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随着PON网络的高速建设,其设备市场正在迎来新的发展机遇,各类基于PON技术的标准、设备和应用均取得了迅速的发展,相关配套测试设备或仪表的市场需求也将得到进一步的加大。同时,为了便于管理、监测和维护各种在网运行的无源光网络终端及其相关接入设备的性能、确保更优的用户体验,PON网络协议分析仪的研发将会进入一个加速发展的新阶段。鉴于此,本文基于EPON系统的协议体系及工作原理,设计并开发了一款能够符合实际需求的PON网络协议分析仪。在本协议分析仪的研发过程中,重点研究了EPON协议分析仪帧采集系统的物理层及数据链路层的相关技术。在物理层,研究了PMA子层、PCS子层和RS层的逻辑功能,其中PMA子层讨论了LVDS数据接收模块的实现过程,PCS子层实现了同步状态检测、控制码检测、8B/10B译码、FEC解码等重要功能,RS子层完成了对数据帧的进一步解析与校验;在数据链路层,实现了MAC层逻辑功能的设计,即对上层已经处理好的数据按照用户的需求过滤之后,将所需要的帧封装到以太网帧结构中,然后通过SGMII接口将其输出到计算机上做进一步的解析。本课题的开发环境为Altera的Quartus II软件,通过该软件编写Verilog HDL程序来完成帧采集系统中各个功能模块的设计,并使用其内嵌的SignalTap II逻辑分析仪、波形仿真工具来对所开发的模块进行验证与分析。此外,第三方仿真工具Modelsim也被使用,来对一些大型的模块进行仿真和研究。最后,本文通过搭建系统测试实验平台,对所开发的EPON协议分析仪帧采集系统进行现场测试。测试过程中,能够根据用户的需求捕获到各种报文,通过对捕获到的报文进行分析和研究,其结果表明本协议分析仪具有极其稳定的性能,完全可以投入现场应用。