多模光纤是一种主要用于短距离通信的光纤。典型的多模式链路在长达600米(2000英尺)的链路长度上具有10 Mbit/s至10 Gbit/s的数据传输速率。多模光纤具有相当大的纤芯直径，这就使得其能够传播多种光模式，并且由于模式色散而限制了传输链路的最大长度。
用于多模光纤通信的设备比用于单模光纤的设备便宜。[1] 典型的传输速度与传输距离的极限关系为在传输距离高达2km情况下速度极限为100 Mbit/s，在1000m的情况下速度极限为1 Gbit/s，而550m的情况下速度极限为10 Gbit/s。
由于其高容量和可靠性，多模光纤通常在建筑物中作为主要的通信应用工具。越来越多的用户正收获到通过光纤将桌面或区域间联系起来所带来的用户们之间越来越近的通信交互的好处。符合标准的体系结构(如集中布线和光纤到电信机柜)使用户能够通过将电子设备集中在电信机房而不是在每层都安装有源电子设备来利用光纤的距离传输能力。
多模光纤用于向/从微型光纤光谱设备(光谱仪、光源和采样附件)传输光信号，并在第一台便携式光谱仪的开发中发挥了重要作用。
多模光纤也用于高功率光的传输，如激光焊接。
多模光纤和单模光纤的主要区别在于前者的纤芯直径要大得多，通常为50-100微米；且其能够传播更大波长的光。由于纤芯大，及大数值孔径的可能性，多模光纤比单模光纤具有更高的“聚光”能力。实际上，较大的纤芯尺寸简化了连接，还允许使用低成本电子器件，例如工作在850纳米和1300纳米波长的发光二极管（LEDs）和垂直腔面发射激光器（VCSELs）（电信中使用的单模光纤通常工作在1310或1550纳米 [2])。然而，与单模光纤相比，多模光纤带宽-距离乘积限制更低。因为多模光纤比单模光纤具有更大的纤芯尺寸，所以它支持多种传播模式；因此，多模光纤受到模式色散的限制，而单模却不受。
与多模光纤一起使用的LED光源有时会产生一系列不同波长的光波，并且每个波长的波以不同的速度传播。这种色散是对多模光纤电缆可用长度的另一种限制。相比之下，用于驱动单模光纤的激光器则产生单一波长的相干光。由于模式色散，多模光纤比单模光纤具有更高的脉冲展宽速率，这就限制了多模光纤的信息传输能力。
单模光纤通常用于高精度的科学研究，因为将光限制在单一传播模式下，可以使其聚焦在一个强烈的衍射受限的点上。
电缆的外皮颜色有时可用于区分多模电缆和单模电缆。在非军事领域中应用的TIA-598C标准建仪电缆外皮的颜色具体取决于所适用的光纤的种类，单模光纤使用黄色外皮，多模光纤使用橙色或浅绿色外皮。 一些供应商使用紫色来区分更高性能的OM4通信光纤和其他类型的光纤。[3]
多模光纤由纤芯和包层直径来描述。因此，62.5/125µm多模光纤的纤芯尺寸为62.5微米(µm)，包层直径为125µm。纤芯和包层之间的过渡可以是突变的，称为阶跃折射率分布，也可以是渐变的，称为梯度折射率分布。这两种类型具有不同的色散特性，因此有效传播距离也不同。[4] 多模光纤可以用梯度或阶跃折射率结构来设计制造。[5]
此外，多模光纤使用由国际标准化组织ISO11801标准——OM1、OM2和OM3——确定的分类系统进行分类，这是一种基于多模光纤的模式带宽确定的分类系统。OM4(TIA-492-AAAD中的标准)于2009年8月制定完成，[6] 并于2009年底由TIA出版。[7]OM4电缆将支持40和100Gbit/s的125米链路。缩写字母“OM”代表光学多模式。
多年来，62.5/125µm (OM1)和传统的50/125µm多模光纤(OM2)广泛部署于楼宇应用中。这些光纤易于支持从以太网(10Mbit/s)到千兆比特以太网(1Gbit/s)的应用，并且由于其相对较大的核心尺寸，非常适合与LED发射器一起使用。新部署的光纤通常采用激光优化的50/125µm多模光纤(OM3)。符合此要求的光纤提供足够的带宽来支持高达300m的传输距离的的万兆以太网。自该标准发布以来，光纤制造商已经极大地改进了他们的制造工艺，电缆可支持10千兆以太网的极限距离达到了400m。激光优化多模光纤(LOMMF)设计用于850纳米VCSELs。
随着用户升级到更高速度的网络，光纤也随之升级为LOMMF/OM3。LED的最大调制速率为622Mbit/s，因为它们的开/关速度不足以支持更高带宽的应用。而VCSELs能够在10 Gbit/s以上进行调制，并用于许多高速网络。
大约200和400千兆以太网速度使用波分复用技术(WDM)，即使对于没有指定OM4(含OM4)的多模光纤也是如此。2017年，OM5已被WDM MMF的TIA和ISO标准化，不仅规定了850纳米的最小模式带宽，还规定了850至953纳米的曲线。
电缆有时可以通过电缆外皮颜色来区分:对于62.5/125µm (OM1)和50/125µm (OM2)，标准规定使用橙色电缆外皮，而对于50/125µm “激光优化”OM3和OM4光纤，标准规定使用浅绿色护套。[8]一些光纤供应商将紫色用于“OM4+”。OM5在标准中的规定是灰绿色。
VCSEL功率分布以及光纤均匀性的变化会导致模式色散，而模式色散是通过差分模式延迟(DMD)来测量的。模式色散是由光脉冲中各个模式的不同速度引起的。净效应导致光脉冲在远处传播，从而产生符号间干扰。长度越长，模态色散越大。为了降低模式色散，LOMMF的制造方式消除了光纤中可能影响光脉冲传播速度的变化的因素。提高VCSEL传输的折射率分布，防止了脉冲扩展。因此，光纤在更长的距离上保持信号完整性，从而使得带宽最大化。
| 种类 | 最小模式带宽 850 / 953 /1300nm |
快速以太网100BASE-FX | 1 Gb (1000 Mb)以太网1000BASE-SX | 1 Gb (1000 Mb)以太网1000BASE-LX | 10 Gb以太网 | 40 Gb以太网 40GBASE-SWDM4 |
40 Gb以太网40GBASE-SR4 | 00千兆以太网100千兆以太网接口-SR10 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| FDDI (62.5/125) | 160 / – / 500 MHz·km | 2000 m[8] | 220 m[9] | 550 m[10] (需要模式调节跳线)[11][12] | 26 m[13] | 不支持 | 不支持 | 不支持 |
| OM1 (62.5/125) | 200 / – / 500 MHz·km | 275 m[9] | 33 m[8] | 不支持 | 不支持 | 不支持 | ||
| OM2 (50/125) | 500 / – / 500 MHz·km | 550 m[14] | 82 m[14] | 不支持 | 不支持 | 不支持 | ||
| OM3(50/125)*激光优化* | 1500 / – / 500 MHz·km | 550 m (不应使用模式调节跳线)[14] | 300 m[8] | 240m[15] 双工液晶显示器 |
100 m[14] (330米QSFP+ eSR4[16]) |
100 m[14] | ||
| OM4(50/125)*激光优化* | 3500 / – / 500 MHz·km | 400 m[17] | 350m[15] 双工液晶显示器 |
150 m[14] (550米QSFP+ eSR4[16]) |
150 m[14] | |||
| OM5 (50/125)“宽带多模式”，适用于短波WDM[18] | 3500 / 1850 / 500 MHz·km |
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