波分复用(WDM)光网络以其大容量、透明性、可重构性、易扩容性等优异性能,已成为下一代高速宽带网络的首选.然而,随着单波长速率、复用波长数量、传输距离和网络节点数量的不断增加,光纤色散、非线性效应、偏振模色散(PMD)、节点串扰、放大器噪声等传输损伤因素对信号质量的影响也越来越突出.该文以节点串优和PMD两类传输损伤为重点,深入讨论了光网络传输性能评估方法、传输损伤抑制技术以及光网络传输性能仿真系统的设计和应用.第一章首先评述了WDM光网络研究与发展现状,介绍了WDM光网的构架、器件、组网等关键技术.系统阐述了WDM光网中产生传输损伤的主要因素和需要解决的问题,简要介绍了光码调制技术和光网节点管理技术.第二章详尽研究了节点串扰及其积累效应对WDM网络传输性能的影响.介绍了自适应的重要性采样(AIS)方法的基本理论和在串扰分析中的应用,通过与高斯近似法、蒙特卡罗法的比较证明了其高效性和精确性.基于AIS方法,建立光交叉连接(OXC)中同频串扰分析模型和WDM网络串扰积累效应分析模型,估计系统功率代价和误码率,深入讨论了波长个数、节点数、器件隔离度等参数对光链路传输性能的影响.第三章研究PMD对高速光脉冲传输性能的影响.系统阐述了PMD数学表征方法和测量技术等基本理论;基于基本偏振态(PSP)理论建立一、二阶PMD理论分析模型,推导了高斯脉冲在单模光纤中传输时受一、二阶PMD影响后的输出脉冲表达式,讨论了脉冲展宽和啁啾特性;提出一种改进的分步傅立叶(M-SSFM)方法用于求解耦合非线性薛定谔方程组,基于该法数值模拟了高速传输系统中PMD对不同码型传输性能的影响.第四章研究C-IPDM码对PMD的抑制作用.系统总结了现有的PMD补偿方法,并提出一种新码型——C-IPDM码,利用其频率啁啾特性减小二阶PMD对系统造成的损伤;介绍了C-IPDM码的生成原理和数学模型,数值模拟了该码在高速系统中的传输特性,并讨论了其啁啾特性和在光网中的应用.第五章研究WDM光网络传输性能的综合评估.首次综合考虑光节点器件引起的串扰积累和光纤中的色度色散、PMD、非线性效应等主要限制因素,建立WDM光网络传输损伤综合分析模型.分别对点-点WDM系统、单跳网络和多跳网络的传输性能进行数值仿真,详细讨论了复用波长数、节点数、光器件隔离度、输入光功率等参数对目标信道的Q值和输出眼图的影响.第六章研究WDM光网络仿真系统的设计和应用.对WDM光网络传输性能仿真系统进行面向对象的分析和设计,给出具体实现方法并建立WDM光网络元件库;根据光网节点资源动态配置的需要,提出光路传输性能分步评估方案并对MESH-TORUS(格状环网)和类CERNET(中国教育科研网)两种典型的网络拓扑进行了仿真实验;使用仿真系统对江苏二级干线传输网的升级进行研究,提出配置方案、详细设计其结构参数,对配置升级的传输网进行数值仿真.