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随着相干光通信技术的不断发展，人们对于大容量，高速率及高稳定性的相干光通信系统的需求也在不断提升，信号在光纤中进行传输，将会不可避免的受到来自各方面的损耗与噪声的影响，从而影响系统的传输性能与传输效率。其中，色度色散(CD)与偏振模色散(PMD)等线性损伤可以通过采用FIR滤波器，使用色散补偿光纤或是预啁啾技术等方法进行完全补偿，而如自发辐射噪声(ASE噪声)等，在光纤传输的过程中难以完全避免，因此，如何能够有效地抑制和补偿相干光通信过程中的非线性损耗就成为提高通信系统传输性能的重中之重。 光纤传输过程中的非线性效应，按照成因划分可以分为两类:由于散射效应而产生的非线性，如受激拉曼散射(SRS)和受激布里渊散射(SBS)等，以及由于光纤克尔效应而产生的非线性，如自相位调制(SPM)，交叉相位调制(XPM)以及四波混频(FWM)等。对于波分复用(WDM)的系统，我们又可以将此类非线性效应划分为信道内(intra-channel)的非线性与信道间(inter-channel)的非线性效应。 本文着重围绕如何在不同的相干光传输系统中有效地补偿由于克尔效应带来的非线性损伤这一话题进行展开。在正交频分复用(OFDM)的系统中，由于其传递信号在结构上的特殊性，往往会带来较高的峰值平均功率比(PAPR)，从而造成信号的非线性失真，因此我们通过抑制OFDM信号的PAPR来实现对非线性的抑制。针对OFDM系统PAPR偏高这一问题，我们在相干光通信领域可以采用单载波频分复用(SCFDM)系统代替OFDM系统以实现更好的传输性能。在SCFDM系统中，我们重点介绍一种基于Volterra级数展开的非线性电均衡器(NLEE)技术，本技术最早由北大光纤实验室的高岩提出，并将之应用于简单的时域单偏振QPSK传输系统之中，本文中我们将之推广到单载波频分复用(SCFDM)及基于奈奎斯特滤波的单载波频域均衡(Nyquist-SCFDE)系统之中，并且首次提出了NLEE之中的非线性联合均衡技术以解决偏振复用的传输系统之中两个偏振方向的信号之间的非线性串扰，通过仿真与实验结果的验证，该方法在非线性补偿方面效果良好。 本文后半部分首先着重探讨了NLEE在WDM系统之中的扩展，在WDM传输系统之中，由于传输信号包含了全部的多个子载波而非由单载波构成，因此在考虑非线性补偿时，除了单载波传输系统内部的信道内(intra-channel)非线性损伤之外，信道间(inter-channel)的非线性损伤，如信道间XPM以及信道间FWM也同样不可忽略，因此，应用于WDM系统之中的NLEE，其自身结构也必须进行相应更改以便可以更好地补偿信道间的各种非线性损伤。我们在文章中也通过仿真与实验对于WDM系统中的NLEE补偿效果进行了验证。另外，本文还介绍了其他非线性补偿领域较新的技术，如多段非线性相移补偿技术(MNPS)，基于最大似然估计(MLSE-based)的非线性补偿方法和预均衡(pre-distortion)技术等，对文章内容作了进一步补充与完善。