在阶跃折射率光纤中，由于存在材料色散、波导色散以及多模脉冲展宽而导致信号产生畸变。
模式混合是指模式之间的功率交换。某一个模式相应的射线如果发生偏斜(因光纤弯曲段或熔接点的散射所致)会导致进入其他模式的传播路径。射线路径的转移可能是从高阶模式到低阶模式，或者反过来从低阶模式到高级模式。连续的模式混合产生的最终结果是，任何一个模式所携带的能量都倾向于沿一条总的锯齿型路径传播，这条路径位于最短路径(轴向模式)和最长路径(临界角)之间。因而所有模式相应的射线路径的总长度几乎相等，这样显著减少了脉冲展宽。当然，这种模式混合并不能达到理想的完美程度，在阶跃折射率光纤中模式失真仍旧是脉冲展宽的主要原因。虽然模式混合可以减小脉冲展宽，但其影响并非都是正面的。射线的偏斜也可能使得一些射线进入小于临界角的路径，这些光线会发生泄漏从而增加了光纤的损耗。
高阶模式相对较大的损耗也是导致脉冲展宽减小的一个因素。在所有传播模式中，高阶模式以更陡的锯齿型路径传播，从而穿透界面进入包层更深，所以更容易产生吸收损耗。到达接收端时，因为高阶模式的幅度较小，所以比低阶模式对接收脉冲幅度的贡献要少。在脉冲展宽减小的同时，选择性吸收也同模式混合一样，会增加信号的衰耗。
还有另一个原因，在短距离(几十米或几百米)线路上，光源可能只激发几个低阶模式。使用半导体激光器时就可能发生这样的情形。其发射方向图没有覆盖光纤所有可能的传播模式，但是如果使用发光二极管情况就不一样了。在长距离线路上，所有模式最终都能被激发(由传播路径的非理想所致)，而在短距离光纤上则不会出现这种现象。所以对于短距离传输，模式展宽仅仅由少数几个模式产生，这些模式的射线角度和传播速度彼此差别不大。可以将这些理论计算结果作为模式展宽的上限。
需要强调的是，模式畸变并不取决于光源的波长或谱宽。这一点与材料色散或波导色散导致的信号畸变不同，它们与光源的波长和谱宽密切相关。
材料色散和波导色散引起的脉冲展宽均正比于光源的线宽，使用窄线宽的半导体激光器可以使其最小化。但是模式失真通常在多模阶跃折射率光纤中占据主导地位，使得半导体激光器减小脉冲展宽的效果并不明显。所以，在多模阶跃折射率光纤系统中通常使用较为便宜的LED光源。
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