Jednomodni optički kabel nosi jedan intenzivan snop paralelnih svjetlosnih zraka koje obično emitira injekcijska laserska dioda (ILD) kroz kolimirajuću leću za ispravljanje zraka; zraka zatim putuje niz uski optički kanal za prijenos digitalnog signala na velike udaljenosti. Obično izrađena od stakla, ova vlakna nude veću propusnost i manji gubitak signala od multimodnih vlakana. Njihove jezgre su tanje od ljudske kose, promjera oko osam mikrona (µm), omotane u omotač od oko 125 µm, i prenose lasersko svjetlo na većim valnim duljinama od oko 1,300 ili 1,550 nanometara (nm). S manjim indeksom loma od multimodnih vlakana, intenzivna laserska svjetlost putuje paralelno s osi vlakna, minimizirajući disperzije impulsa i druge degradacije signala koje se javljaju u valovima preplitanja multimodnih vlakana. Ova skuplja jednomodna vlakna služe za potrebe velikih udaljenosti u telekomunikacijama i mrežama kabelske televizije.
Laser ubrizgava svjetlo uske spektralne širine u jednomodni optički kabel velike propusnosti. Duga nit staklenih vlakana obično širi laserski prijenos pomoću multipleksiranja s podjelom valova (WDM), koji dijeli signale različitim valnim duljinama kako bi se povećala propusnost prijenosa. To uvelike poboljšava brzinu prijenosa jednomodnog preko multimodnog vlakna, na udaljenosti do 50 puta većoj od potencijalne.
Jedan svjetlosni val u čvršćoj jezgri praktički eliminira izobličenja zbog smetnji ili gubitka svjetlosti. To generira najveće brzine prijenosa od odašiljača do prijemnika od bilo kojeg vlakna. Funkcionira bez obzira na elektromagnetske smetnje (EMI) i zabranjuje prisluškivanje eliminirajući curenje signala. Valne duljine svjetlosti oko 1,300 nm služe za kraće udaljenosti, a 1,500 nm za veće udaljenosti.
Prijenosna laserska dioda šalje svjetlosni signal niz jednomodni optički kabel. Poput loptica za ping pong kroz cijev nešto većeg promjera, svjetlost, nesposobna da se zaustavi, odbije, pobjegne ili se vrati natrag, putuje naprijed kroz jezgru okruženu neupijajućom oblogom koja je deset puta deblja. Valna duljina se kontinuirano širi naprijed s nemogućnošću da se lomi, reflektira ili rasprši kao toplina unutar valovoda. Nema kamo drugdje ići, osim ako naiđe na apsorptivne nedostatke u proizvodnji ili greške u instalaciji ili povezivanju.
Signalni impulsi mogu putovati kroz regeneratore ili atenuatore dok ne dođu do prijemnika. Tamo fotodioda dekodira valne oblike oko 8,000 puta u sekundi, pretvarajući ih natrag u signale elektroničkog računala kao digitalne podatke i audio/video informacije. Ovo je kao da u jednoj sekundi pročitate cijeli niz enciklopedija od 24 sveska.
U jednomodnom optičkom kabelu, ovaj oblik propagacije s malim gubicima, najnižeg reda može raditi samo iznad određene granične valne duljine. To je poznato kao indeks koraka jednog načina rada (SM). To znači da su samo ravne svjetlosne zrake odabrane za prijenos u jednom modu; ne miješaju se ili odbijaju različitim brzinama u višemodnim širenjima vala, kao kroz šire jezgre multimodnih vlakana.
Različite vrste jednomodnih optičkih kabela uključuju vlakna s prekidom ili disperzijskim pomakom, vlakna s disperzijskim pomakom bez nule, vlakna s niskim vrhom vode i druge. Također poznat kao mono-mode ili uni-mode vlakno, prvenstveno se koristi za širokopojasne mreže (WAN); međutim, dobio je povećanu pozornost lokalnih mreža (LAN), koje proširuju svoj doseg na veće udaljenosti u okruženjima kao što su sveučilišni ili korporativni kampusi. Ovi skuplji kabeli imaju ograničavajuće čimbenike kao što je radijus savijanja, pa ih mora pažljivo isplanirati prije ugradnje od strane kvalificiranog tehničara.