Gaismas izmantošana saziņai nav pilnīgi jauna koncepcija. Senajā Ķīnā bāku torņu izmantošana brīdinājumiem ir labākais vizuālās gaismas komunikācijas piemērs. Eiropiešus, kas informācijas pārraidīšanai izmanto semaforu, var uzskatīt arī par primitīvām optiskās komunikācijas formām.
Mūsdienu optiskās komunikācijas prototipu var izsekot, kad Bells 1880. gadā izgudroja fotofonu. Viņš kā gaismas avotu izmantoja saules gaismu, fokusējot gaismas staru caur objektīvu uz vibrējošu spoguli raidītāja priekšā, izraisot gaismas intensitātes izmaiņas atkarībā no balss izmaiņām, tādējādi panākot gaismas intensitātes balss modulāciju. Uztvērēja galā paraboliskais reflektors atspoguļoja gaismas staru, kas tika pārraidīts caur atmosfēru uz akumulatoru, un selēna kristāli kalpoja kā optiskā uztveršanas ierīce, pārvēršot optisko signālu elektriskā strāvā. Tādā veidā balss signāli tika veiksmīgi pārraidīti caur atmosfēras telpu. Tā kā tajā laikā trūka ideālu gaismas avotu un pārraides mediju, šim fotofonam bija ļoti īss pārraides attālums un nebija praktiskas pielietojuma vērtības, kā rezultātā attīstība bija lēna. Tomēr fotofons joprojām bija lielisks izgudrojums, jo tas pierādīja iespēju izmantot gaismas viļņus kā nesējus informācijas pārraidei. Tāpēc Bela fotofonu var uzskatīt par mūsdienu optiskās komunikācijas prototipu.
Lampu izgudrojums ļāva cilvēkiem izveidot vienkāršas optiskās sakaru sistēmas, izmantojot tās kā gaismas avotus, piemēram, saziņu starp kuģiem un starp kuģiem un zemi, automašīnu pagrieziena signālus, luksoforu gaismas utt. Faktiski jebkura veida indikatora gaismas ir pamata optiskā sakaru sistēma. Daudzos gadījumos kā gaismas avotus var izmantot plaša spektra -luminiscences gaismas-diodes. 1960. gadā amerikānis Maimans izgudroja pirmo rubīna lāzeru, kas savā ziņā atrisināja gaismas avota problēmu un ienesa jaunas cerības optiskajā komunikācijā. Salīdzinot ar parasto gaismu, lāzeriem ir izcilas īpašības, piemēram, šaurs spektrālais platums, ārkārtīgi laba virziena spēja, ārkārtīgi augsts spilgtums un relatīvi konsekventa frekvence un fāze. Lāzeri ir ļoti koherenta gaisma, kuras īpašības ir līdzīgas radioviļņiem, padarot tos par ideāliem optiskajiem nesējiem. Pēc rubīna lāzera secīgi parādījās un tika praktiski izmantoti hēlija-neona (He-Ne) un oglekļa dioksīda (CO₂) lāzeri. Lāzeru izgudrojums un pielietojums ienesa optisko komunikāciju, kas 80 gadus bija neaktīvā stāvoklī, pavisam jaunā stadijā.
Cietvielu{0}}lāzeru izgudrojums ievērojami palielināja pārraidīto optisko jaudu un palielināja pārraides attālumu, ļaujot izmantot atmosfēras lāzera sakarus upju krastos, starp salām un noteiktās īpašās situācijās. Tomēr atmosfēras lāzera sakaru stabilitāte un uzticamība joprojām palika neatrisināta. Ir iespējams izmantot gaismas viļņus, kas nes informāciju, lai panāktu saziņu no punkta -līdz-punktam, izplatoties atmosfērā, taču saziņas iespējas un kvalitāti nopietni ietekmē klimats. Lietus, miglas, sniega un atmosfēras putekļu absorbcijas un izkliedes dēļ gaismas viļņu enerģijas vājināšanās ir nozīmīga; turklāt atmosfēras blīvuma un temperatūras nevienmērīgums izraisa laušanas koeficienta izmaiņas, kā rezultātā mainās staru kūļa stāvoklis. Tāpēc atmosfēras lāzera sakaru attālums un stabilitāte ir ļoti ierobežoti, nespējot nodrošināt saziņu "visos-laika apstākļos".
