光學纖維更重要的應用是在通訊方麵，實現光通訊。
所謂光通訊，就是用光來傳送信息。我們的祖先在200G年前就已經利用光來傳送信息了。萬裏長城是為了防禦異族入侵而建築起來的，在長城上每隔5公裏左右有一座烽火台。當異族來犯時，白天就在烽火台上點起狼煙，夜間則在烽火台上燃起火光，發出敵人入侵的警報，一台接一台地將煙火點燃起來、傳開去。
在戰場上，也可以見到光通訊的實例。例如，夜間用手電筒光打信號，利用紅綠信號彈聯絡和指揮戰鬥。
在大海上，艦艇之間或輪船之間也常采用光通訊。例如，彼此打旗語，實際上就是利用光進行通訊聯係，而采取燈光信號來“對話”，那就更算是光通訊了。
在飛機場，在列車調車場和車站，在城市裏的路口處，紅、黃、綠、藍、紫等各色信號燈的變換，是航行或交通的通用語言通訊。
上述種種，都是比較簡單的光通訊方式，因此傳送的信息內容是很有限的。
光通訊的裝置——光學電話，是近代才出現的。電話的發明家，美國科學家貝爾曾作過這樣一個實驗：讓弧光燈發出的穩定的光束照射到話筒的薄膜上，采用一塊拋物麵反光鏡來接收薄膜的反射光，反光鏡即將此反射光束投射到矽光電池上。薄膜隨著說話聲音而振動，其反射光束的變化則反映了聲音的變化規律，因此，矽光電池接收到來自薄膜的反射光之後，就產生一種依說話聲音而變化的光電流。然後，再將這種變化的光電流送給另一頭的聽筒，再現出說話者的聲音來。這樣就完成了發送和接收的任務。光學電話就這樣問世了。它作為一種新型通訊工具，曾有過一些實際應用。除了弧光燈外，還采用過紅外線和鎢絲燈泡，以提高保密性和擴大通訊距離。但是，無論哪一種光源，都不是光通訊的理想光源，因為常見光源發出的光的頻率和成分複雜，振動方向雜亂，信號調製困難，不適宜作載波；而且光束散開角度大，既不利於保密又容易造成光損失，加之受到氣象條件的限製，不適宜作長距離通訊。
激光的出現，使停滯不前的光通訊重新振興起來。激光，具有許多異常的特點，引起了人們的極大興趣，不僅在工業、農業、軍事和科研各個領域裏迅速應用起來，而且，人們立即就想到了將它用到通訊方麵來。激光的頻率成分單純，振動方向一致，相位相同，易於調製，是一種理想的光載波。激光的方向性好，光束發散角極小，幾乎是一束平行光束，因而適於通訊使用。
激光的出現，使“山重水複疑無路”的通訊技術“柳暗花明又一村”。自從十九世紀三十年代開始電報通信以來，在100多年的時間裏，通訊技術發展很快。特別是，本世紀六十年代以來，由於半導體技術和電子計算機技術的應用，使電子通訊科學技術進入了一個新的發展時期，采用了數字傳輸技術和電子計算機控製自動交換機，而且還采用了大容量海底電纜和衛星通信等新型通訊手段。通訊技術，至此真可謂應有盡有，十分完備了。但是，生產、軍事和科研不斷發展，通訊及廣播事業也要相應地發展，並要求進一步擴大通訊容量。現在的無線電通信已經越來越滿足不了需要，因為空間太擁擠了！由於相同和相鄰的頻率相互幹擾，常發生串話，因而在一定地區內各通訊係統不能同時采用相同的通訊頻率，隻能按頻率高低順序排列，或者將使用同一頻率的時間彼此分開來，因此可用頻道容量受到限製，影響了通訊和廣播事業的發展。激光的出現，則救了無線電通信的“大駕”，采用激光進行光通訊，由於光通訊各個係統不會相互幹擾，因而空間頻率擁擠的問題就迎刃而解了。
光通訊使用的是光波，光波是比無線電波頻率更高的電磁波。由於頻率越高，通訊容量越大，因而光波通訊最有前途。激光的頻率很高，在1013～1015赫之間，比現在用的微波還高1000倍！如果每條話路頻帶寬度為40D0赫，則可同時傳送100億話路；如果每套彩色電視頻帶寬度為10兆赫，則可同時傳送1000萬套電視節目。這是以往任何通訊係統都無法比擬的。
光通訊從光在發送端與接收端之間傳輸方式來看，可以分為大氣光通訊和纖維光通訊。
大氣光通訊是將發送端的光信號直接通過大氣空間傳送到接收端。采用這種方式通訊，和無線電通訊相似，不需要敷設線路，經濟而方便。激光的能量集中，發散角很小，傳送幾十公裏後，光斑直徑僅擴大10厘米左右。在此光斑之外收不到光信號，因此保密性很好。但是，激光通過大氣時會受到大氣吸收和散射等影響，能量損失很大，因而通訊距離受到了限製。為了解決這一問題，人們選用受大氣影響小的激光進行光通訊，盡管如此，仍不能得到滿意的效果。在一般情況下，大氣光通訊的距離僅可達到十幾公裏，最多可達到幾十公裏。當遇到特別大的雨、雪、霧時，光通訊將因信號受到嚴重衰減而不得不中斷。霧的影響最嚴重，特大霧能使光每公裏衰減200分貝，即光信號發射功率經過1公裏後被衰減到一萬億億分之一（10——20），這樣一來，發射光功率1兆瓦，通過1公裏大霧後僅剩下0.01微微瓦了。因此，在特大霧時的通訊距離隻有500米。此外，氣溫變化和大氣湍流使空氣折射率發生變動，能引起光束抖動，也會嚴重影響光通訊。空間出現的攔截物，如飛鳥、飛機等遮攔光束，也將致使光通訊中斷。總的來看，大氣光通訊的使用範圍有限，僅對於近距離的機動、保密性專線通信具有一定的實用價值。