随着全业务时代的到来,用户对接入网带宽的需求呈现爆炸式增长。如何对现有的时分复用无源光网络进行升级是一个研究热点,本文提出了两个解决方案：一个是基于差分相移键控/非归零码正交调制的混合时分/波分复用无源光网络升级,通过仿真以及实验验证了该方案可以实现无缝升级；另一个是基于光纤射频技术的时分复用无源光网络升级,可以同时利用基带和频带进行传输,能够逐步提高网络容量。通过对方案的理论分析和系统仿真,证明了该方案的可行性。从工程的角度出发,部署无色光网络单元便于波分复用无源光网络的安装和维护。相对于实现无色ONU的其他方案,采用上行再调制方案的实现成本最低,而波分复用无源光网络系统对成本非常敏感,因此基于上行再调制的无色ONU方案最具可行性。半导体光放大器能够同时实现光放大和调制双重功能,是上行再调制方案的一个关键器件,文中详细介绍了半导体光放大器的结构、实现再调制的原理以及实验参数,并对RSOA的在不同温度下的输入输出特性以及增益进行了测试。文中还提出了利用幅移键控/差分相移键控下行信号注入反射式半导体光放大器,实现上行再调制的波分复用无源光网络,可以大幅度地提高网络容量,并改善系统的光功率预算。通过技术原理分析,实验系统实现以及性能测试分析三个方面对提出的方案进行详细的介绍,验证了该方案的可行性。