随着现在社会的发展和人们生活质量的提高，组建高速大容量高性能的通信网络势在必行。传统的电网络、光电混合网络性能由于“电子瓶颈”的限制而无法取得进一步的突破，全光网络作为未来主导通信手段被提上日程。基于光纤光栅的码分多址接入系统(OCDMA)传输速率快、抗干扰能力强、编解码方式灵活多变、系统安全性高，成为全光网通信中研究的热点。布拉格光栅(FBG)拥有优良的光反射特性，因而被广泛应用于构建OCDMA系统的编解码器。布拉格光栅中心反射波长随外界应力和环境温度偏移的特性，使可调谐FBG编码器的应用成为可能。基于可调谐FBG编解码器的快跳频光码分多址接入系统目前被广泛研究。由于光扩频地址码不仅影响到OCDMA系统的码字容量，还决定整个系统的误码高低，因此论文在研究大量国内外文献的基础上，整理总结了目前主要的OCDMA地址码编码方式。通过对地址码的生成方式、码字性能(相关值、码长、码重)、码字容量等分析和比较发现：扩频／跳频编码方式可以极大地提升单极性码系统的码字容量和系统性能，而双极性码凭借相关性好、能实现真正意义上的正交、码字容量大等优点，是实现OCDMA系统高速大容量通信的未来之路。对于FBG性能和OCDMA码字设计的分析和研究，是构建基于可调谐FBG加密解密系统以及构建基于bent序列、SSFBG的OCDMA系统的理论基础。本论文的主要创新工作包括：1、基于可调谐FBG和bent序列的安全加密解密通信系统。利用FBG光栅阵列将一个宽带脉冲分解成一系列窄带光脉冲，然后利用与之匹配的解码器将编码后的信号恢复成原来的脉冲信号，该原理被不少学者用以构建光学安全通信体系。本文在前人提出的最基本的FBG光栅阵列加解密系统的基础上，构建了更为复杂的基于可调谐FBG阵列的类OCDMA安全加密解密通信系统模型，包括1×N，N×1，N×N甚至可以是M×N等对称和非对称系统，并由具有高度安全性的bent序列进行控制。这些系统拥有更高的安全性和灵活性，具有很广阔的应用前景。2、基于可调谐并联FBG结构阵列的编码器的可变OCDMA系统。目前光码分多址系统大部分为非可变系统，每个用户的地址码长度相同且不可变。本文提出了一种基于并联结构的可调谐FBG阵列编码器，这种编码器可以通过光开关快速灵活地改变系统用户的光栅数目，达到灵活变址的目的。论文通过对该编码器的码字相关性和码字容量分析，并与传统非可变OCDMA系统相比较，证明该种编码器增加了系统用户的变址灵活性能力，提高了系统的用户容量和被入侵的难度。3、基于bent序列和SSFBG的双极性OCDMA系统的分析和研究。非相干双极性OCDMA系统结构简单，对器件要求低，系统容量大，是未来光通信的热门候选。而bent序列具有优良的密码学特性，作为通信系统中的扩频地址码序列，可以抵御来自系统内部和外部的攻击。目前国内外关于bent序列直接应用于OCDMA系统的实际研究相对较少。本论文引入了一个基于SSFBG编码器的双极性OCDMA系统，该系统采用bent序列作为扩频地址码序列，通过分析证明bent序列极大地增加了系统被侵入的难度。论文通过以不同的方式生成bent序列，并用生成的bent序列作为扩频地址码，对基于SSFBG的OCDMA系统的误码率进行了计算和仿真。该工作对于研究bent序列在双极性OCDMA系统中的应用，有很大的借鉴价值。