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偏振模式色散(PMD)是由于光纤的双折射现象所引起的。双折射现象是由光纤结构非对称性、外界压力和温度的变化所造成的。它会导致脉冲的展宽和畸变,限制高速率光纤通信系统的容量和传输距离。解决PMD问题是实现高速光纤通信的关键问题之一。PMD具有随机性,它随着外界条件和传输速率的变化而变化,使得补偿变得困难。本文对PMD补偿以及实时的前馈PMD补偿的实现进行了深入的讨论,下面是本论文的主要工作:1.研究并比较各种PMD补偿方案,在考虑现有实验室设备条件的基础上,提出一种国内没有采用过的新的PMD前馈补偿方案。方案的原理:在发射端加扰偏器,在接收端通过测得的偏振度(DOP)、偏振态(SOP)等信息确定光纤线路中的偏振主态(PSP)方向和差分群延时(DGD)的大小,运用计算方法而非搜索的方法向控制器件输入准确的控制电压,克服了搜索算法的各种弊端成功地完成了一阶PMD动态补偿实验,50ms可以完成完全补偿。2.对补偿系统中的两个关键器件――偏振控制器(PC)和差分延时线(DDL)进行了理论和实验的研究。通过理论推导,明确了PC每个波片的相位延迟量对输入偏振态(SOP)的影响以及多个波片对输入偏振态的影响,并且用matlab对PC的功能进行了仿真,证明了理论推导的正确性。在此基础上,通过大量实验验证了对PC理论分析所得的的结论的正确性,也为偏振稳定器的实现奠定了基础。此外推导了对DDL的差分延时量进行控制的公式:Δτ=,使得DOP与Δτ的关系更加简单,易于分析和运算。3.在对偏振控制器的原理和功能进行大量的研究和实验的基础上,完成了偏振发生器系统。在输入为任意偏振态的情况下,实现任意的稳定的偏振态输出的功能。该系统精度最高可以达到0.5度,响应时间的典型值为50ms。据我们所知,目前文献和市场中尚未发现功能优于本系统的偏振发生器。偏振稳定器的成功实现,不但为PMD补偿的实现提供了有利的条件,也将为其它需要偏振稳定的系统同样地提供了有利的条件。