在光缆中，许多单独的光纤被绑在一个中心钢缆或一根高强度的塑料载体上作为支撑。然后缆芯用铝、凯夫拉和聚乙烯（一种塑料）等材料包层作为覆盖保护（见图1）。
图1 光缆剖面图
由于纤芯和包层的组成材料稍有差异，因而穿过的光速不同。当光波到达纤芯与包层之间的边界时，这些差异导致光波全反射回纤芯，因此当光脉冲通过光纤时，不断地弹回远离包层，继续在纤芯内向前传送。理想情况下，脉冲通过光纤的速度大约是真空中光速的三分之二——每秒20万千米，能量的损耗仅仅是由玻璃中的杂质，以及玻璃中不规则结构吸收了能量造成的。
光纤中的能量损耗（衰减）是用分贝（测量相对功率电平的单位）来测量的。通常情况下，长距离光纤的损耗低至每公里0.2分贝。这意味着经过一定距离后，信号变得微弱，必须对信号进行增强或再次重复。以目前的数据链技术，在长距离电缆中大约每隔100千米就需要一台激光信号中继器。
光纤主要有两种类型：单模光纤和多模光纤。在单模光纤中，线芯较小，通常直径为10微米，包层直径为100微米。单模光纤适用于长距离传输信号且只传送一种光波。单模光纤束用于长途电话线和海底电缆的铺设。多模光纤能在较短的距离内传输数百个独立的光波信号。多模光纤的线芯直径为50微米或62.5微米，包层直径为125微米。多模光纤适用于短距离通信系统，在这种系统中，许多信号必须传送到中央交换站并进行分发，如在计算机数据中心或本地网络中。
通讯及其他
电话最初是通过铜线以电信号的形式发送的，但是这些信号不能携带太多信息。随着电话使用量的增加，开始使用同轴电缆（一种由绝缘层包围的内部导体，像有线电视用的那种）传输信号，但是这种方法价格太贵。一根光纤可以比一根铜缆传输更多的信息。光纤也用于医学手书使用的内窥镜和腹腔镜上，以及专业的照明器材和显示器上。
光纤的芯和包层都是由高纯度的石英玻璃制成的。石英的化学名称叫二氧化硅（SiO 2），本章主要介绍光纤的两种制造方法。第一种是坩埚法，这种方法生产多模光纤，多模光纤适合于短距离传输多种光波信号。第二种是气相沉积法（见图2），由纤芯和包层材料构成一个实心的圆柱体，加热软化拉成长丝制成单模光纤，单模光纤适用于远距离的通信。
气相沉积法有好几种。本节将重点介绍目前使用最广泛的制造技术——改进的管内化学气相沉积（MCVD）工艺。MCVD生产的光纤损耗低，非常适合制造长距离光缆。
光纤是由圆柱形预制棒拉制而成的，因而光纤的生产工艺包括怎样预制圆柱形预制棒和拉丝工艺。
改进的管内化学气相沉积（MCVD）法
1．首先，在一个玻璃空心棒的内表面沉积一层特制的二氧化硅（见图2），制成圆柱形预制棒。氧气流按特定的次序将以下几种化学蒸汽物四氯化硅（SiCl4）、四氯化锗（GeCl4）、三氯氧磷（POCl3）送入空心玻璃管。这些沉积层是通过将纯氧气流施加到棒上而沉积的。空心玻璃管下方的喷灯火焰使空心管的内壁保持很高的温度——管内发生化学反应生成非常纯净的二氧化硅——细腻的玻璃灰。反应的产物沉积在空心管内壁，随着沉积不断产生，中空的玻璃管逐渐被封闭，最后这个玻璃灰沉积成纤芯。添加的化学蒸汽物不同，纤芯的特性就有区别。
图2 为了制造光纤，在空心棒的内表面上沉积一层二氧化硅。这是用改进的化学气相沉积法来完成的，纯氧气流与各种化学蒸汽相结合送入空心棒。当气体接触到空心棒时发生化学反应，生成灰状的二氧化硅在空心棒内表面逐渐沉积。
2．当玻璃灰积累到所需的厚度后，基材棒移动到其他加热步骤，以消除玻璃灰层中的水分或气泡。在加热过程中，空心玻璃管和内部玻璃灰层凝固形成高纯度二氧化硅的晶体或预制棒。预制棒的直径通常为10至25毫米，长度为600至1000毫米。
3．然后纤芯继续通过机器进行一系列的检查和加工：检查直径大小、涂覆保护层、热固化。最后，被卷绕到一个线轴上。
拉丝
4．固体预制棒自动转移到垂直拉丝系统中（见图3）。组成典型的垂直拉丝系统的机器最高可达两层楼，可生产长达300千米的连续纤维。该系统包括熔化预制件尾端的熔炉、用于测量从预制件上拉出纤维直径的传感器、用于在光纤包层涂覆上保护层的涂层装置。
图3 在固体玻璃预制件制备完成后，将其转移到一个直立的拉丝系统，在该系统中对预制件进行高温加热。玻璃软化在预制棒尖端形成了一小滴熔融的球状玻璃，依靠重力下垂，带动里面的单根光纤被拉出成细丝。
5．预制棒首先通过一个高温加热炉，将预制棒尖端加热到大约2000℃，足以使玻璃预制棒软化，软化的熔融态玻璃从高温加热炉底部的喷嘴处滴落出来并凝聚形成一带小球细丝，靠自身重量下垂逐渐变细而成纤维，即我们所说的裸光纤。将有小球段纤维称为“滴流头”。“滴流头”脱落，内部的单光纤从预制棒中拉出，由牵引棍绕到卷筒上。由预制棒拉丝而成的光纤，以玻璃灰形式沉积的二氧化硅构成了光纤的纤芯，原始的基材棒（空心玻璃棒）构成光纤的包层。
6．当纤维被拉出时，测量装置会监测纤维的直径和中心位置，而另一装置会给纤维涂上保护层。然后纤维通过一个固化炉固化，另一个测量装置检测它的直径，把它缠绕在一个线轴上。
质量控制始于作为棒材和纤维涂层原料的化合物的供应商。专业化学品供应商提供化合物的详细化学分析报告，这些报告经常由连接到工艺容器的计算机的在线分析仪检测。
过程工程师和训练有素的技术人员密切关注密封的容器中预制棒的生产和拉丝过程。计算机操作复杂的控制系统来管理生产过程中的高温高压。精密测量设备可连续监测光纤直径，并为拉丝过程的控制提供信息。
随着对光学性能改善材料的研究不断深入，未来的光纤将会得到发展。目前，含高氟化合物的石英玻璃制造的光纤应用前景最为广阔，其能量损耗甚至低于目前的高效光纤。然而，二氧化硅玻璃纤维目前较难制造，因为产品可能是脆弱的，容易出现水分问题。
除了使用更精细的材料外，对可携带的数据量和传输距离的提高也在研究改进中。莫斯科物理与技术研究所和澳大利亚国立大学的研究人员发现了一种利用硅纳米粒子将光纤内的光散射效应增强100倍的方法。这将有助于提高发射强度，意味着可以延长长途线路中中继器之间的距离。