高速长距离通信是未来光通信发展的方向。近些年来,光时分复用(OTDM)技术以其自身的优越性成为提高光纤通信系统容量的有效途径。全光放大器的应用使损耗不再成为限制光通信传输的主要因素。光纤传输系统在传输速率和传输距离增加的同时,光纤色散、色散斜率与非线性效应等逐渐成为影响光纤传输系统性能的主要因素。色散管理技术是提高光时分复用系统通信质量的有效途径,在补偿色散与色散斜率的基础上,优化传输链路中各工作点的功率,避免色散影响的同时抑制非线性效应,从而有效地进行高速长距离通信。　　 论文结合国家863专题项目:“160Gbit/s一泵多纤光传输技术的研究”(No.2007AA01Z258),对高速光时分复用系统的光源、码型、复用技术、调制技术、解复用技术和时钟提取方法进行了相关研究,尤其对160Gbit/s光时分复用系统的色散管理技术进行了理论和实验研究。　　 论文主要工作如下:　　 理论分析了光纤群速度色散、高阶色散与非线性效应对信号传输性能的影响;同时分析了码型、功率对系统色散与非线性的影响。　　 对信号的不同频率成份在光纤中以不同的速率传输时,色散和色散斜率导致的脉冲展宽和引起脉冲变形进行了理论分析。　　 对比各种色散补偿方案,分析其优缺点。理论研究和实验验证了:对称补偿方案性能最佳。　　 基于160Gbit/s OTDM系统实验平台,对色散和色散斜率导致的脉冲展宽进行了实验研究。发现脉冲展宽与脉冲宽度呈非线性关系,当脉冲宽度小于2ps时,脉冲展宽急剧增加,色散与光纤长度呈线性关系,对于脉宽1.5ps的短脉冲,100m的普通单模光纤造成约3ps脉冲展宽,对160Gbit/s(周期为6.25ps)高速传输系统的性能产生很大影响;而在脉冲宽度大于6ps的低速传输系统中,1km的普通单模光纤产生小于2ps的脉冲展宽,对10Gbit/s(周期为100ps)低速传输系统的性能几乎不产生任何影响。　　 基于160Gbit/s OTDM系统,对100km传输光纤的高精度色散补偿进行了分析研究。对传输链路进行高精度的色散补偿实验,采用色散与色散斜率补偿光纤(D&DSCF)同时对90km普通单模光纤(SMF)的色散和色散斜率进行了精确补偿,实验中对光纤长度进行10m量级的调节,相当于0.3ps的色散调节量。　　 进行160Gbit/s光时分复用信号100km传输实验,采用上述色散管理方案,对传输链路的色散图谱及光放大器的工作点进行优化,实现了100km长时间无误码传输。