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用户对接入带宽的需求进一步增加,现有的带宽已经很难满足人们未来的需求。FTTx作为下一代宽带接入技术的代表,可以有效突破接入的“瓶颈”,是未来“最后一公里”的终极形式。GPON(Gigabit-capable Passive Optical Networks)即吉比特无源光网络,是基于ITU-T G.984.x标准的最新一代宽带无源光综合接入标准,是一种点到多点的光纤接入技术,具有高带宽,高效率,大覆盖范围、用户接口丰富等众多优点,被业内人士公认为是解决宽带接入网、实现FTTx的最佳解决方案之一。目前GPON的核心技术主要被国外的厂商和研究单位掌握,国内的研究虽然已经实现了某些层面上的互通,但在功能和性能特别是作为核心技术的芯片等方面还有很大的提升空间。GPON系统主要由OLT(光线路终端)、ODN(光分配网)、ONU/ONT(光网络单元/光网络终端)三部分组成。光线路终端(OLT)是GPON系统的重要组成部分,OLT发送端是GPON整体系统的发起侧,影响着整个系统的工作。本论文主要研究开发工作就是围绕GPON OLT发送端电路的硬件(RTL)设计展开。论文在分析和研究GPON相关的ITU-T G.984.x系列标准的基础上,介绍了GPON的结构和工作原理,包括GPON的总体结构、功能模型、分层模型和协议栈。论文还结合G.984.2协议简单介绍了GPON物理媒质层的一些规范,最后确立了整个GPON系统的总体设计方案。论文根据G.984系列标准的规定,给出GPON OLT发送端电路的设计结构,重点对其中的主要模块进行详细分析,包括异步FIFO模块、GEM成帧模块、PCBd模块、GTC成帧模块、AES加密模块、FEC编码模块、扰码模块、CRC校验模块和初始化模块。论文对各模块提出设计方案,用硬件描述语言Verilog HDL完成硬件(RTL)设计,并对模块的RTL设计进行功能仿真,RTL仿真结果表明设计满足G.984系列标准规范。论文最后介绍了FPGA系统验证平台的搭建,并在此平台上对OLT发送端电路的RTL设计进行了FPGA原型验证,验证结果符合设计要求;论文还基于此验证平台给出了包括OLT发送端、OLT接收端、ONU发送端及ONU接收端在内的整个GPON系统的联合调试方案。