随着当今社会信息化的高速发展以及大数据时代的到来,现有的通信基础设施的承载能力以及信息的实时处理能力均面临着前所未有的挑战。其中,接入网作为用户驻地网进入骨干网的“最后一公里”因其发展滞后性、成本居高不下、处理速率难以提升等技术壁垒,已成为制约网络向宽带化发展的瓶颈。而凭借着光纤的高性能、低成本等优势,光接入网也成为越来越多的光通信领域学者所研究的焦点问题。相比于其他光接入技术,基于正交频分多址技术的无源光网络(OFDMA-PON)在频谱效率、抗色散能力、实现复杂度、资源调度以及分配机制等方面都具有极大的优势,是下一代宽带光接入的演进方向之一。在这样的背景下,如何利用OFDMA-PON系统来提升现有通信系统的承载能力、传输性能以及实时性等问题显得尤为重要。针对上述问题,本文围绕着OFDMA-PON系统在提升系统性能、增加系统适应性以及实时处理能力等方面进行了深入的研究与分析,主要内容包括：(1)光拍频互扰噪声(OBI)的抑制方案研究针对OFDMA-PON系统,对光拍频互扰噪声的原理进行了数学推导,并分析其产生的原因,对其影响因素进行描述；根据理论结果采用空载波回传技术以及CAP调制的方法,创新性地提出了抑制OBI的具体方案并进行方案的可行性分析。(2)变速率的光OFDMA-PON系统研究针对多样性的信息流,提出一种基于过采样算法的变速率的OFDMA-PON系统结构,能够把不同的业务需求和硬件环境下的光传输速率进行统一,无需上层调度,操作简单易实现。此外,过采样技术还能够降低OFDM信号的PAPR,提升系统性能。(3)OFDMA-PON系统的实时处理本文研究了基于FPGA的OFDMA-PON实时收发系统,并利用Xilinx ISE和Modelsim软件进行联合仿真,对系统关键模块以及总体框架进行了设计并取得了满足预期的结果。