光纤通信自20世纪70年代问世至今,光纤的应用已经逐步覆盖了世界的每一个角落。目前,我国的光传输网大型节点总容量已经超过5Tb/s。由于骨干网的传输速率已经达到了Tbit级,接入网的速率已成为全网发展的瓶颈。随着以太网的大范围普及和宽带应用的发展,光纤到户(FTTH)被普遍认为是一种最理想的综合接入方案。宽带接入发展趋势止从传统的铜线接入向“有线铜退光进,无线宽带移动化,有线无线相互补充,实现无缝接入”的目标演进。光纤传输技术在接入网中的运用已经越来越重要,光纤宽带接入方式将是固网宽带接入发展的必然选择。无源光网络是光接入网中最适合应用于FTTH的一种光接入技术,无源光网络的发展经过了早期的APON/BPON,到日前应用最广泛的EPON和GPON。传统无源光网络采用时分复用方式,网络中所有ONU共享同一个波长,在不同的时隙里进行数据业务的传输。随着波分复用技术在接入网中的应用,为适应今后传输量的增长和新应用的不断产生,波分复用无源光网络将成为传统EPON和GPON的发展方向。基于波分复用技术的无源光网络是一种具有大容量、网络安全性高和便于升级的光接入网技术,因为对于各个ONU都采用了特定的波长,所以实现了点到点的连接,为每个用户提供了特有波长,已成为未来宽带接入的代表性技术之一。本论文围绕无源光网络中常用的复用技术、传统GPON技术、WDM-PON技术以及WDM-TDM混合无源光网络技术展开了系统深入的理论和实验研究。论文主要内容如下：(1)对无源光网络中常用的复用技术进行分析。对时分复用、波分复用、频分复用、空分复用和统计复用等各种信道复用技术进行了详细分析,并分别展开了讨论。(2)对无源光网络系统中的带宽资源分配进行分析。针对当前业务的特点和各种带宽分配策略的优缺点进行详细讨论。(3)对基于时分复用技术的传统无源光网络中的最具代表性的吉比特级无源光网络(GPON)进行深入分析。对GPON中OLT和ONU两大模块的功能结构进行设计。在对现有时分无源光网络的带宽分配策略进行分析的基础上,提出一套完整的基于全业务的动态带宽分配策略,并建立仿真模型进行仿真计算。仿真结果证明该算法在对各业务类型的QoS保障等方面具有一定的优势。(4)对波分复用技术在光网络中的应用做了详细研究。对波分复用光网络中任意跳基本单元阻塞率的计算方法进行了理论推导,通过公式推导的方式,得到计算任意跳基本单元阻塞率的方法,并进行了仿真计算。对基于波分复用的无源光网络和WDM-TDM混合无源光网络的网络构架进行深入分析,提出一种科学的分类方法,该方法基于WDM-TDM混合PON中靠近OLT侧的子系统和上行流所采用的复用技术类型,将WDM-TDM混合PON分为两个大类,并分别展开了详细讨论。(5)对WDM-TDM混合GPON进行研究。对当前流行的业务类型进行分析,在此基础上以新业务的使用频率高低为依据,提出了一套全新的业务优先级划分方式。对WDM-TDM GPON的网络结构进行研究,针对其技术特点,提出了基于新业务使用频率和用户数量的动态带宽分配算法,建立仿真模型进行仿真实验。仿真结果表明使用频率高的业务的QoS得到了明显提升,并且优于传统划分方式。(6)对10G PON标准进行了描述。