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近年来,用户对带宽要求迅猛增长以及接入用户数量的稳定增加,使得了电信网络不断地向着更高速率的方向发展。在接入网领域,EPON和GPON是两大主流技术体制,相应的标准化组织一直在推动更高速率的下一代PON的研究和应用。随着能源枯竭和能耗需求之间的矛盾日益凸显,节能减排已经成为了全世界的共同责任,各国纷纷采取行动减少能源的消耗以及二氧化碳和其他污染物的排放。研究表明,电信网络消耗了8%左右的世界总能耗,该比例可能会随着网络规模的不断扩展而提升。接入网包含大量的活动网元,其消耗的能量占整个电信网络能耗的一半以上。随着PON技术的发展和接入业务的多元化,10G PON面临着更为复杂的网络结构和接入需求,迫切需要一套功能完善、安全可靠的网络管理系统,以提高网络运行的效率。因此,如何降低接入网尤其是无源光网络的能耗,以及如何有效运行维护管理PON网络,都成为了xPON的研究热点。本论文针对当前xPON的节能和网管两项关键技术,进行了10G EPON、XG-PON节能方案的研究,以及10GEPON网络管理系统的设计,主要研究内容如下：1、提出了一种基于双向集中式DBA的10G EPON节能方案。OLT在每个DBA周期开始前集中地分配所有ONU的上行和下行带宽,根据ONU的上行及下行流量情况决定ONU进入周期内休眠模式或者多周期休眠模式。在采用对称10G EPON系统,上下行链路的负载基本一致,以及忽略同步等因素造成的影响的仿真条件下,仿真结果表明所提出的10G EPON节能方案能够明显减少ONU能耗。当10G EPON不处于满负载运行的情况下,所有ONU的平均时延和丢包率都相对较小,不会因为节能而影响系统的服务质量。2、研究了当前已提出的XG-PON节能模式,分析了OLT和ONU在节能方式下的状态以及状态转移图,并在此基础上详细地定义了同时支持假寐和周期性休眠模式的XG-PON系统相关参数范围,包括LSI、LDI、LWI和SA(OFF)等消息及事件的产生条件。3、详细分析了lOG EPON网络管理系统的功能升级和功能添加需求,对各个功能模块展开说明了概要设计的内容,并针对10G EPON的两种上行速率以TDM方式共存的特点提出了一种基于时间分配比方式的带宽管理方案。