1970. gads bija spožs gads optisko šķiedru sakaru vēsturē. Corning Company Amerikas Savienotajās Valstīs veiksmīgi izstrādāja kvarca optisko šķiedru ar 20 dB/km zudumu, ļaujot optiskās šķiedras sakariem konkurēt ar koaksiālo kabeļu sakariem, tādējādi atklājot optiskās šķiedras sakaru spilgtās perspektīvas un mudinot valstis visā pasaulē secīgi ieguldīt ievērojamus darbaspēka un materiālu resursus, virzot optisko šķiedru sakaru pētniecību un attīstību jaunā stadijā. 1972. gadā uzņēmums Corning Company izstrādāja augstas-tīrības pakāpes kvarca daudzmodu optisko šķiedru, samazinot zudumus līdz 4 dB/km. 1973. gadā Bell Laboratories Amerikas Savienotajās Valstīs sasniedza vēl lielākus rezultātus, samazinot optiskās šķiedras zudumus līdz 2,5 dB/km un vēl vairāk samazinot to līdz 1,1 dB/km 1974. gadā. 1976. gadā Japānas uzņēmumi, tostarp Nippon Telegraph and Telephone (NTT), samazināja optiskās šķiedras zudumus līdz 0,47 dB/2 viļņa μkm (at 1 viļņa μm).
1970. gadā ievērojams progress tika panākts arī optisko šķiedru sakaru gaismas avotu jomā. Tajā gadā Bell Laboratories Amerikas Savienotajās Valstīs, Nippon Electric Company (NEC) Japānā un bijušajā Padomju Savienībā secīgi pārkāpa pusvadītāju lāzeru ierobežojumus, kas darbojas zemā temperatūrā (-200 grādi) vai impulsa ierosmes apstākļos, veiksmīgi izstrādājot gallija alumīnija arsenīda (GaAlAs) dubulto heterostruktūru, kas nepārtraukti var radīt pusvadītāju viļņus istabas temperatūrā. liekot pamatu pusvadītāju lāzeru attīstībai. 1973. gadā pusvadītāju lāzeru kalpošanas laiks sasniedza 7 × 10³ h. 1977. gadā Bell Laboratories izstrādātie pusvadītāju lāzeri sasniedza 100 000 h (aptuveni 11,4 gadus) kalpošanas laiku ar ekstrapolēto kalpošanas laiku 1 miljons stundu, pilnībā atbilstot praktiskajām prasībām. 1976. gadā Nippon Telegraph and Telephone Company veiksmīgi izstrādāja indija gallija arsenīda fosfīda (InGaAsP) lāzerus, kas izstaro ar viļņa garumu 1,3 μm. 1979. gadā AT&T Company ASV un Nippon Telegraph and Telephone Company Japānā veiksmīgi izstrādāja nepārtraukti oscilējošus pusvadītāju lāzerus, kas izstaro 1,55 μm viļņa garumu.
1976. gadā ASV veica pasaulē pirmās praktiskās optiskās šķiedras sakaru sistēmas lauka izmēģinājumus Atlantā. Sistēma izmantoja GaAlAs lāzerus kā gaismas avotus un daudzmodu optisko šķiedru kā pārraides līdzekli ar ātrumu 44,7 Mbit/s un pārraides attālumu aptuveni 10 km. 1980. gadā ASV standartizētā optiskās šķiedras sakaru sistēma FT-3 tika nodota komerciālai lietošanai. Sistēma izmantoja pakāpenisku{11}}indeksa daudzmodu optisko šķiedru ar ātrumu 44,7 Mbit/s. Pēc tam ASV ātri izveidoja austrumu{12}}rietumu maģistrāles un ziemeļu-dienvidu maģistrāles, šķērsojot 22 štatus, ar kopējo optiskā kabeļa garumu 5 × 10⁴km. 1976. gadā un 1978. gadā Japāna secīgi veica soli-indeksa daudzmodu optisko šķiedru sakaru sistēmu izmēģinājumus ar ātrumu 34 Mbit/s un pārraides attālumu 64 km, kā arī pakāpenisku-indeksu daudzmodu optisko šķiedru sakaru sistēmas ar ātrumu 100 Mbit/s. 1983. gadā Japāna ielika tālsatiksmes optiskā kabeļa maģistrālo līniju, kas virzās cauri valstij no ziemeļiem uz dienvidiem ar kopējo garumu 3400 km, sākotnējais pārraides ātrums 400 Mbit/s, vēlāk paplašināts līdz 1,6 Gbit/s. Pēc tam 1988. gadā tika pabeigta TAT-8 zemūdens optiskā kabeļa sakaru sistēma pāri Atlantijas okeānam, ko aizsāka ASV, Japāna, Apvienotā Karaliste un Francija, un tās kopējais garums bija 6,4 × 10³km; pirmā zemūdens optiskā kabeļa sakaru sistēma TPC-3/HAW-4 pāri Klusajam okeānam tika pabeigta 1989. gadā ar kopējo garumu 1,32×10⁵km. Kopš tā laika ir pilnībā attīstīta zemūdens optisko kabeļu sakaru sistēmu būvniecība, veicinot globālo sakaru tīklu attīstību.
