低密度奇偶校验(Low Density Parity Check Code, LDPC)码作为一种高效的纠错码，具有良好的性能，其克服了其它纠错码的缺点，是目前发现的距香农限最近的信道编码。LDPC码自从被重新发现之后，得到了广泛的关注，是继Turbo码后信道编码领域的又一研究热点，成为第四代移动通信的首选编码方案。目前在光纤通信系统中使用二元LDPC码的应用已比较广泛。但相同参数下的多元LDPC码比二元LDPC码的Tanner图更加稀疏，围长更大，这种特性便于LDPC码的优化设计，减小短环和停止集对译码收敛性的影响。因此多元LDPC码可以设计出具有更低错误平层和更强纠错能力的好码，以适应光纤通信系统的高速传输需求。本文的主要研究工作是在二进制LDPC码的四维比特交织LDPC编码调制(BI-LDPC-CM)方案的基础上，将多元LDPC码应用到光纤通信系统中，从而满足光纤链路不断增长的高容量传输需求。在硬件实现方面，采用FPGA实现了四元LDPC码的编码及译码工作。基于以上情况，本文所做详细工作如下：首先，从校验矩阵、Tanner图和度分布等方面对多元LDPC码进行了描述，阐述了多元LDPC码常用的编码和译码方法，并简明介绍了光纤通信系统原理模型及其传输特性。其次，详细阐述了基于RA结构的多元LDPC码编码方法以及基于Max-log-BP的译码算法，并结合LDPC码编码调制技术，将多元LDPC码应用到光纤通信系统中，通过仿真得到，与采用相应的二进制LDPC码相比，多元LDPC码可以额外的提供一些净编码增益，从而达到满足高速的光纤通信要求。再次，在硬件实现方面，系统给出了详细的基于RA结构的多元LDPC码编码方法以及基于Max-log-BP的译码算法的FPGA硬件实现方案，从编译码器的性能、速度以及资源消耗情况来看，其可以满足一般的通信要求。论文的最后部分，总结本文的研究工作，并指出论文的不足之处以及接下来的研究方向。