随着光通信传输速率的不断提升，信道密集度的增加以及掺铒光纤放大器等光放大器件的广泛应用，光纤非线性效应对光网络中信号传输质量造成了极其严重的影响，如频谱展宽、功率衰减及信道串扰等。其中，信道串扰越来越成为影响光纤传输系统性能的最重要因素。正处于蓬勃发展中的智能光网络，要求系统依据服务质量实现自动控制和管理光通信网络的信道质量。　　论文主要针对光纤非线性效应引起的信号质量损伤现象，提出利用非线性相移串扰（φNL）这一物理损伤参数，实现在网络层动态感知物理层综合非线性效应对光信号质量的损伤。并提出了预啁啾相位补偿方法，可补偿多种光纤非线性效应引起的光损伤。　　本文主要的创新点和研究工作如下:　　(1)设计了自相位调制、交叉相位调制、四波混频、受激拉曼散射以及受激布里渊散射每一种非线性效应独立存在时的光通信系统仿真模型。通过光谱分析仪及功率监测仪，实时监测传输系统中光信号的输入输出光谱和功率损耗情况。结合各类非线性效应产生机理，详细分析了各类非线性效应对信号质量的影响。　　(2)深入分析了各类非线性效应引起信道串扰的原因，讨论了多种非线性效应在不同的输入功率、信道间隔及传输速率影响下，信道串扰的大小。实验结果表明:在本文建立的光纤传输环境下，受激拉曼散射对非线性串扰的影响最小;当输入功率在20mW～100mW时，自相位/交叉相位调制影响比重大于四波混频;当输入功率在100mW～200mW时，四波混频影响比重大于自相位/交叉相位调制。此外，随着信道间隔的减小及传输速率的提高，各类非线性效应产生的信道串扰显著增加。　　(3)建立了综合非线性功率串扰感知数学模型。在理论分析的基础上综合非线性效应系统仿真实验，对各类非线性效应引起频谱展宽和功率衰减数值的进行比较和计算，得到各类非线性功率串扰值，再将功率串扰归一化，得到各非线性效应对功率串扰影响因子的大小。从而，建立了能够反应各类非线性效应对信道传输质量影响的综合非线性功率串扰数学表达式。　　(4)建立了综合非线性相移（φNL）感知模型。根据功率串扰与非线性相移的线性关系，以及各非线性效应引起信道串扰影响因子的大小，确定综合非线性相移感知模型中各非线性效应的权重值。　　(5)提出了非线性损伤预啁啾补偿方法。将光相位调制与外调制电驱动信号相结合，建立非线性损伤补偿模型。采用Optisystem7.0软件建立补偿仿真系统，其中用MATLAB编程实现具有光相位调制功能的自定义组件，嵌入到仿真平台中。仿真实验表明:在本文建立的光纤传输环境下，当相位调制角度在1300°～1700°范围内时，接收端误码率小于10-12。因此，预啁啾模块对信道非线性损伤的补偿作用较为明显。