近年来网络数据流量呈现爆发式增长，光纤通信系统作为全球宽带网络的基础，已承载着90%以上的数据流量，并继续朝着多维、超大容量、超长距离等方向发展。搭建了一套模拟跨洋传输的超高容量距离积单模光纤传输系统实验平台。在发射端，根据传输信道光信噪比，采用不同信息熵产生不同传输速率的偏振复用概率整形16阶正交幅度调制光信号。光纤传输链路是由国产超低损大有效面积光纤与国产超宽带低噪声C波段掺铒光纤放大器组成。整个系统基于129个波长信道（波长范围为1529.8~1568.2 nm）进行了传输验证，得到的传输容量为28.09 Tbit/s，传输距离为12000 km，总容量距离积达到337 Pbit·s^-1·km。

设计了一种基于FPGA的图像采集卡，集合了目前流行的高速光纤技术和PCI Express总线，并运用分层的Aurora协议和PCI Express协议实现光纤和PCI-E总线上数据的管理。在FPGA算法设计中，提出“预转换”策略和“双阈值”策略来管理和优化跨越高速光纤模块和PCI Express模块的高速数据传输过程。在实验中，数据传输达到了预期的高速实时传输的目标。

构建了非归零码、归零码、载波抑制归零码、光双二进制码、改进的双二进制归零码等五种光强度调制格式在40Gb/s系统中的单信道传输模型，并采用OptiSystem7.0软件对其进行了仿真。分析比较了这五种调制格式的光谱图和眼图在非线性容限、色散容限、传输距离方面的优缺点，总结了它们的基本性能及应用场合。结果表明，MDRZ具有非线性容忍度最高、频谱效率高、色散容忍度较高及传输距离较远等特点，是高速光纤通信系统中很有潜力的调制格式。