在高速相干光通信系统中光脉冲通过光纤链路传输期间信道中累积的色散会使传输的符号之间存在严重的码间串扰,导致的结果就是限制光纤的传输容量和距离。因此,有必要在接收端数字信号处理模块中对色散进行估计和补偿,抵消色散引入的码间串扰。数字相干光接收机的主要功能在于从接收到的采样信号中获取幅度和相位信息,利用这些信息通过线性数字滤波器能够对信道中的色散进行估计和补偿。一般来说,我们认为对色散补偿的好坏是接收机至关重要的第一步,因为后续的偏振解复用以及可靠的频偏估计和补偿都要依赖于准确的色散补偿才能发挥它们的作用。本文基于112Gb/s PDM-QPSK相干光传输系统对其中涉及的色散搜索及补偿算法进行了深入研究。为了克服传统的频域色散搜索算法中需要使用很小的色散搜索步长以及准确的ADC采样相位才能保证能够获得正确的色散搜索值来恢复出原始的光纤信道模型,在实际的处理过程中需要多组频域色散补偿函数来实现对所要求的色散范围的搜索,在硬件实现上很浪费资源。提供了一种基于训练序列的频域色散搜索方法,调整了频域相关运算中的移位因子以及训练序列中的调制符号波形,既可以解决高速率ADC采样相位的影响,又允许使用较大的色散搜索步长,降低色散搜索的复杂度。从仿真结果中可以看出只需很少的信号组就能达到很小的色散搜索错误概率。我们将改进的算法与自适应时域均衡器联合使用来补偿残余色散的影响,仿真结果表明数字相干光接收机能够快速的完成初始化,尤其是在子波长粒度灵活光网络突发相干接收机中能够获得很好的性能。调制方式识别是通信信号分析领域中重要的一环,并已被广泛应用于电子对抗、电子侦察等研究中。常用减法聚类、相关运算以及频域最大值识别算法来识别选用的QAM信号,然而,在信道链路中存在大量的色散累积时,以上提到的调制方式识别算法会由于色散的影响失去识别的作用。因此,利用改进的色散搜索算法能够在补偿掉大部分色散的同时缓解色散对调制方式识别的影响,判决出正确的调制方式匹配相干接收机中后续的数字信号处理。