随着宽带业务的大规模拓展和各种新业务的不断涌现,用户对网络接入带宽的需求迅猛增长。无源光网络(PON)作为最有发展前景的宽带接入网技术很好地满足了日益增长的宽带需求。为满足高速率业务应用需求,降低网络运营商的运维成本,需对光接入网实施有效的在线监测,以保证基于PON的光接入网系统快速、稳定、可靠运行。本文围绕PON链路监测技术中方案设计、系统性能评估、链路状态识别算法等相关关键问题开展了深入的研究,其主要从如下五个方面进行展开。首先,概述了光网络监测技术的发展历程,分析了光网络监测管理现状与当前各类PON链路监测技术,总结归纳了 PON链路监测技术中的技术途径与方法以及10种衡量PON监测技术性能的主要技术要求。其次,分析了实测得到的不同网络结构中光时域反射仪(OTDR)的迹线特征,分别讨论了基于参考反射峰、可调OTDR以及嵌入式OTDR的PON链路监测技术的局限性。提出了基于OTDR迹线相似度分析方法,建立了故障模拟迹线及合成迹线分析模型,实验验证了该方法的可行性。该方法有效解决了基于OTDR参考反射峰分析法在含等距离链路故障的PON系统中失效的问题。再次,研究基于远端编码型PON链路监测技术。提出并分析了基于波导光栅编码器的PON链路监测技术,建立了端口波长输出、网络监测容量、系统性能评估等分析模型,讨论了链路传输损伤、信噪比与用户的关系,模拟仿真结果论证了技术方案的可行性。提出并研制了基于光纤布拉格光栅(FBG)级联编码器的PON链路监测实验系统,实验验证了远端编码型PON链路监测技术的可行性。针对远端编码型PON链路监测技术,提出了配套的链路状态识别算法,并对链路状态识别算法的误判率进行了评估。然后,首先提出了多用户远端编码型PON链路监测系统方案。接着,提出并研制了 32用户远端编码型PON链路监测系统,解决了 FBG中心反射波长与光源波长一致性、光源模块脉冲功率快速测试、32用户远端编码器各端口功率输出均衡等问题。研制出具有6波长分布反馈激光二极管(DFB-LD)并行同步光源、微弱光信号并行接收的测试端机。然后,提出了该系统数据特征提取方法,分别从λ1～λ5通道的原始数据中提取到完整的单周期信号;提出在固定长度内随机截取方法,获取λ6通道对应数据。提出了相关链路状态识别算法,实现了对端机系统数据的处理。最后,开展了 32用户远端编码型PON链路监测系统实验测试。最后,研究基于终端编码型的PON链路监测技术。首先简明地分析了周期编码技术存在的局限性。接着提出了基于非对称型反射环的监测技术,给出了非对称型反射环的具体结构设计,对相关距离和多用户干扰概率等性能指标进行了分析计算,并与周期监测技术做出了比较,且通过实验验证了技术的可行性。其次,提出了基于法布里-珀罗激光二极(FP-LD)自注入锁定的监测技术方案,给出了一种简单实现自注入锁定的方法,并通过实验进行了测试和验证。再次,提出了基于轮询自匹配的监测技术,完成了时域关系分析和误判率分析,并进行了实验验证。最后,对基于非对称型反射环、基于FP-LD自注入锁定及基于轮询自匹配等三种监测技术做出了比较。