Leuchtdioden ( LED's ) eignen sich für kurze Übertragungsstrecken, sind einfach anzusteuern und wesentlich preiswerter als Laserdioden . Sie sind auch schnell genug für Anwendungen bis ca. 200 MHz . LED`s verwenden Halbleiterkristalle wie Gallium-Arsenid (GaAs) um elektrische Signale in Lichtsignale zu wandeln. In der Kommunikation werden LEDs ebenso wie Laser als Lichtquelle für die Übertragung in optischen Medien benutzt. Da die Abstrahlfläche von LEDs zwischen 50 µm und 100 µm liegt, werden sie primär in Verbindung mit Multimodenfasern eingesetzt. LEDs gibt es für Wellenlängen von 850 nm und 1300 nm mit typischen Ausgangsleistungen von 1 mW . Eine LED erzeugt streuendes Licht , das in einem relativ großen Winkel abgestrahlt wird. Dieser liegt zwischen 40 und 90 Grad.
Laserdioden werden in der optischen Übertragungstechnik zur Lichteinspeisung in Lichtwellenleitern verwendet. Mit Laserdioden können Übertragungsfrequenzen von etwa 10 GHz erreicht werden. Laserdioden haben gegenüber LEDs eine wesentlich höhere Ausgangsleistung, die über 5 mW liegt, und sind daher für lange Übertragungsstrecken besser geeignet. Sie erzeugen ein gebündeltes Licht mit einer sehr genauen Lichtwellenbreite von nur 1 nm. DieAbstrahlfläche von 5 µm und der geringe Abstrahlwinkel sind ideal für den Einsatz in Verbindung mit Monomodefasern. Die Lebensdauer von Laserdioden unterscheidet sich im Vergleich mit LEDīs kaum. Nachteilig sind der höhere Schaltungsaufwand gegenüber LEDs sowie die Temperaturabhängigkeit und die Empfindlichkeit gegenüber Rückstreuungen.
Bevor optische Sendeelemente die elektronischen Signale in Licht umwandeln können, müssen die Daten aufbereitet werden. Man nennt diese Vorgänge Modulation. Die Signale liegen bei der heutigen Technik meist digital vor. Auch die Lichtquellen sind für digitale Modulation besser geeignet, da sie keine linearen Kennlinien haben. Deshalb wird bei LWL meistens digital moduliert.
Das in der Optoelektronik am häufigsten verwendete Empfängerelement ist die Silizium-Fotodiode. Neben der Diode werden auch Fototransistoren eingesetzt. Das Fotoelement und der Fotowiderstand sind jedoch zu träge, also demzufolge nicht für nachrichtentechnische Aufgaben geeignet. Die Auskopplung wird mechanisch auf zwei Arten vorgenommen: Einerseits kann der Empfänger eine grosse Fläche aufweisen, in diesem Fall wird er direkt an der Faser angebracht, andererseits wird der Lichtstrahl mittels einer Linse gebündelt und auf eine kleine Fläche fokusiert. Die zweite Variante erlaubt einen weit besseren rauschärmeren Empfang.