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信息时代的到来，使光通信网面临着前所未有的带宽和灵活多样的服务需求。目前骨干网和城域网采用波分复用、自动交换光网络和弹性分组环等新技术，性能得到很大提高，而作为通信网的“最后1公里”的接入网成为通信的瓶颈，是目前和今后网络发展和建设的重点。OCDMA技术与传统的多址技术，如TDMA、WDMA等相比，能够充分利川光纤中的巨大带宽，具有支持用户异步随机接入、动态分配带宽、软容量、对业务和协议透明、良好的传输安全性、低成本、组网灵活等优点，在光接入网中，具有广阔的应用前景，已成为光通信网络领域新的研究热点。本论文在对OCDMA技术的国内外研究现状进行深入调研的基础上，选择OCDMA无源光网络的用户地址码、随机接入协议、OCDMA光发射机和接收机的设计和电路实现等关键技术，进行了深入系统的研究，取得了诸多研究成果。主要内容包括：
1.提出了一种采用素数序列进行跳频、一维光正交码扩时的PC/OOC二维光正交码，给出了码的构造方法，分析了用它作为OCDMA网络中用户地址码的系统性能。结果表明，该码构造方法简单，其容量达到理论上界，且波长数可选，便于应用于OCDMA接入网。
2.提出了一种更具代表性的二维波长—时间地址码，即OCFHC/OOC的构造方法，使目前一些文献中提出的二维光码成为该码的特例。分析了它的系统误码率、有效归一化吞吐量和带宽效率等性能。结果表明，OCFHC/OOC的容量达到理论最大值，相关性能优良，构造算法简单，波长数选择范围更大，用于OCDMA接入网具有用户数多、性能好、实现简单方便等优点。
3.提出了一种OCDMA网络随机接入协议，并采用新的数学模型—处理机共享系统模型对该协议进行了数学建模，分析并仿真了网络的稳态吞吐量和平均时延。结果表明，所提出的接入协议在性能上优于文献中已提出的协议。并采用处理机共享系统模型，分析了码氏、码重、接入用户数对网络性能的影响。结果表明，处理机共享系统模型比传统的马尔可夫链模型简单，且仿真结果与实际情况十分吻合，可以用来为OCDMA网络建模，对于选择参数设计OCDMA网络，并使网络的性能达到最优，具有重要的参考意义。
4.为了研制一个能传输实际业务的OCDMA局域网平台，设计了OCDMA通信系统的光发射机和接收机，实现了光发射机和接收机的电路，该电路实现了双极/单极、HDB3/NRZ、NRZ/CMI、CMI/RZ的双向转换和时钟提取等功能。目前电路可以产生脉冲宽度分别为38ns和50ns的RZ码，可支持两种码长的OCDMA地址码，提高了OCDMA编/解码的灵活性。