近年来,通信网的主干部分发生了巨大的变化,但在接入网部分却进展缓慢。由于光纤具有传输频带宽、容量大、抗干扰能力强等优点,非常适合作为高速、宽带业务的传输媒质。结合IP传输和无源光网络(PON)透明宽带传送能力优势的以太网无源光网络(EPON),被认为是实现未来宽带接入乃至最终实现FTTH(光纤到户)的主要手段。EPON中上行接入及动态带宽分配对提高系统的服务质量,改进EPON系统时延及以太网帧丢失率等性能指标有着重要的意义,是EPON系统的关键技术之一。目前,针对EPON的帧结构、带宽分配与性能分析以及如何实现服务质量(Qos)保证等问题正成为国内外的研究热点。本论文主要对EPON上行发现过程和带宽动态分配技术进行了研究。本文首先介绍了接入网的发展现状和趋势、几种光接入网比较,然后阐明了EPON系统的结构和工作原理、协议层次结构和上下行传输帧结构,分析了EOPN的技术特点以及几项EPON的关键技术。对发现过程中的两种避免冲突的算法,通过仿真比较分析,得出在线路利用率变化不大的情况下,随机时延的算法在降低注册延迟更有优势。本文在基于服务等级的带宽分配算法的基础上进行改进。该算法使用两层调度机制,将带宽分配分为光网络单元之间(Intra-ONU)和光网络单元内部(Inter-ONU)两层,在Intra-ONU层,光线路终端(OLT)负责分配给光网络单元(ONU)一个传输时隙。在Inter-ONU层,ONU将多种业务流分为不同的等级,对不同等级的数据给予不同等级的传输带宽。但该算法仍然存在等待时间和空闲时间的问题。改进后的算法通过对高优先级(EF)业务分配给除授权带宽外的额外带宽,以传送EF的空闲时间内到达的数据,降低EF业务的时延。并将ONU分为轻重负载,对于轻负载的ONU,收到报告帧(REPORT)后,直接进行带宽的分配,并计算剩余带宽。对于重负载的ONU, OLT等待收到所有的REPORT消息后,计算需要分配的带宽,并发送授权(GATE)消息到ONUs。为充分利用了空闲时间,需要在收到所有ONU的REPORT消息前,对一部分重负载的ONU进行授权,以提高了带宽利用率,降低了时延。本文利用先进的网络仿真工具OPNET,建立了EPON网络上行信道介质访问控制(MAC)子层时分复用(TDMA)模型,在此仿真平台上对改进算法进行动态仿真。所有的仿真模型都是建立在有限状态机的基础上,通过与原来算法进行分析比较,该算法有效的提高带宽利用率,降低平均包延时。