ترجمه: حمید وثیق زاده انصاری
منبع: راسخون
منبع: راسخون
در بیست و اندی سال گذشته شرکت‌های مخابراتی برای ساختن شبکه‌های مخابراتی در سراسر دنیا به فیبرها یا تارهای نوری روی آورده‌اند. تا کنون کابل‌های تار نوری زیر دریایی از زیر اقیانوس‌ها از جمله اقیانوس آرام و آتلانتیک عبور کرده‌اند و برنامه‌های وسیعی برای آینده نیز در نظر گرفته شده است.
در حال حاضر این ریسمان‌های شیشه‌ای ظریف بخش عمده‌ای از ارتباطات بین المللی را تسخیر کرده‌اند و از طریق آن‌ها ارتباطات در سراسر دنیا به راحتی برقرار می‌شود. شرکت‌های مخابراتی بزرگ خدمات جدیدی را نوید می‌دهند. تلفن‌های تصویری، تلویزیون‌های خصوصی با کیفیت خوب، و دست رسی به پایگاه‌های مرکزی ویدئو هم اکنون به جزئی از امکانات واقعی زندگی ما تبدیل شده‌اند. سایر امکانات عبارت‌اند از جمع آوری اطلاعات از کامپیوترهای دور، خرید کردن و رسیدگی به حساب بانکی از منزل، و کنتور خوانی یا کنترل وسایل از راه دور. تمامی این خدمات به این دلیل واقعیت پیدا کرده‌اند که تارهای نوری می‌توانند خیلی بیشتر از کابل‌های معمولی اطلاعات را منتقل کنند.
البته، استفاده از این امکانات خیلی ارزان تمام نمی‌شود. در ایالات متحده‌ی امریکا بیشتر متخصصان معتقد بودند که آوردن تارها به داخل منزل چندین هزار دلار هزینه در بر دارد. این هزینه اکنون تا حدودی کاهش یافته است، اما عمومیت یافتن سیستم‌های جدید احتمالاً تنها در صورتی امکان پذیر خواهد شد که مردم به سودمندی و جالب بودن خدمات پی ببرند.
پرتو نور آزادانه در هوا و فضا حرکت می‌کند و تا زمانی که چیزی آن را باز نتاباند در خط مستقیم پیش می‌رود. این خاصیت برای ارسال پیام میان دو نقطه که در روز روشن در میدان دید یک دیگر قرار دارند بسیار مناسب است. الکساندر گراهام بل، مخترع اسکاتلندی مقیم امریکا، در سال 1880 میلادی یک فوتو فون اختراع کرد. این دستگاه، درست مانند تلفن که صدا را از طریق سیم می‌فرستد، صدا را سوار بر باریکه‌ی نور و از طریق هوا از جایی به جای دیگر منتقل می‌کرد. این اختراع، هر چند شور و هیجان بل را برانگیخت، اما در عمل کارایی نداشت. باران، برف، ابر، و مه سد راه نور می‌شد و بیشتر نقاط در میدان دید هم دیگر قرار نداشتند. همین مشکلات، محققان را در کوشش‌های خود برای ارتباط گیری از طریق هوا، بعد از اختراع لیزر در سال 1960 دچار نا امیدی کرد. ارتباط نوری، درست مثل سیم‌های حامل سیگنال‌های الکتریکی، مستلزم وجود حاملی برای انتقال سیگنال‌های نور از یک محل به محل دیگر است. این وظیفه را تارهای نوری بر عهده گرفتند.
تارهای نوری از جنس شیشه یا پلاستیک خیلی شفاف هستند و معمولاً قطر آن‌ها در حدود صد و بیست و پنج هزارم تا نیم میلی متر است. این تارها دست کم دو لایه دارند: یک هسته‌ی داخلی که نور از طریق آن در طول تار به حرکت در می‌آید و یک پوشش خارجی که نور را در داخل تار محبوس می‌کند. تارهای شیشه‌ای فایبر گلاس (الیاف شیشه‌ای) و تارهای پلاستیکی به کار رفته در پوشاک از یک تک لایه ساخته شده‌اند، زیرا خاصیت نوری در آن‌ها مهم نیست.
هدایت نور در هر تار نوری بستگی به این دارد که چگونه نور از طریق محیط‌های مختلف حرکت می‌کند. نور با سرعت ثابت سی صد هزار کیلومتر بر ثانیه در خلأ حرکت می‌کند. اما در مواد چگال‌تر، از سرعت آن کاسته می‌شود. میزان کند شدن سرعت نور در هر ماده با ضریب شکست آن ماده تعیین می‌شود. مقدار ضریب شکست هر ماده برابر است با سرعت نور در خلأ تقسیم بر سرعت نور در آن ماده. ضریب شکست خلأ برابر است با 1. ضریب شکست هوا اندکی بیشتر از ضریب شکست خلأ، و ضریب شکست هر تار نوریِ نمونه برابر 5ر1 است. از این رو تار نوری نور را با سرعت دویست هزار کیلومتر بر ثانیه از خود عبور می‌دهد.
امواج نوری هنگام عبور از یک ماده به ماده‌ی دیگری که ضریب شکست آن متفاوت است خم (یا شکسته) می‌شوند. میزان خم شدن نور به ضریب شکست ماده و زاویه‌ی تابش بستگی دارد. گاهی نور نمی‌تواند از یک ماده که ضریب شکست آن زیاد است خارج شود. اگر نور با زاویه‌ی به اندازه‌ی کافی بزرگ (نسبت به عمود بر سطح) به سطح ماده بتابد به داخل آن ماده باز تاب می‌یابد. زاویه‌ی بحرانی مربوط به باز تاب کلی داخلی به تفاوت ضریب شکست‌ها بستگی دارد. این زاویه برای شیشه‌ای که در هوا قرار دارد و ضریب شکست آن 5ر1 است برابر با چهل و دو درجه است.
هر تار نوری، نور را با به دام انداختن آن از طریق باز تاب کلی داخلی، هدایت می‌کند. اگر چه باز تاب کلی داخلی در مرز هوا – شیشه رخ می‌دهد، ولی اگر تار نوری پوشش نداشته باشد قابل استفاده نخواهد بود، زیرا به محض آن که با چیز دیگری تماس حاصل کند، نور از آن به بیرون نشت می‌کند. ضریب شکست هسته‌ی تارهای نوری در حدود یک در صد بیشتر از ضریب شکست پوشش است. زاویه‌ی بحرانی در مرز هسته – پوشش، هشتاد و دو درجه است و این به این معنی است که نور باید به صورت مماس با مرز برخورد کند تا بتواند در امتداد تار پیش برود. با وجود این، نور می‌تواند در اطراف گوشه‌ها هم به حرکت خود ادامه بدهد، زیرا گوشه‌ها در مقایسه با قطر تار خیلی بزرگ هستند. چون بازتاب کلی داخلی، تمام نور را به داخل هسته بر می‌گرداند، اتلاف نور در تارهای پوشش دار فقط ناشی از جذب و پراکندگی در خود هسته است.
