποιούν οπτικές ίνες έχουν αυξηθεί σε 100 Mbit/s και 1Gbit/s και μπορούν να παρέχουν συνδέσεις υψηλής-ταχύτητας μεταξύ τοπικών δικτύων. Η μετάδοση οπτικών ινών μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τοπικά δίκτυα και δίκτυα ευρείας περιοχής με διάφορες διαφορετικές τοπολογίες δικτύου.
(3) Δίκτυα κορμού και διανομής καλωδιακών τηλεοπτικών δικτύων, βιομηχανικά τηλεοπτικά συστήματα: Σήματα από επίγειους δορυφορικούς σταθμούς, γραμμές μικροκυμάτων, τηλεοπτικές εκπομπές που λαμβάνονται από κεραία και τηλεοπτικά προγράμματα που παράγονται από την ίδια- μπορούν όλα να συνδεθούν με κέντρα διανομής μέσω οπτικών ινών. Οι οπτικές ίνες μπορούν να συνδεθούν απευθείας σε δίκτυα διανομής βίντεο στις γραμμές τερματικού χρήστη. Πολλά τηλεοπτικά κανάλια μπορούν να μεταδοθούν ταυτόχρονα χρησιμοποιώντας πολλαπλές αμοιβαία απομονωμένες οπτικές ίνες σε ένα οπτικό καλώδιο ή μέσω πολυπλεξίας διαίρεσης συχνότητας σε μία μόνο οπτική ίνα. Τα δίκτυα επικοινωνίας οπτικών ινών μπορούν επίσης να εφαρμοστούν στη μετάδοση δεδομένων σε συστήματα παρακολούθησης και αυτόματου ελέγχου εργοστασίων, τραπεζών, εμπορικών κέντρων, τμημάτων μεταφορών και δημόσιας ασφάλειας.
(4) Ολοκληρωμένες υπηρεσίες δίκτυα πρόσβασης οπτικών ινών: Τα δίκτυα πρόσβασης οπτικών ινών χωρίζονται σε δίκτυα ενεργητικής πρόσβασης και δίκτυα παθητικής πρόσβασης, τα οποία μπορούν να πραγματοποιήσουν ολοκληρωμένη πρόσβαση σε βασικά δίκτυα για τηλέφωνο, δεδομένα, βίντεο (τηλεόραση συνδιάσκεψης, βιντεοτηλέφωνο κ.λπ.) και υπηρεσίες πολυμέσων, παρέχοντας διάφορες κοινοτικές υπηρεσίες.
(5) Αισθητήρες οπτικών ινών: Αυστηρά μιλώντας, οι αισθητήρες οπτικών ινών δεν ανήκουν στην κατηγορία των επικοινωνιών. Ωστόσο, οι αισθητήρες οπτικών ινών είναι ένα εξαιρετικά σημαντικό πεδίο εφαρμογής των οπτικών ινών. Οι αισθητήρες οπτικών ινών έχουν εφαρμοστεί με επιτυχία σε πεδία όπως η μέτρηση θερμοκρασίας, η μέτρηση πίεσης, η μέτρηση περιστροφικής και μεταφορικής θέσης και η μέτρηση βάθους υγρού. Για ορισμένους αισθητήρες, οι οπτικές ίνες έχουν διπλές λειτουργίες: πρώτον, ο ίδιος ο αισθητήρας εξαρτάται από ορισμένα ευαίσθητα χαρακτηριστικά της οπτικής ίνας. Δεύτερον, οι πληροφορίες συλλέγονται και μεταδίδονται μέσω της οπτικής ίνας στο τερματικό εξόδου πληροφοριών.
Η αληθινή εφαρμογή αυτού του περίεργου μέσου οπτικής ίνας εξακολουθεί να είναι απλώς η αντικατάσταση των χάλκινων καλωδίων με οπτικές ίνες στα υπάρχοντα τηλεπικοινωνιακά δίκτυα, κάτι που έχει κάπως βελτιώσει την απόδοση των δικτύων επικοινωνίας και έχει μειώσει το κόστος. Οι δυνατότητες των επικοινωνιών με οπτικές ίνες δεν έχουν αξιοποιηθεί πλήρως και η εφαρμογή της τεχνολογίας επικοινωνίας οπτικών ινών στα τρέχοντα δίκτυα επικοινωνίας εξακολουθεί να είναι μια κλασική εφαρμογή. Με την τάση να ενεργοποιούνται όλα τα δίκτυα οπτικής επικοινωνίας παγκοσμίως, τα συστήματα οπτικών ινών δεν χρησιμοποιούνται μόνο για τη μετάδοση σημάτων, αλλά η μεταγωγή, η πολυπλεξία, ο έλεγχος και η δρομολόγηση ολοκληρώνονται επίσης στον οπτικό τομέα, δημιουργώντας έτσι αληθινά δίκτυα επικοινωνίας οπτικών ινών.
