Optične podatkovne linije uporabljajo optični signal za prenos informacij. S postopkom, znanim kot popolna notranja refleksija, se svetlobni impulz zadrži v optičnem vlaknu. Ko svetloba potuje v cik-cak vzorcu po dolžini vlaken, postane oslabljena. Oslabitev je zmanjšanje moči svetlobnega impulza, ki doseže skrajni konec vlakna. Optični repetitor premaga slabljenje tako, da vrne svetlobni impulz nazaj na prvotno moč, preden ga pošlje na naslednji del omrežne linije.
V omrežjih z optičnimi vlakni zelo tanki filamenti steklene žice prenašajo svetlobne impulze. Ti svetlobni impulzi so v skoraj infrardečih valovnih dolžinah, ker ima ta valovna dolžina najnižjo stopnjo slabljenja. Pri omrežnih stikalih se ti dohodni svetlobni impulzi prevedejo v elektronski binarni signal. Ta podatkovni signal se lahko nato prenese na posamezne računalnike.
Z uporabo optičnega repetitorja vsakih 28-43 km se lahko podatkovni signal prenaša na velike razdalje. Nekatere najdaljše optične proge prečkajo Atlantski ocean. Repetitorji zahtevajo elektriko, zato morajo biti običajne električne žice še vedno na voljo vsakemu repetitorju.
Stari analogni signali so uporabljali ojačevalnike za podaljšanje razdalje signala. Ojačevalniki pa so imeli neželen učinek ojačanja električnega hrupa in tudi izvirnega signala. Po drugi strani pa optični repetitorji odstranijo šum, ki je vstopil v signal. To je zato, ker je digitalne signale mogoče elektronsko ločiti od nezaželenega šuma. Za razliko od analognih signalov je mogoče celo šibek in popačen optični signal očistiti in poslati naprej po omrežni liniji.
Ko optični signal potuje, ima naravno težnjo, da spremeni svojo obliko. Ta pojav se imenuje disperzija, sprememba hitrosti svetlobe z valovno dolžino svetlobe. Preprosteje povedano, ozek svetlobni impulz postane širši, dlje kot potuje. Repetitor z optičnimi vlakni ima možnost obnoviti naravno obliko svetlobnega impulza. Ko ga repetitor obnovi, se signal ponovno prenese na naslednji odsek optičnih vlaken.
Optična vlakna imajo številne prednosti pred drugimi metodami prenosa podatkov. Steklena vlakna ne prevajajo električne energije, zato nanje ne vplivajo elektromagnetne motnje ali nevihte. Poleg tega je količina informacij, ki jo lahko nosi ena žica z optičnimi vlakni, večja od bakrene žice ali brezžičnih povezav. Teoretično lahko ena sama optična linija prenaša 50 milijard glasovnih pogovorov na en sam svetlobni žarek, čeprav ta meja v praksi ni bila dosežena.
Repetitor z optičnimi vlakni nima sposobnosti razlikovanja svetlobnih impulzov različnih valovnih dolžin. To omejuje zmožnost repetitorja za ponovni prenos zgoščenih optičnih informacij. Svetlobne informacije različnih valovnih dolžin se lahko prenašajo na daljše razdalje z uporabo ojačevalnikov vlaken, dopiranih z erbijem, namesto repetitorjev. Ti ojačevalniki imajo zmožnost povečanja moči posameznih valovnih dolžin svetlobe.