Разработано множество типов оптических волокон. Они делятся на два основных типа — одномодовые и многомодовые. Модой в теории колебаний и волн называется тип колебания, т. е. каким образом свет идет по волокну. Исходя из этого, конструкция одномодового волокна такова, что в нем распространяется («может пролезть») только одна основная мода, имеющая самый низкий порядок. С другой стороны, многомодовое волокно имеет такие параметры сердцевины, что свет по нему может двигаться с помощью нескольких мод (до сотен).

Как правило, одномодовое волокно лучше и дороже многомодового, и вот почему. В последнем случае сигналы движутся по волокну по непредсказуемым модам, иногда моды переходят из одной в другую и т. п. Это приводит к дисперсионным искажениям, фронт импульса теряет четкость, «размазывается», становится из квадратного размытым по Гауссу, из-за чего дальность связи на многомодовом волокне ограничена. Однако, такое волокно гораздо проще в изготовлении — его световедущая сердцевина имеет диаметр 50-62,5 микрон, в то время как для одномодового волокна законы физики требуют диаметра сердцевины не менее 7 и не более 10 микрон. Для некоторого улучшения качества распростанения волн по многомодовому волокну оно может изготовляться не со ступенчатым изменением показателя преломления, а с градиентным (так называемые Селфоки — самофокусирующие волокна). В таких волокнах свет движется не по ломанной, а по гладкой криволинейной траэктории, при этом влияние дисперсии снижается, а качество выходного сигнала повышается.

Технология изготовления одномодового волокна более сложна и дорогостояща, но если удается добиться того, чтоб весь сигнал двигался по одной моде, дисперсионные искажения падают в сотни раз. Естественно, что для ввода излучения в одномодовое волокно должени применяться специальный лазер с оптической системой. В многомодовое волокно излучение можно вводить с помощью светодиода.

Стандартно для оптической связи используются частоты в инфракрасном диапазоне, где кварцевое стекло волокна имеет окна прозрачности: второе — 1310 нм и третье — 1550 нм. Для диагностики работоспособности волокон существуют приспособления, вводящие в волокно видимый глазом красный свет, но такое излучение затухает в волокне примерно за километр, и на больших расстояних не используется.

Все типы связного волокна имеют внешнюю отражающую (с низким коэфициентом преломления) оболочку диаметром 125 микрон.

В общем случае одномодовое волокно сегодня с успехом применяется для связи на расстояния до 100 км при скорости до 10Гбит/с, а многомодовое теоретически может использоваться на расстоянии до 4-5 км с снижением скорости до 1 Гбит/с, а на практике его технический предел составляет 500-600 метров — например, для монтажа локальных сетей по зданиям.