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随着用户对网络带宽和业务种类需求的不断提高，EPON作为新一代的宽带光接入网技术得到了长足的发展和广泛的应用。EPON由于具有网络结构简单、设备成本低廉和管理维护易行等优点，因此被认为是FTTx的最佳解决方案之一。然而，EPON的共享光纤传输介质的特点和下行广播式的拓扑结构，使其存在安全隐患。特别当EPON应用于对保密性要求较高的接入网时，解决其网络安全问题变得十分重要。本论文首先阐述了实现1G EPON网络安全的1G EPON密码系统的详细设计方案。1G EPON密码系统按照模块化的原则，分为光接口模块、串并转换模块、帧数据处理模块、控制与接口模块、密码模块和电源模块六个模块分别进行设计和实现，其中帧数据处理模块是密码系统的核心模块。应用Altera公司的FPGA芯片来完成帧数据处理模块的功能，实现了对EPON帧数据的加密安全传输。然后应用Cadence EDA工具软件完成了1G EPON密码系统单板的电路原理图设计和PCB设计，并且提出了PCB设计过程中应该注意的重要问题。接着应用PMC-Sierra公司的1G EPON设备搭建了密码系统的测试平台。通过应用FPGA的SignalTap II在线逻辑分析仪捕捉和分析经FPGA处理前后的EPON帧数据的变化，得出了密码系统可以实现EPON数据的安全传输的结论。通过密码系统是否加入1G EPON网络，对网络性能的测试，得出了密码系统的加入不恶化1G EPON的网络性能的结论。最后给出了更高速率的非对称10G EPON密码系统和对称10G EPON密码系统的设计方案，重点分析了光接口模块、10G接口转换模块和10G数据处理模块的设计。本论文设计的1G EPON密码系统、非对称10G EPON密码系统和对称10GEPON密码系统可以有效地解决相应不同速率的EPON网络的安全隐患，从而促进EPON接入网技术的广泛应用。