该论文在前人研究的基础上,对单模光纤中的PMD进行了具体研究,改进、验证和发展了已有理论.该论文包括以下主要工作(标识(★)部分为创新内容):1.系统全面的介绍了PMD的概念、产生机理、一阶及高阶PMD的基本理论.2.改进地提出了一种随机耦合长度的光纤级联模型,(★)在Jones空间提出了递推方法计算该模型的一阶PMD,利用该模型可以仿真一阶PMD统计特性,用该方法计算的一定长度光纤的一阶PMD值与给定PMD系数的真实光纤一阶PMD的理论值非常接近.3.利用上述改进的光纤级联模型,仿真了二阶PMD的统计特性,(★)并研究了一阶PMD的平均值与二阶PMD的方均根值(RMS)之间的关系.4.利用单模光纤的传输矩阵和它存在PMD时的时域脉冲响应公式,分析了一阶、二阶PMD对输出场中脉冲波形的影响.5.详细研究了目前应用比较广泛的Bruyere模型二阶PMD的Jones矩阵.6.利用单模光纤PMD矢量与Jones矩阵之间的关系,推导了由二阶PMD矢量表示的光纤Jones矩阵解析表达式,利用该矩阵可以确定输出端时域脉冲在二阶PMD近似下的表达式,(★)并由此仿真了二阶PMD对高速传输信号质量的影响.7.概述了PMD补偿的基本理论,详细介绍了目前存在的几种PMD补偿技术,分析了各种补偿技术的优缺点,指出了当前PMD补偿所面临的问题.8.利用光纤的级联模型,改进地提出了三阶段二阶PMD补偿,由光纤的级联法则,分析了三阶段补偿器光纤链路中各PMD矢量之间的关系,(★)并计算出了在实时测得传输光纤的一阶、二阶PMD后,为实现二阶PMD的完全补偿,连接各段光纤的偏振旋转器所需要满足的旋转矩阵.9.(★)在综合考虑群速度色散(GVD)、自相位调制(SPM)、交叉相位调制(XPM)、四波混频(FWM)、PMD等因素的基础上,推导了DWDM系统中任意信道的耦合非线性薛定谔方程组.10.(★)利用扩展的分步傅立叶方法对该方程进行了数值计算,通过对8×40Gbit/sDWDM系统的仿真,分别研究了非线性效应和PMD对DWDM系统的影响.11.(★)验证了系统受PMD与非线性效应的影响程度与输入信号功率有关,在入射光单信道平均功率较低0.1mw时,PMD是影响系统性能的主要因素;当入射光单信道平均功率较高1mw时,系统受非线性效应影响严重.12.(★)提出和验证了PMD在使信号脉冲展宽的同时,类似于非零色散位移光纤中的微小色散,对非线性效应又有一定的抑制作用.