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随着各类固定或移动宽带业务的兴起,用户的带宽需求持续增加,下一代光接入网的容量需大幅提升,而波分复用无源光网络(WDM-PON)具有带宽大、便于升级、对速率和协议透明等优势,成为下一代光接入网的主流技术之一。同时,由于互联网业务的移动化,移动业务流量迅速增长,仅靠单一的无线接入方式已难以满足用户对于超大带宽业务的需求。因此,除了更大带宽和更多业务外,光接入网还应该为移动业务提供更好的支撑,向着光与无线融合的方向发展。WDM-PON和云型无线接入网(Cloud-RAN, C-RAN)的融合能够为用户提供多业务、多粒度的“任意时间”和“任意地点”宽带接入,成为研究热点之一。目前,光与无线融合的WDM-PON(融合型WDM-PON)物理层存在一些关键问题尚待解决,如基于反射式半导体光放大器(RSOA)的无色ONU(以下简称RSOA无色ONU)的WDM-PON上行带宽较小的问题、远端射频单元(RRU)的波长自适应问题,以及融合型WDM-PON如何与光载射频(RoF)技术融合实现多业务传输的问题等。围绕融合型WDM-PON的上述关键问题,本论文展开研究并取得了一定的创新成果。主要研究工作和创新点如下：1、融合型WDM-PON中利用外调制产生高阶RoF信号时两束光载波分路调制的相位噪声较大。针对该问题,论文提出了一种基于电光调制器偏振调制特性的高阶RoF信号产生方法。该方法利用电光调制器的偏振调制特性将信号加载到光载波的一个偏振方向上,并调节偏振控制器得到高阶RoF信号。实验结果表明,该方法可以实现双相移键控、正交频分复用-正交相移键控(OFDM-QPSK)RoF信号的产生。山于产生RoF信号的两束光载波经过相同光路,因此相位噪声较小。背对背实验测得OFDM-QPSK RoF信号的误差向量幅度只有4%。2、RSOA无色ONU因调制带宽小(一般约2GHz)而造成WDM-PON上行速率受限。针对该问题,论文提出了一种基于级联马赫增德尔干涉仪(MZI)的RSOA无色ONU上行带宽提升方法。该方法利用级联MZI的高通滤波特性弥补RSOA对高速信号响应不足的问题,以达到光域均衡效果。仿真结果表明,该方法可提升WDM-PON上行速率到10Gbps,经过25km光纤传输上行接收灵敏度可达-23.4dBm(?)BER=1.0×10-3,并且相同条件下级联MZI均衡比单个MZI均衡的误码率降低至少一个数量级。3、针对C-RAN与WDM-PON的融合接入网(以下简称C-RAN-WDM-PON)中每个RRU需要配备专属光滤波器和上行光源带来成本较高的问题,提出了一种基于偏振调制到强度调制转换器(PolM-IM转换器)的无色RRU融合型RoF-WDM-PON方案。该方案采用新型PolM-IM转换器加载下行信号,调节接收端的偏振控制器使转换器分别工作在非线性区和线性区,从而得到毫米波信号和用于上行调制的光载波。实验结果表明,所提方案的RRU接收端无需任何光滤波器和上行激光器,便可接收54.8GHz的毫米波信号,同时实现1Gbps非归零码信号的25kmm光纤回传。4、为了满足C-RAN-WDM-PON的多业务传输需求,论文提出了一种利用分布式PolM-IM转换器实现下行传统无线业务和毫米波业务共同传输的融合型RoF-WDM-PON方案。实验结果表明,方案可以同时实现0.3GHz无线信号和54.8GHz毫米波信号的下行传输。同时,下行光载波成功地被重利用于上行信号调制。此外,论文提出了一种利用偏振复用结合频率复用实现多业务下行共传的融合型RoF-WDM-PON方案。该方案将传统低频移动业务和两个高频移动业务加载到不同光载波的两个偏振方向上,接收端调节偏振控制器实现多业务信号的解复用。实验结果表明,该方案在RRU不需光滤波器的情况下,同时实现了0.3GHz无线信号、15GHz微波信号、60GHz毫米波信号的传输以及下行载波的重利用。