现代互联世界是围绕单模光纤网络构建的。如今,单模光纤带宽已经接近了香农定理的极限,即今天的单模光纤系统将无法满足日益增长的需求,而解决这种带宽危机的一个有效方案就是采多模光纤。首先,对于多模光纤而言,由于模式间的非线性作用比较复杂,所以对其的数值模拟非常具有挑战性。基于此,本论文针对多模光纤非线性信号的传播效果,数值精度求解做出仿真实验。其次,传统的光纤系统都是在CPU上进行仿真计算,效率非常低下,本论文针对此部分,设计了基于GPU的计算,加快了多模光纤传统系统的仿真过程。本次论文工作的主要内容有:(1)将相互绘景作用中的四阶龙格库塔法(RK4IP)应用于多模光纤的非线性薛定谔方程的数值解析,并基于此算法,仿真了光脉冲在光纤中的传输。(2)在计算性能方面,为了更好的表现出RK4IP的效果,结合了通用的SSFM-RK4数值算法,仿真出两者在步长和精度的效果图。确定了RK4IP在精度计算上的优势。在分析误差精度时,提出了三种求解多模光纤非线性传输方程的误差估计准则-max,sum,ave准则。结果表明三种准则下的曲线图均满足算法精度要求。(3)采用CUDA编程模型,基于GPU进行加速计算。分别针对SSFMRK4算法和RK4IP算法在内存和时间上的消耗做出仿真实验,探究了GPU对单双精度数据下的加速效果以及随着脉冲个数的不断增加,CPU和GPU的平均脉冲耗时的稳定性。结果表明基于GPU的计算可比CPU提升几十倍的效率,此外,还针对RK4IP算法中的各个模块进行了仿真,得出了GPU在各个模块的加速效果。(4)采用Pytorch编程语言,充分利用了Pytorch语言支持张量计算,且对GPU操作非常简便的特点,并突破了其不支持复数张量计算的劣势。