相干光正交频分复用系统(CO-OFDM)结合了相干接收和OFDM两者的优点,因此,在大容量传输领域受到广泛关注。然而,OFDM对相位噪声较为敏感,因为相位噪声导致的载波间干扰(ICI)及公共相位误差(CPE)使得系统的传输性能降低。随着数字信号处理(DSP)技术的高速发展,现已有诸多方法用于补偿激光器线宽引起的线性相位噪声,如导频、训练序列等。同时,现已有很多算法可以减小光纤非线性引起的非线性相位噪声,如数字预补偿、反向传播方法等。但是,这些方法实现成本一般较高,或者DSP计算复杂度较高。本文提出的数字相干叠加算法(DCS)是一种以牺牲一半频谱效率为代价来对抗系统相位噪声的方法。具体实现方法是在发送端,用OFDM信号实部驱动偏置在零点的马赫-曾德尔调制器(MZM),此时产生的OFDM信号在频域满足Hermitian对称。在接收端,先经过传统的OFDM信号处理后,再将OFDM子载波对进行DCS处理,即取共轭再相加。本文所用算法有易于实现以及计算复杂度低两个优点,我们将其用于CO-OFDM系统中:1.提出将DCS算法应用于CO-OFDM系统,在发送端只需要一个MZM,这相对于传统的I/Q调制而言更为简单。此算法可以有效的减小由激光器线宽带来的线性相位噪声以及由光纤非线性带来的非线性相位噪声引起的载波间干扰(ICI)。通过仿真和实验验证了使用DCS的CO-OFDM系统较使用I/Q调制的传统CO-OFDM系统有更好的传输性能。2.提出对称色散补偿下DCS算法能有效消除CO-OFDM系统的一阶非线性失真,进而提高系统对光纤非线性的容忍性。仿真中,5通道的WDM-PDM-CO-OFDM系统的每个通道传输4-QAM映射的71.53 Gbit/s信号在光纤中传输400 km,首先,通道间隔为25 GHz,与传统CO-OFDM系统相比,色散补偿前后,使用DCS后的CO-OFDM系统的信噪比(SNR)分别提升了6.02 dB和9.05 dB,最佳入纤光功率均增大了2 dB;其次,通道间隔为50 GHz,色散补偿前后,SNR分别提升了4.9 dB和8.75 dB。在PDM-CO-OFDM仿真系统中,传输1600 km和3200 km后系统的最优入纤光功率分别增加了2 dB和3 dB,系统最大SNR改善程度分别为7.24 dB和5.24 dB。