近几年来,用户对高清视频、3D在线游戏和高保真语音等高带宽业务的需求日益增长,2020年左右5G技术标准将会公布,根据可靠消息5G LTE的用户侧速率将会达到Gbps量级,这是4G速率的100倍以上,如此大的接入速率使现阶段接入网感到恐慌。时分和波分复用无源光网络(TWDM-PON)既保留了 TDM系统容量资源灵活分配的特点,又充分挖掘了 WDM技术,大大提升了光接入网的通信容量上限和光纤资源利用率,因此,TWDM-PON技术成为下一代接入网的主流的方案之一。本论文作者依托北京邮电大学信息光子学与光通信国家重点实验室,研究了光网络单元(ONU)间对等通信的光接入网结构和工作机制,以及节能ONU设计等问题。论文的主要工作与创新点如下:第一,分析了在PON系统中引入ONU间对等通信的必要性和研究现状,比较了三种现有的“主从+对等”EPON结构和各自特点。第二,提出了可支持ONU对等通信并支持波长资源灵活分配的接入网结构,该结构采用波长选择开关(WSS)、控制器(Controller)和耦合器构成智能远程节点,将传统ONU按照其功能进行模块化,再配置电源管理实时监控当前网络状态,智能控制ONU中相应模块的关闭和开启,避免一些不必要的功耗产生。第三,设计了带宽可调环回型TWDM的新型PON结构,实现了其中的时钟模块和电源模块,实验结果表明该结构能支持“主从+对等”通信。