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无源光网络(PON)突破了传统的点到点解决方法的局限，一直被认为是光接入网中最具发展前景的技术。由于光接入网应用环境复杂多样，PON应用技术也呈现出多样化的特点。GPON是基于ITU-T G.984系列标准的新一代宽带无源光综合接入技术。GPON以其大带宽、高编码效率、大覆盖范围和丰富的业务接口等优点，被大多数电信运营商视为实现接入网宽带化、综合化改造的理想技术之一。
本文首先分析了接入网的现状，介绍了GPON系统的工作原理和功能结构，重点介绍了GPON系统的TC层结构，在这一部分描述了GTC包括管理用户业务流的C/M平面、安全和OAM特性和承载用户业务流的U平面，接着对GPON OLT和ONU的激活过程进行了介绍。
论文在讨论GPON系统的工作原理和功能结构的基础上结合本人在GPON研发过程中对GPON芯片厂商提供的DEMO版的OIT和ONU进行功能测试分析的实际情况，对目前GPON在业内的研究进展进行了分析，就目前GPON产品研究现状提出了几种GPON商用的应用模式，并结合EPON和GPON各自的特点，提出了一种将EPON和GPON融合的组网方案。
最后，本人重点研究了时隙冲突和保护倒换。因为GPON网络的上行是采用了TDMA(时分多址)技术，PON网络中这种TDMA的传输方式有一个致命缺陷。即：如果某个ONT发生了故障，在OIT未指定、分配的时隙内发出光信号，可能会影响到其他ONT的正常使用，使得受影响的正常ONT的上行信息不能被OIT正确解析，针对这样的情况，本人增加了时隙冲突预警和告警的内容。在保护倒换方面，传统的保护倒换只有骨干光纤保护倒换和全光纤保护倒换，针对这种情况，本人提出了一种新的波分保护倒换模式，主备光纤上分别使用不同波长对传送业务，并且在同一PON网络下支持“主干光纤保护”、“全光纤保护”和“无保护”的混合。