虽然目前已经出现很多技术降低诸如色散之类的问题，也使得光纤通讯系统的容量已经达到14Tb/s以及160公里的传输距离，仍然有些问题需要工程师与科学家的研究与克服。以下是这些问题的简单讨论。
对于现代的玻璃光纤而言，最严重的问题并非讯号的衰减，而是色散问题，也就是讯号在光纤内传输一段距离后逐渐扩散重叠，使得接收端难以判别讯号的高或低。造成光纤内色散的成因很多。以模态色散为例，讯号的横模(transverse mode)轴速度(axial speed)不一致导致色散，这也限制了多模光纤的应用。在单模光纤中，模态间的色散可以被压抑得很低。
但是在单模光纤中一样有色散问题，通常称为群速色散(group-velocity dispersion)，起因是对不同波长的入射光波而言，玻璃的折射率略有不同，而光源所发射的光波不可能没有频谱的分布，这也造成了光波在光纤内部会因为波长的些微差异而有不同的折射行为。另外一种在单模光纤中常见的色散称为极化模态色散(polarization mode dispersion)，起因是单模光纤内虽然一次只能容纳一个横模的光波，但是这个横模的光波却可以有两个方向的极化(polarization)，而光纤内的任何结构缺陷与变形都可能让这两个极化方向的光波产生不一样的传递速度，这又称为光纤的双折射现象(fiber birefriigence)。这个现象可以透过极化恒持光纤(polarization-maintaining optical fiber)加以抑制。
讯号在光纤内衰减也造成光放大器成为光纤通讯系统所必需的元件。光波在光纤内衰减的主因有物质吸收、瑞立散射(Rayleigh scattering)、米氏散射(Mie scattering)以及连接器造成的损失。虽然石英的吸收系数只有0.03dB/km，但是光纤内的杂质仍然会让吸收系数变大。其他造成讯号衰减的原因还包括应力对光纤造成的变形、光纤密度的微小扰动，或是接合的技术仍有待加强。
现代的光纤通讯系统因为引进了很多新技术降低讯号衰减的程度，因此讯号再生只需要用于距离数百公里远的通讯系统中。这使得光纤通讯系统的建置费用与维运成本大幅降低，特别对于越洋的海底光纤而言，中继器的稳定度往往是维护成本居高不下的主因。这些突破对于控制系统的色散也有很大的助益，足以降低色散造成的非线性现象。此外，光固子也是另外一项可以大幅降低长距离通讯系统中色散的关键技术。
虽然光纤网络享有高容量的优势，但是在达成普及化的目标，也就是"光纤到户"(Fiber To The Home, FTTH)以及"最后一哩"(last mile)的网络布建上仍然有很多困难待克服。然而，随着网络带宽的需求日增，已经有越来越多国家逐渐达成这个目的。以日本为例，光纤网络系统已经开始取代使用铜线的数位用户回路系统。
对于某个通讯系统而言，使用传统的铜缆作为传输介质较好，或是使用光纤较佳，有几项考量的重点。光纤通常用于高带宽以及长距离的应用，因为其具有低损耗、高容量，以及不需要太多中继器等优点。光纤另外一项重要的优点是即使跨越长距离的数条光纤并列，光纤与光纤之间也不会产生串讯(cross-talk)的干扰，这和传输电讯号的传输线(transmission line)正好相反。
不过对于短距离与低带宽的通讯应用而言，使用电讯号的传输有下列好处:
较低的建置费用
组装容易
可以利用电力系统传递资讯
因为这些好处，所以在很短的距离传输资讯，例如主机之间、电路板之间，甚至是集成电路芯片之间，通常还是使用电讯号传输。然而目前也有些还在实验阶段的系统已经改采光来传递资讯。
在某些低带宽的场合，光纤通讯仍然有其独特的优势:
能抵抗电磁干扰(EMI)，包括核子造成的电磁脉冲。(不过光纤可能会毁于α或β射线)
对电讯号的阻抗极高，所以能在高电压或是地面电位不同的状况下安全工作。
重量较轻，这在飞机中特别重要。
不会产生火花，在某些易燃的环境中显得重要。
没有电磁辐射、不易被窃听，对于需要高度安全的系统而言十分重要。
线径小，当绕线的路径被限制时，变得重要。
为了能让不同的光纤通讯设备制造商之间有共通的标准，国际电信联盟(International Telecommunications Union, ITU)制定了数个与光纤通讯相关的标准，包括:
ITU-T G.651, "Characteristics of a 50/125 μm multimode graded index optical fibre cable"
ITU-T G.652, "Characteristics of a single-mode optical fibre cable"
其他关于光纤通讯的标准则规定了发射与接收端，或是传输介质的规格，包括了:
10G以太网路(10 Gigabit Ethernet)
光纤分布式数据接口(FDDI)
光纤通道(Fibre channel)
HIPPI
同步数位阶层(Synchronous Digital Hierarchy)
同步光纤网络(Synchronous Optical Networking)
此外，在数位音效的领域中，也有利用光纤传递资讯的规格，那就是由日本东芝(Toshiba)所制定的TOSLINK规格。采用塑胶光纤(plastic optical fiber, POF)作为媒介，系统中包含一个采用红光LED的发射器以及整合了光侦测器与放大器电路的接收器。
