Одномодове волокно (SingleModeFiber) — це оптичне волокно, яке може передавати лише одну моду на певній довжині хвилі. Центральне скляне ядро дуже тонке (діаметр ядра зазвичай становить 9 або 10 мкм).
Тому його міжмодова дисперсія дуже мала, придатна для віддаленого зв’язку. Однак існує також матеріальна дисперсія та хвилеводна дисперсія, тому одномодове волокно має вищі вимоги до спектральної ширини та стабільності джерела світла, тобто спектральна ширина повинна бути вузькою, а стабільність кращою.
Пізніше було виявлено, що при довжині хвилі 1,31 мкм дисперсія матеріалу одномодового оптичного волокна та дисперсія хвилеводу є позитивними та негативними, а величина абсолютно однакова. Таким чином, область довжини хвилі 1,31 мкм стала ідеальним робочим вікном для волоконно-оптичних комунікацій і тепер є основним робочим діапазоном практичних волоконно-оптичних систем зв’язку. Основні параметри звичайного одномодового волокна 1,31 мкм рекомендовані Міжнародним союзом електрозв’язку ITU-T у G652 Certain, тому це волокно також називають волокном G652. Одномодове волокно можна розділити на одномодове волокно 652, одномодове волокно 653 і одномодове волокно 655.
Пояснення «одномодового волокна» в академічній літературі: як правило, коли v менше 2,405, проходить лише один пік у волокні, тому воно називається одномодовим волокном. Його серцевина дуже тонка, близько 8-10 мікрон, а дисперсія мод дуже мала. Основним фактором, який впливає на ширину смуги пропускання волокна, є різні дисперсії, причому дисперсія мод є найважливішою. Дисперсія одномодового волокна мала, тому воно може пропускати світло в широкій смузі частот на велику відстань.
Одномодове волокно має діаметр серцевини 10 мікрон, що дозволяє передавати одномодовий промінь, що може зменшити смугу пропускання та модальну дисперсію. Однак, оскільки діаметр серцевини одномодового волокна занадто малий, важко контролювати передачу променя, тому необхідно використовувати дорогі лазери як джерело світла, а основним обмеженням одномодових оптичних кабелів є дисперсія матеріалу . Одномодові оптичні кабелі в основному використовують лазери для отримання високочастотної смуги пропускання. Оскільки світлодіоди випромінюють велику кількість джерел світла з різною смугою пропускання, вимоги до дисперсії матеріалу є дуже важливими. Одномодове волокно може підтримувати більшу відстань передачі, ніж багатомодове волокно. У мережах Ethernet 100 Мбіт/с або 1G Gigabit одномодове оптоволокно може підтримувати відстань передачі понад 5000 м з точки зору вартості. З точки зору вартості, оскільки оптичний трансивер дуже дорогий, вартість використання одномодового оптичного волокна буде вищою, ніж вартість багатомодового оптичного кабелю.
Розподіл показника заломлення подібний до різкого оптичного волокна, діаметр серцевини становить лише 8 ~ 10 мкм, а світло поширюється в лінійній формі вздовж осі серцевини. Оскільки це волокно може передавати лише одну моду (два стани поляризації є виродженими), його називають одномодовим волокном, і його спотворення сигналу є дуже малим.