随着互联网的蓬勃发展和多媒体业务的兴起，人们对大容量高速率通信系统的需求越来越迫切，而现有的光纤接入网因缺乏灵活可变的带宽分配能力已经成为制约整个网络速率的“瓶颈”。正交频分复用无源光网络（OFDM-PON）因其具有频谱效率高，抗色散能力强和带宽的调度分配方式灵活等优点，被公认为未来宽带接入网优选技术之一。本文介绍了OFDM-PON的发展和研究现状，及其基本原理和相关技术，重点研究了OFDM-PON的系统架构和OFDM-PON系统性能的改善。本文对OFDM-PON系统架构进行了研究，试图探索一种结构简单、性能良好、成本较低的系统架构。重点研究了OFDM-PON中无源光网络单元（ONU）结构，提出一种在OFDM-PON中实现全光虚拟专用网（VPN）的方案，该方案可以同时实现全光VPN通信和全光ONU互通信，从而提高系统通信的安全性，并减小ONU之间的通信时延。OFDM-PON的一大优势是带宽动态分配（DBA），本文提出一种OFDM-PON中可变时隙长度的子载波分配方法。此外，OFDM信号的高峰均功率比（PAPR）是影响系统性能的一个重要难题，本文分析了高PAPR产生的机理及其对系统的影响，介绍了几种传统的降低PAPR的方法，并提出一种利用添加附加相位和限幅法相结合来降低系统PAPR，从而改善系统性能的方法。最后，本文使用MATLAB和VPI软件对所提方案进行了系统仿真，对方案的可行性和方案的有效性进行了验证和分析。