海洋是人类可持续发展的重要战略空间,也是当今世界各国竞相争取的战略制高点。水下运载器、海底观测网络、水下传感器网络将为海洋信息获取和交换提供有力的支持。无人自主潜航器(AUV)、水下机器人等水下平台间的信息交互将越多来频繁,这些设备在海洋环境中获取、处理和传送信息都需要可靠高效的水下通信技术作为保障。未来,随着水下运载器的大量部署,水下传输数据的海量增长,高带宽、低延时通信技术显得尤为重要。针对水声通信距离远,但带宽较低的特点,本文将研究基于正交频分复用(OFDM)的水下高速无线光通信和磁感应通信。本文提出了一种新型的水下无线光通信系统,利用泄露塑料光纤轴向的辐射光来实现水下分布式无线光通信。实验中,将光信号耦合进芯径为3毫米的泄露塑料光纤,在10米泄露光纤的轴向,两个分立辐射点辐射的光分别通过30厘米的水槽。当两点的误码率均低于前向纠错码(FEC)阈值(3.8×10-3)时,通信速率达到183.69 Mb/s。本文提出了一种新型的水下光纤-无线光通信系统,利用塑料光纤作为水下无线光通信距离的延伸线。实验使用50米的阶跃折射率塑料光纤(SI-POF),将450 nm蓝光耦合进光纤,光纤另一端连接无源准直透镜。当误码率均低于FEC阈值(3.8×10-3)时,准直透镜出来的光通过2米的水槽实现了 1.39Gb/s的通信速率。本文研究了水下电磁波的传输特性,通过仿真得到了不同电导率下水下电磁波的基本参数。在此基础上,研究了磁感应通信的原理和线圈天线的场特性。最后分别在空气中和水下完成了基于OFDM的磁感应通信实验验证。在空气中,通信距离为2米,最高速率达到256.34Mb/s,误码率(BER)为1.42×10-4。在水下测试时,通信距离为2米,最大通信速率为128.17Mb/s,测得BER为3.10×10-4。