本文在OCDMA系统相关研究成果和现代数学理论的基础上,研究了多种OCDMA系统用户地址码设计方案及其相应的编解码技术.讨论相关特性,分析码字性能.首先,从素数码的相关性着手,建立了基本素数码、扩展素数码和修正素数码的相关性分析理论.改造基本素数码的码函数,结合EPC降低相关值的方法,构造出适用于异步OCDMA系统的MSPC和ESPC码字.较之基本OPC,自相关旁瓣最大值由p-1降为1,峰值旁瓣比大大增加,自相关特性明显改善.应用有限域上二次一致性原理构造出适用于同步系统的SSPC码字.特别是在WDMA+CDMA的复合信道上,各分立波长信道上,使用不同组的SSPC码字,SSPC的最大互相关2的限制能保证良好的系统性能.接着,在码字相关性检验问题上,设计出表征OOC码字的光码环,并引申为二维光码柱面,能十分方便地检验码字的相关性.并借助光码环和光码柱面,通过光码集本身导出最大码字容量的上界.与直接引入电通信的JOHNSON界所得结果一致.深入分析了现代数学理论与OOC设计的本质联系,结合Galois理论和射影几何,建立了射影几何法设计光正交码的系统理论.在射影平面PG(2,q)上设计出(q<2>+q+1,q+1,1)PG-OOC码字;在高维射影空间PG(m,q)上设计出((q-1)/(q-1),q+1,1)码字;建立了由射影空间的k维流形设计光码字的分析理论.根据组合区组设计理论,建立了OOC码字的全间隔集和部分间隔集,给出具体的OOC设计方案.研究了有限域上的Latin矩阵与OOC码字的联系,设计出基于正交Latin方阵的LS-OOC码字,自相关旁瓣和互相关最大值都为1,非常符合OCDMA通信技术对地址码的要求.把Steiner系和仿射平面上的部分点阵联系起来,建立了基于有限仿射平面上Steiner系统的ST-OOC码字设计方案.ST-OOC设计与其他方案相比,码字容量和相关特性相同,但码字长度、码字重量更加灵活.在一维码设计基础上,运用有限域上的代数运算,寻找波长片和时间片的合理组合,研究二维码设计方案.把1D-SSPC码字改造为2D-SSPC;把1D-OOC码字拓展为2D-OOC.在GF(7)上以本原元3构造出1D-RS码.并拓展为2D-RSC.最后,详细分析了基于光纤布拉格光栅的SAC编解码方案,给出从发射端到接收端的具体过程.建立了从信号编码、发送、叠加、接收、检测和恢复的较为完整的数学模型.把码字设计结果分别引入光纤延时线时域编解码,以及FBGs谱域编解码OCDMA系统,得出信号编码、叠加、解码、恢复的仿真结果.在一维编解码原理的分析基础上,探讨二维OCDMA系统编解码器的设计方案的可行性,根据一维时域和谱域编解码理论进行整合,对二维?-t进行分析.