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前向纠错(FEC)技术是实现10Gbit/s以上高速光纤通信的必要技术之一，对随机错误及突发错误都具有较强纠错能力的Reed-Solomon(RS)码是目前光传输系统中最适宜采用的FEC编码。本论文从理论及实验两方面研究了基于RS码的FEC对高速光纤通信系统性能的改善，为FEC技术在光通信领域的进一步应用提供了理论参考及实验基础。
在理论方面，论文首次提出了一种分析FEC光纤传输系统性能的改进模型，充分考虑了信号经光纤传输后所产生的波形畸变、时间抖动及码间干扰，因而在高速光传输系统中，改进模型更能反映系统在线性与非线性区的不同工作状态。利用此模型首次分析了FEC对不同情况下系统性能的改善，其中对于偏振模色散(PMD)限制的10Gbit/s系统，分析了FEC、增强型FEC(EFEC)及其与可调谐一阶PMD补偿器相结合时对系统PMD容限的提高；对于40Gbit/s的系统，论文分析了非归零(NRZ)码、归零(RZ)码及载波抑制的归零(CS-RZ)码三种调制码型时，FEC随系统参数变化的性能，以及讨论了二阶PMD效应与非线性啁啾相互作用下的FEC性能。论文还研究了40Gbit/s系统中，带内交叉相位调制(IXPM)与带内四波混频(IFWM)两种不同带内非线性效应作用时FEC的不同性能。此外，由于同频串扰噪声不同于高斯噪声，论文首次采用矩母函数-鞍点近似法分析了FEC对同频串扰噪声影响下光传输系统性能的改善，并从RS(255,239)译码器输入、输出误码率关系的角度，说明了两种噪声统计特性的差别。
在实验方面，论文自行设计并实现了基于RS(255,239)编码10.67Gbit/s的FEC光转发模块，利用此模块通过实验研究了FEC对噪声限制及色散限制光传输系统性能的影响，说明了FEC对系统接收机灵敏度的提高，以及在相同误码率时，FEC对系统传输线路色散补偿率要求的降低。