EPON以其组网简单、成本低廉、方便维护、易于扩展、容易升级等优点受到了电信运营商和电信设备制造商的广泛关注。EPON已成为FTTH最佳解决方案。但是随着未来越来越庞大的视频、数据业务对高带宽的需求,现有的上下行速率仅为1.25G的EPON已无法满足带宽要求,所以EPON向10G EPON平滑演进必将会是大势所趋。10G EPON不仅可以满足未来庞大综合业务数据流对带宽的需求,而且可以从EPON平滑升级,节约运营成本。本文基于对IEEE802.3av的MAC子层协议及其关键技术的的研究,完成了OLT MAC子层的设计实现和10G EPON系统级验证。本文设计的MAC子层实现了包括10G EPON协议规定的MAC子层和RS子层两个子层的功能。设计方面根据协议给出了OLT的总体设计架构,根据MAC子层功能需求提出MAC子层设计实现的总体框架,主要划分为七大模块:CPU接口模块、帧发送模块、FCS域添加模块、XGMII接口模块、以太报文定界模块、FCS域校验模块和帧接收模块。然后完成了各个子模块的详细设计方案;验证方面给出了10G EPON系统级验证需求,提出了基于VMM架构和ESL模型的详细验证方案,完成了系统验证环境的总体架构和部分验证组件的设计以及10G EPON系统级验证的实现和典型的系统测试用例。在深入理解协议的基础上,实现协议规定的功能,本文采用自顶向下的设计方法用VerilogHDL硬件描述语言完成电路功能的描述。随着电路规模的规模和复杂度越来越高,验证电路设计的正确性也越来越成为电子工程师关注的焦点和难点。根据本项目验证需求,本文给出了10G EPON系统级EDA验证的详细方案。EDA验证架构采取基于VMM的验证架构,验证策略采用基于ESL建模的方法。本文给出了10G EPON单元验证和系统验证的策略。基于VMM验证架构,完成了10G EPON系统验证环境的搭建。文中给出了系统验证架构框图和BFM、CHECKER验证组件的详细设计方案。CHECKER实现了自动化验证,包括上下行报文的自动比对。在验证环境搭建完毕的基础上,本文10G EPON系统验证完成了包括多种速率下的上下行业务通路仿真以及MPCP协议通路仿真。支持FPGA上板测试,模拟10G EPON典型应用场景,完成了单猫上线、多猫上线的发现过程以及10G/10G对称模式和10G/1G非对称模式下的仿真验证。