光纤通信系统中传输容量的扩大、传输速度的提高、传输距离的延长都与光纤的损耗、非线性效应、色散效应紧密相关。随着掺铒光纤放大器的广泛使用,损耗问题基本得到了解决,光纤色散和非线性效应便成了目前光纤通信系统中限制光信号传输速率和传输距离的主要因素。由于光纤色散能够有效地抑制四波混频等非线性效应,因此对光纤通信系统进行升级扩容的关键将集中体现在色散问题上,而在高速率、超长距离的大容量光纤通信系统中,也只有进行有效的色散补偿才能满足通信系统进一步传输的要求。本文重点研究了光纤光栅在高速光纤通信系统色散补偿中的应用,主要工作如下: 首先,从光脉冲在单模光纤中传输的基本方程出发,分析了高速光纤通信系统中色散补偿的原理以及色散对光纤通信系统的影响。 其次,分析了目前国内外高速光纤通信系统中各种色散补偿技术及其机制、特点,从系统性能的角度分析比较了它们的优缺点。如:虚像相位阵列法、光孤子传输、平面光路法等。这些色散补偿方法技术成熟程度较低,实用化的进程很缓慢。相比较而言,光纤光栅最具优势。光纤光栅是对高速率、超长距离大容量光纤通信系统进行色散补偿最有前途的一种技术方案。 最后,基于OPTIWAVE仿真软件,模拟仿真了三个在G.652光纤传输的以光纤光栅进行色散补偿的系统性能,这些系统的传输速率分别为10 Gb/s、40 Gb/s光纤通信系统以及40 Gb/s,16通道的高速密集波分复用(DWDM)系统。模拟研究结果表明:入纤光功率的大小对色散补偿系统的影响大,对于每个系统,入纤光功率在某个范围之间,系统性能较好;光纤光栅的色散补偿带宽对系统的影响较大。另外,在高速DWDM系统中色散斜率对误码率也有一定的影响。