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随着视频等高带宽业务的广泛应用,通信系统的容量日益增大,这使得人们对数据的传输速率要求越来越高。在此背景下,光OFDM(O-OFDM)技术被提出并且被广泛的研究。OFDM技术最早是无线通信系统的技术之一,由于其频率利用率高等特性,可以有效的减小多径效应带来的影响。在被应用到光纤通信系统中时,OFDM技术自身的特性同样发挥着重要的作用,使其非常适合大容量光纤通信系统。即便是在相对传输距离较短的无源光网络(PON)系统中,OFDM技术的动态子载波分配等特性也非常适合PON系统的数据传输。在O-OFDM系统中,OFDM信号的幅度和相位信息会由于光纤特性或激光器线宽因素而产生失真或损伤。针对这些损伤,通常的做法时,设计不同的算法,在接收端,通过相关算法补偿信号的幅度失真或相位损伤等。相比于直接在光域完成损伤补偿,这种做法可以降低系统的成本,同时增大了系统控制的灵活性。由此可以看出,为了传输高速的数据信息,同时保持系统的良好性能,对O-OFDM系统核心算法的研究变得至关重要。本文在国家863计划课题“100Gb/s相干光传输关键技术研究(2009AA012221)”和国家自然科学基金课题“超100Gbps相干光接收机数字去损伤并行处理技术的研究(61072053)”资助下,对100Gb/s CO-OFDM系统线宽相位损伤补偿算法和色散相位损伤补偿算法进行了深入的研究,并且对40Gbps PM-QPSK-CO-OFDM系统中的FFT算法的FPGA实现方案进行了设计。主要研究工作如下：1.研究了CO-OFDM系统工作原理,利用VPI仿真工具和MATLAB编程搭建了112Gbps 16QAM-CO-OFDM光纤通信仿真系统,仿真分析了系统关键参数的设置方式。2.针对由于激光器线宽引入的相位损伤,深入的研究了用于补偿该相位损伤的导频相位损伤补偿算法,通过理论和仿真分析,验证了该算法适用于相干光OFDM系统,并且对相关关键参数设置进行了优化。3.针对由于光纤色散效应带来的子载波相位损伤,提出了一种利用导频完成相位损伤补偿的导频色散补偿算法,通过仿真验证了该算法的可行性,并且通过理论分析验证了该算法相比传统的色散补偿算法,可以将信息的开销降低N倍(其中N为OFDM符号的子载波个数)。4.同样针对光纤色散效应引入的子载波相位损伤,提出了一种利用发端预编码方式完成色散相位损伤补偿的差分预编码色散补偿算法。通过仿真验证了该算法的可行性,并且通过理论分析验证了该算法在完成色散相位损伤补偿的同时,可进一步降低信息开销以及计算复杂度。5.深入研究了FFT算法的运算原理,针对40Gbps PM-QPSK-CO-OFDM系统,设计了FFT算法的FPGA硬件实现方案。