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伪随机码(PRBS)因其表现的良好随机特性,广泛应用于全光通信网络中,例如误码率的检测、编码/解码(扰码器)、加密解密(保密传输)、白噪声模拟、扩频调制(码分多址)等。传统电域的PRBS发生技术虽已十分成熟,但全光PRBS的发生还处于研究阶段,目前提出的一些全光发生方案大多面临结构复杂,产生的PRBS周期短,速率较低等问题。本文提出了一种新的全光PRBS发生方案,产生了超长周期的PRBS,该结构抛开传统线性移位寄存器的限制,使得系统结构大大简化。另一方面针对速率问题,提出了三种PRBS速率倍增方案,其研究成果对光通信技术的发展有重要意义。本论文的主要研究成果包括：1、提出了一种测量半导体光放大器(SOA)群速度色散的简单易行的实验方法,并在小信号输入条件下通过实验验证该方法的可靠性。基于SOA的增益函数,理论仿真了不同开关窗口和控制光能量下TOAD的输出特性。分析了TOAD伴随窗口的产生原因并提出了有效的抑制方法。利用开关窗口连续可调的TOAD对RZ码占空比进行调节,实验上将2.5Gb/s的RZ码占空比由50%(200ps)压缩至25%(100ps)和10%(40ps),以及由25%展宽到50%。2、提出了一种基于TOAD及分路延迟结构的全光时钟速率倍增方案,理论仿真了时钟二、三、四倍速率提升。实验上实现了时钟的二倍速率提升,即由200MHz至400MHz以及1GHz至2GHz。利用TOAD实现了波长变换、全光与逻辑、异或逻辑和或逻辑等PRBS发生和速率倍增系统的关键技术。3、提出了一种基于全光同或逻辑和波长变换的PRBS发生方案,抛开了传统线性移位寄存器的限制,大大简化系统。实验上产生了1Gb/s速率周期为263-1的PRBS信号,测出了B-2-B信号和输出PRBS信号的误码率曲线。利用Diehard随机性检验包对产生的PRBS进行检验,通过了其全部的18项测试,并给出了对应的p值。4、基于m序列的性质,提出了三种保持码型不变的全光PRBS速率倍增系统。1)基于TOAD或逻辑反馈的全光PRBS速率倍增系统,实现了不同周期最终速率为4Gb/s的PRBS四倍速和八倍速。2)基于功率均衡器的全光PRBS速率倍增系统,实现了周期27-1的PRBS由2.5Gb/s至10Gb/s的速率提升。3)基于TOAD对RZ码占空比压缩的全光PRBS速率倍增系统,实现了周期27-1的PRBS由2.5Gb/s至10Gb/s的速率提升。