随着云计算、物联网、大数据、宽带视频及多媒体等业务的发展，人们对数据流量和通信带宽的需求不断增长。研究表明，相干光正交频分复用系统是未来大容量、超高速、长距离光传输系统的强有力竞争方案之一。相干光正交频分复用系统有着较高的频谱效率、较强的抗光纤色散和偏振模色散的能力，结合相干检测技术提高了接收灵敏度，对于高阶调制格式和信道均衡的实现也更加灵活简单。然而，OFDM信号在接收端需要进行同步，包括符号同步和频率同步，否则将导致接收端星座图的旋转，码间干扰和载波间干扰等，使系统的传输性能降低。　　本论文研究了CO-OFDM通信系统，利用OptiSystem和Matlab软件搭建CO-OFDM系统仿真平台，在此平台上，对现有的同步方法进行研究。同时，提出基于CAZAC序列的同步算法改进方案，并在仿真平台上进行验证。本文的主要研究内容及主要研究成果如下：　　1.首先介绍了 CO-OFDM的发展背景及发展现状，并结合目前的研究现状，对CO-OFDM通信系统的优劣势进行介绍，然后介绍了CO-OFDM同步技术的进展。　　2.介绍了OFDM技术的基本原理、IFFT/FFT实现信号的调制解调、循环前缀，分析了OFDM信号的频偏和相位敏感性。此外，还介绍了CO-OFDM系统的结构和相干检测的原理。　　3.基于OptiSystem和Matlab软件搭建CO-OFDM系统仿真平台，介绍了CO-OFDM系统中的相位补偿算法与信道估计算法。采用导频辅助的相位补偿算法，首先计算接收和发送的导频子载波间的相位差，然后对所有导频子载波之间的相位差进行平均就可以得到每个OFDM符号的激光器相位偏移，最后使用子载波的信道传输函数对随机相位噪声进行估计。　　4.分析符号定时偏差以及频率偏移对OFDM系统性能的影响。对Schmidl算法和文献中一种新型的FOE算法进行详细的描述。通过分析可以知道，Schmidl算法在同步时会出现一个峰值平台，会出现定时偏差。然后，设计CAZAC序列构成训练符号，具体是首先由L个相同的长度为N/L的CAZAC序列构成一组数据序列，其中N表示子载波的数目，然后将序列的后半部分乘以PN序列加权。利用该训练符号前后两部分的互相关，进行定时估计；在50Gb/s的CO-OFDM系统中进行仿真，仿真分析表明，与Schmidl算法相比新的算法可以得到准确的定时估计值，同时在频偏估计时具有较低的计算复杂度；本文给出的算法在OSNR为27dB时误码率达到10-3，与文献中新型的FOE算法相比具有1dB的优势。　　5.最后，对全文进行总结并对下一步的研究工作进行了展望。