光纤的损耗和色散是光纤通信发展的主要限制因素，随着光放大器和各种色散补偿技术的应用，这两种因素的影响得以减小和克服，在这中情况下，光纤偏振模色散的(PMD)的影响显得尤为突出，成为限制光纤向高速率、长距离发展的一个重要因素。特别是当光纤通信系统的单信道传输速率达到40Gbps或更高时，偏振模色散的影响已经不可忽略，它严重影响了信号的传输质量，造成数字通信的码间干扰，因此PMD被认为是影响光纤传输系统性能的最终因素。 由于PMD在传输过程中易受外界影响而呈现出随机特性，所以研究PMD的统计特性就非常有必要，这对于PMD的后续研究特别是PMD的补偿工作有很重要的借鉴价值。本文在前人研究的基础上，对单模光纤中一阶PMD的统计特性进行了具体研究，验证了已有的理论并得出了自己的结论。首先对描述偏振模色散的有关概念及其特性等进行了总结，然后分析了偏振模色散的统计模型，为以后各章的讨论提供了理论基础。由于极化相关损耗(PDL)对PMD的统计特性有很大影响，本文随后分析了PDL的相关理论，包括PDL和PMD的相互影响和PDL的统计特性等等。然后又分析了PDL和PMD在脉冲中的统计特性，以及它们对系统性能的影响。 偏振模色散统计特性是本文研究的重点。文中首先分析了PMD和PDL影响下的双折射和琼斯矩阵，然后简要介绍了蒙特卡罗仿真方法，最后，分别研究了椭圆双折射下的偏振模色散统计特性以及兼顾极化相关损耗和椭圆双折射影响的偏振模色散统计特性，对两种情况都做了仿真，并总结了后一种情况下的差分群时延(DGD)所符合的概率密度函数式，将函数式与前人的研究成果进行了比较，进一步验证了本文函数式的正确性。最后证明：DGD的统计分布受PDL值大小和椭圆度角(Stokes空间)的双重影响，DGD均值在PDL值一定的情况下，随椭圆度角的增大会略增，且增幅随PDL值的增加而增大；DGD在此情况下的统计分布呈现为Maxwell分布和Gauss分布合分布，椭圆度角的增大会使合分布中Maxwell分布的成分减小；本文的概率密度函数式在PMD、PDL矢量为线偏振和椭圆偏振时均能较好的表示出偏振模色散的统计特性，因此结论函数式具有普遍意义。