在当今的信息时代,电信网络呈现出指数增长的持续扩大趋势,从而增加了有线和无线接入网络中带宽分配的需求。这种对带宽的迫切需求正考验着传统的系统接入容量和覆盖范围。因此,需要寻求新型的带宽容量解决方案以代替传统的混合接入机制,例如光纤到户(FTTH)。通过引入精细有效的波分复用技术(WDM), FTTH网络的容量可以成倍增加。除了许多显著的特点外,具备波长选择特性的光学元件(MUX/DEMUX)的高成本、发射器的频率稳定、精确的光学滤波器、光放大器(EDFA)和跨通道的光功率管理使得WDM无源光网络(WDM PONs)在“最后一公里”的部署中成本过高,很不切实际。因此,本论文的研究目的是找到纯技术和商业问题的平衡,以优化波分复用无源光网络无色技术在低成本、减少电路系统和更大覆盖范围方面的性能。在研究过程中,本论文在接入网的成本、覆盖范围和容量提升方面都取得了一些新的研究成果。本论文具体研究工作和成果如下：首先,结合先进调制格式,建立了具备无色特征的WDM-PON网络模型。为了实现对lOGbps的对称数据传输速率和多个传输通道配置的理论分析研究,论文搭建了一个WDM-PON无色技术的仿真测试模型。在该模型中,下行链路使用NRZ/RZ-DPSK调制格式,而上行链路使用强度调制(IM)格式。相比于NRZ-DPSK, RZ-DPSK调制的信号的稳定性和鲁棒性都更好。该仿真模型有助于理解和验证各种传输参数,例如带宽管理、信道间隔、啁啾管理管理和线性传输以及非线性损伤。其次,论文在提高数据传输速率和抗光纤传输损伤的性能也进行了研究,提出了相应方案以减少基于RZ-DPSK的发射机的成本,从而提高效率。针对基于传输设计的啁啾管理激光器(CML),论文提出了一种利用光滤波器增加直接调制激光器(DML)的绝热啁啾效应的方法,它可以同时抑制DML的瞬态啁啾效应,并产生RZ-DPSK调制的光信号。基于该方法,论文提出并仿真实现了基于单一馈线光纤架构的一种新型对称10Gbps的无色WDM-PON,在该方案中,仅采用了一个马赫曾德调制器(MZM)实现RZ光脉冲切割。在该方案中,实现了RZ-DPSK下行信号和通过IM再调制的上行信号接入。论文进一步提出和设计了一种新颖、高性价比的无色WDM-PON方案,该方案可以减少发射器的成本并实现50km无线路放大器或前置放大器(如EDFA或SOA等)的接入覆盖能力。这种无的WDM-PON体系结构结合了下行RZ-DPSK调制信号和上行链路10Gbps对称数据速率传输的新思路,并且取消了网络中限制上行链路传输距离的重要器件——分光器。论文从理论和仿真两方面分析了该网络的相关结果性能。研究结果表明,采用单馈线光纤配置的接入网络表现出了令人满意的性能,并能应用到任何能达到50千米的通信波段。论文还研究了无色WDM-PON从10Gbps到40Gbps的容量升级问题。该创新想法也是基于上行和下行链路同时加载RZ-DPSK调制信号。论文从理论和仿真两方面对基于双馈线光纤接入架构的性能进行了分析。