在当今时代,信息技术的发展日益迅速,人们对作为高速通信基础设施的光纤通信系统的各项性能都提出了更高的要求。数据中心等短距离光纤通信应用场景作为现今全球互联网格局中的重要组成部分,在此背景下应用的光纤通信相关研究正在日益成为国内外相关研究者所关注的一大热点内容。传统的强度调制直接探测技术受限于其自身灵敏度不足以及因光纤色散引起的频率选择性衰落等问题,在支撑高速大容量传输方面受到挑战。随着相干技术在骨干网通信中的成功应用,相干技术开始向数据中心、接入网等短距应用场景下沉,简化的相干光通信系统通过降低复杂度与成本受到广泛关注。简化相干技术,一方面是从相干架构上进行简化,降低复杂的硬件结构与开销,另外一方面是从数字相干解调的角度,简化数字信号处理的复杂度。研究简化的相干光通信方案以实现其复杂度与功耗等指标的降低具有广阔应用前景。本文主要讨论面向短距光传输的简化相干光系统,从结构和算法两个方面对传统相干光通信系统进行简化。在相干通信结构的层面上,本文研究了一种基于3×3耦合器的简化相干系统。通过搭建仿真系统,验证并实现了一种基于3×3耦合器的简化相干光系统,传输二进制启闭键控信号,在接收端无需进行复杂的数字信号处理,该系统具有偏振不敏感特性,但对光纤色散敏感。本文同时还研究了自相干光通信系统中的低复杂度接收,只需两个光电探测器、两个模/数转换器就可以解调。通过优化本振与信号的功率比,可无需补偿信号间拍频串扰实现对信号的解调,从而降低接收机复杂度。从数字相干解调算法简化的角度来看,本文从数据中心内部应用场景与数据中心间光互连场景分别入手,在短距离光互连中,提出一种改进的联合均衡器,采用单抽头蝶形均衡器实现偏振解复用,同时联合相位噪声补偿,在2公里通信中与传统蝶形滤波器结构相比接收光功率损伤仅为0.07 d B,同时提升了对激光器线宽的容忍性。而在25公里通信中,损伤为0.5 d B但复杂度下降了约40%。在中等距离光互连中,所提出的单抽头解偏振联合均衡方法随着传输距离增加,性能劣化严重,因此,采用多抽头的联合偏振与相位噪声补偿的均衡器。二者均将基于训练序列的相位噪声补偿模块级联在基于最小均方算法的解偏振算法中,能够提高系统对大线宽激光器相位噪声的容忍度,从而容许系统采用大线宽激光器以降低成本来达到简化相干的目的。