چارلز ورنون بویز، در سال 1887 میلادی اولین تار شیشه‌ای نازک را ساخت. اما ساخت تارهای نوری پوشش دار تا سال‌های دهه‌ی 1950 میلادی به تأخیر افتاد. سازندگان اولیه برای این که تصاویر را از طریق تارها منتقل کنند آن‌ها را به صورت یک دسته به هم می‌بستند. تا زمانی که نقش دو انتهای بسته‌ی تار یکسان یود تصویری که از یک انتها وارد بسته می‌شد بدون تغییر از انتهای دیگر خارج می‌شد، و هر تار جزء کوچکی از تصویر را جعل می‌کرد. تارها را می‌توان با قرار دادن در داخل یک جسم جامد در یک خط نگاه داشت. اما این روش باعث می‌شود که بسته‌ی تار انعطاف پذیری خود را از دست بدهد. برای این که بسته‌ی تار انعطاف پذیر بماند، یک تار را چندین بار به دور هم می‌پیچانند و از آن یک حلقه درست می‌کنند. سپس در یک محل از حلقه تارها را به هم می‌چسبانند. اگر حلقه از محل چسب زده شده بریده شود، تا زمانی که تارها در یک خط باقی بمانند و محل هر تار در ابتدا و انتهای بسته تغییر نکند، یک بسته تار انعطاف پذیر به دست می‌آید.
با این بسته تارها می‌توان محل‌های غیر قابل دست رسی را با دقت مطالعه کرد. به همین دلیل کاربرد بسته تار، مخصوصاً در پزشکی، بسیار ارزشمند است، زیرا پزشک می‌تواند داخل بدن را با اندوسکوپ‌های تار نوری به راحتی نگاه کند. از همین دستگاه می‌توان برای وارسی دقیق قسمت‌های داخلی ماشین آلات هم استفاده کرد. اگر تصویر گیری لازم نباشد، از تار نوری می‌توان به عنوان «لوله‌ی نور» برای متمرکز کردن نور در محل‌های کوچک و غیر قابل دست رسی، کانونی کردن نور در یک جهت خاص، یا تشکیل تابلوهای روشن استفاده کرد.
اما وسیع‌ترین کاربرد تارهای نوری در ارتباطات است. هر تار یک سیگنال نوری را از فرستنده به گیرنده می‌برد و هر زوج تار یک ارتباط دو طرفه برقرار می‌کند. تارها می‌توانند سیگنال‌های مربوط به ارتباطات تلفن، تلویزیون، و کامپیوتر را بدون این که نیازی به تقویت داشته باشند خیلی سریع‌تر از سیم و به فاصله‌ای خیلی دورتر از آن منتقل کنند.
این تکنولوژی یک شبه ره صد ساله پیموده است. در اواخر دهه‌ی 1970 قطعات نوری برای شبکه‌های تجاری تلفن ساخته شد. امروزه شرکت‌ها ترجیح می‌دهند که تارهای نوری را برای ارسال بسیاری از سیگنال‌های تلفن میان مراکز سویچینگ به کار ببرند. بسیاری از شرکت‌های تلفن در بریتانیا، اروپا، امریکا، و ژاپن در حال کار با تارهای نوری‌ای هستند که خدمات ارتباطی جدید را به داخل خانه‌ها می‌آورد.
در هر سیستم ارتباطی تار نوری، یک فرستنده سیگنال نور تولید می‌کند و این سیگنال به داخل تار نوری هدایت می‌شود. تار این سیگنال را تا مقصد نهایی، که در آن گیرنده نور را به الکتریسیته تبدیل می‌کند انتقال می‌دهد. برای این که فرستنده سیگنال نور تولید کند باید سیگنال الکتریکی را به نور تبدیل کند. سیگنال الکتریکی مدارهای داخل فرستنده را کنترل می‌کند و این مدارها به نوبه‌ی خود جریان عبوری از قطعات نیمه رسانای گسیل کننده‌ی نور (مثل لیزر نیمه رسانا) را کنترل می‌کنند. مقدار جریان عبوری از قطعه‌ی نیمه رسانا مقدار نور تولید شده در این قطعه را کنترل می‌کند. سیگنال‌های نور، همانند سیگنال‌های الکتریکی ممکن است قیاسی یا رقمی باشند. در حالت اول شدت سیگنال تغییر می‌کند، و در حالت دوم اطلاعات به صورت یک سری بیت رقمی رمز گذاری می‌شود.
نوری که از یک ناحیه‌ی کوچک قطعه‌ی نیمه رسانا خارج می‌شود باید به داخل هسته‌ی تار نوری هدایت شود. این کار ابتدا مشکل به نظر می‌رسید، زیرا هر دو ناحیه بسیار کوچک هستند. برای لیزرهای نیمه رسانا عرض این ناحیه فقط چند میکرو متر و بلندی آن کسری از یک میکرو متر، و برای تارهای نوری فقط در حدود نُه میکرو متر است. متخصصان هنگام هدایت نور میان هسته‌های کوچک دو تار نیز با مشکلات مشابهی مواجه بودند.
معلوم شده است که هدایت نور به داخل تارهای نوری راحت‌تر از آن است که طراحان اولیه فکرش را کرده بودند. متخصصان رابط‌ها و مفصل‌هایی ساخته‌اند که به طور خود کار تارهای نوری را به طور دقیق در یک خط قرار می‌دهند. میزان خطا در این رابط‌ها بسیار کم‌تر از میزان خطا در رابط‌های سیم‌های الکتریکی است. مهندسان هم چنین تکنیک‌هایی برای بر روی هم گذاشتن تارها، یا چسباندن آن‌ها به هم دیگر پیدا کرده‌اند که هسته‌های آن‌ها به طور دقیق بر هم منطبق می‌شوند.
تارهای نوری را نمی‌توان بدون حفاظ در سیستم ارتباطی به کار برد. تارها تنها اندکی ضخیم‌تر و سفت‌تر از موی انسان هستند و یک لایه‌ی پلاستیکی محافظ به روی آن‌ها افزوده می‌شود. اما کار با تار بی حفاظ و حتی برداشتن آن از روی زمین خیلی سخت است. رطوبت یا جا به جا کردن به صورت نا مناسب می‌تواند به تارها آسیب بزند. بیشتر تارهای نوری، همانند سیم، در لوله‌های پلاستیکی قرار دارند که به عنوان جزئی از کابل به شمار می‌رود. رابط‌ها بر روی غلاف کابل نصب می‌شوند و غلاف تار را از کششی که هنگام نصب به آن اعمال می‌شود محافظت می‌کنند. غلاف هم چنین رطوبت را از تار دور می‌کند، و آن را از سایر صدمات، از جمله صدمات ناشی از حیوانات جونده‌ای که در زیر زمین زندگی می‌کنند محافظت می‌کند.
تار در طرف گیرنده، سیگنال‌های نوری را به آشکار ساز فوتونی می‌برد و یک سیگنال الکتریکی متناظر با نور ورودی تولید می‌کند. سپس سایر مدارهای الکترونیکی سیگنال‌های الکترونیکی خام را پردازش می‌کنند، آن‌ها را تقویت می‌کنند، و تداخل (یا نوفه) را از آن‌ها می‌زدایند. این سیگنال‌ها ممکن است مستقیماً به یک وسیله‌ی الکترونیکی، مثلاً تلفن، برود و یا در صورتی که حامل سیگنال‌های تلویزیونی باشد، ابتدا رمز گشایی شود.
