Prawidłowa odpowiedź to absorpcja jonowa, bo właśnie to zjawisko w największym stopniu decyduje, gdzie w widmie światła opłaca się przesyłać sygnał światłowodem. W szkle światłowodowym (głównie SiO₂ z domieszkami) występują pasma silnej absorpcji związane z drganiami sieci krystalicznej oraz przejściami elektronowymi jonów domieszek, np. jonów metali, grup OH⁻ i innych zanieczyszczeń. Pomiędzy tymi pasmami są obszary, gdzie tłumienie jest minimalne – i to właśnie nazywamy oknami optycznymi, np. okolice 850 nm, 1310 nm, 1550 nm. W praktyce całe projektowanie systemów światłowodowych (Ethernet, DWDM, systemy telekomunikacyjne zgodne z ITU-T G.652, G.655 itd.) jest oparte na wykorzystaniu tych okien, bo tam straty są najniższe, a transmisja na duże odległości jest po prostu ekonomiczna. Moim zdaniem warto zapamiętać, że to nie „widzimisię” producentów, tylko fizyka materiału wymusza konkretne długości fal. Dlatego standardy telekomunikacyjne definiują tzw. pasma O, E, S, C, L, U właśnie wokół tych okien. W paśmie C (około 1550 nm) tłumienie w typowym włóknie jednomodowym spada nawet poniżej 0,2 dB/km, co pozwala budować długie łącza z małą liczbą wzmacniaczy. W sieciach operatorskich wykorzystuje się to okno do systemów DWDM, gdzie w jednym włóknie przesyła się dziesiątki lub setki długości fal opartych na bardzo wąskim zakresie okna optycznego. Z kolei w sieciach lokalnych, krótszych, często używa się okna 850 nm (światłowody wielomodowe OM2, OM3, OM4), bo tam źródła światła (diody VCSEL) są tańsze, a strata wciąż akceptowalna na kilkaset metrów czy parę kilometrów. Podsumowując: okna optyczne to bezpośredni efekt widmowego rozkładu absorpcji jonowej i wibracyjnej materiału światłowodu, a cała branża telekomunikacyjna podporządkowała im standardy, urządzenia i dobre praktyki projektowania sieci.
W tym zadaniu łatwo się pomylić, bo wszystkie podane zjawiska faktycznie występują w światłowodach i mają wpływ na transmisję, ale tylko jedno z nich jest bezpośrednio odpowiedzialne za istnienie tzw. okien optycznych. Okno optyczne to zakres długości fali, w którym tłumienie w światłowodzie jest szczególnie małe. Te minima tłumienia wynikają głównie z własności materiału, czyli szkła i domieszek, a dokładniej z widmowej charakterystyki absorpcji jonowej i wibracyjnej. Dyspersja jak najbardziej jest ważna w telekomunikacji światłowodowej, bo powoduje rozmycie impulsów w czasie i ogranicza maksymalną przepływność i odległość bez regeneracji. Jednak dyspersja nie tworzy okien optycznych. Ona zmienia kształt sygnału w funkcji długości fali, ale nie jest głównym źródłem strat mocy. W standardach ITU-T (np. G.652) wręcz wykorzystuje się fakt, że w niektórych oknach (np. 1310 nm) dyspersja jest bliska zeru, ale samo istnienie okna wynika z niskiego tłumienia, a to już jest kwestia absorpcji i rozpraszania, a nie dyspersji. Rozpraszanie, głównie Rayleigha, rzeczywiście dokłada się do tłumienia i jest bardzo istotne, zwłaszcza w krótszych długościach fali. Jednak rozpraszanie maleje w miarę przechodzenia w stronę dłuższych fal w sposób dość łagodny, bez wyraźnych „dziur” i „pików”. To absorpcja jonowa i wibracyjna (związana z pasmami drgań sieci krystalicznej i grup OH⁻) powoduje, że widmo tłumienia ma wyraźne minima i maksima. Pomiędzy pasmami silnej absorpcji pojawiają się obszary o małym tłumieniu – to właśnie są okna optyczne wykorzystywane w praktyce. Nieliniowości całkowitego wewnętrznego odbicia brzmią trochę groźnie, ale całkowite wewnętrzne odbicie samo w sobie jest zjawiskiem geometryczno-falowym, determinowanym przez współczynniki załamania rdzenia i płaszcza. Nieliniowości w światłowodach oczywiście istnieją (efekty Kerr’a, samo-modulacja fazy, mieszanie czterofalowe), ale one są istotne głównie przy dużych mocach optycznych i wysokich gęstościach mocy, np. w systemach DWDM o dużej liczbie kanałów. Nie one decydują o położeniu okien optycznych, tylko materiałowe widmo tłumienia. Typowy błąd myślowy przy tym pytaniu polega na mieszaniu dwóch rzeczy: parametrów, które ograniczają jakość sygnału (dyspersja, nieliniowości), z parametrami, które definiują „opłacalność” danej długości fali z punktu widzenia strat mocy (absorpcja i częściowo rozpraszanie). Okna optyczne są definiowane przez minima tłumienia wynikające głównie z absorpcji jonowej i wibracyjnej w szkle światłowodowym, a dopiero w ich obrębie inżynierowie biorą pod uwagę dyspersję, nieliniowości i inne efekty przy doborze dokładnej długości fali i standardu transmisji.