Optisko šķiedru datu līnijas informācijas pārraidei izmanto optisko signālu. Izmantojot procesu, kas pazīstams kā pilnīga iekšējā atstarošana, gaismas impulss tiek turēts optiskajā šķiedrā. Gaismai virzoties zig-zag veidā pa šķiedras līnijas garumu, tā kļūst novājināta. Vājināšanās ir gaismas impulsa stipruma samazināšanās, kas sasniedz šķiedras tālāko galu. Optiskās šķiedras atkārtotājs pārvar vājināšanos, atjaunojot gaismas impulsu tā sākotnējā stiprumā, pirms tas tiek nosūtīts uz nākamo tīkla līnijas posmu.
Optisko šķiedru tīklos ļoti plāni stikla stieples pavedieni pārraida gaismas impulsus. Šie gaismas impulsi atrodas tuvu infrasarkano staru viļņu garumam, jo šim viļņa garumam ir viszemākais vājinājuma līmenis. Tīkla slēdžos šie ienākošie gaismas impulsi tiek pārvērsti elektroniskā binārā signālā. Pēc tam šo datu signālu var pārsūtīt uz atsevišķiem datoriem.
Izmantojot optisko šķiedru atkārtotāju ik pēc 28–43 km, datu signālu var pārraidīt lielos attālumos. Dažas no garākajām optiskās šķiedras līnijām šķērso Atlantijas okeānu. Retranslatoriem ir nepieciešama elektrība, tāpēc katram atkārtotājam joprojām ir jābūt pieejamiem parastiem elektrības vadiem.
Vecie analogie signāli izmantoja pastiprinātājus, lai pagarinātu signāla attālumu. Tomēr pastiprinātājiem bija nevēlama ietekme, pastiprinot elektrisko troksni, kā arī sākotnējo signālu. Savukārt optisko šķiedru retranslatori noņem signālā iekļuvušos troksni. Tas ir tāpēc, ka digitālos signālus var elektroniski atdalīt no nevēlamiem trokšņiem. Atšķirībā no analogajiem signāliem, pat vāju un izkropļotu šķiedras signālu var notīrīt un nosūtīt tālāk pa tīkla līniju.
Optiskajam signālam virzoties, tam ir dabiska tendence mainīt savu formu. Šo parādību sauc par dispersiju, gaismas ātruma izmaiņām līdz ar gaismas viļņa garumu. Vienkāršāk sakot, šaurs gaismas impulss kļūst plašāks, jo tālāk tas virzās. Optiskās šķiedras atkārtotājam ir iespēja atjaunot gaismas impulsa dabisko formu. Pēc atkārtotāja atjaunošanas signāls tiek atkārtoti pārraidīts uz nākamo optiskās šķiedras sadaļu.
Šķiedru optikai ir daudz priekšrocību salīdzinājumā ar citām datu pārraides metodēm. Stikla šķiedras nevada elektrību, tāpēc tās neietekmē elektromagnētiskie traucējumi vai gaismas vētras. Turklāt informācijas apjoms, ko var pārvadāt viens optiskās šķiedras vads, ir lielāks nekā vara vads vai bezvadu saites. Teorētiski viena optiskās šķiedras līnija var veikt 50 miljardus balss sarunu vienā gaismas starā, lai gan praksē šī robeža nav sasniegta.
Optiskās šķiedras atkārtotājam nav iespējas atšķirt dažādu viļņu garumu gaismas impulsus. Tas ierobežo atkārtotāja spēju atkārtoti pārraidīt blīvu optisko informāciju. Vairāku viļņu garumu gaismas informāciju var pārraidīt lielākos attālumos, izmantojot erbija leģētus šķiedru pastiprinātājus, nevis atkārtotājus. Šiem pastiprinātājiem ir iespēja palielināt atsevišķu gaismas viļņu garumu stiprumu.