مزیت اصلی سیستم تار نوری در ارتباطات این است که مقدار اطلاعاتی که حمل می‌کند و طول مسافتی که این اطلاعات در آن ارسال می‌شود خیلی بیشتر از مقدار اطلاعات نظیر و مسافت نظیر در سیستم ارتباط با سیم است. مقاومت سیم‌های ضخیمی که برق را به منزل ما می‌آورتد کم است، و از این رو توان کم‌تری را نیز اتلاف می‌کنند، اما نمی‌توانند اطلاعات مفید را با سرعتی سریع‌تر از 50 یا 60 دور در ثانیه منتقل کنند. سایر انواع کابل‌های فلزی می‌توانند اطلاعات را با سرعت زیاد حمل کنند، اما چون مقاومت آن‌ها خیلی زیاد است طول مسافتی که اطلاعات منتقل می‌شود خیلی کم است. تارهای نوری می‌توانند مقادیر فوق العاده زیادی اطلاعات، بدون اتلاف توان زیاد، حمل کنند.
در سیستم ارتباطات رقمی، مقدار اطلاعات را با تعداد بیت‌هایی که در هر ثانیه از یک نقطه می‌گذرند می‌سنجند. اتلاف سیگنال بر حسب دسی بل در کیلو متر اندازه گیری می‌شود و یک دسی بل برابر است با حدود بیست در صد کاهش در شدت سیگنال. دسی بل عبارت است از نسبت توان‌های ورودی و خروجی و به صورت زیر نوشته می‌شود:
اتلاف‌ها با هم جمع می‌شوند. بنا بر این بعد از دو دسی بل اتلاف، در حدود شصت و چهار در صد سیگنال باقی می‌ماند (64ر0=8ر0×8ر0).
بیشتر تارهای نوری از نوع به خصوصی شیشه (سیلیسیم دی اکسید فوق العاده خالص) با مقدار بسیار کمی از مواد دیگر نظیر ژرمانیم یا بور ساخته می‌شوند. ژرمانیم یا بور برای آن افزوده می‌شوند که ضریب شکست را اندکی تغییر دهند. اتلاف سیگنال بسیار اندک است و به طول موج نور بستگی دارد. در طول موج هزار و سی صد نانو متر، اتلاف در حدود نیم دسی بل در هر کیلو متر است، و این به این معنی است که بعد از هر کیلو متر در حدود نود در صد از سیگنال ورودی باقی می‌ماند و فقط در حدود ده در صد آن تلف می‌شود. در طول موج هزار و پانصد و پنجاه نانو متر، اتلاف تقریباً یک چهارم دسی بل در هر کیلو متر است، و بنا بر این بعد از هر کیلو متر در حدود نود و پنج در صد از سیگنال ورودی باقی می‌ماند.
این مقدار اتلاف در سیستم‌های تار نوری به این معنی است که در طول موج هزار و سی صد نانو متر می‌توان سیگنال‌ها را در مسافت‌های بین پنجاه تا شصت کیلو متر و در طول موج هزار و پانصد و پنجاه نانو متر در مسافت‌های بین صد و بیست تا صد و پنجاه کیلو متر منتقل کرد.
این مقادیر ناشی از ویژگی‌های ذاتی شیشه‌ای هستند که تار از آن ساخته می‌شود. اتلاف‌ها را فقط می‌توان با تعویض مواد کاهش داد. پژوهشگران چند نوع از این مواد، از جمله شیشه‌ی حاوی زیرکونیم، فلوئور، و چند عنصر دیگر را آزموده‌اند. با وجود این باید ثابت کنند که این مواد برای تارهای نوری نیز عملاً کاربرد دارند.
مقدار اطلاعاتی که باید منتقل شود نیز عامل عمده‌ی دیگری در تعیین کارایی سیستم تار نوری است. حدود این مقدار را در سیستم‌های رقمی به بهترین وجه می‌توان مشاهده کرد، زیرا در این سیستم‌ها مشکل اصلی پاشیدگی ضربان‌ها ضمن حرکت آن‌ها در طول تار است. این عامل با طول تار افزایش می‌یابد و در نهایت تمایز میان دو تار محو می‌شود و تعداد بیت‌هایی را که در هر ثانیه منتقل می‌شود محدود می‌کند. دو اثر به پاشیدگی کمک می‌کند: تفاوت‌های جزئی در مسافت‌هایی که نور از طریق یک تار طی می‌کند، تفاوت‌های جزئی در سرعت نور در تار، در طول موج‌های مختلف.
بدیهی است که پرتوهای نوری که به مرکز هسته‌ی تار هدایت می‌شوند نباید به اندازه‌ی پرتوهایی که در داخل هسته به پس و پیش باز می‌جهند در عرض هسته پیش بروند. این اختلاف زیاد است و هنگامی که مقادیر زیادی داده از داخل تار عبور می‌کند اهمیت پیدا می‌کند. برای اجتناب از این پاشیدگی، هسته‌ی تار باید به قدری کوچک ساخته شود که نور را فقط به صورت تک مُد حمل کند. این گفته به این معنا است که قطر تار باید برای عبور هزار و سی صد نانو متر در حدود نُه میکرو متر باشد. تارهای تک مُد، به دلیل این که مقادیر فوق العاده زیادی داده حمل می‌کنند، در ارتباطات به صورت استاندارد در آمده‌اند.
حتی در تارهای تک مُد هم مقداری پاشیدگی باقی می‌ماند، زیرا ضریب شکست شیشه (و سایر مواد) با طول موج نوری که از طریق شیشه عبور می‌کند، و باعث ایجاد اثری به نام پاشیدگی تک فام می‌شود، تغییر می‌کند. تمامی چشمه‌های نور گستره‌ای از طول موج‌ها را گسیل می‌کنند. تفاوت ضرایب شکست ناشی از این امر است که برخی از طول موج‌ها سریع‌تر حرکت می‌کنند، و بنا بر این نور پاشیده می‌شود. مقدار پاشیدگی با طول تار، دامنه‌ی شیب پاشیدگی، و گستره‌ی طول موج‌ها افزایش می‌یابد. هر چه پاشیدگی بیشتر باشد، تعداد کم‌تری پالس در ثانیه می‌تواند از طریق تار عبور کند.
خوش بختانه، در تارهای شیشه‌ای استاندارد، ضریب شکست شیشه در طول موج نزدیک به هزار و سی صد نانو متر خیلی کم تغییر می‌کند و پاشیدگی تک فام به حد اقل می‌رسد. بیشتر سیستم‌های تار نوری در این طول موج کار می‌کنند. در طول موج هزار و پانصد و پنجاه نانو متر، که در آن اتلاف سیگنال کم است، نیز می‌توان پاشیدگی را به صفر رساند. از چنین تارهایی می‌توان برای مسافت‌های دور و کابل‌های زیر دریایی استفاده کرد.
