本文围绕OCDMA的关键技术展开深入研究,既有对现有系统方案的改进,也提出新的系统方案;既有对OCDMA系统中一些重要理论问题的探讨,也有实验研究;研究的结果对于OCDMA技术的发展和实用化应该具有比较重要的意义和较高的参考价值.本文的主要研究内容及创新性工作如下:1.对OCDMA技术的发展历史、现状和进展、基本特点、关键技术进行介绍和分析,给出本文的结构框架.2.介绍和分析OCDMA的原理和关键技术.基于多用户干扰的高斯近似假设,建立分析系统性能的模型.深入研究分析光地址码和光编解码器等技术,提出光地址码的评价指标,介绍并比较几种典型光地址码,分析了几种典型系统方案的性能.对OCDMA系统中的多用户干扰消除、码字同步等关键技术进行总结和分析.3.从推动OCDMA技术实用化的角度出发,详细讨论了OCDMA系统中几种物理效应对系统性能的影响,并且提出解决问题的方法.对光源消光比对系统误码率的影响进行深入分析,提出系统误码率对消光比劣化的敏感度的概念,并指出,在光收发机中应该对光源消光比进行监控.对于在OCDMA系统中由于接收端各用户信号光功率不等产生的"远近效应",引入"掉线率"的概念.在用户信号功率为高斯分布变量的假设下,针对误码率和掉线率指标,分别研究远近效应对大功率用户和小功率用户的影响;同时,研究用户信号功率的方差与系统平均误码率和平均掉线率的关系.提出应用光硬限幅器消除远近效应的方案.对于光线路色度色散对FFH-OCDMA系统性能影响的研究结果表明,光纤的色散导致光解码器的自相关输出峰值功率和取样能量下降,降低接收机的信号干扰比,进而限制用户数据速率和传输距离.提出码字优化法和预补偿方法以克服色散的影响.最后,研究光码分交换网络中的码字转换问题,提出一种基于光硬限幅器的全光码字转换方案,并分析其码字转换差错率和光码分多跳网的端到端误码率.4.基于单重合序列的自相关输出没有旁瓣的特点,提出一种码位重叠(SO)FFH-OCDMA系统方案.与传统FFH-OCDMA系统相比,该系统的光编解码器结构大大简化.对系统误码率的理论分析表明,该系统能够容纳近二倍于传统系统的无误码用户,而且系统的总吞吐量远大于传统系统.该系统的用户容量、用户比特率和总吞吐量均可以接近于WDM技术.5.基于线性啁啾光纤光栅所具有的脉冲展宽特性,提出一种新的基于线性啁啾光纤光栅的双极性啁啾编码OCDMA系统方案.建立了系统分析模型,给出了多用户干扰的分析方法.对该系统误码率的分析结果表明,通过增大脉冲展宽因子可以有效降低该系统的误码率.在此基础上,提出将光正交码和Walsh码相结合的复合编码方案及其构造算法,分析了该地址码的容量、信号干扰比、光谱效率等特性.研究表明,采用该复合序列的啁啾编码OCDMA系统的误码率大大降低.