WDM技术充分利用光纤的通信窗口，将多个光业务流复用到一根光纤中，允许灵活的扩展带宽，降低复用成本。自诞生以来，在长途传输等应用环境下表现出的卓越的性价比优势，应用领域迅速扩大。但是信道中的群速度色散、偏振模式色散、各种非线性效应、光源和光放大器的ASE噪声等各种因素会限制信道带宽的提高。而3R再生技术是解决这些问题的有效手段。目前线路中多采用光-电-光的再生技术，但由于电处理机制的局限，只能分别对各个波长进行再生，其成本、可靠性的优势随着波长数的增加而被大大的抵消。如果能够采用多波长全光3R再生技术才能充分发挥WDM技术的优势。目前，单波长全光3R再生的方案较多，但多波长全光3R再生的研究尚处于初始阶段。为了完成容量为160Gb/s的全光3R再生系统，本文研究了基于光谱切片的组播技术，基于半导体光放大器SOA的交叉相位调制XPM的组播技术。本文提出了基于低Q值的F-P滤波器+注入锁模光纤环形激光器提取异步多波长时钟的方案。在全光判决方面，在基于光纤光参量放大FOPA的全光3R再生系统中，一般采用强度时钟的泵浦光实现对信号的再定时．但这种再生方法只可以成功的再生“1”码，对于“0”码上的噪声没有太大效果。本文提出了利用多路信号同时作为多泵浦，分别滤出其与时钟信号四波混频得到的闲频光，从而实现多波长光判决技术，在理论和实验中都取得了比较理想的结果。进一步采用偏振正交技术和双向运转方式降低泵浦数据之间的干扰。从而使多个波长的3R再生在同一器件中完成，而且当需要再生的波长数量较多时，相对传统的分别3R再生技术，具有很大的成本优势。研制成功一套具有自主知识产权的、总容量为160Gb/s（4波长40Gb/s）的多波长全光3R再生样机。该样机用高精细度F-P滤波器进行全光时钟提取，将多波长恶化信号作为多泵浦光与提取的时钟注入至高非线性光纤中，利用高非线性光纤中的四波混频效应在闲频光处得到再生的多波长信号，从而实现多波长全光3R再生技术。为了抑制信道间的非线性窜扰，我们进一步采用信号偏振正交技术和双向注入的方式，减小泵浦光之间的相互作用，从而使多个波长的3R再生在同一器件中完成，非常适用于现有的WDM系统。