تارهای نوری از این جهت که به جای سیگنال الکتریکی سیگنال نوری حمل می‌کنند از مزیت ویژه‌ای برخوردار هستند. میدان‌های الکتریکی سرگردان حاصل از چشمه‌هایی چون برق آسمان، خطوط برق، و شمع اتوموبیل‌ها، هیچ اثری بر سیگنال‌های نوری ندارند، اما با سیگنال‌های الکتریکی داخل سیم‌ها تداخل می‌کنند. سیگنال‌های الکتریکی در نزدیکی رساناها جریان‌هایی تولید می‌کنند و بنا بر این می‌توان بدون این که کسی متوجه شود از آن‌ها اطلاعات گرفت. استراق سمع از تارهای نوری بسیار مشکل است، زیرا مستلزم این است که در خود تار تغییراتی داده شود. بنا بر این، تارهای نوری برای ارسال اطلاعات میان پایگاه‌های نظامی، و ایجاد ارتباط میان نیروگاه‌ها، ایده‌آل هستند.
سیستم‌های تلفن حد اکثر استفاده را از ارتباطات تار نوری برده‌اند. این سیستم‌ها تارهای نوری را به عنوان جزئی از شبکه‌ای که مکالمات تلفنی را در سراسر دنیا رله می‌کند به کار می‌برند. ممکن است تلفن منزل شما با سیم‌هایی که حامل یک تک مکالمه در بسامد شنیداری بین یک و چهار کیلو هرتز هستند به شبکه وصل شود. این سیم‌ها به کلید خانه یا یک وسیله‌ی از راه دور متمرکز کننده می‌روند و در آن جا با سایر سیگنال‌ها ادغام می‌شوند و یک سیگنال مرکب تشکیل می‌دهند. بعد از آن از طریق کلیدهای الکترونیکی به مقصد اصلی فرستاده می‌شوند. امروزه در شبکه‌های تلفنی امروزین، سیگنال‌های صوتی، قبل از آن که سیگنال مرکب تشکیل دهند با آهنگ شصت و چهار هزار بیت بر ثانیه رقمی می‌شوند.
سی تا از این مکالمات رقمی شده را می‌توان با فرستادن هر بار یک بیت از هر کدام، و تولید یک سیگنال در حدود دو میلیون بیت (دو مگا بیت) بر ثانیه، در هم ادغام کرد. از همین طریق می‌توان سیگنال‌ها را با آهنگ‌های باز هم بیش‌تری، با استفاده از یک زوج تار نوری، هر کدام در یک جهت، متمرکز کرد. آهنگ‌های استانداردی که در اروپا به کار می‌روند عبارت‌اند از: برای کانال‌های صدا برابر با 1، 30، 120، 480، 1920، 3680، 7360، و 14700، آهنگ‌های رقمی شدن بر حسب مگا بیت بر ثانیه به ترتیب برابر با 0064ر0، 2، 8، 34، 140، 565، 1200، و 2400
تارهای نوری تنها وسیله‌ای هستند که برای حمل سیگنال‌های تلفن بالاتر از 100 مگا بیت بر ثانیه در زمین به کار می‌روند، و در آهنگ‌های پایین‌تر از این به طور وسیعی کار برد دارند. سیستم مخابرات بریتانیا از تارها برای انتقال تا پانصد و شصت و پنج مگا بیت اطلاعات در ثانیه استفاده می‌کند، و انتقال اطلاعات در دو هزار و چهار صد مگا بیت (4ر2 گیگا بیت) بر ثانیه را آزمایش کرد. شبکه‌های تلفن در امریکا و ژاپن قبلاً تارهای نوری را برای انتقال تا هزار و هفت صد مگا بیت بر ثانیه به کار برده‌اند. در حال حاضر، بیشتر سیستم‌ها در طول موج یک و سه دهم میکرو متر کار می‌کنند، و می‌توانند سیگنال‌های در حدود پنجاه کیلو متر را بدون این که نیاز به تقویت داشته باشند حمل کنند.
شبکه‌های مخابرات نوری انگلیس به شبکه‌های بین المللی پیوسته‌اند. اکنون کابل‌های زیر دریایی تار نوری از اقیانوس‌های آرام و آتلانتیک و هم چنین از مدیترانه و کانال انگلیس عبور کرده‌اند. پیش رفت در تکنولوژی تار، ماهواره‌های مخابراتی را که میلیون‌ها مکالمه میان نیویورک و لندن منتقل می‌کنند از رده خارج کرده است.
مرحله‌ی بعدی، گسترش مخابرات تار نوری تا داخل منازل است. این سیستم می‌تواند امکانات تلفن، تلویزیون خصوصی، اطلاعات رقمی، موزیک استریو فونیک، و سایر خدمات را در داخل منازل مهیا کند. در بسیاری از کشورها، منازل را از پیش برای این منظور آماده می‌کنند، اما جزئیات فنی هنوز کاملاً آماده و مشخص نشده است.
به عنوان مثال، سیستم مخابرات بریتانیا در نظر داشت تا دو میلیون پوند برای آزمودن دو سیستم تار نوری متفاوت خرج کند. در یکی از این سیستم‌ها هر کس برای انتخاب دو کانال از هیجده کانال ویدئوی ممکن و هم چنین خدمات تلفن و صوتی از کلید الکترونیکی استفاده می‌کند. در سیستم دیگر، که در آزمایشگاه‌های تحقیقاتی اداره‌ی مخابرات بریتانیا مطرح شد، با ارسال سیگنال‌های رمز گذاری شده هیچ نیازی به کلید وجود ندارد. این سیگنال‌ها به طریقی رمز گذاری می‌شوند که مشتری فقط سیگنال مورد نظر خود را می‌تواند رمز گشایی کند.
هنوز چند سؤال مهم در مورد اقتصادی بودن این سیستم‌ها بدون پاسخ مانده است. تارهای نوری که هم اکنون به منازل کشیده می‌شوند گران‌تر از سیستم‌های تلفن معمولی و سیم کشی کابل تلویزیون هستند. شرکت بل جنوبی، که بزرگترین تولید کننده‌ی خدمات تلفن در جنوب شرقی امریکا است، معتقد بود که تارهای نوری در عرض چند سال ارزان‌تر می‌شوند. سایر شرکت‌های مخابراتی امریکا معتقد بودند که تارها ممکن است در تحولات جدید خانه سازی تا چند سال بعد، از لحاظ اقتصادی مقرون به صرفه شوند. اما بسیاری از تحلیلگران بر این باور هستند که نصب تارها بستگی به تقاضای مشتری برای خدمات جدیدی دارد که فقط در سیستم تار قابل حصول است.
