由于社交网络与P2P业务的兴起,流量本地化的趋势日益加剧,对本地设备的交换能力提出了更高的要求,更多的流量通过本地交换完成,也减少了其他网络区域的压力。PON网络作为接入网最后一公里的重要技术,其低连通度的树形结构一定程度上,限制了网络的效率与适用范围。通过网络编码功能,有效地减小了本地流量的压力,可以将原来的网络吞吐量提高一半,同时提供了一种新的加密方式,是非常有意义的设计。本研究以无源光网络和网络编码技术的融合为研究目标,主要对融合网络编码的无源光网络的DBA算法、安全性能以及系统设计等各方面为目的,实现高效、安全、实用的融合网络编码的无源光网络系统。本论文主要取得的创新点及研究成果如下：主要创新点：(1)网络编码与无源光网络的结合。当前网络业务发展的一个重要趋势即为流量本地化,这对接入网的本地交换能力提出了更高的要求,同时也是重要的业务驱动,融合网络编码的无源光网络系统恰好可以解决这一问题。(2)运用图论思想的DBA算法。融合网络编码功能的PON系统,引入了ONU之间的关系,带来了许多新的性质,尤其是网络编码数据的联系,是现有的DBA算法没有考虑到的。新型的DBA算法,充分考虑到ONU之间的网络编码数据通信,可以实现减少数据时延、释放OLT存储空间,提高网络编码效率,同时提高PON系统传输效率的目的。(3)简单异或运算实现的加密方式。传统的加密算法只能在一定程度上保证安全性,而且由于硬件条件的制约,高级加密算法实现代价大,低级加密算法安全性不足。但是融合网络编码的无源光网络中,其数据安全性理论上实现了最高加密标准一次一密,这是以往的网络系统中所不能达到的。主要研究成果：(1)完成了支持网络编码功能的无源光网络设备设计与实现,进行了融合网络编码关键技术的研究,搭建了融合网络编码的无源光网络系统平台。(2)完成了针对网络编码的动态带宽分配算法的数学模型建立,提出了有效的网络编码动态带宽分配算法,并进行了仿真验证。(3)进行了对于无源光网络加密算法的深入研究,明确了加密算法可能存在的隐患,展示了网络编码对无源光网络系统安全性能的提高。本研究以实现创新和工程化应用为目标,通过对系统的控制层、数据层的设计,对设备实现的创新研究,开发出了完整的NC-PON系统及设备；提出了网络编码的动态带宽分配算法,引入图论等相关理论体系；研究了网络编码对无源光网络系统安全性能的改变,网络编码与加密算法的结合为网络安全带来显著提升。