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随着用户对带宽接入需求的不断增长,光接入网步入了快速发展的阶段。接入网正向着更高速率、更长距离、带宽分配更灵活、业务类型更多样化的方向发展。以正交频分复用无源光网络(OFDM-PON)为代表的新型接入网技术引起越来越多的关注。OFDM-PON拥有较强的抗色散能力,频谱效率更高,带宽分配更灵活,扩展性和兼容性更强等优点,因此具有重要的研究价值。然而,OFDM-PON仍存在一些关键问题有待解决。例如：光OFDM信号发送与接收技术相对复杂因而成本较高；OFDM信号存在较大的峰均功率比(PAPR),直接调制激光器(DML)的调制效率较低；接入带宽的进一步提高受到数模转换模块(DAC/ADC)的采样率限制；时频域的带宽资源二维动态带宽分配(DBA)方案尚不完善,等等。围绕上述技术难题,论文对OFDM-PON中上行调制、直接检测(DD)下的偏振复用(PDM).时域与频域的带宽资源二维DBA等技术方案展开了研究。论文的主要研究工作和创新点如下：1).为了提高OFDM-波分复用(WDM)-PON的波长自适应能力,设计了一种反射型半导体激光放大器(RSOA)与OFDM调制相结合的无色ONU方案。仿真结果表明,在传输距离为40km,误码率(BER)小于等于10-6量级时,基于RSOA的无色ONU上行带宽可从2.5Gbit/s提高到10Gbit/s。2). OFDM信号具有较高的PAPR,要求激光器线性区间较大,且ONU的总能耗占接入网能耗的比重较大。因此,提高调制效率和降低激光器的能耗是OFDM-PON的重要问题。针对上述问题,提出了一种将非对称截断光正交频分复用(ACO-OFDM)与ONU激光器无数据关闭机制相结合的上行节能调制方案。该方案具有以下两个特点：(1)利用偏置在阈值点的DML在光域产生ACO-OFDM信号,降低了电路实现信号的难度与成本；(2)无上行数据时,激光器处于关闭状态,降低激光器能耗。仿真结果表明,与传统OFDM-PON调制方式相比,该方案可降低激光器发射功率,增大调制深度。在传输距离为20kmm,传输速率为10Gbit/s, BER为3.8×10-3(前向编码纠错FEC门限值)时,可节省发送功率约4.3dB。3).针对OFDM-PON接入带宽受限于DAC/ADC采样率,提出了一种双边带(DSB)-PDM-DD-OFDM-PON无保护间隔下行调制方案。仿真结果表明,该方案无需信号与载波的保护间隔,在调制格式为16Q AM的情况下,下行链路仅用采样率为10GSa/s的DAC/ADC,即可使接入带宽到达40Gbit/s量级,辅以数字信道均衡后,在传输距离为20km时,BER小于3.8×10-3(FEC门限值)。4).为了提高OFDM-PON带宽利用率,提出了一种基于业务流水线轮询(SPP)的时频域二维DBA算法。该算法解决了将TDM-PON算法直接搬用到OFDM-PON造成的资源分配粒度较大、存在信道空闲时间等问题。仿真结果表明,与OFDM-PON现有的顺序动态子载波分配(SDSCA)算法和自适应周期性间插轮询(IPACT) DBA相比,该算法可减小带宽碎片和时延,在满负载无丢包下,提高带宽利用率5%和7%。