在階躍折射率光纖中，由于存在材料色散、波導色散以及多模脈沖展寬而導致信號產生畸變。

　　模式混合是指模式之間的功率交換。某一個模式相應的射線如果發生偏斜(因光纖彎曲段或熔接點的散射所致)會導致進入其他模式的傳播路徑。射線路徑的轉移可能是從高階模式到低階模式，或者反過來從低階模式到高級模式。連續的模式混合產生的最終結果是，任何一個模式所攜帶的能量都傾向于沿一條總的鋸齒型路徑傳播，這條路徑位于最短路徑(軸向模式)和最長路徑(臨界角)之間。因而所有模式相應的射線路徑的總長度幾乎相等，這樣顯著減少了脈沖展寬。當然，這種模式混合并不能達到理想的完美程度，在階躍折射率光纖中模式失真仍舊是脈沖展寬的主要原因。雖然模式混合可以減小脈沖展寬，但其影響并非都是正面的。射線的偏斜也可能使得一些射線進入小于臨界角的路徑，這些光線會發生泄漏從而增加了光纖的損耗。

　　高階模式相對較大的損耗也是導致脈沖展寬減小的一個因素。在所有傳播模式中，高階模式以更陡的鋸齒型路徑傳播，從而穿透界面進入包層更深，所以更容易產生吸收損耗。到達接收端時，因為高階模式的幅度較小，所以比低階模式對接收脈沖幅度的貢獻要少。在脈沖展寬減小的同時，選擇性吸收也同模式混合一樣，會增加信號的衰耗。

　　還有另一個原因，在短距離(幾十米或幾百米)線路上，光源可能只激發幾個低階模式。使用半導體激光器時就可能發生這樣的情形。其發射方向圖沒有覆蓋光纖所有可能的傳播模式，但是如果使用發光二極管情況就不一樣了。在長距離線路上，所有模式最終都能被激發(由傳播路徑的非理想所致)，而在短距離光纖上則不會出現這種現象。所以對于短距離傳輸，模式展寬僅僅由少數幾個模式產生，這些模式的射線角度和傳播速度彼此差別不大。可以將這些理論計算結果作為模式展寬的上限。

　　需要強調的是，模式畸變并不取決于光源的波長或譜寬。這一點與材料色散或波導色散導致的信號畸變不同，它們與光源的波長和譜寬密切相關。

　　材料色散和波導色散引起的脈沖展寬均正比于光源的線寬，使用窄線寬的半導體激光器可以使其最小化。但是模式失真通常在多模階躍折射率光纖中占據主導地位，使得半導體激光器減小脈沖展寬的效果并不明顯。所以，在多模階躍折射率光纖系統中通常使用較為便宜的LED光源。

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