在高速率、长距离常规单模光纤通信系统中，光纤损耗和色散是限制其传输速率和无再生中继距离的主要因素。光放大器，尤其是掺饵光纤放大器(EDFA)的出现克服了光纤损耗的影响，使得色散成为主要限制因素。为了克服色散的影响，人们研究出了众多的色散补偿技术。　　 本论文提出了一种以周期配置的级联在线半导体光放大器(SOAs)同时补偿光纤的损耗和色散的全新色散补偿技术。这种技术相对传统的光放大技术和色散补偿技术，具有一定的优势。　　 本论文首先介绍SOA的基本结构和特性。然后，论文从光脉冲在SOA中传输的基本方程出发，详细研究了饱和状态下的行波半导体激光放大器(TWA)的自相位调制(SPM)效应，分析了SOA处于增益饱和状态下的SPM效应对传输脉冲波形、相位的影响，从理论上证实了利用增益饱和所引起的SOA的SPM效应对群速度色散(GVD)进行色散补偿的可行性。　　 本论文主要研究了SOA的SPM效应在常规单模光纤通信系统中的色散补偿作用。论文首先以伪随机序列脉冲为研究对象，通过计算机仿真研究EDFA级联系统和SOA级联系统。研究结果表明，因为SOA的SPM效应具有色散补偿作用，因此在特定条件下，相对于EDFA级联系统，SOA级联系统具有一定的优势。然后，论文通过对单联在线SOA常规单模光纤传输系统的研究，证实了利用SOA的SPM效应对反常色散光纤(G.652)在1550nm波长窗口的色散进行补偿是可行的，并且存在最佳放大器非饱和增益、最佳放大器饱和能量，使得系统具有最大传输距离。接着，对SOA的噪声，特别是自发发射散粒噪声(ASE)对系统传输性能的影响进行了研究。然后论文研究了不同输入脉冲参数下的系统传输性能。研究表明，超高斯脉冲优于高速脉冲，且脉宽和阶数对系统而言有最佳值。最后论文研究了不同传输速率下的系统性能。　　 通过对高速率系统中级联在线SOA补偿光纤色散的研究，我们得到了一系列有价值的结论，对今后SOA在高速率传输系统中的实际应用提供参考价值。