随着信息社会的到来，人们对信息量的需求不断提高，目前大量出现的传输速率在数兆比特每秒的图像通信、高清晰宽带网络电视(IPTV)以及高速局域网(LAN)、城域网和广域网等新业务，都促使光纤通信系统向超高速率、超大容量、超长距离的方向发展。密集波分复用(DWDM)技术就是适应这种发展而产生的。在DWDM系统中，理想的光纤应该是具有很小的衰减、适当的色散、较大的有效面积、很低的PMD、理想的弯曲特性等。实际使用的光纤很难同时满足这些要求。人们开始寻求研制新型光纤以取代常规光纤，为进一步增加光网络的容量，提升光网络的性能扫除障碍。 本文讨论的光子带隙光纤(PBGFs)就是其中的一种新型光纤。PBGFs以其独特的传输特性，彻底解决了光传输时遇到的损耗、色散和非线性问题，近年来引起了人们越来越多的关注，日益成为理论和实验研究的热点。PBGFs具有独特的几何结构，从横截面上看，包层折射率呈周期性变化，中间抽掉一些空气孔形成缺陷作为纤芯。由于周期性的独特的几何结构使得光子晶体光纤能以独特的机理——光子带隙效应——导光。独特的导光机理造就了光子晶体光纤独特的传输特性：可控的波导色散特性、理论上极低的损耗和极低的非线性效应；从而表现出作为光网络传输介质的巨大潜力。 由于PBGFs具有复杂的几何结构，电磁波理论难以得到精确的解析解，只能通过采用数值方法进行计算机仿真，对PBGFs导光特性、色散特性、损耗特性和非线性效应等进行分析研究。本文首先采用频域有限差分法(FDFD)，研究PBGFs的损耗特性。数值分析结果表明：选择高填充率的结构、特定的缺陷尺寸和增加包层的层数，都能有效地减小PBGFs损耗。通过选择特定的结构参数，得到了最低损耗达到0.15dB/km的PBGFs。然后应用MATLAB语言进行编程，开发出一个用于分析光子晶体光纤的性能特性的软件系统，利用该软件系统可以分析不同结构参数光子晶体光纤的导光特性、损耗和色散特性。最后利用PCF性能分析软件系统设计了一种具有低损耗、低色散和色散平坦的PBGFs，并研究了该光纤在DWDM系统中的应用，研究结果表明低损耗的PBGFs可以显著的提高DWDM系统的传输距离和通信容量。