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随着宽带互联网和第三代移动通信技术的发展,接入网再度成为通信行业关注的热点。吉比特无源光网络(GPON)是一种发展前景良好的有线接入技术,拥有带宽高,安全性强,稳定性好等特点,是实现光纤到户(FTTH)、有线网络与无线网络融合的的最佳技术平台。GPON传输汇聚层(TC)是连接物理层与高层业务层的关键一层。因此,基于GPON协议标准及分层结构,搭建传输汇聚层试验平台,实现光线路终端(OLT)和光网络单元(ONU)的媒质接入控制(MAC)功能,是实现GPON核心功能的关键。
论文首先总结了无源光网络的发展历史及研究现状,介绍了GPON系统的网络结构、协议分层结构和GPON传输汇聚层协议栈模型。在此基础上,论文提出并设计了GPON总体结构,归纳并介绍了该结构中使用的光层器件。随后,在ITU-T G.984系列协议的基础上,提出了一种简化的GPON传输汇聚层模型,设计了帧结构和OLT、ONU的数据收发模块,使用Verilog HDL语言进行编程并仿真。接着,论文选定赛灵思(Xilinx)公司的Virtex-5 FPGA芯片,以该芯片为基础设计FPGA开发板,优化设计了电源、配置电路、以太网、RS232、USB、VGA、SFF等外围模块的电路。然后,论文以XC5VLX50T-FF1136芯片为核心进行开发板的布局布线,制作四层PCB板,对板上各模块进行调试验证,证明这些模块的可用性,搭建了GPON实验平台。此外,论文还对GPON物理层的部分关键器件进行测试,验证了SFP光收发器、可调光衰减器的性能指标。最后,论文在GPON实验平台的基础上,在电域和光域分别对所提出的GPON传输汇聚层结构进行了验证。