Optičke podatkovne linije koriste optički signal za prijenos informacija. Kroz proces poznat kao totalna unutarnja refleksija, svjetlosni puls se zadržava unutar optičkog vlakna. Kako svjetlost putuje cik-cak uzorkom niz duljinu vlaknaste linije, ona postaje prigušena. Slabljenje je smanjenje jačine svjetlosnog pulsa koji dopire do udaljenog kraja vlakna. Repetitor s optičkim vlaknima prevladava slabljenje vraćanjem svjetlosnog pulsa na njegovu izvornu snagu prije nego što ga pošalje na sljedeću dionicu mrežne linije.
U mrežama s optičkim vlaknima vrlo tanke niti staklene žice prenose svjetlosne impulse. Ovi svjetlosni impulsi su u bliskim infracrvenim valnim duljinama jer ta valna duljina ima najmanju stopu slabljenja. Na mrežnim prekidačima, ti dolazni impulsi svjetlosti se prevode u elektronički binarni signal. Taj se podatkovni signal zatim može prenijeti na pojedinačna računala.
Koristeći optički repetitor svakih 28-43 km, signal podataka se može prenositi na velike udaljenosti. Neke od najdužih optičkih linija prelaze Atlantski ocean. Repetitori zahtijevaju električnu energiju, tako da konvencionalne električne žice moraju i dalje biti dostupne svakom repetitoru.
Stari analogni signali koristili su pojačala za proširenje udaljenosti signala. Međutim, pojačala su imala neželjeni učinak pojačavanja električnog šuma kao i izvornog signala. S druge strane, optički repetitori uklanjaju šum koji je ušao u signal. To je zato što se digitalni signali mogu elektronički odvojiti od neželjenog šuma. Za razliku od analognih signala, čak i slab i izobličen signal vlakana može se očistiti i poslati dalje niz mrežnu liniju.
Kako optički signal putuje, on ima prirodnu tendenciju mijenjanja oblika. Taj se fenomen naziva disperzija, promjena brzine svjetlosti s valnom duljinom svjetlosti. Jednostavnije rečeno, uski puls svjetlosti postaje širi što dalje putuje. Repetitor s optičkim vlaknima ima sposobnost vraćanja prirodnog oblika svjetlosnog impulsa. Nakon što ga repetitor obnovi, signal se ponovno prenosi na sljedeću dionicu optičkih vlakana.
Optika ima mnoge prednosti u odnosu na druge metode prijenosa podataka. Staklena vlakna ne provode električnu struju, pa na njih ne utječu elektromagnetske smetnje ili oluje. Osim toga, količina informacija koju može prenijeti jedna optička žica veća je od bakrene žice ili bežičnih veza. U teoriji, jedna optička linija može prenijeti 50 milijardi govornih razgovora na jednom snopu svjetlosti, iako to ograničenje nije postignuto u praksi.
Repetitor s optičkim vlaknima nema sposobnost razlikovanja impulsa svjetlosti različitih valnih duljina. To ograničava sposobnost repetitora da ponovno odašilje guste optičke informacije. Informacije o svjetlosti više valnih duljina mogu se prenijeti na veće udaljenosti korištenjem vlaknastih pojačala dopiranih erbijem umjesto repetitora. Ova pojačala imaju sposobnost da pojačaju snagu pojedinih valnih duljina svjetlosti.