近年来通信业得到了迅猛的发展,骨干网和高速局域网随着人们对带宽越来越大的需求而不断升级,但是连接两者之间的接入网成了整个网络的瓶颈。当前广泛使用的宽带接入方案如xDSL、HFC很难为新兴网络业务如视频点播、VOIP提供足够的带宽以及服务质量保证,所以需要一种新的接入网技术来满足今后用户对带宽的需求。EPON是一种基于以太网的无源光网络,结合了以太网的广泛性、易于升级和维护的优点以及光纤网的低成本大容量,成为下一代宽带接入网的最佳候选技术之一。由于以太网提供尽力而为的服务,不能保证不同业务的服务质量以及不同用户的公平性;另外,EPON系统的拓扑结构是由多个ONU采用时分复用方式共享上行链路带宽。为了提高上行带宽的利用率,保证不同业务的QoS,本文将对上行带宽分配算法做详细讨论。本文首先介绍接入网技术的发展状况和无源光网络的主要技术类型,以及EPON系统的网络结构、OSI分层模型,重点介绍EPON系统特有的MPCP子层,分析EPON系统对以太网数据帧所做的修改和新添加的EPON控制帧。同时对EPON系统采用的QoS管理策略做了详细的阐述,分析了报文分类方法、拥塞管理策略、缓冲队列管理策略,对比了FIFO队列、PQ队列和WFQ队列等几种主要的队列特点,以及尾丢弃和主动队列管理AQM的区别。接下来重点分析目前已有的带宽分配算法,包括固定带宽分配算法和动态带宽分配算法,在此基础上提出了一种高效的保证QoS的固定周期的动态带宽分配算法。此算法将带宽分配过程分为两部分,首先是ONU之间的调度,即OLT给每个ONU分配带宽;其次是ONU内部的调度,即ONU将带宽分配给各个优先级队列。通过OPNET软件仿真,验证了这种算法的有效性,并且对算法的改进提出了一些意见。本文还对EPON系统的硬件原型平台做了简单分析,对OLT端和ONU端的设计电路原理图,以及核心功能处理模块做了详细说明。本文的最后对论文的工作和所得到的结论进行了总结。