在高度信息化的今天，通信技术已经成为人们工作、生活中必不可少的重要部分。通信业务种类以及通信用户的不断增多，使得通信网络的传输容量受到了极大的挑战。在有线通信方面，波分复用无源光网络(WDM-PON)以其高速率、大容量、可透明传输等优势成为最理想的下一代有线接入网络构架；而在无线通信方面，超宽带通信技术以其速率高、可靠性高、保密性和安全性好、结构简单、电磁兼容性好等优点，成为高速无线局域网和无线个域网的有效解决方案。为了适应未来通信网络对运维成本、灵活性和能耗等方面的需求，将WDM-PON与光载超宽带技术融合构建出统一的有线无线接入网络显得尤为重要。本论文针对WDM-PON与光载超宽带融合技术的关键挑战，主要开展了以下研究工作：对WDM-PON中的关键器件半导体光放大器(SOA)的增益饱和特性进行理论和实验研究，实现了波长重用技术，验证了光载超宽带信号的产生和传输系统，并评估了中心站直调激光器的多信号直调性能。在半导体光放大器的增益饱和特性研究方面，首先经过理论推导得出其内部增益与输入光功率、载流子恢复时间等参数的关系，进而通过实验发现增益饱和特性具有频率依存性，基于该原理实现了无色光远端天线单元，搭建了收发系统，实现了上变频到2GHz的500Mb/s伪随机码信号的上行和下行传输。在对光载超宽带信号的产生和传输技术研究方面，提出了基于半导体光放大器和基于新型微波光子滤波器的光载超宽带系统，分别实现了1.5625Gb/s和1.25Gb/s光载超宽带信号的产生和无误码传输，系统架构灵活方便，可与WDM-PON架构相融合。在直调激光器的多信号直调性能研究方面，对国内自主研发的直接调制分布反馈半导体激光器的频响、动态范围以及调制信号的功率大小等参数进行研究，实现了300Mb/s的有线基带信号与1.5625Gb/s的超宽带信号的共同调制。经过10公里单模光纤的有线传输和一定距离的无线传输，并通过观测波形和频谱以及测试误码率等手段，证明该系统能稳定实现多信号的直接调制和传输。