光纤通信自90年代普及以来,随着光纤制备技术以及网络技术的不断发展在通信速率和容量上已取得很大突破。以光纤作为传输媒介的WDM通信网络,是光纤通信领域的重大进步,然而WDM网络固定的频谱分配策略,渐渐难以适应现代多样的网络通信需求,此时,具有灵活频谱分配策略,频谱利用率更高的基于正交频分复用OFDM技术的弹性光网络应运而生。OFDM技术提出子载波概念,子载波之间相互正交,这使得相邻通道之间不需要设立隔离带宽,从而大大提高了频谱使用效率。弹性光网络中,由于业务流量的复杂多变,系统频谱资源被不断的分配释放,由于时间的积累,整个网络中会出现一些空闲的频谱,这些空闲频谱不但造成了频谱资源的浪费,而且提升了网络出现阻塞的概率。因此频谱整合成了弹性光网络研究领域的热点课题,关于解决频谱碎片化问题的方法,目前主要集中于网络算法和系统传输层两个层面。系统传输层频谱整合依赖于光通信领域的一项关键技术-波长转换技术。波长转换技术因其广阔的应用前景,一直备受关注。本课题研究集中于研究频谱整合过程中的波长转换技术。具体内容包括:讨论基于高非线性光纤的波长转换器所存在的一些问题,比如SBS效应限制输入泵浦功率,进行多次波长转换需多级HNLF,系统成本过高等。就基于HNLF的波长转换器的这些缺陷提出优化方案,具体包括:1.使用两级HNLF级联取代原先一级HNLF作为FWM效应的非线性介质,在增加了非线性介质长度的同时,一定程度上抑制了SBS效应;2.考虑到光纤具有双向传输特性,提出使用一级HNLF外加两个环行器的波长转换结构,实现只使用一级HNLF即可完成两次波长转换过程,从节约系统成本的角度来看,这个方案有研究价值。除了提出方案以外,研究过程中我们还对提出的优化方案,通过数字仿真和实验的方式进行了测试验证,得出的结果与预期基本一致。在介绍了关于HNLF波长转换器的优化方案的基础上,将已优化的波长转换器应用于一个具体的频谱整合实例中,经过测试分析,只要通过合理的计算设定波长转换器的泵浦波长等参数,均可实现较为理想的整合效果,频谱碎片可被有效清除,转换信号质量良好。