随着单模光纤传输容量逐渐接近其理论香农极限,寻求新的维度复用技术成为研究者们研究的重点。基于少模光纤的模分复用技术可能是解决通信容量不足的一种方法,通过将少模光纤中每一个传输模式看作一个独立的信道,通信容量会得到成倍的增长。本文就少模光纤传输链路三个关键技术问题展开研究,重点探究了少模光纤的设计问题,少模光纤传输光网络所适用模式交换光开关以及关于少模光纤链路中的色散监测新方法。首先,对少模光纤的设计问题进行探究,找出控制光纤传输模式数目的两个参数:纤芯半径与纤芯包层折射率差,控制这两个参数的值,设计了一种能够传输四个模式的少模光纤。通过理论研究,找出抑制少模光纤非线性的方法,即设计尽可能大有效面积的光纤,并且,采用了外下陷包层的设计,这样可以减少所设计少模光纤的弯曲损耗。所设计的少模光纤具有较大的差模群时延,这样可以使得各个模式信道相对独立,降低接收端信号处理的复杂度。其次,对少模光纤光网络中的模式交换光开关进行了研究。通过实验证明了一种现有的适用于自动交换光网络(ASON)的光开关同样能够对少模光纤中传输的模式群进行整体交换,在此结论的基础上设计集成了一种可重构光网络平台,建立了多模光纤、少模光纤及单模光纤之间的固定连接,以及同类光纤之间的交换连接。演示了在各光节点间IP业务、各光节点间基于TCP/IP协议的高层协议FTP,HTTP和基于HDTV协议的四路高清晰度数字电视的传输,并且通过网络管理软件实现了整个混合传输光网络中的监控。最后,理论分析了少模光纤中一种非线性现象,即四波混频(FWM)效应,推导出了存在两个空间模式时的少模非线性薛定谔方程,得出了少模光纤中形成模间四波混频的模式和波长位置的各种组合以及它们的相位匹配条件。由模间四波混频(IM-FWM)的抑制原理得到启发,提出了一种色散监测方法,该方法可以由FWM产生的闲频波功率来表示链路中色散的大小,具有实时性,简单可靠且灵敏度高。通过仿真软件Optisystem 14.0设计搭建了16QAM少模光纤传输系统,对少模光纤链路进行了色散监测仿真。本文重点研究了以上关于少模光纤传输链路的三个关键技术问题,为以后基于少模光纤的模分复用系统进入大规模应用提供了理论与技术支持。