随着互联网业务的快速发展,社会对网络带宽提出了越来越高的要求。由于骨干网已有足够的能力支持宽带业务,接入网带宽成为整个传输网络的瓶颈。以以太网(Ethernet)为基础的以太网无源光网络(EPON)是未来实现高带宽、多业务综合接入的重要技术手段。EPON协议简单,对光收发模块技术指标要求低,因此系统成本较低。另外,EPON继承了以太网的可扩展性强,对IP数据业务适配效率高等优点,同时支持高速Internet接入、语音、IPTV、TDM专线甚至CATV等多种业务接入,并具有很好的QoS保证和组播业务的支持能力,是目前光接入网的最佳选择。EPON系统采用光线路终端一光网络单元两级结构,中间由无源光分支设备完成下行光功率分配和上行光耦合。EPON系统光线路终端位于系统的中心交换局侧,是整个系统的管理控制中心与交换引擎。光网络单元(ONU)位于用户侧,通过用户网路接口(UNI)为客户端提供语音、数据和视频接口,费用占用光纤接入到户(FTTH)的80%,因此研究低成本的ONU对实现FTTH具有重要意义。论文首先概括了EPON的国内外研究现状,以及EPON的应用前景,并阐述了EPON的工作原理、体系结构、多点控制协议以及EPON技术优点和难点。在此基础上,提出了一种基于PON芯片PAS6201的光网络单元(ONU)总体设计方案。本文从硬件电路设计和软件设计两个方面对EPON ONU系统进行了详细的设计。硬件电路设计包括:PON接口电路、UNI接口电路、ARM存储器电路、看门狗复位电路、电源电路、时钟电路、以及调试接口电路。软件设计包括:Bootloader及其移植、Linux内核及其移植、创建文件系统以及构建ONU嵌入式软件系统体系结构和对ONU嵌入式软件的核心部分进行详细的设计。其中ONU嵌入式软件系统体系结构主要由三大部分构成:信息交换和处理任务(信息任务)、硬件管理任务(硬件任务)、交换模块管理任务(交换任务)。本文详细描述了ONU的硬件和软件设计方法,并给出了ONU的原理图设计。对以后EPON系统的开发,尤其是在ONU的实现方面,具有一定的参考价值。