Światłowód jednomodowy (SingleModeFiber) to światłowód, który może transmitować tylko jeden mod na określonej długości fali. Środkowy rdzeń szklany jest bardzo cienki (średnica rdzenia wynosi zazwyczaj 9 lub 10 μm).
Dlatego jego dyspersja międzymodowa jest bardzo mała, odpowiednia do komunikacji zdalnej. Jednakże istnieje również dyspersja materiałowa i dyspersja falowodowa, dzięki czemu włókno jednomodowe ma wyższe wymagania dotyczące szerokości widmowej i stabilności źródła światła, to znaczy, szerokość widmowa powinna być wąska, a stabilność lepsza.
Później odkryto, że przy długości fali 1,31 μm dyspersja materiałowa światłowodu jednomodowego i dyspersja falowodu są dodatnie i ujemne, a wielkość jest dokładnie taka sama. W ten sposób obszar długości fali 1,31 μm stał się idealnym oknem roboczym dla komunikacji światłowodowej i jest obecnie głównym pasmem roboczym praktycznych systemów komunikacji światłowodowej. Główne parametry konwencjonalnego światłowodu jednomodowego 1,31 μm są zalecane przez Międzynarodowy Związek Telekomunikacyjny ITU-T w G652 Sure, dlatego włókno to nazywane jest także włóknem G652. Światłowód jednomodowy można podzielić na światłowód jednomodowy 652, światłowód jednomodowy 653 i światłowód jednomodowy 655.
Wyjaśnienie „światła jednomodowego” w literaturze akademickiej: ogólnie rzecz biorąc, gdy v jest mniejsze niż 2,405, przechodzi tylko jeden szczyt we włóknie, dlatego nazywa się to włóknem jednomodowym. Jego rdzeń jest bardzo cienki, około 8-10 mikronów, a dyspersja modów jest bardzo mała. Głównym czynnikiem wpływającym na szerokość pasma transmisyjnego światłowodu są różne dyspersje, przy czym najważniejsza jest dyspersja modowa. Dyspersja światłowodu jednomodowego jest niewielka, dzięki czemu może przesyłać światło w szerokim paśmie częstotliwości na duże odległości.
Światłowód jednomodowy ma rdzeń o średnicy 10 mikronów, co umożliwia transmisję wiązki jednomodowej, co może zmniejszyć szerokość pasma i dyspersję modalną. Ponieważ jednak średnica rdzenia światłowodu jednomodowego jest zbyt mała, trudno jest kontrolować transmisję wiązki, dlatego jako źródło światła należy stosować drogie lasery, a głównym ograniczeniem kabli optycznych jednomodowych jest dyspersja materiału . W jednomodowych kablach optycznych do uzyskania pasma wysokiej częstotliwości wykorzystywane są głównie lasery. Ponieważ diody LED będą emitować dużą liczbę źródeł światła o różnych szerokościach pasma, wymagania dotyczące dyspersji materiału są bardzo ważne. Światłowód jednomodowy może obsługiwać większą odległość transmisji niż światłowód wielomodowy. W sieci Ethernet 100 Mb/s lub 1G Gigabit światłowód jednomodowy może obsługiwać odległość transmisji większą niż 5000 m z punktu widzenia kosztów. Z punktu widzenia kosztów, ponieważ transceiver optyczny jest bardzo drogi, koszt zastosowania światłowodu jednomodowego będzie wyższy niż koszt kabla światłowodowego wielomodowego.
Rozkład współczynnika załamania światła jest podobny do światłowodu stromego, średnica rdzenia wynosi tylko 8 ~ 10 μm, a światło rozchodzi się liniowo wzdłuż osi rdzenia. Ponieważ włókno to może transmitować tylko jeden mod (dwa stany polaryzacji są zdegenerowane), nazywane jest włóknem jednomodowym, a jego zniekształcenie sygnału jest bardzo małe.