研究表明，偏振模色散已成为限制高速光纤通信系统传输容量与距离的决定性因素。在10 Gb/s及更高速率的光纤通信系统中，PMD效应不容忽视，它会使脉冲发生展宽与畸变，严重影响着信号的传输质量，并引起数字通信系统误码率的增加，严重影响着系统的传输性能;同时，由于光纤的双折射效应和偏振模耦合效应是随机变化的，因此PMD自身表现出很强的随机性和统计性，使得PMD的补偿相对比较困难。偏振模色散及其补偿作为当前国际上光纤通信领域的研究热点，对其展开研究具有重要的意义。本文首先基于光纤的级联模型对偏振模色散的特性及主偏振态进行了研究，随后分析了PMD对传输脉冲波形的影响，并在此基础上，着重对基于主偏振态理论的偏振模色散补偿方法进行了深入研究。本文的具体内容如下:　　 一、对偏振模色散的基础理论及补偿方法进行了深入研究，从主偏振态的概念出发，推导了偏振度、信号接收谱随偏振模色散的变化情况，对PMD的监测信号进行了分析。　　 二、利用琼斯矩阵本征值法，对偏振模色散的一阶分量和二阶分量的统计特性进行了数值模拟分析，研究了PMD、主偏振态、偏振相关色散随波长的变化情况;随后研究了偏振模色散对传输脉冲波形的影响，分析了脉冲展宽及接收谱密度随PMD的变化情况。　　 三、偏振模色散补偿作为另一研究重点，本文着重对基于主偏振态模型的PMD光域补偿方法进行了深入研究，通过对比补偿前后传输脉冲的展宽情况，探讨了PSP传输法及PMD后置补偿对一阶PMD效应的补偿作用，研究表明，当PMD增大时，由于主偏振态的变化增大，一阶PMD补偿效果下降。　　 本文主要对PMD的一阶分量和二阶分量进行了数值模拟分析，研究了主偏振态的变化情况及其对一阶PMD补偿的影响，对PMD模拟器及PMD的补偿有一定的借鉴意义。