Sợi quang có thể truyền tín hiệu số cũng như tín hiệu tương tự. Hiện nay, 90% dịch vụ truyền thông trên thế giới yêu cầu truyền dẫn qua cáp quang. Với sự phát triển của công nghệ truyền thông cáp quang, nhiều nước trên thế giới đã đưa hệ thống truyền thông cáp quang vào mạng viễn thông công cộng, mạng chuyển tiếp và mạng truy cập.
Mạng truyền dẫn và mạng truy cập băng thông rộng sợi quang đang phát triển nhanh chóng và là mục tiêu chính của nghiên cứu, phát triển và ứng dụng hiện nay. Các ứng dụng khác nhau của truyền thông cáp quang có thể được tóm tắt như sau:
(1) Mạng truyền thông: Truyền thông cáp quang được ứng dụng rộng rãi trong các mạng truyền thông và đã trở thành phương pháp chủ đạo trong truyền thông hiện đại. 1) Mạng truyền thông toàn cầu. Do hệ thống thông tin cáp quang có thể có khoảng cách chuyển tiếp rất dài nên có thể thiết kế các đường cáp quang dưới nước trải dài trên các đại dương, chẳng hạn như cáp quang ngầm xuyên Đại Tây Dương và Thái Bình Dương, và các đường trục cáp quang xuyên lục địa trên lục địa Á-Âu. Hệ thống thông tin cáp quang đầu tiên xuyên Đại Tây Dương (TAT-8) bắt đầu hoạt động vào cuối năm 1988, được hiện thực hóa 32 năm sau khi hệ thống điện thoại cáp đồng trục đầu tiên (TAT-1) được triển khai.
Hệ thống liên lạc cáp quang TAT-8 trải dài khoảng cách khoảng 6×10³km giữa bờ biển phía đông của Hoa Kỳ và Châu Âu và có thể cung cấp tổng công suất gần 40.000 kênh thoại, thể hiện tính ưu việt của truyền thông cáp quang về mặt công suất. So với cáp đồng trục, cáp quang có trọng lượng nhẹ hơn nhiều nên dễ vận chuyển và lắp đặt hơn. Hơn nữa, nếu sử dụng sợi quang và bộ khuếch đại quang có suy hao-thấp hơn thì nhu cầu về bộ lặp có thể giảm bớt hoặc loại bỏ. Hiện nay, cáp quang đã có ở khắp các đại dương và hầu hết các vùng biển trên thế giới, hình thành nên những cây cầu liên lạc tốc độ cao.
Mạng viễn thông công cộng của các nước khác nhau. Cáp quang có ưu điểm là kích thước nhỏ và dung lượng thông tin lớn, khiến chúng trở thành lựa chọn thay thế tốt nhất cho cáp xoắn-đồng truyền thống ở giai đoạn hiện nay. Các đường trục cấp một- cấp quốc gia, đường trục cấp hai- cấp tỉnh và đường nhánh dưới cấp quận của Trung Quốc về cơ bản đã được chuyển đổi sang cáp quang.
Các mạng truyền thông chuyên dụng khác nhau. Hệ thống cáp quang dùng để liên lạc, chỉ huy, điều phối và giám sát trong ngành điện, đường sắt, quốc phòng và các bộ phận khác chủ yếu sử dụng khả năng chống nhiễu điện từ của sợi quang cũng như việc truyền và nhận tín hiệu video theo thời gian thực.
Truyền thông đặc biệt. Sợi quang có khả năng chống ăn mòn cực kỳ mạnh và việc sử dụng cáp quang trong môi trường dễ cháy nổ trong dầu khí, hóa chất, khai thác than và các bộ phận khác mang lại độ an toàn cao hơn.
Việc sử dụng hệ thống thông tin sợi quang bên trong máy bay, tàu chiến, tàu ngầm, tên lửa và tàu vũ trụ tận dụng ưu điểm của sợi quang là nhẹ, kích thước nhỏ, chống nhiễu điện từ và không có bức xạ tín hiệu.
