未来提高光通信网络容量的方案之一是OCDM+WDM 的混合复用技术,信号的全光再生和识别是高速混合复用传输系统的关键技术。本文对6.4-Tb/s OCDM/ WDM(40Gb/s×4 OCDM×40 WDM)传输系统的全光硬判决技术进行了理论分析和实验研究。该设备承担着系统中40Gb/s ×4 OCDM 解复用信号再生和整形的重任,用于提取信号主瓣,抑制旁瓣干扰与低功率噪声,提高系统的信号识别能力。从性能和成本方面考虑,本文提出了采用基于高非线性光纤(HNLF)的非线性光学环镜(NOLM)构造全光硬判决,给出了理论研究和实验分析,主要内容包括: (1) 介绍了超高速光通信网络的发展趋势,分析了全光硬判决技术的研究现状,给出了全光硬判决技术的实现方案,提出利用高非线性光纤构造非线性光学环镜实现全光硬判决。(2) 介绍了6.4-Tb/s OCDM/WDM 传输系统及其关键技术:超连续谱技术、40Gb/s OCDM 技术和全光硬判决技术,分析了超高速光纤传输系统中全光硬判决的技术要求和实现难点。(3) 对HNLF 中脉冲的传输特性进行了数值模拟和理论研究,分析了光纤的色散和非线性效应对脉冲传输特性的影响,研究了二阶色散和自相位调制效应所致啁啾对超短光脉冲脉宽的影响,介绍了光纤非线性系数的测量技术。(4) 介绍了利用NOLM 实现全光硬判决的工作原理和理论模型,综合考虑了构建NOLM 的各分立器件参数、信号光形状以及光纤的非线性与色散效应等因素,重点研究了全光硬判决装置对超短光脉冲的整形和旁瓣抑制功能。(5) 基于NOLM 的全光硬判决的实验研究,采用连续波双频SPM 技术对HNLF 的非线性系数进行了测量,分别对连续光信号、2.5Gb/s 小功率信号以及40Gb/s×4 OCDM系统下硬判决系统的传输特性进行了实验研究,实验结果与理论分析吻合。