在骨干网和局域网高速扩容时,连接这两种网络的接入网却发展缓慢,这就是众所周知的“最后一英里”问题。但是在进入二十一世纪以来,新兴的光接入技术EPON得到了政府和通信业界的广泛关注,有望解决这个问题。EPON一般采用树型结构,下行采用广播选择方式,已经比较好的满足了当前的需要,但是由于在上行方向采用时分多址(TDMA)接入,使得上行的发射和接收都必须采用突发方式,这带来了一系列的问题。随着波分复用(WDM)技术的发展和成熟,在EPON的上行方向使用波分多址(WDMA)接入可以很好的解决采用TDMA接入带来的问题,并大大提升上行的带宽。但是限制WDM技术在接入网中使用的关键问题是ONU(Optical Network User)数远多于可用波长数以及光器件的高成本。本文就是围绕解决这两个问题而展开的,主要的研究内容和成果如下:(1)在深入研究了当前的各种WDM-PON的结构之后,提出在上行方向采用WDMA和载波侦听多路接入/冲突检测(CSMA/CD)相结合的方式可以较好地解决ONU数远多于可用波长数的问题,并设计了一种简单的冲突检测方法,并对系统做了基本的可行性验证。(2)设计并实现了采用自制的低成本的基于窄带滤波片的外腔激光器作为上行的ONU光源的精确波长发射模块。分析了基于窄带滤波片的外腔激光器的内部工作原理和高频调制特性,给出了详细的激光器驱动电路和温度补偿电路的设计方案。(3)研究并开发简化结构的介质薄膜型解复用器与PIN-TIA探测器阵列器件集成技术,构成低成本DWDM多通道阵列接收模块。设计了接收阵列的总体结构,分析了介质薄膜型解复用器的工作原理,给出了详细的多通道阵列接收模块的电路设计方案。(4)最后,对外腔激光器、上行信道的发射模块和接收阵列进行了测试,并对全文进行了总结和探讨,给出后续工作的建议。