核心直径较大的光纤（大于 10 微米）的物理性质，可以用几何光学的理论来分析，这种光纤称为多模光纤，用于通信用途时，线材会以橘色外皮作为辨识。

在一个多模突变光纤内，光线靠着全反射传导于核心。当光线遇到核心-包覆边界时，假若入射角大于临界角，则光线会被完全反射。临界角的角度是由核心折射率与包覆折射率共同决定。

光缆施工时受到拉力不得超过它所能承受的允许短暂力的规定（管道、架空光缆：1500N；直埋销售光缆：3000N；ADSS光缆：20%RTS），高价回收48芯光缆，运行使用时应不超过允许长期力的规定（管道、架空光缆600N；直埋光缆1000N；ADSS光缆：MAT）。

                   

光缆施工应在相应资格的技术人员指导下进行。

波导分析显示，在光纤内的光波的能量，并不是全部局限于核心里。令人惊讶地，特别是在单模光纤里，有很大一部分的能量是以衰减波的形式传导于包覆。

最常见的一种单模光纤，丽江48芯光缆，核心直径大约为 7.5–9.5 微米，大量回收48芯光缆，专门用于传导近红外线。多模光纤的核心直径可以小至 50 微米，或者大至几百微米

些特用光纤的核心或包覆会特别地制作成非圆柱形，通常像椭圆形或长方形。这包括维护偏极化光纤。光子晶体光纤是一种新型的光纤，其折射率以规律性的模式变化（通常沿着光纤的轴向会有圆柱空洞）。光子晶体光纤应用衍射效应（单独的或加上全反射效应）来局限光波于光纤核心。

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