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作为主流的光接入技术之一,吉比特无源光网络(GPON)以其支持多种速率、全业务的QoS保证、强大的生存性、高效率等独特的优势,并且充分考虑运营商的意见,被认为是今后宽带接入网的最好的选择。GPON是运营商驱动的标准,具有更周到的运营利益考虑,其在多业务支持及其QoS方面具有明显的优势。GPON系统中保证不同业务QoS的核心是动态带宽分配算法(DBA),OLT通过检查来自ONU的DBA报告和/或通过输入业务流的自监测来了解拥塞情况,然后按照DBA算法分配带宽资源。DBA通过四种类型的带宽和五种类型的T-CONT,为GPON系统提供各种不同的QoS,可以满足不同业务流对时延、抖动、丢包率等不同的QoS要求。然而,GPON OLT系统中所采用的DBA方案提供了基础,但QoS只考虑了PON段部分,特别是MDU类型的ONU,当带宽有限出现拥塞时,会影响正常的业务QoS,所以考虑到语音、数据、图像等多种业务的QoS,GPON ONU需要在分配带宽后对所获得的带宽资源进行二次管理。通过深入分析网络现状和业务模型,从ONU的带宽资源利用、业务类型、业务优先级以及带宽分配等诸多方面,提出QoS的优化方案,从而提高ONU的带宽利用率,保证用户有效的利用带宽资源,进一步提高GPON系统的多业务QoS,为用户提供更高质量的服务。本论文首先通过分析国内外GPON发展现状,阐述了本课题的研究意义;其次从QoS的总体指标及语音、数据、图像等业务的QoS需求考虑,讨论了GPON系统支持多业务QoS的需求以及所面临的难题;然后针对上述需求分析,提出了GPON系统ONU基于UNI口的灵活带宽分配方案设计,包括UNI口带宽分配方案的描述、方案的可行性分析和底层驱动的设计;针对UNI口带宽分配方案,分析了设计方案中所采用的几项关键技术,并通过编码实现;然后对上述带宽分配方案的有效性进行测试验证,测试结果表明采用该方案后GPON系统总体的QoS性能有所改善,能够达到预期的目的。最后对所做的研究工作进行了总结,并对进一步的研究提出了一些改进建议。