GRIN光纖產生的多模失真比階躍折射率光纖要小得多，這可以通過GRIN光纖中射線的軌跡和速度來解釋。軸向射線的傳播距離最短，與光纖軸線夾角較大的射線傳播路徑較遠，但穿過軸線以外的低折射率區域時傳播速度會加快(注意v=c/n)。由于在軸線以外所花的時間少，所以非軸向射線可以趕上軸向射線，由此可以降低多模脈沖展寬。典型的多模GRIN光纖的脈沖展寬僅為幾個ns/km甚至更小，遠小于SI光纖中的多模脈沖展寬。
包括材料色散和波導色散在內的GRIN光纖總的脈沖展寬可計算得到。與階躍折射率光纖類似，在短波長區域，與波導色散相比，材料色散占據主導地位。由描述材料脈沖展寬的在使用LED的情況下，在0.8/μm～0.9μm波長范圍內不可能獲得比1 ns/km更小的脈沖展寬。在短波長區域，LED光源的寬譜特性抵消了GRIN光纖模式失真小的優點。如果將窄線寬的半導體激光器與多模GRIN光纖配合使用，傳輸效果則要好得多。在1.3μm附近，由于色散很低，在使用GRIN光纖時，LED具有一定的吸引力。
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