随着人类对海洋资源的深入探索,人类与海洋之间的通信日益频繁,迫切需要高速水下无线传输技术的支持。水下无线光通信由于具有速率高、体积小,功耗低等突出优点,被认为是解决水下高速数据近距离无线传输的有效手段,近年来引起了广泛的关注。在水下双向无线光通信工程应用中,后向散射的存在会引起双向链路的串扰,极大的制约着通信性能。针对这一问题,本文基于半双工通信模式从时间上隔离后向散射带来的串扰问题,设计光通信系统并验证了方案的可行性。本文主要工作和创新点包括以下三个方面:(1)基于蓝光LED和大面积PMT,设计并研制了水下半双工无线光通信硬件组件,该硬件可支持20Mbps的链路速率;(2)基于网络协议,设计了半双工通信中的数据传输逻辑,解决了半双工模式的软件实现和通信过程中的时钟同步问题;(3)搭建并完成了系统的联调测试,分别完成了地面测试实验以及水下测试实验,实现了最高20Mbps的链路传输速率,水中传输距离18m,验证了系统方案的可行性。