بزرگترین مانع در برابر تولید کنندگان عمده‌ی سیستم‌های تار نوری در بریتانیا و امریکا مقرراتی است که شرکت‌های تلفن را، به استثنای چند مورد خاص، از ارائه‌ی خدمات تلویزیونی منع می‌کند. به عنوان مثال، شرکت مخابرات بریتانیا ناچار است برای راه انداختن سیستم‌های آزمایشی خود، اجازه نامه‌ی مخصوص دولتی داشته باشد. در امریکا، مسئولان تلویزیون‌های خصوصی، با صرف میلیاردها دلار برای سیستم‌های کابل فلزی، با پیشنهادهای شرکت‌های تلفن برای توسعه‌ی شبکه‌های مجتمع تار نوری مخالفت می‌کنند.
اگر چه پیش گویی وضع بازارها و مقررات دولتی در آینده مشکل است، اما گرایش‌های فنی آشکار هستند. در مدت کوتاهی، تارهای نوری به مهم‌ترین روش برای انتقال انواع ارتباطات میان نقاط ثابت تبدیل شده‌اند. بعضی از جنبه‌های این تکنولوژی به حد کمال رسیده است. به عنوان مثال، پژوهشگران تعداد اتلاف سیگنال از تارهای نوری را به حدی کاهش داده‌اند که امکان اصلاحات بیشتر در شیشه‌ی سیلیکا باقی نمانده است مگر این که به جای شیشه از مواد دیگری استفاده کنند. اما پیش رفت اساسی در سایر جنبه‌های این تکنولوژی ادامه دارد. اکنون تقویت کننده‌های نوری می‌توانند بدون این که ابتدا سیگنال‌های نوری را به سیگنال‌های الکتریکی تبدیل کنند، شدت آن‌ها را افزایش دهند. از این رو، یک سیگنال از یک چشمه می‌تواند به دو نیمه شود، و هر نیمه پس از تقویت مجدداً دو نیمه شود و به همین ترتیب، تا به عده‌ی زیادتری خدمات داده شود. گسیل کننده‌ها و گیرنده‌های جدید می‌توانند در پهنای باند بیشتر و آهنگ اطلاعات بالاتری کار کنند، و به این ترتیب به تارها امکان بدهند تا اطلاعات بیش‌تری حمل کنند و خدمات بیش‌تری ارائه بدهند. این تحولات، کار برد تارهای نوری را در تمامی سیستم مخابرات جهان افزایش می‌دهد.
در حال حاضر این ریسمان‌های شیشه‌ای ظریف بخش عمده‌ای از ارتباطات بین المللی را تسخیر کرده‌اند و از طریق آن‌ها ارتباطات در سراسر دنیا به راحتی برقرار می‌شود. شرکت‌های مخابراتی بزرگ خدمات جدیدی را نوید می‌دهند. تلفن‌های تصویری، تلویزیون‌های خصوصی با کیفیت خوب، و دست رسی به پایگاه‌های مرکزی ویدئو هم اکنون به جزئی از امکانات واقعی زندگی ما تبدیل شده‌اند. سایر امکانات عبارت‌اند از جمع آوری اطلاعات از کامپیوترهای دور، خرید کردن و رسیدگی به حساب بانکی از منزل، و کنتور خوانی یا کنترل وسایل از راه دور. تمامی این خدمات به این دلیل واقعیت پیدا کرده‌اند که تارهای نوری می‌توانند خیلی بیشتر از کابل‌های معمولی اطلاعات را منتقل کنند.
پرتو نور آزادانه در هوا و فضا حرکت می‌کند و تا زمانی که چیزی آن را باز نتاباند در خط مستقیم پیش می‌رود. این خاصیت برای ارسال پیام میان دو نقطه که در روز روشن در میدان دید یک دیگر قرار دارند بسیار مناسب است. الکساندر گراهام بل، مخترع اسکاتلندی مقیم امریکا، در سال 1880 میلادی یک فوتو فون اختراع کرد. این دستگاه، درست مانند تلفن که صدا را از طریق سیم می‌فرستد، صدا را سوار بر باریکه‌ی نور و از طریق هوا از جایی به جای دیگر منتقل می‌کرد. این اختراع، هر چند شور و هیجان بل را برانگیخت، اما در عمل کارایی نداشت. باران، برف، ابر، و مه سد راه نور می‌شد و بیشتر نقاط در میدان دید هم دیگر قرار نداشتند. همین مشکلات، محققان را در کوشش‌های خود برای ارتباط گیری از طریق هوا، بعد از اختراع لیزر در سال 1960 دچار نا امیدی کرد. ارتباط نوری، درست مثل سیم‌های حامل سیگنال‌های الکتریکی، مستلزم وجود حاملی برای انتقال سیگنال‌های نور از یک محل به محل دیگر است. این وظیفه را تارهای نوری بر عهده گرفتند.
تارهای نوری از جنس شیشه یا پلاستیک خیلی شفاف هستند و معمولاً قطر آن‌ها در حدود صد و بیست و پنج هزارم تا نیم میلی متر است. این تارها دست کم دو لایه دارند: یک هسته‌ی داخلی که نور از طریق آن در طول تار به حرکت در می‌آید و یک پوشش خارجی که نور را در داخل تار محبوس می‌کند. تارهای شیشه‌ای فایبر گلاس (الیاف شیشه‌ای) و تارهای پلاستیکی به کار رفته در پوشاک از یک تک لایه ساخته شده‌اند، زیرا خاصیت نوری در آن‌ها مهم نیست.
هدایت نور در هر تار نوری بستگی به این دارد که چگونه نور از طریق محیط‌های مختلف حرکت می‌کند. نور با سرعت ثابت سی صد هزار کیلومتر بر ثانیه در خلأ حرکت می‌کند. اما در مواد چگال‌تر، از سرعت آن کاسته می‌شود. میزان کند شدن سرعت نور در هر ماده با ضریب شکست آن ماده تعیین می‌شود. مقدار ضریب شکست هر ماده برابر است با سرعت نور در خلأ تقسیم بر سرعت نور در آن ماده. ضریب شکست خلأ برابر است با 1. ضریب شکست هوا اندکی بیشتر از ضریب شکست خلأ، و ضریب شکست هر تار نوریِ نمونه برابر 5ر1 است. از این رو تار نوری نور را با سرعت دویست هزار کیلومتر بر ثانیه از خود عبور می‌دهد.
امواج نوری هنگام عبور از یک ماده به ماده‌ی دیگری که ضریب شکست آن متفاوت است خم (یا شکسته) می‌شوند. میزان خم شدن نور به ضریب شکست ماده و زاویه‌ی تابش بستگی دارد. گاهی نور نمی‌تواند از یک ماده که ضریب شکست آن زیاد است خارج شود. اگر نور با زاویه‌ی به اندازه‌ی کافی بزرگ (نسبت به عمود بر سطح) به سطح ماده بتابد به داخل آن ماده باز تاب می‌یابد. زاویه‌ی بحرانی مربوط به باز تاب کلی داخلی به تفاوت ضریب شکست‌ها بستگی دارد. این زاویه برای شیشه‌ای که در هوا قرار دارد و ضریب شکست آن 5ر1 است برابر با چهل و دو درجه است.
