随着信息技术的发展以及各种新型业务的出现,用户对接入带宽以及数据安全性的要求越来越高。光码分多址(OCDMA)技术因其具有的接入协议简单、高安全性、软容量等优点,近年来得到了广泛的研究,在军用、电子商务以及民用接入网等场合均有广阔的应用前景。本论文在基于FBG的全光OCDMA技术以及电域处理OCDMA技术两个方向上,通过理论分析、系统仿真和系统实验等方法,对这两种OCDMA技术的系统和子系统的设计和实现进行了研究。本文在基于FBG的全光OCDMA技术上做了如下研究和创新工作：首先,我们利用非线性偏振旋转效应,提出了一种新型的光阈值器,以消除多用户全光OCDMA系统引起的多用户干扰。我们提出的新型光阈值器具有在整个C波段对波长透明以及不需要定制的带通滤波器等优点。我们应用这种新型的光阈值器,实现了4用户、单用户2.5 Gb/s、传输距离为20 km的相干一维TPC-OCDMA系统。其次,我们提出并实验实现了应用在OCDMA-PON中的一维/二维混合编解码方案。其中二维WHTS-OCDMA链路采用ASE作为光源,采用级联FBG作为编解码器；一维相干TPC-OCDMA链路则采用锁模光纤激光器产生的超短脉冲作为光源,采用码长为127的相移SSFBG作为编解码器。最后,我们通过仿真和实验研究了以系统速率为2.5 Gb/s下设计的相移SSFBG作为编解码器实现的高速(10 Gb/s),长距离(180 km)传输的相干一维TPC-OCDMA系统。仿真和实验的结果均表明,随着速率的升高,系统的接收灵敏度持续下降。在采用工作在2.5 Gb/s的长度为38.1mm,码长为127的相移SSFBG,在速率为10 Gb/s单用户传输180 km时,相对于速率为2.5 Gb/s时,接收灵敏度将下降约6 dB。全光OCDMA系统面临着很严重的拍频噪声和多用户干扰的影响。即使采用光阈值器和光门限等技术,系统能达到的用户数仍然非常受限。因此我们提出并研究了一种基于空间编码和副载波复用的电域处理OCDMA系统,从而消除拍频噪声对系统的影响,并且在理想状态下可以消除多用户干扰。我们首先通过仿真和实验实现了15用户、单用户1 Gb/s、传输20 km的CDM/SCM-PON系统。实验结果表明,在15用户同时存在的情况下,各通道的误码性能均在普通前向纠错编码能够纠错的误码率范围内。接着,我们研究了新型CDM/SCM-PON系统在DSB和SSB调制下色散对信号的影响,并针对上述两种调制下色散的影响,提出了色散补偿的方案,并通过仿真验证了我们提出的两种色散补偿方案的可行性。最后,我们通过仿真研究CDM/SCM-PON系统接收端的关键器件,模拟/数字转换器(ADC)的各项指标,包括带宽、分辨率以及前端裁剪滤波器的裁剪率对系统性能的影响。仿真结果表明,ADC在分辨率为5位以上时,带宽在约0.8倍于信号带宽,裁剪滤波器的裁剪率为3-5时,系统的性能可以达到最优。