当今社会是信息社会,处于电信网“最后一公里”的接入网,由于其建设的复杂性以及接入技术的众多选择性使其发展变得比较缓慢,基于ATM的宽带无源光网络(BPON)是目前最具有吸引力的接入网技术解决方案之一。 本文在介绍宽带无源光网络结构、研究现状和发展趋势基础上,分析和研究了实现BPON的几种关键技术,主要有ONU的注册方法、测距过程、MAC协议及动态带宽分配(DBA)、ONT设计,对这些内容通过理论研究与实验仿真相结合的手段,提出了一些有意义的思想、方法和结论,得到了关于本研究成果的实验数据,并进行了结果验证。 首先,在第一章,介绍了电信网络的发展和接入网面临的问题,对现阶段宽带接入技术及其研究现状进行了阐述和分析,并提出了本文研究工作的主要内容。 第二章,对BPON系统结构体系做了介绍,阐述了BPON的关键技术,研究现状及存在问题,本文工作重点。 第三章,对BPON系统测距方法和过程进行了探讨和分析,并对ONU设备在OLT端注册方式进行了研究。根据传统二叉树算法,提出一种基于二进制指数随机后退(BEB)算法的注册方法。与传统方法相比,ONU采用随机后退的方式来解决注册过程中的冲突机制,从而达到注册目的,是一种远端适应,而非局端集中控制的方法。通过计算机仿真分析,BEB算法实现简单,具有较高的注册效率和较低的注册时延。 在此基础上,对测距过程进行了研究。传统测距过程实现烦琐且不易理解,从提高测距效率和简化测距流程的角度出发,提出一种逐次测距流程,对ONU实现依次测距。 最后,利用网络仿真软件对BPON系统进行建模,对测距流程进行了仿真,结果显示,测距流程完全正确,根据流程能够得到正确的均衡时延Td值,并且缩短了测距周期,简化了测距流程,测距流程具有良好的兼容性,同时为测距过程的软件设计提供了一种可靠的预先验证方法。 第四章,对BPON的MAC协议和带宽分配方法进行了研究。由于BPON上行采用TDMA方式共享带宽资源,为了防止碰撞和合理利用带宽资源,必须进行BPON上行接入控制和动态带宽分配(DBA)。在对BPON中MAC协议分析的基础上,利用排队论对BPON的接入过程进行了理论分析,得出了信元缓存队长分布和信元逗留时间以及等待的时间的分布结果,为实际设计提供了理论依据。