В оптоволокне свет может распространяться в двух формах, которые характеризуют само волокно, как одномодовое и многомодовое. В одномодовом волокне все выглядит как прямая: световой путь имеет небольшой диаметр, что делает путь прохождения сигнала в основном прямым.

Диаметр одномодового волокна колеблется от 8 до 10 мкм в зависимости от производителя. Чтобы использовать данный тип волокна, необходимо иметь крайне точный источник, который может производить одномодовое световое излучение в волокне. Показатель преломления одномодового волокна очень низок, поскольку его малая сердцевина предотвращает рассеивание лучей и свет распространяется через волокно только в одном направлении. 

Такое оптоволокно способно передавать длины волн 1310 нм и 1550 нм, немного ослабляя сигнал. Оно используется на больших расстояниях и с высокой пропускной способностью до 100 км без потери сигнала.