目前在主干网提速浪潮之下,位于网络末端而成为速率增长“瓶颈”的接入网也迎来了高速发展时期。随着10G无源光网络(10G-PON)的标准化和应用,下一代无源光网络版本二(NG-PON2)技术研究和标准化迫在眉睫。而其中OFDMA-PON技术也成为NG-PON2的主要解决方案。光OFDM技术频谱效率高,接入距离长,能较好的对抗因色散带来的符号间干扰。而且其内在的子载波复用的结构也为信道资源的分配提供了另一种调度机制—子载波分配；另外,因同为OFDM调制方式,其天然存在着与WiMax, UWB, WiFi等的联系,带来卓越的兼容性。上述优势使得OFDMA-PON成为下一代宽带接入网的最佳候选方案。本文针对OFDMA-PON中存在的问题与关键技术进行研究,主要是针对OFDMA-PON的调制技术和实现结构方面,取得的主要研究进展如下：1. OFDMA-PON调制技术方面：(1)节能型OFDMA-PON调制技术方案：提出基于ACO-OFDM的节能型的调制方案,同时进行了5Gb/s ACO-OFDM上行传输实验,并在此基础上提出基于2-ONU结构的ACO-OFDMA-PON框架,在功率不平衡,时延失配等方面进行深入研究。(2)基于抑制峰均比的调制技术方案：提出基于恒包络最小频移键控正交频分复用调制方案,该方案抑制了CE-QPSK-OFDM和MSK-OFDM的固有缺陷,在100-Kmm传输的情况下,达到FEC极限所需的最小光功率较CE-QPSK-OFDM提高了3.5dB。2. OFDMA-PON系统实现方面：(1)基于DD-OFDMA-PON的频偏估计机制：提出大范围频偏估计算法—数字频谱频偏估计算法,根据接收信号的数字化频谱来估计频偏,以用于频域下变频恢复基带OFDM信号。本文通过20Gb/s OFDM-PON下行传输实验进行验证,在20-Km传输的情况下误码率达7.7×10-4。(2)基于CO-OFDM-PON的I/Q不平衡补偿机制：提出基于导频估计和GSOP算法的联合补偿机制,并通过36Gb/s CO-QPSK-OFDM系统实验来验证,同时就基于接收信号统计特性的I/Q不平衡补偿算法进行了理论分析和仿真验证。(3) OFDMA-PON系统无色化方案：其主要思想是采用中心化光源技术并直接重用下行光信号作为光载波,同时采用反双二进制归零码(IDRZ)作为下行调制码型,相对于传统反归零码,其在对抗色散和抑制非线性方面表现优异。两种WDM-PON结构被提出：1)下行IDRZ上行DPSK;2)下行IDRZ上行OFDM。总之OFDMA-PON是下一代无源光网络中极具竞争力的技术,本文对OFDMA-PON中的关键技术和现存问题进行了深入研究。