提高光纤通信系统传输容量主要有两个途径,第一,提高单信道的传输码率,随着码率提高,色散通过展宽脉冲而对系统性能产生的影响逐渐增强,通常采用色散管理(DM)降低线路平均色散减小这一影响;第二,在相同的带宽内安排尽可能多的信道,随着信道间距的减小,交叉相移调制(XPM)效应逐渐增强,劣化了系统性能。 本文工作围绕DM和XPM两方面展开,包括单信道DM系统中补偿光纤长度优化;单段线路以及多周期色散管理波分复用(WDM)系统中XPM所致的强度调制、相位调制;以抑制XPM为目的的DM线路优化;WDM系统内混频过程中损耗、自相位调制(SPM)、XPM作用下的调制不稳定性(MI),具体内容有: 对单信道传输系统,以后补偿DM线路为例采用数值法对补偿光纤长度进行了优化,发现后补偿DM系统中脉冲宽度变化规律为缓变包络先压窄、再展宽,脉宽最窄点的位置随补偿程度的增加而减小,最小脉宽随补偿程度的增加而增加;与单周期最大压缩补偿相比,补偿程度适当减小时能够在一定传输距离内有效减小脉冲展宽,随着脉冲峰值功率的提高,最优补偿长度将随之提高。 对于强度调制直接检测(IM-DD)系统,采用表征XPM所致强度调制的频域传递函数和时域强度调制率作为性能评价指标,研究了群速度色散(GVD)和泵浦波SPM作用下的XPM效应。首先,推导了单段、多段放大线路中表征XPM所致强度调制的频域传递函数,给出了任意泵浦条件下,探测信道输出端的时域波形、时域强度调制率计算方法。然后,分析了调制频率、光纤色散以及泵浦波SPM对XPM的影响。最后,以抑制DM线路中的XPM为目的,分析了补偿方式(前补偿或后补偿)及补偿光纤长度选择问题,发现最优补偿方式并非固定不变,补偿方式的选择同时受补偿光纤长度和传输距离(色散管理周期数目)的影响。 对于相干光通信系统,采用表征XPM所致相位调制的频域传递函数和时域相位调制率作为性能评价指标,研究了GVD作用下传输波形变化时的XPM效应。首先推导了单段、多段放大线路中GVD作用下传输波形变化时表征XPM所致相位调制的频域传递函数,给出了探测信道时域相移、时域相位调制率计算方法。随后,分析了调制频率、传输距离、光纤色散等对XPM的影响。最后,以减小DM线路中XPM所致相移为目的,对各种补偿方案(欠补偿、完全补偿、过补偿、前补偿及后补偿)进行了比较,结果表明对