光纖在通信上的應用，一根光纜中，其中一條光纖，即可以取代一萬條以上的電話線。光纖實在是，傳遞信號極其優良的工具，藉著如髮般纖細的光蕊，可以完成大量且多重的通信工作。
人類很早就知道，用光來傳送信號，而用電通信，事實上不過百年來歷史，1870年，John Tyndal用水柱，作為光介質的實驗，1930年開始，採用玻璃纖維來傳送光。早期的光纖，有兩大缺失，一是價昂，二是信號折損率。目前這兩項問題皆已經克服。光纖有以下的幾個優點：
- 靈敏度高，不受電磁雜訊之干擾。
- 體積小、重量輕、壽命長、價格低廉。
- 絕緣、耐高壓、耐高溫、耐腐蝕，適於特殊環境之工作。
- 幾何形狀可依環境要求調整，信號傳輸容易。
光纖依其構造，可分為：
- 核心部份 (Core) ：即光纖中傳遞光信號的部份。
- 外殼部份 (Cladding) ：即被覆在核心外圍的部份。為使光線能在核心中傳送，所以核心部份之折射射率，須比外殼之折射率大，才能造成全反射。
- 保護層 (Jacket) 保護在外殼周圍，以防止損害光纖之外殼及核心。
光纖之折射率分佈情形可分為：
- 階梯型折射率分佈光纖：
最早為多模光纖，其光纖核心與外殼之折射率，呈突然階梯形之變化。多模光纖，通常沿其中心軸平行前進的光線，與彎曲前進的光纖，在到達時間會有差異，因此無法傳遞量測信號中相位的訊息。
如果採用多模光纖，作為光纖感測，那麼一般只是作亮度（振幅）方面的調制。繼多模光纖之後，而開發出單模光纖，其核心直徑特別小 (3.5-10μm)，只容許一束光束進入核心中，因此能夠光信號的相位訊息。唯其核心甚小，因此在耦合(coupling) 較為困擾。
目前在光纖感測方面，多模和單模光纖的使用量，都很廣泛，可謂難分軒輊。多模光纖之直徑，通常自50至1000μm大小，價格便宜易於使用，唯其傳遞信號的頻寬較窄。
- 連續型折射率分佈之光纖：
通常連續型折射率分佈的光纖響應頻率，可高達800MHz/km，而價格較昂，因此適合一些較高級的場合使用。連續型折射率分佈之光纖，其折射率分佈情形為： 離中心越近，其折射率越小。因此光線在內部行走的路線，為彎曲形狀。
光線在光纖內部傳輸所行走的路徑，其彎曲曲率，與折射率分佈之梯度有關。
談到光纖傳輸光線信號時，首先須對光線，射入不同介質時所發生反射及折射現象，作一瞭解。利用全反射，我們可很輕易的使用光纖，來改變光的行進方向，且在過程中，使光的損耗最小。
光纖之損失原因，通常包含下列各項：
- 材料的吸收損失：
由於光纖內含有過度金屬元素(如Sc、Ti、V、Cr、Mn......等)。這類金屬在光譜範圍，有廣大的吸收帶。另外所含的OH及材料的缺陷（如光纖抽絲，所引起的核心及外殼介面構造之微小變化），亦產生損失，這些都是必須在製造技術上作改進的。
- 材料的散射損失：
由於材料之密度或組成不均，皆產生Rayleigh 散射，其損失值與波長成正比。因此波長越長，損失越小，除了Rayleigh 散射外，尚有其他的散射行為，但其影響，不如Rayleigh散射來得大。
- 機械變形所引起之損失：
當機械變形，所引起的微曲及彎曲，皆造成光纖傳送信號的損失。所謂微曲損失，是指當光纖纏繞在一圓筒狀上，在這圓筒表面的不平坦，會引起微曲現象，其所受到的不均勻之側面壓力，造成在軸方向，產生微末級的彎曲，因此而造成損失的情形。
所謂彎曲損失，則是指在某處之入射角，比臨界角小時，光向外面折射，而造成之損失。
光纖之損失原因
如果我們希望光纖，在傳導信號時，尚能保持原有，入射光的偏極方向，則須採用偏光保持光纖(polarization-preserving fiber)，這種光纖在同調式通訊、光纖干涉、及光纖陀螺儀方面，有很廣泛的應用，以下是三種偏光保持光纖的型態：
BOWIE、PANDA、及D-CORE。一般我們所指的光纖，都是指石英玻璃光纖(Silica-based glasses)。事實上，光纖之材料，可分為無機材料、及有機材料兩種。
有機材料如PMMA塑膠、或PCF塑膠，其損失較無機材料大，但價格較低，大都用於近距離之通訊。而無機材料中，目前以石英玻璃之損失為最低，並且又具有高強度及良好的安定性，其主要成份為二氧化矽(SiO2)。
當為了增大其折射率時，會添加二氧化鍺、氧化鋁、二氧化、氧化磷等材料，當為了減少其折射率時，則考慮加入三氧化二硼、及氟等材料。
光纖的斷續，並不如電線那麼容易，光纖之連接方式有二，一是活動式連接，即是可取下再裝上的連接方式，二是永久性連接(joint或splice)。無論是那一種連接方式，最好在兩纖維之核心部份，必須沒有間隙，並且應沿軸心方向，垂直連接。
其尺寸精度要求甚高，當考慮將光纖切斷時，亦應使用專用之光纖切線器、及光纖剝皮器來工作。光纖在二極體雷射光入射時，常有反射光點，反射回到二極體雷射的共振腔中，造成雷射光輸出的雜訊，這種情形，可利用光隔離接頭(optically isolated pigtail)來改善，雷射二極體，與光纖接頭，套裝在光隔離接頭，即能工作。
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