针对未来超100G相干光通信系统面临的继续提高谱效率的需要，业界提出了Superchannel（中文可译为“超级通道”）这一新概念。Superchannel与传统波分复用（Wavelength Division Multiplexing，WDM）的主要区别为各载波信号频谱紧密相连，甚至相互交叠，故减少了用于保护间隔的频谱浪费，而如何减少各载波信号间干扰（Inter Carrier Interference，ICI）为其关键技术。Superchannel可由多种技术实现，且各有优缺点。针对最被业界看好的基于Nyquist-WDM的Superchannel技术在各载波紧邻时并没完全消除ICI，且激光器在整个使用寿命期间的频漂可能加大ICI等问题，本论文提出了基于多通道均衡（Multi Channel Equalization，MCE）的Superchannel传输技术，即利用来自相邻通道间信息通过线性均衡消除ICI。　　本研究主要内容包括：⑴针对“简单地用线性均衡消除各个信号通道间的串扰（ICI）是否可能”这个基本问题，通过理论推导证明，“尽管ICI是载波与所调制信号乘积的叠加，但当各个通道解调所用的本征光频率间距为码元速率时，各个解调信号间的串扰将为调制信号本身的线性叠加，ICI将呈现线性冲激响应的特点”。此分析为使用线性均衡器消除ICI提供了合法性根据。我们还进一步证明了，在发端使用自由振荡激光光源时，ICI仍将呈现线性冲激响应的特点，多通道线性均衡仍然有效。⑵针对如何将多通道均衡与色散补偿结合使用的问题，通过理论分析揭示了在进行经典色散补偿后，各个解调通道的相关数据发生了错开效应，只需要对色散补偿后的结果做简单数据移位处理，多通道均衡可以与经典的色散补偿技术结合使用。而之前佐治亚理工的研究者认为需采取复杂的联合色散补偿技术。在多通道均衡方面的研究成果还包括：给出了采用多通道均衡技术的DSP整体架构；通过数学仿真，验证了我们的理论研究结论，仿真结果还表明，在各载波间距接近到码元速率的情况下，在OSNR（0.1nm）等于30或20dB时，使用多通道均衡技术的Q值高于理想的Nyquist整形技术2.36 dB或1dB。⑶针对低速相干光通信的载波恢复歧义解问题，对无线领域已有的双重差分检测进行改进，设计了适用于相干光通信的二阶差分编解码的解决方案，在解决载波恢复歧义解问题的同时，避免了双重差分检测带来的OSNR代价。⑷针对BPSK系统与偏振开关-QPSK（Polarization Switched Quadri Phase Shift Keying，PS-QPSK）系统无法使用经典恒模算法（Constant Modulus Algorithm, CMA）的问题，提出了受控旋转BPSK技术（Manipulated rotating BPSK, MR-BPSK）与受控旋转PS-QPSK技术，并提出收发端控制序列同步的方法。我们成功地用FPGA实现了MR-BPSK。⑸提出并实施了载波恢复只处理角度信号的实时信号处理算法，在一片FPGA完成了全部10G bit/s的信号处理。⑹建立了基于偏振复用QPSK的5G和10G相干光通信系统以及基于偏振复用BPSK调制方式（Polarization Division Multiplexing Binary Phase Shift Key，PDM-BPSK）的2.5G相干光通信系统；我们将2.5Gbit/s BPSK技术转让给光迅公司并转化为产品，其试验机通过了长期稳定性测试，在同样光路条件下的超长跨距试验中，使用损耗为0.2dB/km的G.652光纤，传输距离比传统直调直检设备提高25～30公里。我们的2.5Gbit/s BPSK系统预计在今年12月在国家电网中开通实验工程。