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本文首先概述了寬帶接入網(wǎng)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，介紹了PON的發(fā)展史并比較了目前三種主流PON技術(shù)，指出GPON的技術(shù)優(yōu)勢和發(fā)展前景。其次研究了ITU-T G．984規(guī)范的GPON光接入系統(tǒng)，分析了GPON系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和協(xié)議分層結(jié)構(gòu)，在此基礎(chǔ)上探討了GPON系統(tǒng)各層功能、工作原理和關(guān)鍵技術(shù)。本文重點部分是ONU系統(tǒng)的硬件設(shè)計與實現(xiàn)。通過對ONU分層結(jié)構(gòu)和各層功能分析，提出了基于FPGA+MPU架構(gòu)的ONU系統(tǒng)的硬件設(shè)計方案，將ONU系統(tǒng)分為物理媒介層、GTC層、用戶接口和管理控制平面四個部分。通過市場調(diào)研，選取最合適的器件，然后從核心芯片的工作原理和外圍設(shè)備入手介紹了各個子模塊的功能與電路實現(xiàn)，分析了系統(tǒng)中高速差分接口互連的設(shè)計原理，并采用0rCAD、Allegro電路設(shè)計工具完成ONU系統(tǒng)原理圖和PCB設(shè)計。最后，本文結(jié)合自己設(shè)計實現(xiàn)ONU系統(tǒng)的實踐經(jīng)驗，總結(jié)了幾點關(guān)于PCB設(shè)計中的注意事項，并采用Cadence軟件中的信號完整性仿真設(shè)計工具SpecctraQuest對系統(tǒng)中的關(guān)鍵信號進行仿真，分析了0NU系統(tǒng)的調(diào)試過程。
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