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光纤和同轴电缆相似，只是没有网状屏蔽层。光纤的中心是光传播的玻璃芯，微细的光纤封装在塑料护套中，使得它能够弯曲而不至于断裂。通常，光纤的一端的发射装置使用发光二极管（Light Emitting Diode，LED）或半导体激光器将光脉冲传送至光纤，光纤的另一端的接收装置使用光敏元件检测脉冲。在光纤上传输数据时，用有光脉冲信号表示1，没有光脉冲表示0。光纤通信系统是由光端机、光纤（光缆）和光纤中继器等设备组成。

光纤不仅具有通信容量大的特点，还具有其他的一些特点：

·抗电磁干扰性能好；

·保密性好，无串音干扰；

·信号衰减小，传输距离长；

·抗化学腐蚀能力强。

通常可以将光纤分为单模光纤和多模光纤两类（所谓“模”是指以一定的角度进入光纤的一束光）。单模光纤和多模光纤在光的传输原理、传输距离以及传输的带宽容量和性能上都有很大的区别。

在工作波长中能够传输多个模式的光纤称作多模光纤（Multi Mode Fiber，MMF）。如图3-19所示，多模光纤直径较大，不同波长和相位的光束沿光纤壁不停地反射着向前传输，由于传输模式可达几百个，会造成较大色散，是影响传输带宽的主要因素，限制了两个中继器之间的传输距离和带宽，多模光纤的带宽约为2.5Gbit/s。但是，由于MMF的芯径较大且与LED等光源结合容易，在短距离通信领域中应用较多。MMF按折射率分布可分为渐变（GI）型和阶跃（SI）型两种。渐变型的折射率在纤芯中心最高，沿包层方向降低。从几何光学角度来看，在纤芯中前进的光束呈现以蛇行方式传播。由于，光的各个路径所需时间大致相同，所以传输容量较阶跃型大。阶跃型MMF光纤纤芯折射率的分布是相同的，但与包层的界面呈阶梯状。由于阶跃型光波在光纤中的反射前进过程中，产生各个光路径的时差，致使射出光波失真，色激较大，导致传输带宽变窄。

在工作波长中，只能传输一个模式的光纤称为单模光纤（Single Mode Fiber，SMF）。这种光纤是当前光通信中应用最广泛的光纤。如图3-19所示，单模光纤的纤芯直径很细，而且折射率呈阶跃状分布，当归一化频率V参数＜2.4时，理论上只能形成单模传输。光在单模光纤中直线传播时，很少反射，没有多模色散，提高了带宽，传输距离也得到加长，而且它的材料色散和结构色散相加抵消，其合成特性恰好形成零色散的特性，进一步提高了传输带宽。其带宽可超过10Gbit/s。但是与之配套的光端设备价格较高。单模光纤中，因掺杂物不同和制造方式的差别可分为多种类型，包括凹陷型包层光纤和匹配型包层光纤等。