光纤进行大容量、超长距离传输技术
随着单信道传输速率的提升，光纤本身的损耗、非线性、色散等因素，使光信号在传输过程中发生畸变，制约了系统性能，因此在技术上给网络传输与交换带来了很多要求。
从调制格式和复用方式来看，可采用基于偏振复用结合的多相位调制的调制方式，如偏振复用四相相移键控(PDM QPSK)、8/16相相移键控(8PSK/16PSK)以及基于低速子波复用的正交频分复用(OFDM)，也可采用光时分复用技术。
从调制编码解调来看，目前主要可采用直接解调和相干解调两种方式，其中相干解调主要采用数字信号处理(DSP)技术来实现，显著降低了相干通信中对于激光器特性的要求。但由于目前受到模/数转换器(ADC)和DSP’芯片等处理能力的限制，基于100Gbit/s信号的实时相干接收处理是亟待解决的技术难题之一，将直接影响其商用的步伐。
(1)正交频分复用：鉴于0FDM的技术优势，将其引入到光纤通信系统中是近年来的一个研究热点。实验表明在不采用任何补偿的情况下，采用OFDM技术的单模光纤通信系统可以将10Gbit/s信号传输1 000km以上，可见0FDM技术的引入可明显改善光纤通信系统性能。
(2)光时分复用：0TDM能够克服因放大器级联而带来的增益不平坦和光纤非线性的限制，在未来采用全光交换和全光路由的网络中，OTDM技术的一些特点使其作为全光网络关键技术之一更具吸引力，如上下话路方便，可适用于本地网和骨干网。目前，基于()TDM的传输速率已经可以达到太比特每秒。但由于()TDM必须采用归零码超短脉冲，占用频带宽，而且色散和色散斜率影响较为显著。0TDM传输系统的关键技术包括超短光脉冲发生技术、全光时分复用/解复用技术和超高速定时提取技术等。因此，人们在研制全光控制的各种超高速逻辑单元，如速度在皮秒(ps)级的超高速全光开关等。
(3)偏振复用：利用光在单模光纤中传输的偏振特性，将传输波长的两个独立且相互正交的偏振态作为独立信道分别用于传输两路信号，这样可成倍提高系统容量和频谱利用率。由于两束偏振光信号偏振复用后，经过长距离的光纤传输，会受到光纤应力、偏振模色散(PMD)、偏振相关损耗(PDI。)等因素的影响，偏振状态会发生变化，使得到达接收端的光信号的偏振态随时间发生快速变化。这就要求解复用器具有自动调整功能，进而能够分辨出彼此正交的两个偏振通道。目前，偏振复用技术所面临的关键挑战正是在于如何进行信号的解复用，这是一直困扰和阻碍偏振复用技术进入实际应用的难题。
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