Kopš Kao 1966. gadā ierosināja optiskās šķiedras kā pārraides vides koncepciju, optisko šķiedru sakari ir ļoti strauji attīstījušies no izpētes līdz pielietojumam, ar nepārtrauktiem tehnoloģiskiem atjauninājumiem un paaudzēm, nepārtraukti uzlabojot sakaru iespējas (pārraides ātrumu un atkārtotāja attālumu) un nepārtraukti paplašinot pielietojuma jomu. Optiskās komunikācijas attīstību var aptuveni iedalīt šādos piecos posmos:
Pirmais posms: šis bija periods no fundamentāliem pētījumiem līdz komerciālu lietojumu izstrādei. Sākot ar 1976. gadu, rūpīgi sekojot pētniecības un izstrādes soļiem, pēc daudziem lauka izmēģinājumiem 1978. gadā pirmās paaudzes optisko viļņu sistēma, kas darbojās ar 0,8 μm viļņa garumu, tika oficiāli nodota komerciālai lietošanai, realizējot īsa viļņa garuma (0,85 μm), zema ātruma (45 Mbit/s vai 34 Mbit/s) optisko šķiedru sakaru sistēmas. Tika parādīta optiskā šķiedra ar zudumu 2 dB/km, ar aptuveni 10 km bez-atkārtotāja pārraides attālumu un maksimālo sakaru jaudu aptuveni 500 Mbit/(s·km). Salīdzinot ar koaksiālo kabeļu sistēmām, optisko šķiedru sakari ir palielinājuši retranslatoru attālumus, samazinājuši ieguldījumu un uzturēšanas izmaksas, sasniedzot inženiertehnisko un komerciālo darbību mērķus, un optiskās šķiedras sakari kļuva par realitāti.
Otrais posms: šis bija praktisks periods ar pētniecības mērķiem uzlabot pārraides ātrumu un palielināt pārraides attālumus, kā arī enerģiski veicināt lietojumus. Šajā periodā optiskā šķiedra attīstījās no daudzmodu uz vienmodu, darba viļņu garumi attīstījās no īsiem viļņiem (0,85 μm) līdz gariem viļņu garumiem (1,31 μm un 1,55 μm), panākot viena -režīma optiskās šķiedras sakarus ar darba viļņa garumu 1 un pārraides ātrumu 31 μm. 140565Mbit/s. Optiskās šķiedras zudumi tika vēl vairāk samazināti līdz līmenim 0,5 dB/km (1,31 μm) un 0,2 dB/km (1,55 μm), ar pārraides attālumiem bez-atkārtotājiem 50 100 km.
Trešais posms: šis bija periods ar īpaši-lielas ietilpības un īpaši-tālas distances mērķiem, visaptveroši un rūpīgi veicot jaunu tehnoloģiju izpēti. Šajā periodā tika realizēta 1,55 μm dispersijas-nobīde viena-modas optiskās šķiedras komunikācija. Šajā optisko šķiedru sakaru sistēmā tika izmantota ārējās modulācijas tehnoloģija, kuras pārraides ātrums sasniedza 2,510 Gbit/s un bez{8}}atkārtotāju pārraides attālumi sasniedza 100 150 km. Laboratorijas varētu sasniegt vēl augstākus līmeņus.
