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互联网已经越来越广泛地走进百姓的生活,带来了工作与生活上显著而革命性的改变。只要一台电脑和宽带接入,便可以足不出户了解世界新闻、预订机票酒店、与远方的亲朋视频聊天等,人们越来越离不开互联网带来的便捷。但是,随着高清电影、大型互动游戏、交互式多媒体等业务的兴起,人们对宽带接入速率和质量的要求越来越高。在这样的背景下,下一代高速率光接入网技术便成为接入网技术的研究热点,特别是采用光正交频分复用(Optical Orthogonal Frequency Division Multiplexing:光OFDM)技术的无源接入网以其优越的性能受到越来越多的关注。OFDM各子载波的频谱相互正交,极大地提高了频谱效率,同时可以克服光纤中的色散效应,故光OFDM技术成为下一代光纤通信接入标准的研究重点。本文从OFDM技术与无源光网络的融合入手,主要研究了如下几个方面：1)光正交频分复用系统结构和上行方案选择主要包括光OFDM信号的产生与相干接收,利用有限带宽的模/数(A/D)和数/模(D/A)转换器,通过偏振复用与多级副载波,产生较高速率的光OFDM信号。通过比较上行采用OFDMA和OFDM+TDMA两种方式的接入,分析了上行速率提升的难点,并依照技术实现可行性和简易性选择OFDMA多载波接入方式为光OFDM系统的上行方案。2)光正交频分复用系统的仿真与结果分析主要包括针对光OFDM系统的上行和下行链路采用光通信专业仿真软件VPI进行仿真。针对所搭建的双边带抑制载波的上行系统通过比较光信噪比、调制信号强度、激光器谱线宽度和频率漂移对系统性能的影响,寻找出上行系统的最佳参数配置。通过比较不同调制格式F系统抗噪声性能以及激光器谱线宽度、光纤链路衰减、光调试器和模数/数模转换器等系统关键组成部分对系统性能的影响,得出最佳的下行系统参数配置。3)光正交频分复用系统的实验平台验证与性能提升主要包括针对光OFDM系统需要在发送端(即OLT端)和接收端(即ONU)端进行相应的实验平台功能验证,以证明得到的系统性能可靠性。针对不同调制格式下系统误码率与接收光功率的关系、系统抗噪声性能展开实验结果分析,并对不同入纤光功率、不同激光器谱线宽度、不同传输距离和不同上行激光器波长间隔对系统性能的影响做了比较分析。在充分了解光OFDM系统的性能和各项性能指标后,针对该系统的性能提升提出了基于快速傅里叶变换的光OFDM信号频率偏移补偿算法和光正交频分复用信号的实时信号生成实现。