随着互联网技术以及移动互联网广泛应用,网络电视、网络视频等高带宽业务正呈现爆炸性增长。现有带宽已无法满足当前用户需求,光纤相比铜线具有高带宽等优势。在“宽带中国”及“三网融合”推进的大背景下,无疑为宽带光纤接入技术的发展与推广带来了新的机遇。PON技术因其具有设备简单、易于实现、及承载业务丰富等优点,备受国际研究者的青睐。PON技术主要使用的是EPON与GPON,因GPON相对于EPON具有传输速率高、带宽利用率高等优点,因此,GPON已成为解决带宽接入优选方案之一。其中GPON协议分析仪是其研究及应用开发关键设备,但目前从事PON协议分析开发机构国际上仅有三家。而国内还未涉足,因此,PON协议分析仪开发及应用研究对PON技术发展与应用至关重要。本论文工作主要集中在GPON帧数据进行分析,其样机研发及测试。涉及内容包括支持GPON帧数据分析、硬件器件模块配置、相应的软件及界面的设计与开发。GPON帧数据解析包括上行数据帧分析、下行数据帧分析。下行数据帧分析包括GPON GTC帧头分析、GEM净荷分析、RSM封装。其具体工作内容如下:1)单板软件配置,实现单板上的CPU控制系统工作状态。单板芯片配置包括:时钟控制,采样时钟设置,FPGA工作状态等控制。外部通信包括:GUI通信,telnet,TCP Socket,shell窗口,TFTP方式。2)GUI界面控制、显示功能设计以及文件加载。控制功能包括单板工作状态、GUI与底层单板通信、系统复位、过滤条件、捕获方式等。显示功能包括数据解析、DBA柱状图、软件与逻辑基本信息显示。文件加载在现有的方法基础上提出一种全新的文件加载方法,包括FPGA逻辑文件动态加载与APP文件动态加载,该方法具有灵活性高、传输速率快以及传输可靠的优点。3)GPON帧上行数据处理,对接数据定界,数据重排序,解扰,数据监控,报异常状态,数据包重组,重组数据信息写入队列,并且分普通数据队列和OMCI专用队列;下行处理包括BIP效验,根据BWmap对每个TCONT数据分发处理,GEM头HEC校验,获得帧头PLI、PTI和Port-ID,根据PLI截取正确GEM帧净荷,HEC校验出错且无法纠正时,GEM帧净荷直接丢掉,进行LCDGi告警,以ONU_ID为单位统计HEC校验出错的次数。提出一种全新GEM净荷提取方法,该方法符合实际工程需求,克服理论实现不足,提高了系统可靠性与稳定性。