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作为提供宽带及其它接入服务的未来基础架构,无源光网络(PON)已日益普及。诸如高清IPTV及高清VoD等业务的应用,驱动着接入网向更高带宽的方向发展。新兴的IEEE 802.3av(10G-EPON)标准是一种最新、速度最快的时分多址(TDMA)PON技术,具有十分广阔的发展前景。本论文在国家“十五”863资助课题的基础上,对其展开了深入的理论和实验研究。本论文主要内容如下:(1)研究了链路的功率预算模型,通过计算与分析得出了PDM层的功率预算值,据此结果对10G-EPON的物理介质相关子层(PDM)进行了分类;并提出了10G-EPON的一种波长分配方案,从而保证了10G-EPON的后向兼容性。(2)对FEC的编码理论进行了分析与计算,根据计算结果选择了10G-EPON中FEC的编码方式。在RS(223,255)的编码的基础上,定义了易于实现同步的10G-EPON中FEC的帧结构,并对FEC在10G-EPON的具体实现进行了详细论述。(3)对双重速率的10G-EPON的协议栈展开了研究,提出了10G/1G共存EPON的协议栈模型;并对10G/1G共存EPON的突发定时进行了分析与计算,得出了10G-EPON的定时参数与1G-EPON保持一致的结论。(4)在综合分析研究现有的动态带宽分配算法基础上,提出基于两阈值上报的最小保证带宽的动态带宽分配算法,适用于10G/1G共存EPON的应用,并进行了结果仿真。(5)对10G-EPON的QoS进行了研究,提出了保证10G-EPON的安全性的解决办法;在对比分析各种QoS技术的基础上,设计了10G-EPON的QoS方案,并对其具体实现进行了详细论述。(6)对1G-EPON互通性进展进行了介绍,并总结了互通性产生的根源;针对产生互通性问题的因素,提出了利用扩展的OAM解决10G-EPON互通性的方案。