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随着Internet的全球普及化，数据、语音、图像、多媒体等各种业务量飞速增长，波分复用(WDM)光传输系统的发展要求进一步增加单信道速率的同时减小信道间距，即提高频谱利用率。这就对光信号抵抗色散、偏振、光纤非线性等传输损伤的能力提出了更高的要求。采用新型调制码型可以提高系统对色散和非线性效应等光纤损伤的抵抗力，同时支持更高的信道密度和光谱效率，因此采用新型调制码型的WDM传输是目前高速光通信领域的研究热点。采用新型调制码型的高速WDM系统的非线性传输性能与传统的NRZ-OOK系统有所不同，仍有待于进一步研究。如何进一步提高新型调制码型的高速传输性能也是亟待解决的问题。结合新型调制码型与高速(40Gbit/s，80Gbit/s)WDM传输系统，本论文对系统中的关键技术进行了深入的研究，具体研究内容包括：
1.采用色散图谱抑制40Gbit/sWDM光传输系统中的XPM引起的非线性损伤：提出并验证了采用色散图谱能够有效抑制40Gbit/sRZ-DPSKWDM系统中XPM与XPM引起的非线性相位噪声，以及同样能够抑制40Gbit/s混合RZ-DPSK/RZ-OOKWDM系统中来自邻道OOK的XPM与XPM引起的非线性相位噪声；对XPM与XPM引起的非线性相位噪声进行了详细的分析比较。
2.40Gbit/sDPSK解调器中自由光谱范围的选择对系统非线性的影响：发现并证明了通过合理选择40Gbit/sDPSK解调器中自由光谱范围可以提高DPSK信号对光纤克尔非线性的容忍度；非线性相位噪声不影响最优自由光谱范围(FSR)的选择；联合优化FSR和接收端光滤波器带宽能够进一步提高系统性能。
3.80Gbit/sDQPSK解调器中自由光谱范围的选择对系统传输性能的影响：发现并证明了通过合理选择80Gbit/sDQPSK解调器中自由光谱范围可以提高DQPSK信号对色散和光纤克尔非线性的容忍度；并与40Gbit/sDPSK情况的优化效果做了详细的分析比较。
4.40Gbit/sWDM标准光纤传输系统的实现：在863重大项目“3TNet波分复用系统组网、测试与试验(2003AA103410)”的支持下，论文作者和本实验室老师、同学一起在国内首次实现了40Gbit/sWDM标准光纤长距离环路传输系统，在国际上首次实现了40Gbit/sEA调制NRz信号的1200km传输系统；并实现了40Gbit/sDPSK、DB、AMI100km的单路传输实验；提出了解决环路测试系统中由环路内EDFA引起的系统功率振荡问题的方法。