هر تار نوری، نور را با به دام انداختن آن از طریق باز تاب کلی داخلی، هدایت می‌کند. اگر چه باز تاب کلی داخلی در مرز هوا – شیشه رخ می‌دهد، ولی اگر تار نوری پوشش نداشته باشد قابل استفاده نخواهد بود، زیرا به محض آن که با چیز دیگری تماس حاصل کند، نور از آن به بیرون نشت می‌کند. ضریب شکست هسته‌ی تارهای نوری در حدود یک در صد بیشتر از ضریب شکست پوشش است. زاویه‌ی بحرانی در مرز هسته – پوشش، هشتاد و دو درجه است و این به این معنی است که نور باید به صورت مماس با مرز برخورد کند تا بتواند در امتداد تار پیش برود. با وجود این، نور می‌تواند در اطراف گوشه‌ها هم به حرکت خود ادامه بدهد، زیرا گوشه‌ها در مقایسه با قطر تار خیلی بزرگ هستند. چون بازتاب کلی داخلی، تمام نور را به داخل هسته بر می‌گرداند، اتلاف نور در تارهای پوشش دار فقط ناشی از جذب و پراکندگی در خود هسته است.
چارلز ورنون بویز، در سال 1887 میلادی اولین تار شیشه‌ای نازک را ساخت. اما ساخت تارهای نوری پوشش دار تا سال‌های دهه‌ی 1950 میلادی به تأخیر افتاد. سازندگان اولیه برای این که تصاویر را از طریق تارها منتقل کنند آن‌ها را به صورت یک دسته به هم می‌بستند. تا زمانی که نقش دو انتهای بسته‌ی تار یکسان یود تصویری که از یک انتها وارد بسته می‌شد بدون تغییر از انتهای دیگر خارج می‌شد، و هر تار جزء کوچکی از تصویر را جعل می‌کرد. تارها را می‌توان با قرار دادن در داخل یک جسم جامد در یک خط نگاه داشت. اما این روش باعث می‌شود که بسته‌ی تار انعطاف پذیری خود را از دست بدهد. برای این که بسته‌ی تار انعطاف پذیر بماند، یک تار را چندین بار به دور هم می‌پیچانند و از آن یک حلقه درست می‌کنند. سپس در یک محل از حلقه تارها را به هم می‌چسبانند. اگر حلقه از محل چسب زده شده بریده شود، تا زمانی که تارها در یک خط باقی بمانند و محل هر تار در ابتدا و انتهای بسته تغییر نکند، یک بسته تار انعطاف پذیر به دست می‌آید.
با این بسته تارها می‌توان محل‌های غیر قابل دست رسی را با دقت مطالعه کرد. به همین دلیل کاربرد بسته تار، مخصوصاً در پزشکی، بسیار ارزشمند است، زیرا پزشک می‌تواند داخل بدن را با اندوسکوپ‌های تار نوری به راحتی نگاه کند. از همین دستگاه می‌توان برای وارسی دقیق قسمت‌های داخلی ماشین آلات هم استفاده کرد. اگر تصویر گیری لازم نباشد، از تار نوری می‌توان به عنوان «لوله‌ی نور» برای متمرکز کردن نور در محل‌های کوچک و غیر قابل دست رسی، کانونی کردن نور در یک جهت خاص، یا تشکیل تابلوهای روشن استفاده کرد.
این تکنولوژی یک شبه ره صد ساله پیموده است. در اواخر دهه‌ی 1970 قطعات نوری برای شبکه‌های تجاری تلفن ساخته شد. امروزه شرکت‌ها ترجیح می‌دهند که تارهای نوری را برای ارسال بسیاری از سیگنال‌های تلفن میان مراکز سویچینگ به کار ببرند. بسیاری از شرکت‌های تلفن در بریتانیا، اروپا، امریکا، و ژاپن در حال کار با تارهای نوری‌ای هستند که خدمات ارتباطی جدید را به داخل خانه‌ها می‌آورد.
در هر سیستم ارتباطی تار نوری، یک فرستنده سیگنال نور تولید می‌کند و این سیگنال به داخل تار نوری هدایت می‌شود. تار این سیگنال را تا مقصد نهایی، که در آن گیرنده نور را به الکتریسیته تبدیل می‌کند انتقال می‌دهد. برای این که فرستنده سیگنال نور تولید کند باید سیگنال الکتریکی را به نور تبدیل کند. سیگنال الکتریکی مدارهای داخل فرستنده را کنترل می‌کند و این مدارها به نوبه‌ی خود جریان عبوری از قطعات نیمه رسانای گسیل کننده‌ی نور (مثل لیزر نیمه رسانا) را کنترل می‌کنند. مقدار جریان عبوری از قطعه‌ی نیمه رسانا مقدار نور تولید شده در این قطعه را کنترل می‌کند. سیگنال‌های نور، همانند سیگنال‌های الکتریکی ممکن است قیاسی یا رقمی باشند. در حالت اول شدت سیگنال تغییر می‌کند، و در حالت دوم اطلاعات به صورت یک سری بیت رقمی رمز گذاری می‌شود.
نوری که از یک ناحیه‌ی کوچک قطعه‌ی نیمه رسانا خارج می‌شود باید به داخل هسته‌ی تار نوری هدایت شود. این کار ابتدا مشکل به نظر می‌رسید، زیرا هر دو ناحیه بسیار کوچک هستند. برای لیزرهای نیمه رسانا عرض این ناحیه فقط چند میکرو متر و بلندی آن کسری از یک میکرو متر، و برای تارهای نوری فقط در حدود نُه میکرو متر است. متخصصان هنگام هدایت نور میان هسته‌های کوچک دو تار نیز با مشکلات مشابهی مواجه بودند.
معلوم شده است که هدایت نور به داخل تارهای نوری راحت‌تر از آن است که طراحان اولیه فکرش را کرده بودند. متخصصان رابط‌ها و مفصل‌هایی ساخته‌اند که به طور خود کار تارهای نوری را به طور دقیق در یک خط قرار می‌دهند. میزان خطا در این رابط‌ها بسیار کم‌تر از میزان خطا در رابط‌های سیم‌های الکتریکی است. مهندسان هم چنین تکنیک‌هایی برای بر روی هم گذاشتن تارها، یا چسباندن آن‌ها به هم دیگر پیدا کرده‌اند که هسته‌های آن‌ها به طور دقیق بر هم منطبق می‌شوند.
تارهای نوری را نمی‌توان بدون حفاظ در سیستم ارتباطی به کار برد. تارها تنها اندکی ضخیم‌تر و سفت‌تر از موی انسان هستند و یک لایه‌ی پلاستیکی محافظ به روی آن‌ها افزوده می‌شود. اما کار با تار بی حفاظ و حتی برداشتن آن از روی زمین خیلی سخت است. رطوبت یا جا به جا کردن به صورت نا مناسب می‌تواند به تارها آسیب بزند. بیشتر تارهای نوری، همانند سیم، در لوله‌های پلاستیکی قرار دارند که به عنوان جزئی از کابل به شمار می‌رود. رابط‌ها بر روی غلاف کابل نصب می‌شوند و غلاف تار را از کششی که هنگام نصب به آن اعمال می‌شود محافظت می‌کنند. غلاف هم چنین رطوبت را از تار دور می‌کند، و آن را از سایر صدمات، از جمله صدمات ناشی از حیوانات جونده‌ای که در زیر زمین زندگی می‌کنند محافظت می‌کند.
