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光纤凭借其巨大的带宽、极低的损耗和低廉的造价,成为长距离、大容量通信的首选介质。在追求更高的通信速率和更远的通信距离的过程中,光纤链路中信号损伤的缓解与补偿成为光纤通信系统升级的关键。在40G系统中,偏振模色散这一原先被忽略的现象逐渐成为限制系统升级的主要因素之一,对于较早铺设的PMD系数较大的光纤链路,必须对偏振模色散进行补偿。在直接检测系统中,电域补偿成本过高,因此在40G直接检测系统中,光域偏振模色散补偿成为克服偏振模色散对系统影响的首选方案。由于偏振模色散具有随机特性,光域偏振模色散补偿主要使用反馈控制结构。采用什么作为反馈控制信号,如何根据反馈信号操控补偿单元,如何尽量减少反馈控制环的时间消耗,这些都是研究者所面临的挑战。进入100G时代,随着偏振复用、各种高级码型调制格式和相干接收的应用,链路中的色散、偏振串扰、偏振模色散、激光器的相位噪声以及光纤非线性成为系统性能恶化的主要原因。由于采用了相干接收技术,在电域补偿光纤链路中的信号损伤成为可能。如何设计高效的数字信号处理算法来补偿信号损伤成为研究者所面临的新的挑战。本文围绕高速光纤通信系统中信号损伤缓解与补偿技术这一主题,对40G系统、100G系统和100G以上系统中信号损伤的缓解与补偿技术进行了深入的研究。主要工作包括：(1)40G系统中采用高级码型调制技术与光域偏振模色散补偿技术相结合的技术方案的实验研究。作为项目核心成员,参与研制国内第一台自适应光域偏振模色散补偿原型机。经过硬件设计和控制算法两方面深度优化,跟踪能力达到45.4u s；在43Gb/s RZ-DQPSK系统中,实验证明该原型机引入的光信噪比代价小于0.8dB;1dB光信噪比代价下可使系统一阶偏振模色散容忍度由17ps提高至45ps；在差分群时延跳变、信号偏振态和偏振主态分别以85rad/s的速度快速变化时达到10小时工作无误码；在1200km传输实验中,达到12小时工作无误码。(2)100G以上系统中采用高阶QAM码型调制与相干接收的技术方案的研究。提出一种仅使用2电平信号驱动I-Q调制器产生16-QAM的方案,避免了特殊调制器的使用和昂贵的4电平方案；提出针对16-QAM码型的低复杂度的数字信号处理算法,成功实现对色散、偏振串扰、偏振模色散、激光器相位噪声和频率偏差的补偿；仿真测试了上述方案在31种不同链路环境中的性能,实验产生224-Gb/s PM-16-QAM信号,采取相干接收和离线数字信号处理,证明上述方案的可行性。(3) Hexagonal-16-QAM产生技术以及相应的相干接收机数字信号处理算法的研究。首次提出一种Hexagonal-16-QAM信号的简单可行的产生方案,其星座点在I-Q平面上达到二维密堆积,相比传统的Square-16-QAM,在不改变符号携带比特数目的情况下达到更高的能量利用率；提出针对Hexagonal-16-QAM信号的基于训练序列的相干接收数字信号处理算法；实验实现了100-Gb/s Hexagonal-16-QAM信号的产生和接收。