随着互联网和数据业务的快速增长，用户对通信网络带宽的需求越来越高，提高光传送网的容量及降低系统搭建成本已经成为各研究机构关注的热点。目前国内外研究报道的高速短距离的光传送网系统存在成本高，结构复杂，速率低等问题。基于低成本激光器EML和DML的强度调制直接检测光正交频分复用(O-OFDM)系统，结构简单，成本低廉，载波和边带的相干性好，同时，正交频分复用(OFDM)技术又具有高频谱效率以及对信道线性失真的高容抗性等优点，这对于高速短距离光互联系统来说具有重要的研究意义。本论文研究了基于EML和DML的直接检测O-OFDM系统，完成的工作主要有以下四方面：第一，介绍OFDM和O-OFDM原理；第二，阐述该系统的设计方案及算法；第三，对该系统进行软件仿真；第四，搭建离线测试实验系统。在系统离线实验中，本论文分别实现了基于EML的40Gb/s光单边带O-OFDM系统和基于DML的18.6Gb/s光双边带O-OFDM系统。光单边带O-OFDM系统在经过80km的单模光纤传输后，误码率在3e-3门限值以下；光双边带O-OFDM系统经20km的光纤传输后，误码率在2e-3以下。该实验结果在国内外短距离光互联技术研究领域中已经处于领先水平。此外，本论文还成功地将无线通信中的信道估计，同步，混频器不平衡补偿等技术运用到光通信中。