在新型网络结构发展趋势下,网络流量呈指数级上升。网络业务的发展使得光网络的部署越来越复杂,以应对越来越大的数据流量。随着日益增长的业务带宽需求以及日新月异的业务种类更新,信息通信领域技术的更新换代一直十分迅速。在这种背景下,国家将网络基础设施建设纳入战略性范畴,以期推动其更上一层楼,争取在短时间内使我国成为全球规模最大的宽带通信网络。到2015年第一季度结束,我国宽带网络覆盖了 93.5%的行政村,长途光缆线路总长度高达93万公里。CNNIC第36次调查报告,截止到2015年6月,互联网国际出口带宽已经达到4.7Tbit/s,我国骨干网的通信速率已经正式进入Tbit/s的时代。我国关于长距离光通信的研究工作具有较强的目的性和针对性,主要有以下两点:1)研究高速信号接收及发射方式,怎样扩充系统在传输过程中的容量;2)怎样降低系统损耗,怎样通过系统升级来补偿这种损耗。这两个问题分别涉及到高阶信号调制格式和信号补偿均衡问题。由于数字信号处理及相关技术的不断发展,电均衡技术在网络应用中更加凸显了优势。面对日益增长的数据流量,未来通信的发展必然要依靠光来解决日益增长的数据流量需求,因此,实时多阶光信号的调制、解调和均衡的研究将会是未来发展的方向。本论文从实时多阶光信号的调制、解调和均衡的研究出发,主要做了如下工作:(1)对实时光的高阶调制方式OFDMA-PON系统进行了研究。首先通过matlab对系统进行了仿真,仿真通过后利用Xilinx公司的ISE软件结合modlesim软件以及ChipScope工具完成了整个实时化系统的实现。(2)针对实时高阶光信号的均衡算法进行了研究,在FPGA的基础上实现了改进的恒模均衡算法的实时化,通过对添加均衡和不加均衡的系统运行结果进行比较,验证了实时均衡算法的效果。(3)对多阶光信号进行了研究,分析未来多阶光信号的发展趋势,提出了一种光幅相调制技术并对其做了仿真。本论文通过对上述三个方面的分析和研究,在对多阶光信号研究的基础上通过FPGA对其实时化及实时均衡进行了仿真和实现。通过ChipScope实时观察FPGA引脚电位得到实时输出结果,得到了预期的结果。