以EPON为代表的TDM-PON作为FTTH的解决方案得到了一些运营商的部署。随着IPTV、HDTV、会议电视等全新多媒体业务的出现和发展，对下一代接入网的带宽和服务质量都提出了更高的要求，而传统的TDM-PON将很难满足这些需求。WDM-PON被认为是下一代接入网的最终解决方案，它在接入能力、安全性等方面具有无可比拟的优势，只是它在标准化、关键器件的成熟度等方面仍有所欠缺。在此背景下，WDM/TDM混合PON就成了一种理想的过渡方案。论文所提出的多波长EPON(mλ-EPON)系统就是在EPON的基础上引入CWDM技术的产物，它是EPON向WDM-PON平滑升级的理想形式。 本文首先介绍了现有的几种PON技术以及WDM-PON的发展概况和技术特点。概括性地描述了EPON的基本原理和EPON数据链路层的几种关键技术。对所提出的多波长EPON系统的总体结构和关键器件，进行了重点分析。论文的主要工作集中在多波长EPON的数据链路层。以IEEE802.3ah标准为参考，分析了引入CWDM技术对多波长EPON数据链路层的影响，提出了mλ-MPCP作为多波长EPON数据链路层的MAC控制子层，负责MAC子层操作的实时控制和处理。对mλ-MPCP的“正常工作”和“自动发现”两种工作模式进行了分析和设计，以支持系统中不同种类的ONU的注册和正常运作。通过对MPCPPDU的继承和改进，本文对提出的mλ-MPCP的各种控制帧进行了设计和定义，通过这些控制帧使系统能对波长资源和时隙资源实现统一的管理和分配。但mλ-MPCP作为一个工作框架，并不涉及特定的资源分配算法。本文随后提出了运行于mλ-MPCP下的FWDT和DWDT两类动态资源分配(DRA)机制，并以SIPACT为DWDT的代表算法，进行了详细的分析。结合目前业务的特性，对SIPACT进行了改进，形成了I_SIPACT算法。本文最后在OPNET软件平台上搭建了多波长EPON系统，实现了多波长EPON各种ONU的注册和正常工作，通过仿真验证了mλ-MPCP的可行性。