(2) Mạng cục bộ và mạng diện rộng cấu thành Internet: Hệ thống truyền thông cáp quang đặc biệt thích hợp để truyền dữ liệu ở dạng kỹ thuật số. Tất cả các kết nối giữa các bộ xử lý trung tâm (CPU) và các thiết bị ngoại vi, giữa CPU và bộ nhớ cũng như giữa nhiều CPU đều có thể được thực hiện bằng cáp quang. Tốc độ truyền của mạng cục bộ và mạng diện rộng sử dụng cáp quang đã tăng lên 100Mbit/s và 1Gbit/s, đồng thời có thể cung cấp kết nối tốc độ cao giữa các mạng cục bộ. Truyền dẫn cáp quang có thể được sử dụng cho mạng cục bộ và mạng diện rộng với nhiều cấu trúc liên kết mạng khác nhau.
(3) Mạng đường trục và mạng phân phối của mạng truyền hình cáp, hệ thống truyền hình công nghiệp: Tín hiệu từ các trạm vệ tinh mặt đất, đường truyền vi sóng, ăng-ten-các chương trình truyền hình thu được và các chương trình truyền hình tự-tự sản xuất đều có thể được kết nối với các trung tâm phân phối thông qua cáp quang. Sợi quang có thể được kết nối trực tiếp với mạng phân phối video tại các đường dây đầu cuối của người dùng. Nhiều kênh truyền hình có thể được truyền đồng thời bằng cách sử dụng nhiều sợi quang cách ly lẫn nhau trong một cáp quang hoặc thông qua ghép kênh phân chia tần số trên một sợi quang đơn. Mạng truyền thông cáp quang cũng có thể được ứng dụng để truyền dữ liệu trong hệ thống giám sát và điều khiển tự động của các nhà máy, ngân hàng, trung tâm mua sắm, giao thông vận tải và các cơ quan an ninh công cộng.
(4) Dịch vụ tích hợp Mạng truy cập cáp quang: Mạng truy cập cáp quang được chia thành mạng truy cập chủ động và mạng truy cập thụ động, có thể thực hiện truy cập tích hợp vào mạng lõi cho điện thoại, dữ liệu, video (truyền hình hội nghị, điện thoại video, v.v.) và các dịch vụ đa phương tiện, cung cấp các dịch vụ cộng đồng khác nhau.
(5) Cảm biến sợi quang: Nói đúng ra, cảm biến sợi quang không thuộc danh mục truyền thông. Tuy nhiên, cảm biến sợi quang là một lĩnh vực ứng dụng cực kỳ quan trọng của sợi quang. Cảm biến sợi quang đã được ứng dụng thành công trong các lĩnh vực như đo nhiệt độ, đo áp suất, đo vị trí quay và tịnh tiến, đo độ sâu chất lỏng. Đối với một số cảm biến, sợi quang có chức năng kép: thứ nhất, bản thân cảm biến phụ thuộc vào các đặc tính nhạy cảm nhất định của sợi quang; thứ hai, thông tin được thu thập và truyền qua cáp quang đến thiết bị đầu cuối thông tin.
Ứng dụng thực sự của phương tiện cáp quang đặc biệt này vẫn chỉ đơn thuần là thay thế dây đồng bằng cáp quang trong các mạng viễn thông hiện có, điều này đã phần nào cải thiện hiệu suất của mạng truyền thông và giảm chi phí, nhưng cấu trúc liên kết mạng về cơ bản vẫn là mô hình từ trước khi xuất hiện truyền thông cáp quang. Tiềm năng của truyền thông cáp quang vẫn chưa được phát huy hết và việc ứng dụng công nghệ truyền thông cáp quang trong các mạng truyền thông hiện nay vẫn còn là ứng dụng cổ điển. Với xu hướng tất cả-mạng truyền thông quang học đang được triển khai trên toàn thế giới, hệ thống cáp quang không chỉ được sử dụng để truyền tín hiệu mà việc chuyển mạch, ghép kênh, điều khiển và định tuyến cũng đều được hoàn thiện trong miền quang, từ đó xây dựng nên mạng lưới truyền thông cáp quang thực sự.
