光纤通信作为现代通信网络的基石，其核心信息载体是光波，具体而言是由激光器或发光二极管产生的特定波长的电磁波。在工程应用中，最常用的光波波长集中在850nm、1310nm和1550nm三个窗口，这些波长在石英光纤中具有最低的衰减特性，是实现远距离、大容量传输的基础。

光波在光纤中的传输机制依赖于全反射原理。光纤由纤芯和包层构成，纤芯的折射率略高于包层。当光波以大于临界角的角度入射到纤芯-包层界面时，会发生全反射，使光波被限制在纤芯内呈锯齿形路径向前传播。这一现象基于斯涅尔定律，即n1 sinθ1 = n2 sinθ2，其中n1 > n2，确保光能量几乎无泄漏地沿光纤轴线传输。

从信息论角度，光波通过幅度调制、频率调制或相位调制的方式承载数字信号。在通信系统中，二进制数据被转换为电信号驱动光源，使光源输出对应“1”和“0”的光脉冲。这些光脉冲在光纤中传输时，尽管会因吸收、散射和色散产生衰减与失真，但通过掺铒光纤放大器（EDFA）和色散补偿技术，可支持数千公里的无中继传输，实现单波长100Gbps乃至更高速率的数据流。

在实际工程部署中，光纤通信系统还需考虑光源的线宽、光纤的非线性效应（如自相位调制、四波混频）以及连接器的插入损耗等专业参数。例如，1550nm窗口配合密集波分复用（DWDM）技术，可在单根光纤中复用数十甚至上百个波长通道，每个通道承载独立数据流，极大提升网络容量。理解光波的全反射传输机制与物理约束，是设计高效光纤通信网络的前提。