近年来随着互联网数据业务的迅猛增长，同时在线视频、高清电视等新型业务的发展，终端用户对带宽的需求显著增加，导致骨干网的流量呈现爆炸式的增长，对骨干光传输系统的容量要求更为苛刻。而高阶调制码型由于具有频谱利用率高，能提高光纤系统的非线性容限，提高色度色散(CD)和偏振模色散(PMD)的容限，以及降低成本等优势，已经广泛应用于下一代超高速光纤通信系统中。本文主要研究基于IQ光调制器的正交相移键控(QPSK)和十六进制正交幅度键控(16-QAM)光发射机中多偏置电压的反馈控制性能。首先，研究了现有的多种偏置控制方法，包括监测平均输出光功率及其方差，分析非对称抖动信号，反馈光功率以及射频功率谱等方法。其中，监测平均光功率法结构简单，应用最为广泛；其次，基于监测平均光功率法，着重分析了光发射机内部两个马赫-曾德调制器(MZM)的偏置电压与马赫-曾德干涉仪(MZI)的偏置电压之间的协同控制问题，以及以光发射机的平均输出光功率作为反馈控制两个MZMs偏置电压的监测信号所面临的多极值问题。最后，为了验证上述理论分析的正确性，搭建了QPSK以及16-QAM光信号发射机，并设计了实验验证系统：采用分布反馈式激光器(Agilenthp8164A)，IQ光调制器(JDSU10G DPMZ)以及泰克公司的任意函数发生器(AFG3102)组成高阶调制信号的发射端；采用光功率计(Agilent hp8163A)进行光功率输出，利用LabVIEW软件控制偏置电压并进行数据采集，将实验结果与理论仿真进行对比验证。结果表明，在基于IQ光调制器的QPSK和16-QAM光发射机中，当MZMs偏置电压处于传输曲线的最低点时，监测的平均输出光功率均为极值，且不受MZI偏置电压的影响；并且分析发现，合适的驱动信号幅度可保证两个MZMs偏置电压的反馈控制过程中不存在多局部极值问题。此研究结果对保证高阶调制信号输出的鲁棒性具有很好的借鉴意义。