无源光网络(PON)以其优异的无源特性,已成为构建低成本、高带宽、低能耗的光接入网络的优选方案之一。随着PON技术的快速发展,在一定时间内会出现多种PON技术共存的状态。10G EPON作为下一代光接入网技术,不仅能够解决与EPON的兼容问题,而且很大程度上提高了上下行带宽,为各大运营商节省投资成本,具有重要的研究和应用价值。为了能够方便地分析无源光网络中各类报文,本文研制出一台能够支持多种PON协议的协议分析仪,并针对10G EPON物理层进行了研究和实现。本论文主要涉及内容为10G EPON协议分析仪中物理层的设计与实现,具体工作有:1)介绍了无源光网络和10G EPON的发展现状,并对10G EPON协议体系、常用接口及关键技术进行了详细分析。2)根据协议分析仪的功能设计出单板原理图并制作了单板,对单板中电源、时钟的设计和关键芯片的选型做了详细说明。同时针对协议分析仪设计出了能够解析多种PON协议的GUI软件,此软件能够实时动态的显示接收到的报文信息。3)根据IEEE 802.3av协议标准研究了10G EPON物理层的收发端各功能模块,对其原理、功能及实现进行了理论分析与功能仿真。4)搭建了10G EPON协议分析仪实验系统,重点对10G EPON物理层上、下行接收端变速箱模块、同步模块、解扰模块、64B/66B解码模块等功能模块进行了实验调试和验证。最后研制出了10G EPON协议分析仪样机,成功实现了10G EPON上下行报文接收工作,并且在PC端GUI软件能够正确解析报文信息。本文基于10G EPON协议分析仪系统,对OLT端和ONU端的报文进行同时接收,通过协议分析仪对接收到的数据处理之后,将获取的报文发送到PC端的GUI软件进行进一步分析研究,实验结果表明整个系统的接收功能及性能符合IEEE 802.3av标准的要求。10G EPON协议分析仪的软硬件具有良好的实用性和可拓展性,对于工程应用和科学研究具有重要的意义。