随着通信技术的发展，骨干网和局域网取得了巨大的进步，而连接骨干网和用户的接入网却发展缓慢，成为了信息高速公路发展的瓶颈。以太无源光网络(EPON)融合了无源光网络(PON)的结构和以太网的低成本优势，成为了下一代宽带接入网的最佳解决方案。 本文深入研究了以太无源光网络的多点控制协议(MPCP)并详细介绍了光网络单元(ONU)的硬件设计方案。 本文首先概述了光接入网的发展现状，介绍了EPON的产生、技术优势及其发展现状。接着分析了EPON的国际标准IEEE802.3ah的协议栈结构，并简要介绍了光线路终端和光网络单元的系统设计。 本文重点对多点控制协议进行研究。多点控制协议是EPONMAC层的核心协议，负责注册、测距和上行调度过程的控制，本文对多点控制协议的研究从这三个过程展开。本文对“时间标签”测距法的原理进行了详细的分析。接着对EPON的注册过程进行了深入研究，分析了注册冲突产生的原因，比较了两种解决注册冲突的方案，对标准没有规定的两个参数——注册窗口的大小和注册周期进行了分析研究，得出了最佳值。随后着重对EPON的上行调度机制进行了研究，在详细分析了现有调度算法的弊端和改进了传统的分级调度机制之后，本文提出了一种新的上行调度机制——分级权重带宽保证(HWBG)算法。HWBG算法采用了分级调度的结构，以权重为基础，不仅为多种业务提供了最小保证带宽，同时实现了闲置带宽的动态分配。通过建模仿真，证明了该方案可以取得较高的带宽利用率和较小的平均包延时。 最后，本文详细介绍了ONU的硬件设计方案。ONU系统分为四部分：FPGA、微处理器、网管对象数据采集系统和以太交换机，其中以FPGA和微处理器为核心。本文从核心芯片的工作原理和外围设备入手介绍了各个子模块的功能与电路实现，并结合自己在设计实现ONU系统过程中的实践经验，总结了几点关于PCB布线的心得。