随着超清视频业务、智慧城市等综合业务的迅猛发展,对通信网络提出了更高的要求。光码分多址(OCDMA)技术凭借其可随机接入、容量有弹性、安全性高、网管简单、保密性强等诸多优势,成为解决无源光网络中“最后一公里”的备选方案之一。然而,缺少高性能的光地址码和可实际应用的编解码器阻碍了光码分多址系统商业化使用的进程。因此,寻找一种传输性能优良、可重构性好、成本低的编解码器成为了OCDMA系统商用化的迫切需求。本文围绕二维光码分多址编解码系统的关键技术进行研究,论文主要内容如下:1.综述了几种常见的二维非相干OCDMA编解码器的结构与工作原理,并且分析了各类编解码器性能的优劣。研究分析了PAM4技术及其发展现状,设计了一种基于PAM4的二维非相干OCDMA编解码系统,并通过Optisystem软件仿真了用户速率为5Gbit/s、传输距离为20KM的两用户编解码系统,验证了编解码系统的性能及可行性。该系统实施相对简单、重构性好,且增加了系统的频谱利用率。2.设计并开展了基于FPGA的二维非相干OCDMA编解码系统实验。以Xilinx ML605开发板为硬件平台,成功进行了编解码系统的验证性实验,通过ChipScope IP核抓取FPGA内部波形进行观测,验证了各子模块的功能。搭建了两路用户数据传输的实验平台,用户数据传输速率均为250Mbit/s,系统传输线速率为5Gbit/s,4通道并行传输总速率达20Gbit/s,光纤传输距离为10KM,通过光示波器观测数据波形及眼图,实验结果表明,该编解码系统性能良好且能够正确恢复出用户数据。3.设计了一种QPSK-OCDMA二维相干编解码系统,并通过Optisystem软件仿真了用户数据速率为5Gbit/s、传输距离为10KM的两用户编解码系统。通过观测解码后的数据波形及眼图,验证了编解码系统的性能及可行性。该系统采用电光组合编解码技术,降低了系统的成本;将QPSK调制技术应用到OCDMA编解码系统中,缓解了目前OCDMA系统存在的频谱利用率不高的问题;采用相干解调技术,抑制了系统中的多址干扰问题。