近年来随着视频网站、三维视频、远程医疗、云计算及云存储等为代表的新型业务的快速发展,使得光网络的光谱资源变得极其宝贵。传统的光网络由于在带宽分配与性能管理上采用“一刀切”的模式,这种模式下信号速率、通道间隔与信号格式都是确定不变的,因而存在光谱利用效率低、网络演进扩展困难的缺点。可变带宽光网络,由于可以根据链路的物理状态、业务流量需求等特殊要求,通过动态的调整各个通道中信号的特性(如信号速率、调制格式等),提高系统灵活性和改善频谱利用率,是解决传统光网络的缺点,提高其性能从而满足不断增长的应用需求的有效手段之一。正交频分复用(OFDM)光网络技术因为具有较高频谱利用率,对光纤色度色散(CD)和偏振模色散(PMD)具有高容忍性,所以是扩大传统光网络的容量,提升其性能的有效手段之一。考虑到可变带宽与OFDM这两种技术的独特优势,因此将二者结合,在OFDM光网络中实现带宽可变,充分发挥这两种技术的优点,将对网络的频谱利用,容量扩展,性能提升有着重要意义。但这种结合面临许多技术问题需要解决,这其中可变带宽光发射机是实现二者结合的关键技术之一。理论分析表明,如果在OFDM光网络的发射机中调整OFDM子载波信号的调制格式,就可以动态改变信道中信号占用的带宽,从而在OFDM光网络中实现可变带宽光发射机。为此,需要一种可以产生多种调制格式信号的固定调制结构。本论文针对这一需求,在充分调研了基于OFDM的可变带宽光网络的理论基础、研究背景及其国内外的研究现状的基础上开展了如下研究工作:1.对单载波信号的调制格式进行研究,探索了利用不同子载波调制结构生成一种调制格式(如16QAM)信号的方法。从16QAM调制信号对应的星座图入手,详细解析了两种不同星座图(星形星座图和方形星座图)的6种实现方式(共9种实现方案),并对这9种实现方案进行了发射机子载波调制模块的设计。2.探索了一种可以生成多种调制格式信号的固定子载波调制结构,详细的解析了利用该结构生成3种(8PSK、8QAM、16QAM)调制信号的过程。并将其应用到可变带宽光发射机中,实现可变带宽光发射机中子载波信号调制格式的动态选择。3.对16QAM发射机的总体进行了详细设计,并根据该设计搭建了Opti System 7仿真平台。对本文提到的12种光信号调制方案进行了仿真,并从发射机复杂度出发,将7种产生16QAM方形星座图光信号的发射机结构进行对比分析。结果表明,随着光模块集成的发展,使用本文设计的固定子载波调制结构产生16QAM信号的方案将极大的降低系统实现的复杂度,可以适应未来可变带宽的需要。4.研究了一种基于OFDM的可变带宽光发射机模型。详细说明了将本文研究的固定子载波调制结构用于光发射机结构中的子载波调制模块,再结合全光OFDM技术及多载波生成技术就可以实现可变带宽光发射机,完成信号带宽可变的目的。