偏振模色散(PMD)效应被认为是限制高速光纤通信系统的容量和距离的最终因素。本文以补偿和研究光通信系统中PMD效应为目的,在精确的数值模拟的基础上,对影响PMD模拟器和补偿器性能的因素进行了系统的分析总结,并制作完成了一种具有工程实用价值的PMD补偿器。本文主要的内容和结论如下: 对目前常用三类PMD色散模拟器:旋转晶体型模拟器(简称R型),偏振控制器型模拟器(C型)和加热器型模拟器(H型),进行了详尽的相关群时延(DGD)、高阶偏振模色散的统计分布和频率自相关函数(ACF)三大统计特性的数值模拟运算和工作性能比较分析,并给出了自行推导的ACF公式。结果表明,级联段数是影响模拟器性能的重要因素;在产生精确的DGD分布方面,R型模拟器略为优于C型模拟器,而H型模拟器是最差的;在产生精确的二阶偏振模色散分布方面,C型模拟器最为优越,H型模拟器略优于R型模拟器;在产生较低的频率自相关本底水准方面,H型模拟器优于C型模拟器优于R型模拟器。综合来看,偏振控制器型模拟器(C型)的性能最为优越;十段左右的C型模拟器就可以产生合格的模拟效果,R型模拟器需要十五段以上才可达到要求,而H型模拟器则需要二十段以上。 应用穆勒(Muller)矩阵对硅基平面光波导线路(PLC)补偿器中偏振相关损耗(PDL)对DGD分布的影响进行了分析,在不同的PDL值下对各种不同级次的PLC单元级联情况的DGD值分布进行了讨论,并与麦克斯韦分布进行了比较,得到了在特定PDL值情况下最为优化的PLC级次为四到五级。 使用工程仿真软件OptiSystem对不同信道容量的光通信系统中的PMD效应进行了模拟,结果表明PMD对于大容量长距离的光通信系统性能有严重的影响。用自行设计的一种补偿器进行补偿后,通信质量有了明显的改善,证明这种补偿器结构具有可行性。在此基础上,自行制作了该结构的PMD补偿器,对四组长约60km的实际光纤链路中的PMD效应进行了补偿实验,证明该补偿器可以有效的补偿系统中的PMD,具有一定的工程实用价值。