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与利用电磁波传播信息相比较而言,光纤通信具有天然的保密性,但随着相干光通信的发展,诸如侵入式的光束分离法和非侵入式的弯曲耦合法所带来的信息窃听问题使光纤通信系统的保密性降低,信息安全受到了严峻的挑战,因此,积极研究新型光纤安全信息传输技术对减少光纤窃听问题具有实际意义。保密通信包括密码保密、通信保密和扩散保密等,本文设计了一种反射式结构的正交相移键控(QPSK)调制格式下的铌酸锂行波电光调制器,并将其应用于高阶调制的相干光通信系统中,该系统可以避免传输信息在光纤中的泄露,降低系统损伤补偿算法的复杂度,在没有大幅度增加成本的前提下实现了较好的传输性能,从而应用于保密通信。本文通过理论推导、模拟仿真、实验测试三方面对该系统进行详细的性能分析,验证了该系统的可行性。首先,本文设计了一种基于反射式铌酸锂电光调制器的相干光通信系统,并详细介绍了反射式系统的设计原理、反射式电光调制器的设计原理以及其接收端和传输链路的设计原理。同时,分析了反射式系统中存在的色散和噪声,给出了基于数字信号处理(DSP)的补偿算法,从理论推导上验证了该新型系统的正确性。其次,本文通过OptiSystem和MATLAB对反射式系统和传统相干光通信系统进行仿真,得到星座图、眼图、质量因子和误码率曲线等数据,同时结合线宽和入射功率等因素对这两个系统的性能和补偿算法方面进行对比分析。反射式系统传输性能略低于传统传输系统,更适合在城域网中使用,并且在相位噪声补偿方面的补偿算法复杂度较低,整体符合通信系统要求,在模拟仿真层面验证了反射式系统的可行性。最后,本文依据反射式系统结构和系统各端口测试结果,确定各器件的性能数值并搭建实验平台。通过矢量网络分析仪对传统相干光通信系统和反射式系统进行性能方面的对比分析,得出反射式系统的缺点并分析原因给出解决方案,提出第二版反射式系统的设计理念,基于改进的系统方案再次进行实验台搭建,最终测试数据达到预期效果,在实验测试层面验证了新型系统的可行性。