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伪随机码（PRBS）因其表现的良好随机特性，广泛应用于全光通信网络中，例如误码率的检测、编码/解码（扰码器）、加密解密（保密传输）、白噪声模拟、扩频调制（码分多址）等。传统电域的PRBS发生技术虽已十分成熟，但全光PRBS的发生还处于研究阶段，目前提出的一些全光发生方案大多面临结构复杂，产生的PRBS周期短，速率较低等问题。本文提出了一种新的全光PRBS发生方案，产生了超长周期的PRBS，该结构抛开传统线性移位寄存器的限制，使得系统结构大大简化。另一方面针对速率问题，提出了三种PRBS速率倍增方案，其研究成果对光通信技术的发展有重要意义。 本论文的主要研究成果包括: 1、提出了一种测量半导体光放大器(SOA)群速度色散的简单易行的实验方法，并在小信号输入条件下通过实验验证该方法的可靠性。基于SOA的增益函数，理论仿真了不同开关窗口和控制光能量下TOAD的输出特性。分析了TOAD伴随窗口的产生原因并提出了有效的抑制方法。利用开关窗口连续可调的TOAD对RZ码占空比进行调节，实验上将2.5Gb/s的RZ码占空比由50％(200ps)压缩至25％(100ps)和10％(40ps)，以及由25％展宽到50％。 2、提出了一种基于TOAD及分路延迟结构的全光时钟速率倍增方案，理论仿真了时钟二、三、四倍速率提升。实验上实现了时钟的二倍速率提升，即由200MHz至400MHz以及1GHz至2GHz。利用TOAD实现了波长变换、全光与逻辑、异或逻辑和或逻辑等PRBS发生和速率倍增系统的关键技术。 3、提出了一种基于全光同或逻辑和波长变换的PRBS发生方案，抛开了传统线性移位寄存器的限制，大大简化系统。实验上产生了1 Gb/s速率周期为263-1的PRBS信号，测出了B-2-B信号和输出PRBS信号的误码率曲线。利用Diehard随机性检验包对产生的PRBS进行检验，通过了其全部的18项测试，并给出了对应的p值。 4、基于m序列的性质，提出了三种保持码型不变的全光PRBS速率倍增系统。1)基于TOAD或逻辑反馈的全光PRBS速率倍增系统，实现了不同周期最终速率为4Gb/s的PRBS四倍速和八倍速。2）基于功率均衡器的全光PRBS速率倍增系统，实现了周期27-1的PRBS由2.5Gb/s至10Gb/s的速率提升。3）基于TOAD对RZ码占空比压缩的全光PRBS速率倍增系统，实现了周期27-1的PRBS由2.5Gb/s至10Gb/s的速率提升。