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波分复用无源光网络(WDM-PON)是一种高速率、长距离、易升级、网络安全性高的光接入技术。由于接入网的成本决定了它的推广和应用,光网络单元(ONU)又是WDM-PON的主要组成部分之一,因而对WDM-PON中ONU的实现方法的研究有着重要的意义。WDM-PON系统中波长的重用可以实现无色ONU,避免了在每个ONU端独立使用光发射机,降低了ONU端的复杂性,及WDM-PON系统的初期建设投资和长期运营成本。本文以分析半导体光放大器(SOA)的工作原理为出发点,对SOA的各种非线性特性和增益特性进行了理论分析,并应用反射半导体光放大器(RSOA)、SOA和高非线性光纤(HNLF)仿真实现了WDM-PON系统中ONU端波长重用,具体工作如下:1.介绍了WDM-PON系统波长重用的研究意义、研究历史以及现状,总结了几种目前常见的根据不同效应实现的WDM-PON系统波长重用的方案。2.介绍了光的吸收和辐射,半导体光放大器的非线性效应、半导体光放大器的工作原理,半导体光放大器的增益特性以及SOA的分类及应用。3.研究基于RSOA的WDM-PON系统的波长重用,RSOA替代昂贵的可调激光器或其他波长选择器件,使WDM-PON系统成本降低,简化了网络的维护和管理。通过研究WDM-PON系统波长重用的理论模型和实现方案,仿真实现了采用波长重用的2.5Gb/sWDM-PON系统,最后对仿真结果进行了讨论。4.研究基于SOA的WDM-PON系统的波长重用,以SOA和调制器代替RSOA做为光源,没有RSOA反射率的影响,并且可以很方便的改变调制方式。通过研究WDM-PON系统波长重用的理论模型和实现方案,仿真实现了采用波长重用的2.5Gb/sWDM-PON系统,最后对仿真结果进行了讨论。5.研究基于SOA的WDM-PON系统波长重用的改进。第一部分建立了基于级联SOA的WDM-PON系统波长重用的理论模型和实现方案,级联SOA可以多级擦除下行信号,使下行信号的擦除更彻底,仿真实现了2.5Gb/s WDM-PON系统的波长重用,并讨论了仿真结果,但是结果存在比较严重的ONW和OAN。第二部分建立了基于HNLF的WDM-PON系统波长重用的理论模型和实现方案,这种方案可以很好的消除SOA所产生的OAN和ONW,使下行信号的擦除更彻底,仿真实现了2.5Gb/s WDM-PON系统波长重用。