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随着现代社会互联网技术的飞速发展,各种新媒体形式的不断涌现,使得社会信息量急剧增长,人类已进入了一个全新的信息化时代。由此导致了人们对于信息的传输带宽需求飞速增长,同样要求接入网络的带宽能够满足这种大容量的需求。光纤通信具有容量大、可传输距离长等特点,FTTH,即光纤到户,成为了有线接入网的必然解决方案。无源光网络(PON)主要是由中心局端的OLT、用户端的ONU和无源的光分配网络ODN三部分组成的。目前大范围使用的无源接入网是EPON和GPON,他们属于时分复用(TDM)的PON技术,最高提供10Gbit/s的上下行速率。而NG-PON2要求传输速率至少40Gbit/s。对于这种要求传输带宽达到4OGbit/s甚至100Gbit/s的要求,现有的TDM-PON技术难以实现。正交频分复用技术和离散多音频技术都属于多载波调制技术。正交频分复用(OFDM)技术具有带宽利用率高、系统容量大、抗色散等优点,应用在PON中,可以大大提升PON系统的容量。OFDM技术也可以作为一种多址接入方式,使系统资源的调度更为灵活。离散多音频技术(DMT)是一种特殊的OFDM技术,可以根据传输信道的信道质量动态的调整子信道的调制格式和发射功率,理论上可以达到香农定理的容量极限,可以在OFDM的基础上进一步提高传输容量,将其应用于PON网络中将更有优势。本论文的重要知识点和研究成果总结如下：1)前期进行了大量的调研工作,阅读了大量的科技论文,给出了多载波调制技术在无源光网络中应用的背景知识；介绍了无源光网络的相关知识及目前主要研究的几种无源光网络技术。2)基于多载波调制的PON系统基本理论。本文对多载波调制技术的基本理论进行了介绍,其中主要包括正交频分复用(OFDM)技术、光OFDM技术相对传统的光通信的巨大优势,其中重点推导了OFDM信号的调制解调过程,以及OFDM技术中采用的关键技术；应用于ADSL中的DMT技术和光纤中的DMT技术。最后介绍了光纤中的重要器件的基本原理：光调制器和光探测器,重点介绍了马赫增德尔调制器和PIN光电二极管的原理。3)对于PON系统来说,成本问题比较敏感。因此对于下行的OFDM-PON系统来说,用户侧使用直接检测性价比比较高,本章主要对接收端使用直接检测的PON系统进行了参数设计和仿真分析。论文根据OFDM-PON的接收原理的不同,分别介绍了相干检测OFDM和直接检测OFDM技术的原理推导以及本论文仿真系统中采用的基于训练序列的时域平均算法的信道均衡技术。在最后一小节介绍了搭建的40Gbit/s DD-OFDM-PON的下行传输的仿真系统,对仿真系统的结构进行了介绍,对系统关键参数进行了仿真设计,最后对系统的性能进行了分析,仿真了分光比的衰减对系统性能的影响以及系统的抗噪声性能。4)提出了将ADSL系统中使用的DMT技术应用于光接入网中,使得光纤通信系统的容量得到进一步提升,并搭建仿真平台实现了接入网的大容量传输。首先介绍了DMT技术中的关键技术-自适应比特／功率分配算法,并重点介绍了P. S.Chow算法和Fischer算法的算法流程。接着介绍基于DMT技术的单波长100Gbit/s的WDM短距离大容量光纤接入仿真系统平台,并对系统性能进行了仿真分析,最终实现了4OOG bit/s的无放大无色散补偿的5km单模光纤传输。由于DMT调制可以带来优异的性能,每个子载波的比特和功率分配可以使传输的比特速率最大化,将是未来应用于大容量接入网的一个很有效的解决方案。