光载正交频分复用（O-OFDM）技术是一种新型的光纤通信技术，基本思想是将正交频分复用（OFDM）技术应用于光纤通信中，构造出高速率、大容量、低成本的光正交频分复用（O-OFDM）传输系统，该系统具有光纤通信系统和OFDM技术的双重优点。与传统的光通信技术相比，O-OFDM具有更高的频谱利用率、更强的抗色散和非线性效应的能力。在现有的光网络基础上很容易实现升级和扩容，近年来受到研究者得广泛关注。简述了光纤通信系统发展近况以及OFDM技术的基本原理和目前OFDM技术的应用领域，分析了OFDM系统较传统的单载波系统以及频分复用技术（FDM）所具备的优势，论述了O-OFDM系统的两种基本形式：直接检测光OFDM（DDO-OFDM）系统和相干检测光OFDM（CO-OFDM）系统；文章采用光通信仿真软件OptiSystem和MATLAB软件，搭建了O-OFDM系统的仿真平台，在此基础上对O-OFDM系统的关键技术做了深入的研究和分析。一、从理论上分析了DDO-OFDM信号的两种映射方式；分别讨论了DDO-OFDM系统的线性映射和非线性映射；通过仿真结果分析了DDO-OFDM系统的传输性能和误码性能，即系统的误码率、耦合光功率、传输距离和信噪比之间的关系。二、论述了CO-OFDM系统的工作原理及各个模块功能，并建立了CO-OFDM系统仿真平台，对与DDO-OFDM系统最大不同的光电检测模块和电光调制模块进行了特别的分析，通过仿真结果分析了不同调制方式和不同参数下CO-OFDM系统的传输性能和误码性能。三、研究了O-OFDM系统的关键技术，提出了一种时域相移补偿方法，相位补偿主要用来矫正因色散导致的非随机性相位噪声，通过均衡进一步消除了系统的非线性效应、光器件的相位噪声不理想因素造成的相位噪声。仿真结果验证了此相位补偿方法的可行性和有效性。四、分析了系统的同步问题，研究由于符号定时同步偏差对系统性能的影响，对O-OFDM系统Schmidl&Cox算法进行了理论分析和仿真实现，分析了为克服Schmidl&Cox算法中符号定时同步的不确定性而采用涉及新的训练符号的Minn算法，且通过仿真在系统中得以实现，进一步的改善了系统的性能。五、分析了OFDM符号的峰均比(PAPR)，O-OFDM仿真系统中高的PAPR出现的概率不是很大，因此本文采用限幅类方法对PAPR加以抑制，通过仿真验证，系统输出结果图表明，限幅法有效地降低了O-OFDM系统PAPR，进一步解决了接收端因PAPR引起的QAM星座图紊乱问题，改善了信号的质量，延长了传输的距离。总体上看，O-OFDM相对于传统的复用技术来说，降低了色散管理的复杂度，提高了系统的频谱效率；理论分析和仿真结果表明，O-OFDM系统在超长距离、更高速率的光纤传输系统中有着很好的应用前景。