本论文围绕着高速光通信技术中两个关键问题，即高速传输技术的偏振模色散问题和全光包交换网络的全光缓存器问题开展了研究。同时，将偏振的相关技术扩展应用到分布式光纤传感领域。 　　本论文首次得出了偏振模色散矢量的解析表达式、偏振主态对应的斯托克斯矢量的解析表达式，以及高阶偏振模色散矢量的表达式，这些表达式完全是由光纤参数决定的；讨论了局部偏振模色散矢量和整体偏振模色散矢量的关系，首次提出了一种基于偏振模色散矢量的一阶偏振模色散补偿方案，引入了偏振模色散补偿矢量的概念，从理论上证明了仅仅利用一个正规的非圆光波导类的补偿元件；研究了偏振模色散矢量对脉冲波形的影响，并且首次得到了二阶偏振模色散对高斯脉冲展宽的解析表达式，对一阶偏振模色散下高斯脉冲展宽表达式进行了严格证明；提出了一种通过测量偏振态稳定性来确定偏振模色散稳定性的方法，提出了偏振态时变矢量的概念；研究设计了偏振敏感时域反射计。澄清了一些用P-OTDR方法进行双折射、偏振模色散分布测量的片面看法，首次提出了一种新颖的递推算法计算光纤双折射的分布；首次提出并成功实现了一种新型双环全光缓存器结构。首次分析了3×3平行排列耦合器的偏振性能对于DLOB的影响，研究了偏振控制器对于DLOB的影响。