随着超高清视频、网络直播、海量数据传输等多媒体带宽业务的迅猛发展以及5G业务的兴起,以太网带宽需求急剧增长。光正交频分复用（OFDM）技术凭借其频谱利用率高、抗色散能力强以及带宽分配灵活等优点成为下一代无源光网络（PON）的候选技术之一。由于OFDM-PON系统中的调制/解调技术伴随着复杂的数字信号处理（DSP）,因此相较于其它PON系统,OFDM-PON通常消耗更多的能量。为了更好地建设绿色光网络和推进OFDM-PON的实际应用,本文针对实时OFDM-PON系统的节能问题展开研究。针对PON系统下行链路的广播特性,本文第三章提出了一种基于门控时钟的适用于实时OFDM-PON系统的节能方案。接收端通过在物理层进行数据帧识别,以及通过门控时钟模块对DSP处理模块的工作时钟进行统一控制,实现了对接收到的数据帧的选择性处理,避免了因处理非本地帧而造成的功耗浪费。门控时钟模块仅由一个BUFGCE构成,具有极低的硬件实现复杂度;方案中引入了流水线处理技术并设计了帧对齐模块使得数据处理延迟得以固定,从而降低了系统硬件实现复杂度并使得门控时钟延迟关闭的精准控制得以实现。最后,在充分分析的基础上,本文建立了门控时钟节能方案下的芯片功耗模型和节能效率模型。通过在Xilinx ML605 FPGA搭建的强度调制直接检测（IMDD）实时OFDMPON系统中进行实验,证明了所提模型的正确性,同时实验结果表明门控时钟方案最高可降低51%的芯片功耗,且引起的系统传输性能和误码性能的下降可以忽略。在上述研究中使用的实时OFDM接收机的系统并行度为32,快速傅里叶变换（FFT）点数为64,采用了开源的Spiral结构FFT。功耗实验结果表明,Spiral结构的FFT模块占据了基带信号处理模块动态功耗的50%以上。为了进一步降低接收机的芯片功耗,结合系统特性,本文第四章设计了一种名为Half-parallel的低功耗FFT结构,借助32点FFT完成64点FFT计算。所提的Half-parallel结构主要由一个32点FFT模块和一个蝶形运算模块构成。为了满足系统吞吐量需求,Half-parallel采用全流水线设计,其中32点FFT为全并行流水线结构,因此Half-parallel FFT的中间级计算结果可以直接输入到流水线的下一级进行计算,无需开辟额外的存储区对数据流进行缓存。为了验证Half-parallel FFT的功能正确性和节能效率,在OFDM-PON平台上对所提的Half-parallel FFT进行仿真。数值仿真结果表明,在16bit字长下,Half-parallel定点FFT具有接近MATLAB浮点FFT和Spiral定点FFT的计算准确度。功耗仿真结果表明,相较于Spiral结构,Half-parallel结构使得FFT模块的动态功耗降低了90%,此时FFT模块的动态功耗由基带信号处理模块总动态功耗的57%降低为12%,已不再是基带信号处理模块动态功耗的最主要来源。最后通过将Half-parallel FFT应用于实时OFDM接收机中,进一步验证了该设计在实时OFDM接收机中良好的适用性和低功耗性,这将有利于加快推进节能OFDM-PON系统的建设。