针对星地激光单向授时受大气色散影响而产生授时偏差的问题，利用气象实测数据建立大气折射率对星地激光单向授时偏差的影响模型。以该模型为基础，分别研究了单星对地授时和四星对地授时模式下，不同地区、不同月份、不同天顶角和激光波长对大气色散引入的单向授时偏差的量值范围和变化规律。结果表明：大气温度越高，大气压强越低，接收天顶角越小，大气色散引入的单向授时偏差越小；星地单向授时偏差在10 ns量级，通常大气色散导致授时偏差的全年波动峰峰值小于1 ns。

从信息论安全的角度出发,用保密容量定量分析了相干扩时光码分多址(OCDMA)系统的物理层安全性,得出了系统保密容量 随不同系统参数的变化关系。建立了OCDMA系统的窃听信道模型,并计算得到了系统的保密容量; 以Gold码为例评估了关键系统参数（用户数M、输入光功率P和码长N） 对相干扩时OCDMA系统物理层安全性的影响。结果表明相干扩时OCDMA系统具有很好的抵御光纤窃听攻击的物理层安全性；关键系统参数对提高此系统的物理层安全性 有重要影响。选择合适的系统参数值可提高相干扩时OCDMA系统的安全水平。

选用不带内部隔离器的普通商用分布反馈式（DFB）半导体激光器作为从激光器，用一个经马赫曾德尔外调制器进行奇数阶边带抑制调制的光信号作为探测信号，通过测量不同失谐频率条件下从激光器输出光信号经光电探测器检测所得的射频信号的功率，对光注入条件下DFB激光器的放大特性进行了研究，得到了不同注入功率比条件下DFB激光器的放大特性曲线。同时研究了-2级边带得到最大放大时的最佳失谐频率以及不同注入功率比条件下探测光信号的载波和-2级边带分别得到的增益。利用DFB激光器对探测光-2级边带的放大作用，得到了高边带抑制比的单边带信号，产生了二倍频本地振荡信号的微波信号。这为用光学方式产生高频微波信号提供了一种新的方法。

立足现有的商用接收机组件实现解码信号的判决恢复是光码分多址(OCDMA)系统往实用化发展的一个重要方向。具有高功率对比度(PCR)的编解码器有助于在窄带接收条件下形成具有较高信噪比(SNR)的判决电信号。实验中基于商用窄带接收机组件即10 G PIN+TIA和10 G时钟数据恢复(CDR)模块，利用自主设计制作的具有高功率对比度的光纤光栅(FBG)编解码器实现了双用户10 Gb/s 60 km无误码传输实验，并初步实现了三用户10 Gb/s背靠背无误码实验。实验中测试了不同用户数情况下背靠背和60 km传输时的误码率(BER)曲线，分析了引起功率代价的系统损伤原因和进一步改进系统性能的思路。

随着各种多播业务的不断出现，如何在网络的光层实现多播业务的可靠性传输已成为光网络研究中的一个热点问题，而多播保护算法是这一问题的核心。目前多播保护算法的研究都是在假设网络所有节点具有多播功能的条件下进行的，然而由于成本的限制，实际光网络往往是一个稀疏多播光网络，即网络中只有部分节点具有多播功能。针对这一问题，提出了一种基于虚拟源的动态多播保护算法。仿真结果表明：该算法不仅能在稀疏多播光网络中满足多播业务可靠传输的要求，还具有较高的网络资源的利用率和较低的时间复杂度。

在光网络中，光信号沿着路由与波长分配(RWA)算法选定的光通路传输的过程中会受到各种信号损伤的影响而导致信号质量的不断下降，严重影响着业务的服务质量(QoS)。而光网络中多样化的客户层业务往往有着不同的QoS的需求，因此有必要根据不同的业务QoS需求对光信号损伤的影响进行不同程度的控制。针对这一问题，提出了一种能同时考虑信号损伤限制和服务质量区分的动态RWA算法，并通过计算机仿真的方法对其性能进行了分析和验证。结果表明：该算法既能克服光网络中信号损伤的影响又能为不同级别的业务提供不同的QoS保证，更贴近实际需求。

区分可靠性的通路保护方案既能为光网络中具有不同可靠性需求的业务提供有效的故障保护,又能优化网络资源的利用,是一种高效的生存性机制。但目前此类问题的研究主要是集中于传统的单域光网络中,所得的研究成果无法直接运用于具有多域特点的下一代光网络中。针对这一问题,在对以往通路保护算法进行改进的基础上提出了一种适用于多域光网络中的支持区分可靠性的通路保护算法,并对其性能进行了计算机仿真研究。仿真结果表明,该算法不仅能满足多域光网络中不同业务的可靠性需求,而且能提高网络资源的利用率、降低业务连接的阻塞率。