Í nútíma samskipta- og gagnanetum eru ljósleiðarar orðnir kjarnaflutningsfyrirtækið sem styður háhraða samtengingu. Virkjunarreglan þeirra byggist á heildar innri endurkasti ljóss og flutningseiginleikum bylgjuleiðarans, sem gerir kleift að senda langa-fjarlægð, mikla-getu upplýsingasendingu með stefnuútbreiðslu ljóss, og brjóta í grundvallaratriðum frammistöðutakmarkanir hefðbundinna málmkapla.
Grunnbygging ljósleiðara samanstendur af kjarna, klæðningu og ytri slíðri. Kjarninn er gerður úr gleri eða plasti með háu-brotþoli-vísitölu, venjulega með þvermál frá nokkrum míkrómetrum upp í hundruð míkrómetra; klæðningin er efni með lágt-brot-vísitölu sem vefur þétt um kjarnann; ytri slíðurinn veitir vélrænni og umhverfisvernd. Þegar ljós fer frá ljósfræðilega þéttari miðli (kjarna) yfir í ljósfræðilega minna þéttan miðil (klæðningu), ef innfallshornið er stærra en mikilvæga hornið, á sér stað heildar innri endurspeglun við kjarna-klæðningarskil, takmarkar ljósið inni í kjarnanum og breiðist út áslega áfram. Þetta er eðlisfræðilegur grundvöllur ljósleiðarasendingar-ljósbylgjuleiðaraáhrifanna.
Upplýsingahleðsluferlið byggir á mótunartækni ljósmerkja. Sendiendinn breytir rafmerkjum í ljósmerki með því að nota leysir eða ljósdíóða-. Upplýsingar eru kóðaðar með því að nota röð ljóspúlsa af mismunandi styrkleika, fasa eða bylgjulengdum til að samsvara tvíundargögnum (eins og "1" og "0"). Þessir ljóspúlsar eru sendir í röð í gegnum heildar innri endurspeglun innan trefjakjarna. Vegna þess að trefjakjarnaefnið hefur afar lágt frásog og dreifingartap á tilteknum bylgjulengdum (eins og 1310nm og 1550nm), er hægt að senda merki yfir langar vegalengdir sem nema tugum eða jafnvel hundruðum kílómetra með stýranlegri dempun.
Móttökuendinn framkvæmir öfuga umbreytingu með því að nota ljósnema: ljósmerkið er tengt inn í skynjarann, þar sem því er breytt í veikan straum í gegnum ljósrafmagnsáhrifin. Þessi straumur er síðan magnaður, mótaður og færður í upprunalegt rafmagnsmerki áður en það er gefið út í endabúnaðinn.
Það er þess virði að leggja áherslu á að lágt-tap sem einkennir ljósleiðara stafar af hreinleika efnanna og byggingarhönnun-hátt-kvarsgler getur dregið úr tapinu á 1550nm bandinu niður fyrir 0,2dB/km. Ásamt dreifingarjöfnunartækni bælir þetta enn frekar úr brenglun merkja og tryggir stöðugleika háhraðasendingar (eins og 100 Gbps og hærri).
Í stuttu máli, ljósleiðarakaplar nota ljós sem upplýsingabera, takmarka flutningsleiðina í gegnum heildar innri endurspeglun og sameina skilvirka mótunar- og greiningartækni til að byggja upp upplýsingarás með „lítið tap, mikla bandbreidd og and-truflun“ eiginleika, sem ýtir stöðugt áfram þróun samskiptaneta í átt að hærri hraða og meiri áreiðanleika.