对光OFDM系统中的三种同步算法进行了理论分析, 基于仿真实验, 针对定时度量、定时偏差、丢帧率三个性能参数进行了对比分析。仿真分析表明T.Schmidl & D.Cox算法由于循环前缀(Cyclic Prefix, CP)缘故使得其定位精确性欠佳, 偏差较大, 无法进行精确定位, 但算法稳定性及丢帧率方面具有很好的性能。而H.Minn和Lixun Huang & Lijun Sun两种同步算法定位精确性相对较好, 偏差较小, 但在稳定性及丢帧率方面, 后者优于前者。因而在这三种同步算法中, Lixun Huang & Lijun Sun算法性能较好, 适应性较强, 更具实际应用价值。

理论上分析了相干光正交频分复用(COOFDM)系统中相位噪声(PN)和色度色散(CD)对星座图的影响, 并详细探讨了COOFDM系统中基于导频的直接判决均衡器(DDE)的原理, 还对其性能进行了仿真分析。仿真结果表明：在不同的传输距离下, DDE的误码率都能呈瀑布状下降至10-3这一公认的前向纠错(FEC)门限, 使得后续的FEC模块可以让误码率迅速降低。此外, 在激光器线宽小于100kHz时, DDE的误码性能并没有大幅度的提升。因此, 在选择DDE作为均衡器的COOFDM系统中, 应折中考虑激光器线宽和误码性能的关系, 基于成本考虑建议采用100kHz激光器。

对采用静态时隙结构的EPON系统如何与高度突发数据业务相结合进行了研究。并用OPNET创建了一个采用静态时隙分配(SSA)的上行系统，且确定合适的参数进行了EPON系统性能的仿真分析。仿真结果表明：基于SSA的EPON显然不适合高突发与高负载的业务流，但在负载小于0.47时，该系统性能良好。在长距离的情况下，基于动态带宽分配(DBA)的EPON轮询周期较长，使得系统效率降低，因而在长距离情况下建议采用静态带宽分配(SBA)算法。

考虑光转换单元(OTU)中锁相环带宽同时受外部输入抖动和内部相位噪声抖动的影响, 为克服锁相环带宽选择的矛盾性, 本文对其带宽进行了优化设计。在同时考虑外部输入抖动和内部相位噪声的情况下, 对锁相环带宽算法进行综合分析。通过改进前人的计算和分析方法推导得出OTU中锁相环带宽的优化算法, 分析并得到锁相环路的优化带宽, 使OTU的时钟输出有较低的抖动噪声。将优化算法应用到2.5 Gbit/s和10 Gbit/s的OTU中, 对环路参数进行定量和定性分析, 获得了锁相环的优化参数和再生器输出抖动值。实验研究表明, 该优化算法具有一定优越性与可行性, 比较适用于OTU。