Ceturtais posms: Optisko šķiedru sakaru sistēmas raksturoja optisko pastiprinātāju izmantošana, lai palielinātu atkārtotāju attālumus, un viļņu garuma dalīšanas multipleksēšanas tehnoloģijas izmantošana, lai palielinātu bitu pārraides ātrumu un atkārtotāju attālumus. Tā kā šīs sistēmas dažkārt izmantoja homodīna vai heterodīna shēmas, tās sauca arī par koherentām optisko viļņu sakaru sistēmām. Optisko šķiedru sakaru sistēmās šajā posmā optisko šķiedru zudumi tika kompensēti ar optisko šķiedru pastiprinātājiem (EDFA), un pēc kompensācijas bija iespējama pārraide tūkstošiem kilometru. Vienā eksperimentā tika izmantots zvaigžņu savienotājs, lai panāktu 100 -kanālu 622 Gbit/s datu multipleksēšanu 50 km pārraides attālumā ar nenozīmīgu starpkanālu šķērsrunu; citā eksperimentā ar viena kanāla ātrumu 2,5 Gbit/s, neizmantojot reģeneratorus, optiskās šķiedras zudumu kompensēja EDFA, ar pastiprinātāja attālumu 80 km un pārraides attālumu 2223 km. Koherentas noteikšanas tehnoloģijas izmantošana optisko viļņu sistēmās nebija priekšnoteikums EDFA izmantošanai. Dažas laboratorijas bija izmantojušas cirkulācijas cilpas, lai panāktu 2,4 Gbit/s, 2,1×10⁴km un 5 Gbit/s, 1,4×10⁴km datu pārraidi. Optisko šķiedru pastiprinātāju parādīšanās izraisīja lielas izmaiņas optisko šķiedru sakaru jomā.
Piektais posms: optisko šķiedru sakaru sistēmas tika balstītas uz nelineāru saspiešanu, lai kompensētu optiskās šķiedras dispersijas paplašināšanos, panākot konformālu impulsu signālu pārraidi, tā saukto -optisko solitonu komunikāciju. Šis posms ilga vairāk nekā 20 gadus un bija panācis izrāvienu. Lai gan šī pamatideja tika ierosināta 1973. gadā, tikai 1988. gadā uzņēmums Bell Laboratories izmantoja stimulētu Ramana izkliedes zuduma kompensāciju optiskās šķiedras zuduma gadījumā, pārsūtot datus vairāk nekā 4 × 10 ³km, un nākamajā gadā pārraides attālums tika palielināts līdz 6 × 10 ³km. EDFA sāka izmantot optiskā solitonu pastiprināšanai 1989. gadā. Tam bija lielākas priekšrocības inženiertehniskajā praksē, un kopš tā laika dažas slavenas starptautiskas laboratorijas sāka pārbaudīt optiskā solitonu sakaru milzīgo potenciālu kā ātrdarbīgu tālsatiksmes{13}}komunikāciju. No 1990. līdz 1992. gadam laboratorijas ASV un Apvienotajā Karalistē izmantoja cirkulācijas cilpas, lai pārraidītu 2,5 Gbit/s un 5 Gbit/s datus vairāk nekā 1 × 10⁴km; Japānas laboratorijas pārraidīja 10 Gbit/s datus 1 × 10⁶km. 1995. gadā Francijas laboratorijas pārsūtīja 20 Gbit/s datus 1 × 10⁶km garumā ar atkārtotāja attālumu 140 km. 1995. gadā Lielbritānijas laboratorijas pārsūtīja 20 Gbit/s datus virs 8100 km un 40 Gbit/s datus vairāk nekā 5000 km. Lineāro optisko solitonu sistēmu lauka izmēģinājumi tika veikti arī metropoles tīklos ap Tokiju, Japānā, pārraidot 10 Gbit/s un 20 Gbit/s datus attiecīgi 2,5 × 10 ³ km un 1 × 10 ³ km. 1994. gadā un 1995. gadā liela ātruma dati 80 Gbit/s un 160 Gbit/s tika pārraidīti arī attiecīgi 500 km un 200 km.
