随着通信技术的发展和对通信要求的不断提高,光通信表现出两个明显的发展趋势：单信道传输的数据速率大大增加,趋近于100Gb/s；网络必须具备很快的动态调整能力。但当数据速率达到100Gb/s时,传统的光纤分段补偿变得昂贵而耗时,对系统色散的补偿很难准确实现,而OFDM由于具备良好的计算特性,通过在频域的复数运算,可以方便准确的对光纤色散进行补偿,因此人们考虑将OFDM技术用于光通信,即光正交频分复用系统O-OFDM。本课题是国家自然科学基金重点项目：“智能化光接入网关键技术研究”(60672025)的研究内容之一。因此,本文主要针对光接入网需要高速,大容量,低成本等特点,围绕正交频分复用技术在光网络中的具体应用,进行了较深入和全面的研究；并提出了一种基于低采样速率数/模转换器的光OFDM系统。其结果对高速、简单光OFDM系统的设计以及实际应用的研究具有一定的理论指导意义和较重要的参考价值。下面简要介绍本文所做的主要工作：1.对于光OFDM传输系统的国内外研究现状做了充分的调研。重点比较了光OFDM系统和传统单载波光传输系统,并总结了OFDM技术能够成为未来高速光传输系统关键技术的优势之处；2.总结了光OFDM系统设计的基本原理,重点分析了其信号处理流程以及三种关键的同步技术。同时,按照光接收机检测方式的不同,阐述了当今一些主要的光OFDM系统的实现方案；3.重点分析了在不同的循环前缀长度下,光纤色散对于直接检测光系统的误比特率的影响,并进一步分析了,当增加二进制比特速率的时候,为了保证系统的抗色散能力,OFDM符号相关参数的设计问题；4.围绕系统所能传输的最大距离进行分析。验证了在给定OFDM符号设计相关参数的条件下,链路最大传输距离的存在性,并给予其具体的数学表达式。然后以仿真的方式验证了,当分别改变二进制比特速率、调制方式和子载波数目的情况下,系统所能传输的最大距离的变化；5.提出了一种基于低采样率的光OFDM系统。该种方式实际发送的采样数目只是参加逆傅里叶变换全部子载波数目的一半,相当于降低了对数/模转换器采样速率的要求。同时,通过系统仿真的方式,分别对基于此种设计方案的双边带和单边带光OFDM系统进行了性能仿真,论证了其可行性。本文是作者在研究生期间的理论学习和实际研发的总结,分为以下六章：第一章是论文的引言部分,主要是对正交频分复用技术能够应用于光网络中的背景、关键技术及其优越性进行了简要的阐述,并阐明了本论文研究的背景、意义、目标以及关键研究内容等；第二章系统地阐述了光OFDM系统设计的基本原理,重点分析了其端到端的信号传输模型以及三种关键的同步技术。同时,依据光接收机检测方式(直接检测和相干检测)的不同,总结了当今一些主要光OFDM系统的实现方案；第三章主要针对不同的循环前缀长度,讨论了光纤色散对于直接检测光系统的误比特率的影响,并进一步分析了,当增加二进制比特速率的时候,为了保证系统的抗色散能力,OFDM符号相关参数的设计问题。然后,围绕系统所能传输的最大距离进行分析。验证了在给定OFDM符号设计相关参数的条件下,链路最大传输距离的存在性,并给予其具体的数学表达式。最后,以仿真的方式验证了,当分别改变二进制比特速率、调制方式和子载波数目的情况下,系统所能传输的最大距离的变化；第四章提出了一种基于低采样率的光OFDM系统。该种方式实际发送的采样数目只是参加逆傅里叶变换全部子载波数目的一半,相当于降低了对数／模转换器采样速率的要求。同时,本章通过系统仿真的方式,分别对基于此种设计方案的双边带和单边带光OFDM系统进行了性能仿真,论证了其可行性；第五章总结了论文的主要成果和创新点,同时指出了论文中尚待解决的问题并对下一步的研究工作进行了展望。