传统电信界从整个电信网的角度将全网划分为公用电信网和用户驻地网两部分。公用电信网又可分为三部分：长途网、中继网和接入网。长途网和中继网合在一起称为核心网，剩下的部分称为接入网。由于核心网一般采用光纤结构，传输速度快，因此，接入网便成为了整个网络系统的瓶颈。　　 PON系统能有效解决接入网的带宽问题，能使全网真正达到高速率的传播。目前PON技术主要有APON、EPON和GPON等几种，其中GPON更以高比特率和高效率著称，目前国内外有多家公司正在研究GPON产品并计划将GPON推向FTTH的大舞台。　　 第一章粗略介绍了三种PON的技术特点，针对几种技术特点对比三种PON的差异，论证了GPON的优势。第二章详细介绍GPON的工作原理和协议。第三章重点讨论GPON的几个关键技术：GPON上下行帧结构、GPON媒质访问控制、GEM封装技术、动态带宽分配(DBA)及GPON系统的测距。第四章详细研究了GPON系统的ONU测距功能，并分别针对ONU距离为20km以内和N×12.5km以内的两种情况对测距参数公式进行推导，最后根据G.984中的测距要求进行仿真论证，详细说明了仿真过程和结果：针对GPON系统中存在的加密安全性问题进行讨论，详细介绍了AES加密过程的矩阵变换，采用Verilog HDL作为设计语言，并完成行为级仿真，验证了单个分组加密的正确性和客户信号GEM分组加密的正确性，最后针对现有的加密技术设计了一个基于AES的数据加密方案（上行），对该方案的原理进行叙述并说明其可行性。第五章展望GPON未来的发展趋势和应用前景，同时也提出了GPON系统目前所存在的不足。第六章对全文进行了总结。