تار در طرف گیرنده، سیگنال‌های نوری را به آشکار ساز فوتونی می‌برد و یک سیگنال الکتریکی متناظر با نور ورودی تولید می‌کند. سپس سایر مدارهای الکترونیکی سیگنال‌های الکترونیکی خام را پردازش می‌کنند، آن‌ها را تقویت می‌کنند، و تداخل (یا نوفه) را از آن‌ها می‌زدایند. این سیگنال‌ها ممکن است مستقیماً به یک وسیله‌ی الکترونیکی، مثلاً تلفن، برود و یا در صورتی که حامل سیگنال‌های تلویزیونی باشد، ابتدا رمز گشایی شود.
مزیت اصلی سیستم تار نوری در ارتباطات این است که مقدار اطلاعاتی که حمل می‌کند و طول مسافتی که این اطلاعات در آن ارسال می‌شود خیلی بیشتر از مقدار اطلاعات نظیر و مسافت نظیر در سیستم ارتباط با سیم است. مقاومت سیم‌های ضخیمی که برق را به منزل ما می‌آورتد کم است، و از این رو توان کم‌تری را نیز اتلاف می‌کنند، اما نمی‌توانند اطلاعات مفید را با سرعتی سریع‌تر از 50 یا 60 دور در ثانیه منتقل کنند. سایر انواع کابل‌های فلزی می‌توانند اطلاعات را با سرعت زیاد حمل کنند، اما چون مقاومت آن‌ها خیلی زیاد است طول مسافتی که اطلاعات منتقل می‌شود خیلی کم است. تارهای نوری می‌توانند مقادیر فوق العاده زیادی اطلاعات، بدون اتلاف توان زیاد، حمل کنند.
در سیستم ارتباطات رقمی، مقدار اطلاعات را با تعداد بیت‌هایی که در هر ثانیه از یک نقطه می‌گذرند می‌سنجند. اتلاف سیگنال بر حسب دسی بل در کیلو متر اندازه گیری می‌شود و یک دسی بل برابر است با حدود بیست در صد کاهش در شدت سیگنال. دسی بل عبارت است از نسبت توان‌های ورودی و خروجی و به صورت زیر نوشته می‌شود:
اتلاف‌ها با هم جمع می‌شوند. بنا بر این بعد از دو دسی بل اتلاف، در حدود شصت و چهار در صد سیگنال باقی می‌ماند (64ر0=8ر0×8ر0).
بیشتر تارهای نوری از نوع به خصوصی شیشه (سیلیسیم دی اکسید فوق العاده خالص) با مقدار بسیار کمی از مواد دیگر نظیر ژرمانیم یا بور ساخته می‌شوند. ژرمانیم یا بور برای آن افزوده می‌شوند که ضریب شکست را اندکی تغییر دهند. اتلاف سیگنال بسیار اندک است و به طول موج نور بستگی دارد. در طول موج هزار و سی صد نانو متر، اتلاف در حدود نیم دسی بل در هر کیلو متر است، و این به این معنی است که بعد از هر کیلو متر در حدود نود در صد از سیگنال ورودی باقی می‌ماند و فقط در حدود ده در صد آن تلف می‌شود. در طول موج هزار و پانصد و پنجاه نانو متر، اتلاف تقریباً یک چهارم دسی بل در هر کیلو متر است، و بنا بر این بعد از هر کیلو متر در حدود نود و پنج در صد از سیگنال ورودی باقی می‌ماند.
این مقدار اتلاف در سیستم‌های تار نوری به این معنی است که در طول موج هزار و سی صد نانو متر می‌توان سیگنال‌ها را در مسافت‌های بین پنجاه تا شصت کیلو متر و در طول موج هزار و پانصد و پنجاه نانو متر در مسافت‌های بین صد و بیست تا صد و پنجاه کیلو متر منتقل کرد.
این مقادیر ناشی از ویژگی‌های ذاتی شیشه‌ای هستند که تار از آن ساخته می‌شود. اتلاف‌ها را فقط می‌توان با تعویض مواد کاهش داد. پژوهشگران چند نوع از این مواد، از جمله شیشه‌ی حاوی زیرکونیم، فلوئور، و چند عنصر دیگر را آزموده‌اند. با وجود این باید ثابت کنند که این مواد برای تارهای نوری نیز عملاً کاربرد دارند.
مقدار اطلاعاتی که باید منتقل شود نیز عامل عمده‌ی دیگری در تعیین کارایی سیستم تار نوری است. حدود این مقدار را در سیستم‌های رقمی به بهترین وجه می‌توان مشاهده کرد، زیرا در این سیستم‌ها مشکل اصلی پاشیدگی ضربان‌ها ضمن حرکت آن‌ها در طول تار است. این عامل با طول تار افزایش می‌یابد و در نهایت تمایز میان دو تار محو می‌شود و تعداد بیت‌هایی را که در هر ثانیه منتقل می‌شود محدود می‌کند. دو اثر به پاشیدگی کمک می‌کند: تفاوت‌های جزئی در مسافت‌هایی که نور از طریق یک تار طی می‌کند، تفاوت‌های جزئی در سرعت نور در تار، در طول موج‌های مختلف.
بدیهی است که پرتوهای نوری که به مرکز هسته‌ی تار هدایت می‌شوند نباید به اندازه‌ی پرتوهایی که در داخل هسته به پس و پیش باز می‌جهند در عرض هسته پیش بروند. این اختلاف زیاد است و هنگامی که مقادیر زیادی داده از داخل تار عبور می‌کند اهمیت پیدا می‌کند. برای اجتناب از این پاشیدگی، هسته‌ی تار باید به قدری کوچک ساخته شود که نور را فقط به صورت تک مُد حمل کند. این گفته به این معنا است که قطر تار باید برای عبور هزار و سی صد نانو متر در حدود نُه میکرو متر باشد. تارهای تک مُد، به دلیل این که مقادیر فوق العاده زیادی داده حمل می‌کنند، در ارتباطات به صورت استاندارد در آمده‌اند.
خوش بختانه، در تارهای شیشه‌ای استاندارد، ضریب شکست شیشه در طول موج نزدیک به هزار و سی صد نانو متر خیلی کم تغییر می‌کند و پاشیدگی تک فام به حد اقل می‌رسد. بیشتر سیستم‌های تار نوری در این طول موج کار می‌کنند. در طول موج هزار و پانصد و پنجاه نانو متر، که در آن اتلاف سیگنال کم است، نیز می‌توان پاشیدگی را به صفر رساند. از چنین تارهایی می‌توان برای مسافت‌های دور و کابل‌های زیر دریایی استفاده کرد.
