近年来,ROF(Radio-over-Fiber)技术被认为是提供宽带无线接入的有效途径,频率下变换技术作为解决ROF系统中接收模块高指标要求导致的高成本问题的主要方法,成为了国内外研究的热点之一。同时在多个信道的ROF系统中,如何提高系统频谱利用率也成为人们比较关注的问题。本文利用DP-MZM实现了ROF系统上行链路的频率下变换；同时针对波分复用ROF(WDM-ROF)系统频谱利用率问题,提出了利用光学频率梳和单边带(SSB)调制实现高频谱利用率的频率下变换方案。具体研究内容如下：(1)分析了MZM的外调制原理及其不同调制方式受光纤色散的影响,结果表明：光纤色散对双边带(DSB)调制信号影响最严重,在接收端光电检测后出现信号周期性消失的现象；载波抑制(OCS)调制理论上不受光纤色散的影响。(2)利用DP-MZM实现了ROF上行链路的频率下变换,仿真了两臂在不同调制方式下的频率下变换,成功的将40GHz的RF信号下变换到10GHz的IF信号,降低了接收端带宽需求,并通过分析传输不同距离光纤长度信号的眼图,得到光载波抑制(OCS)调制信号性能最好,针对此结论对两臂为双边带(DSB)调制和SSB调制信号进行了改进,通过调节DP-MZM第三个臂的偏置,在输出端得到OCS调制信号,仿真结果表明其性能明显优于以上两种调制方式下的频率下变换。(3)针对WDM-ROF系统的上行链路,提出了利用光学频率梳和SSB调制实现高频谱利用效率的光子型下变频方案。实验验证了频率下变换的两个信道的下变频效果：成功地将加载在15GHz的10Mbit/s正交相移键控(QPSK)信号下变换到2GHz的IF信号,并给出不同传输距离下信号的眼图和星座图。并利用软件仿真了高速率、高频率RF信号的下变频效果,成功的将40GHz携带速率为2.5Gbit/s基带信号的RF信号下变频到了10GHz的IF信号,得到了传输150km后的BER曲线,仿真结果表明在高速率和高频率的传输系统中,此方案仍然能满足通信需求。