Media fiber optik single-mode memiliki jarak yang lebih jauh dibandingkan dengan multimode karena perbedaan pada diameter inti dan cara propagasi cahaya pada kedua jenis fiber optik tersebut.

Pada fiber optik single-mode, diameter inti serat optiknya lebih kecil (sekitar 9 mikrometer), sehingga memungkinkan untuk hanya satu mode atau jalur cahaya saja yang dapat berjalan di dalam serat. Sementara itu, pada fiber optik multimode, diameter inti serat optiknya lebih besar (sekitar 50-62,5 mikrometer), sehingga memungkinkan lebih dari satu mode cahaya yang dapat berjalan di dalam serat.

Karena hanya ada satu mode cahaya yang dapat berjalan di dalam serat optik single-mode, maka dapat mengurangi efek dispersi cahaya atau penyebaran sinyal yang dapat terjadi pada jarak jauh. Sehingga, fiber optik single-mode memungkinkan jarak yang lebih jauh dapat dicapai tanpa terlalu banyak kehilangan sinyal, dibandingkan dengan fiber optik multimode yang lebih rentan mengalami efek dispersi cahaya pada jarak yang lebih jauh.

Oleh karena itu, media fiber optik single-mode biasanya digunakan untuk jarak yang lebih jauh, seperti dalam transmisi data jarak jauh, jaringan telekomunikasi, dan aplikasi lain yang membutuhkan transmisi data dalam jarak yang lebih luas dan kecepatan yang lebih tinggi. Sedangkan media fiber optik multimode biasanya digunakan pada jarak yang lebih pendek, seperti jaringan lokal atau LAN dan data center.