随着互联网信息的爆炸式增长和人们对各式各样网络服务需求的急剧增加,进一步提高光纤通信网络的传输速率变得刻不容缓,而作为信息传送体系“最后一公里”的接入网技术则成为了提高通信网络整体性能的重要突破口。其中,无源光网络(PON)技术凭借其成本低廉、易于升级和管理等优势吸引了众多研究者的目光。相比于其他PON技术,光码分多址无源光网络(OCDMA-PON)具有可随机接入、对业务透明、软容量和抗干扰性强等优点,其势必会成为下一代光接入网技术的最佳选择之一。OCDMA-PON系统的性能和成本与光地址码的选取、编解码器的设计及系统噪声抑制等光码分多址(OCDMA)关键技术密切相关,其中光地址码的选取是OCDMA-PON商业化过程中面临的最关键问题。在此背景下,本文重点对成本较低且能消除多址干扰(MAI)的频谱幅度编码(SAC)方案进行了研究,主要工作如下:(1)设计出一种具有零互相关特性的一维SAC地址码——双重多对角码(DW-MD)。DW-MD码继承了多对角码(MD)和双重码(DW)的优点,它不仅能够有效抑制SAC系统中的相位感应强度噪声,还可以利用自身的双“1”结构减少系统所需的滤波器数量。高斯近似的方法被用来推导该地址码在接收机噪声干扰下的误码率(BER)公式,数值分析结果表明:与MD码相比,DW-MD码能够在不牺牲系统性能的情况下,使得系统所需的滤波器数量减少近一半。最后,利用OptiSystem对采用DW-MD码和MD码的SAC系统进行了仿真。当使用非理想的高斯型滤波器作为编解码器时,DW-MD码的眼图更加清晰端正,且BER值比MD码低8～14个数量级。(2)从传统变重码和检测技术两个角度分别提出一种多服务质量(QoS)方案。变重码方案基于DW-MD码码重越大,对应用户误码率性能越好的原理来提供不同的QoS;而检测技术方案则是通过改变频谱直接检测(SDD)技术检测功率的大小来提供不同的QoS。理论分析和实验仿真的结果均表明两种多QoS方案具备可行性。两种方案各有所长:前者性能稍好,相对节约频谱资源且适用范围较广;而对后者而言,系统中低级别用户的QoS升级更加便捷并且不会影响其它用户的性能,它更适用于低级别用户占比较低的情况。(3)针对一维SAC系统中用户容量受到光源带宽限制的问题,基于一维DW-MD码设计了具有固定码重和可变码重的二维频谱/空间地址码。推导出的BER公式及数学分析结果表明二维频谱/空间地址码能够大幅提高系统容量。最后,利用OptiSystem仿真平台得到了二维变重系统中两个不同等级用户的眼图和BER值,验证了二维变重DW-MD码具有提供多QoS的能力。