自高锟的《光频率介质纤维表面波导》获得2009年诺贝尔物理学奖,光纤通信技术在这个期间有了长足的进步与发展。各个国家的骨干网络也已经铺设完毕,相关的技术发展趋于成熟。相反,在接入网层面,技术起步较晚,还存在相当大的上升空间。而且接入网直接与用户侧相连,关系着日常生活的各个方面。如何提高“最后一公里,,信号的传输质量,成为了亟待解决的问题。本文建立了以VCSEL和多模光纤为核心器件的短距离传输的数值模型,具体展开内容如下：首先,借鉴了VCSEL的电路模型,基于速率方程组建立了VCSEL的数值模型,仿真验证了VCSEL最为重要的热力学特性。例如,输出功率滚降现象,阈值电流的变化,小信号调制响应的变化等。并且,在前面工作的基础之上,建立了多横模的VCSEL模型,这个过程中,对多横模的模式竞争现象进行了仿真。利用高斯光束理论模拟了多个模式在VCSEL出射端的衍射现象。其次,多模光纤作为短距离通信的首选媒介,它对于不同的激励条件会激发出不同模式。模型能够在指定任意偏移量时,自动计算出光纤中被激发出来的模式,及这些模式各自携带的能量,即模式功率分配(MPD)。在传输过程中,由于是短距离的场景,忽略了偏振模色散(PMD),损耗等因素,而主要考虑了影响光信号传输的模式色散,来模拟脉冲信号在传输过程中的展宽现象。最后,提出了关于参数提取的流程,优化了模型所需要的参数;关于特征方程的数值算法,模型能够应用模式理论,快速确定搜索区间。这对于整个系统的快速稳定运行,提供了有力帮助。总结起来,短距离光通信的数值模型为以后分析光信号的传输性能,提供了一个方便,精确的仿真工具。