随着以太无源光网络技术的不断推广,在实际应用中,由于其标准对运营需求支持的不完备特性,对以太无源光网络系统的安全性、可靠性以及网络效率等各方面提出了更高的要求。本论文根据现网应用的需求,并结合光传输网络一些专项技术,对以太无源光网络的系统扩展与功能增强进行了深入的研究和探索,并给出了相关技术的设计实现方案。本论文的主要研究内容和工作成果如下所述:(1)对网络安全性中的认证与加密技术展开了深入研究,提出了更高安全级别和更好运维特性的基于SN+PASSWORD认证方式,量化了静默机制对系统优化的程度;并在EPON密钥同步方面提出了一种解决密钥同步帧丢失而造成ONU掉线的方案,增强了EPON系统工作在加密模式下的可靠性。(2)研究并分析了原有EPON协议中ONU的注册算法,根据中国EPON建设场景中ONU注册的特点,提出一种具有最小注册时延和最大带宽利用率的自适应ONU注册周期调整的算法。(3)研究了影响EPON传输距离的因素,针对延长EPON传输距离的实现方法申请了一项国家发明专利,并提出了一种新颖、具有高性价比的EPON光功率放大器的设计方法。(4)为增强EPON光链路的可靠性,提出了一种光收发模块寿命实时在线测量方法和一种切实可行的EPON中长发光设备故障的检测方法,并结合链路测量与数字诊断,提高了EPON物理层光链路的故障检测与诊断能力。(5)根据EPON的分布式管理特性,提出了适用于分布式计算系统中进行大规模终端设备(ONU)软件升级以及性能管理的方法,可提高在大规模ONU应用场景中的设备管理效率,缩短设备维护的时间。