تارهای نوری از این جهت که به جای سیگنال الکتریکی سیگنال نوری حمل می‌کنند از مزیت ویژه‌ای برخوردار هستند. میدان‌های الکتریکی سرگردان حاصل از چشمه‌هایی چون برق آسمان، خطوط برق، و شمع اتوموبیل‌ها، هیچ اثری بر سیگنال‌های نوری ندارند، اما با سیگنال‌های الکتریکی داخل سیم‌ها تداخل می‌کنند. سیگنال‌های الکتریکی در نزدیکی رساناها جریان‌هایی تولید می‌کنند و بنا بر این می‌توان بدون این که کسی متوجه شود از آن‌ها اطلاعات گرفت. استراق سمع از تارهای نوری بسیار مشکل است، زیرا مستلزم این است که در خود تار تغییراتی داده شود. بنا بر این، تارهای نوری برای ارسال اطلاعات میان پایگاه‌های نظامی، و ایجاد ارتباط میان نیروگاه‌ها، ایده‌آل هستند.
سیستم‌های تلفن حد اکثر استفاده را از ارتباطات تار نوری برده‌اند. این سیستم‌ها تارهای نوری را به عنوان جزئی از شبکه‌ای که مکالمات تلفنی را در سراسر دنیا رله می‌کند به کار می‌برند. ممکن است تلفن منزل شما با سیم‌هایی که حامل یک تک مکالمه در بسامد شنیداری بین یک و چهار کیلو هرتز هستند به شبکه وصل شود. این سیم‌ها به کلید خانه یا یک وسیله‌ی از راه دور متمرکز کننده می‌روند و در آن جا با سایر سیگنال‌ها ادغام می‌شوند و یک سیگنال مرکب تشکیل می‌دهند. بعد از آن از طریق کلیدهای الکترونیکی به مقصد اصلی فرستاده می‌شوند. امروزه در شبکه‌های تلفنی امروزین، سیگنال‌های صوتی، قبل از آن که سیگنال مرکب تشکیل دهند با آهنگ شصت و چهار هزار بیت بر ثانیه رقمی می‌شوند.
سی تا از این مکالمات رقمی شده را می‌توان با فرستادن هر بار یک بیت از هر کدام، و تولید یک سیگنال در حدود دو میلیون بیت (دو مگا بیت) بر ثانیه، در هم ادغام کرد. از همین طریق می‌توان سیگنال‌ها را با آهنگ‌های باز هم بیش‌تری، با استفاده از یک زوج تار نوری، هر کدام در یک جهت، متمرکز کرد. آهنگ‌های استانداردی که در اروپا به کار می‌روند عبارت‌اند از: برای کانال‌های صدا برابر با 1، 30، 120، 480، 1920، 3680، 7360، و 14700، آهنگ‌های رقمی شدن بر حسب مگا بیت بر ثانیه به ترتیب برابر با 0064ر0، 2، 8، 34، 140، 565، 1200، و 2400
تارهای نوری تنها وسیله‌ای هستند که برای حمل سیگنال‌های تلفن بالاتر از 100 مگا بیت بر ثانیه در زمین به کار می‌روند، و در آهنگ‌های پایین‌تر از این به طور وسیعی کار برد دارند. سیستم مخابرات بریتانیا از تارها برای انتقال تا پانصد و شصت و پنج مگا بیت اطلاعات در ثانیه استفاده می‌کند، و انتقال اطلاعات در دو هزار و چهار صد مگا بیت (4ر2 گیگا بیت) بر ثانیه را آزمایش کرد. شبکه‌های تلفن در امریکا و ژاپن قبلاً تارهای نوری را برای انتقال تا هزار و هفت صد مگا بیت بر ثانیه به کار برده‌اند. در حال حاضر، بیشتر سیستم‌ها در طول موج یک و سه دهم میکرو متر کار می‌کنند، و می‌توانند سیگنال‌های در حدود پنجاه کیلو متر را بدون این که نیاز به تقویت داشته باشند حمل کنند.
شبکه‌های مخابرات نوری انگلیس به شبکه‌های بین المللی پیوسته‌اند. اکنون کابل‌های زیر دریایی تار نوری از اقیانوس‌های آرام و آتلانتیک و هم چنین از مدیترانه و کانال انگلیس عبور کرده‌اند. پیش رفت در تکنولوژی تار، ماهواره‌های مخابراتی را که میلیون‌ها مکالمه میان نیویورک و لندن منتقل می‌کنند از رده خارج کرده است.
مرحله‌ی بعدی، گسترش مخابرات تار نوری تا داخل منازل است. این سیستم می‌تواند امکانات تلفن، تلویزیون خصوصی، اطلاعات رقمی، موزیک استریو فونیک، و سایر خدمات را در داخل منازل مهیا کند. در بسیاری از کشورها، منازل را از پیش برای این منظور آماده می‌کنند، اما جزئیات فنی هنوز کاملاً آماده و مشخص نشده است.
به عنوان مثال، سیستم مخابرات بریتانیا در نظر داشت تا دو میلیون پوند برای آزمودن دو سیستم تار نوری متفاوت خرج کند. در یکی از این سیستم‌ها هر کس برای انتخاب دو کانال از هیجده کانال ویدئوی ممکن و هم چنین خدمات تلفن و صوتی از کلید الکترونیکی استفاده می‌کند. در سیستم دیگر، که در آزمایشگاه‌های تحقیقاتی اداره‌ی مخابرات بریتانیا مطرح شد، با ارسال سیگنال‌های رمز گذاری شده هیچ نیازی به کلید وجود ندارد. این سیگنال‌ها به طریقی رمز گذاری می‌شوند که مشتری فقط سیگنال مورد نظر خود را می‌تواند رمز گشایی کند.
هنوز چند سؤال مهم در مورد اقتصادی بودن این سیستم‌ها بدون پاسخ مانده است. تارهای نوری که هم اکنون به منازل کشیده می‌شوند گران‌تر از سیستم‌های تلفن معمولی و سیم کشی کابل تلویزیون هستند. شرکت بل جنوبی، که بزرگترین تولید کننده‌ی خدمات تلفن در جنوب شرقی امریکا است، معتقد بود که تارهای نوری در عرض چند سال ارزان‌تر می‌شوند. سایر شرکت‌های مخابراتی امریکا معتقد بودند که تارها ممکن است در تحولات جدید خانه سازی تا چند سال بعد، از لحاظ اقتصادی مقرون به صرفه شوند. اما بسیاری از تحلیلگران بر این باور هستند که نصب تارها بستگی به تقاضای مشتری برای خدمات جدیدی دارد که فقط در سیستم تار قابل حصول است.
بزرگترین مانع در برابر تولید کنندگان عمده‌ی سیستم‌های تار نوری در بریتانیا و امریکا مقرراتی است که شرکت‌های تلفن را، به استثنای چند مورد خاص، از ارائه‌ی خدمات تلویزیونی منع می‌کند. به عنوان مثال، شرکت مخابرات بریتانیا ناچار است برای راه انداختن سیستم‌های آزمایشی خود، اجازه نامه‌ی مخصوص دولتی داشته باشد. در امریکا، مسئولان تلویزیون‌های خصوصی، با صرف میلیاردها دلار برای سیستم‌های کابل فلزی، با پیشنهادهای شرکت‌های تلفن برای توسعه‌ی شبکه‌های مجتمع تار نوری مخالفت می‌کنند.
/م
