GRIN光纤产生的多模失真比阶跃折射率光纤要小得多，这可以通过GRIN光纤中射线的轨迹和速度来解释。轴向射线的传播距离最短，与光纤轴线夹角较大的射线传播路径较远，但穿过轴线以外的低折射率区域时传播速度会加快(注意v=c/n)。由于在轴线以外所花的时间少，所以非轴向射线可以赶上轴向射线，由此可以降低多模脉冲展宽。典型的多模GRIN光纤的脉冲展宽仅为几个ns/km甚至更小，远小于SI光纤中的多模脉冲展宽。
包括材料色散和波导色散在内的GRIN光纤总的脉冲展宽可计算得到。与阶跃折射率光纤类似，在短波长区域，与波导色散相比，材料色散占据主导地位。由描述材料脉冲展宽的在使用LED的情况下，在0.8/μm～0.9μm波长范围内不可能获得比1 ns/km更小的脉冲展宽。在短波长区域，LED光源的宽谱特性抵消了GRIN光纤模式失真小的优点。如果将窄线宽的半导体激光器与多模GRIN光纤配合使用，传输效果则要好得多。在1.3μm附近，由于色散很低，在使用GRIN光纤时，LED具有一定的吸引力。
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