在过去的三十年里,由于波分复用（WDM）技术具有显著的可扩展性,该技术已被有效地用于扩展光通信系统的频谱效率（SE）和满足日益增长的带宽利用率（BW）。尽管如此,网络流量的快速发展扭转了这种局面。目前的趋势表明,网络流量的增长速度超过了通信系统效率的提升速度。在过去的十年里,大容量光纤通信系统有了一些突破性的发展。基于先进调制格式的波分复用相干光通信系统结合数字信号处理技术可有效提升通信系统的SE和BW。在这些系统中,光谱保护带（G波段）b/w相邻信道被最小化,但代价是对光学效率有着更高的要求,特别是频率或波长的稳定性有更严格的要求。光频梳（Optical frequency,OF）是实现低成本、低复杂度的多载波稳定传输的最具吸引力的解决方案,在高数据距离传输中仍是一个卓有成效的领域。OF低相位噪声效率促成了波分复用光通信网络的一场革命。本文提出了一种激光频率梳发生器（CE-LFCG）,通过使用一个连续波激光器,一个电光相位调制器（EPM）和一个Mech-Zehnder调制器（MZM）。调制器均是由一个无线电频率（RF）发电机驱动,无需额外的电子或光学放大器和滤波器。在C波段,CE-LFCG产生了多条具有可接受音噪比的等间距平坦线,并通过Optisystem完成了所有仿真。本文主要研究工作如下:（1）提出了一种基于CE-LFCG的信号连续波激光器。CE-LFCG成功地在c波段产生了等间距的梳线,其中一条线代表单个激光器的输出。本文提出的连续波激光器可以产生不同频率比（10、33、50、100）GHz的等间距梳线,梳线的数量随频率比（10、33、50、100）的不同而变化。（2）提出了适用于中长距离（100*N,N=（5,16,25,35,50）km）的高SE大容量双偏振WDM相干光通信系统。本系统采用CE-LFCG作为光载波发生器和本振,采用先进的调制格式256-QAM。仿真结果表明,该方案通过不同信道的四个不同频率可以实现320 Gbps比特率、20Gsymbol/s的信号传输。其他仿真参数详见第4章的表4-1。（3）提出将数字信号处理（DSP）技术引入接收端信号。DSP是现代相干光通信系统不可缺少的技术。采用先进的DSP算法对传播过程中的非线性损耗和色散进行补偿,然后对提出的CE-LFCG-based DP 256-QAM WDM相干系统在不同传输链路长度上的百分比误差向量（EVM%）和OSNR、EVM%和发射功率、OSNR和log10BER、发射功率和log10BER之间的关系进行详细分析。