随着通信带宽需求的增长,光正交频分复用(Optical Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OOFDM)凭借其灵活的动态带宽分配、高频谱利用率等优势得到了广泛关注。同步技术是OOFDM系统的一项关键技术,微小的同步误差将可能导致系统性能下降。然而,无线信道下OFDM系统中传统的成熟的同步算法并不适用于OOFDM系统,而针对OOFDM系统的同步研究大部分没有考虑硬件实现过程中算法复杂度、噪声干扰下同步准确度等问题。本论文基于强度调制直接检测 OOFDM(Intensity Modulation/Direct Detection OOFDM,IM/DDO-OFDM)系统,提出了一种新型的低复杂度、高准确度的基于单个训练序列的符号同步算法,并且基于FPGA设计与实现了基带OFDM收发机关键DSP算法,研究了实时IM/DDO-OFDM系统的传输性能。主要研究内容如下:第一,理论推导分析了 IM/DDO-OFDM系统的基本原理与同步技术。重点比较分析了两类IM/DDO-OFDM系统实现方式的差异以及应用场景的差异,同时对不同符号定时同步位置对系统性能的影响进行了理论证明。第二,提出一种新型的基于单个训练序列的符号定时同步算法。该算法利用接收数据和训练序列符号位的互相关性及训练序列自身对称性,仅通过简单的逻辑运算实现准确的定时同步。在信噪比为20db时经过100km的单模光纤传输,定时偏差的方差值稳定在10-2。第三,设计并硬件实现了实时IM/DDO-OFDM系统并对系统的传输性能进行了实验验证。研究了基于FPGA的实时IM/DDO-OFDM系统的整体设计方案,并着重详细的说明了基带OFDM系统发射机和接收机的关键DSP模块组成、各个模块间接口逻辑功能等。通过对系统的符号同步性能、采样频率同步性能以及误码率等传输性能进行实验,验证了系统的可靠性。