GPON终端差错控制技术的研究与实现

摘要

在网络技术、信息技术以及光通信技术迅猛发展的今天，在接入网中采用光纤接入的方式已经成为全球网络运营商关注的焦点。光纤接入目前是接入网提升带宽能力、拓展业务的必要手段。而GPON技术以其高速、高效、承载业务类型多样、服务质量保证强等优势成为光接入技术中的佼佼者，有望称为主流的光纤接入技术。因此对GPON进行深入研究对光进铜退的推进具有重要的意义，尤其是透彻研究其关键技术更对GPON技术的发展具有极大的促进作用。
　　 本文对GPON终端的差错控制技术进行了深入研究。GPON系统中引入的最主要的差错控制技术为前向纠错(FEC)技术。采用该项技术可以减少接收端的误码率，增加通信的可靠性。同时误码率的降低也使得系统对高性能光器件的需求降低，缩减了设备成本。GPON协议规定采用RS码实现系统的FEC功能。RS码是以纠错性能强著称的一类线性分组码，对于通信系统中随机或突发产生的码元错误都能进行快速准确的检测和纠正，提高系统数据传输的有效性及可靠性，因此被广泛应用于各类电子产品及数字通信系统中。综上所述为GPON系统设计高效高速的RS编解码器对提高系统性能具有重要的意义。
　　 论文的主要内容如下：首先，在绪论部分简要介绍课题的背景及研究意义、GPON系统及其研究现状、前向纠错技术及其在光网络中的应用、RS码及其研究现状等。随后对RS编解码算法的原理及相关数学基础理论进行了详细的介绍，对比分析不同的RS编解码算法，选择其中最优性能、最适合GPON系统的算法对GPON中的RS编解码器进行设计。在确定算法的基础上，利用FPGA技术设计RS编解码器的硬件结构，编写VerilogHOL代码，并通过QuartusⅡ软件进行仿真验证。最后，本文结合GPON系统的特点设计了并行RS编解码器及加解扰电路，通过QuartusⅡ软件进行功能仿真验证，实现了32位并行数据的编解码及加解扰运算，符合GPON系统对数据传输速率的要求。文章最后对课题所做工作进行总结，指出当前研究的不足之处，并指明下一步研究的方向。