随着互联网流量的迅猛增长、用户需求逐渐呈现急剧扩大化,使得人们对光通信容量、光层功能提出了更高的要求,这样就推动着研究者不断寻求更高速率、更高质量以及更大容量的光通信网络。而全光波长变换(AOWC)是实现高水平全光网络中的关键技术。此外,为了进一步提高网络效率,减少阻塞概率,全光波长变换可以避免在节点处动态光路切换的波长争用。本文围绕高速光通信中的全光波长变换,引入偏振复用正交频分复用(PM-OFDM)信号来提高信道的频谱利用率与系统容量。针对信号光的不同速率,接收端分别采用直接检测技术和相干检测技术。采用半导体光放大器(SOA),基于其四波混频(FWM)效应来实现高速偏振复用OFDM信号的全光波长变换。基于SOA中的基本传输方程以及载流子速率方程,模拟仿真实现了高速PM-OFDM信号的无串扰接收。并从SOA参数方面对基于FWM效应的全光波长变换系统进行了深入的理论研究以及仿真验证,取得的主要创新成果如下:(1)基于SOA内四波混频效应的理论模型,分析了SOA中的基本传输方程以及载流子速率方程,并从SOA参数方面如增益饱和效应、光场限制因子及载流子浓度对高速偏振复用OFDM(PM-OFDM)信号的系统性能进行研究。(2)基于(1)中的理论分析,在VPI软件平台上搭建了全光波长变换系统。接收端采用直接检测技术,分别进行基于垂直抽运以及平行抽运的高速PM-OFDM信号的全光波长变换系统的模拟仿真。(3)在接收端采用相干检测技术,在SOA内对基于FWM的高速CO-OFDM信号的全光波长变换系统进行了理论研究与模拟仿真。并从激光相位噪声及SOA注射电流方面对影响系统转换效率的因素进行研究。