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基于异步传输模式(ATM)的无源光网络(PON)结合了ATM的多业务多比特率支持能力和PON的透明宽带传送能力，其光纤入户模式(FTTH)是宽带接入技术的发展方向。本文是对ATM-PON系统终端ONT物理层特别是TC层的设计思想与关键技术的全面分析。论文的主要内容如下： 论文首先对ATM技术以及B-ISDN分层模型进行了概括，分析了APON系统的网络结构，并以TC层为核心重点分析了APON系统的工作原理，在此基础上分析了APON系统终端ONT基于分层设计思想的总体设计方案，并对TC层的关键技术进行了深入探讨。 其次，针对APON系统的数据保护功能要求，分析了循环冗余校验技术，得到了信元定界和数据校验的并行校验算法；针对数据扰码功能，在分析帧同步扰码技术(FSS)和分布式扰码技术(DSS)工作原理的基础上，论述了TC层设计中使用的并行FSS和并行DSS技术；针对时钟恢复功能，对锁相环原理和基带信号的功率谱密度进行了分析，为时钟恢复功能的设计打下理论基础。 再次，本文在分析物理层功能的基础上提出了物理层(包括物理媒介层特别是TC层)设计的软硬件实现方案。其中，软件方面，着重分析了TC层的信元定界、解扰、测距等八个子模块的设计以及仿真结果，论述了TC层设计中采用的一些编程优化技术；在硬件方面，运用高速电路板的设计规律与技术，完成了包括光／电转换、时钟恢复、FPGA芯片及其配置等电路的物理层电路板的设计，并给出了物理层电路的原理图和PCB图。论文的最后部分，讨论了物理层电路软硬件的测试方案，分析了光端机的设计并给出了硬件测试方案和测试结果；分析了测试数据源的编制并给出了软件测试方案与TC层的测试结果。文章最后给出了使用逻辑分析仪等手段得到整体联调的测试结果。 本课题得到江苏省高技术项目资助，项目名称“基于异步传输模式的无源光网络系统(APON)终端ONT的研制”，项目编号：BG20011046。对物理层电路功能调试与检测的结果以及ONT整体连通调试实验表明，整个硬件电路与软件设计已经完成G983.1协议所规定的APON系统终端ONT物理层的功能，特别是研制成功了具有自主知识产权的的传输汇聚层(TC)功能的核心芯片，达到了预定的设计要求。