为了满足互联网时代下大数据、云计算和人工智能等数据型业务发展的需求,光通信系统正朝着高速率、更加灵活的调制格式、高频谱利用率及动态可重构的方向发展。然而,随着传输速率的不断增加,光通信系统的结构变得越来越复杂,带宽资源也越来越紧张,为了保证系统在多信道和高效率情况下可靠有效运行并指导光纤生产商制造出符合市场的产品以及帮助运营商进行系统的维护和改造,必须在光网络中比较关键的位置对各个光通道信号的色度色散(CD)、偏振模色散(PMD)等相关参数进行监测。因此,研究色度色散和偏振模色散的产生原因、机理和影响,并在此基础上探究实验测量方案以实现对光纤链路中CD和PMD的测量,这对光纤通信系统的发展具有重要的意义。目前,很多国外知名厂商已经生产出来了相关检测设备,但价格都比较昂贵,国内生产该类设备的厂商匮乏,需要加大对CD和PMD测试设备的研究和制造。本文首先对常用的色度色散和偏振模色散测量方法进行了探究,并对各个测量方法在实验操作难易度、使用的主要仪器和测量精度等方面进行了比较分析。最终选择了对调制相移法测量色度色散和固定分析仪法测量偏振模色散的实验方案进行重点研究,主要包括以下两个方面:(1)在调制相移法测量色度色散原理的基础上利用实验室仪器设备搭建了实验系统,验证了该方案的可靠性和准确性。为了使实验测量方案更具有实用性,通过市场调研,选择了相关仪器的替代模块,实现了系统的模块化并采用相关算法对模块化实验系统的测量数据进行采集和处理,并将测得的结果与基于实验室仪器搭建的实验系统和商用仪器CD400的测量结果进行分析比较,进而验证了基于模块化实验系统测量色度色散的可行性。(2)搭建了固定分析仪法(FA)测量PMD的实验系统,为了消除噪声对该实验测量方案的影响,比较分析了几种常用的滤波方法,最终选择了经验模态分解自适应滤波法(EMD)对测量信号进行处理。详细地阐述了 EMD滤波法消除FA测量PMD实验方案中噪声的原理及过程,实验对比了经验模态分解自适应滤波和维纳滤波两种滤波方案的测量结果,并与商用偏振模色散测量仪的测量结果进行了比较。结果表明,对不同种类、长度的光纤使用EMD滤波法能够提升固定分析仪法测量偏振模色散实验方案的精度。