本论文包括了两方面的工作：超大容量多波长全光再生技术研究和大量程、高精度绝对距离测量技术研究。为了满足目前网络对传输提出的越来越高的要求，超大容量传输技术已经成为当下的研究热点，而相应的全光再生则是必须解决的关键技术之一。本研究结合当前多波长网络的现实，对超大容量多波长全光再生技术开展了研究：系统研究方面：先后完成了总容量160Gb/（s4×40Gb/s）、320Gb/（s2×160Gb/s）的3R全光再生系统实验。在此基础上实现了640Gb/s（4×160Gb/s）的全光2R再生系统实验，这是目前已报道的最大容量的全光多波长再生系统实验。具体技术研究上：利用了数据泵浦的参量过程实现信号再生，在有效抑制了SBS影响的同时对于“0”和“1”码噪声均有较好的抑制，首次对再生信号进行的“澡盆曲线”测试证明了这点；提出了延时半个码元周期的方案，充分利用了光纤的方向、偏振态及时隙的正交性，有效抑制了信道间的串扰。理论方法上：提出了对3R再生系统的新的评价方法，更为全面地反映再生系统的性能，为再生系统在网络中的应用提供了依据。测量技术是所有科学、技术的基础。而大量程（百米到公里量级）、高精度的绝对长度测量始终是一个重大的技术挑战。论文应用前期光子微波技术的成果，对此问题开展了工作：系统研究：实验完成了等效长度6.2km的绝对距离测量，测量误差小于1.5μm，相对精度为2.5×10-10。这是目前在如此大的量程上达到的最高相对精度。在技术思路上：相对于传统的利用提高仪器自身分辨率来改进测量精度的思路，采用了将被测量放大的技术思路。这就可以在仪器本身分辨率不变的情况下，通过增大放大倍数来提高测量的精度，相对降低了对器件指标要求，增强了测量系统对各种干扰的容限。从实现原理上：首次提出了采用OEO（光电振荡器）进行测距的测量原理。该原理利用了OEO长谐振腔、高谱纯度和振荡频率高的特点，将被测量的变化放大了105~106倍，从而用普通的测量仪器达到了创记录的测量精度。具体技术上：提出采用双谐振腔结构实现了仪器的自校准。一个谐振腔作为稳定腔，另一个谐振腔用于测量。这样通过锁相技术，就能实现仪器自身时延的稳定，保证了测量精度。论文在以上两个方面取得的成果，为进一步的研究工作打下了良好的基础。