epon密码系统的设计与硬件实现

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1、电子科技大学UNIVERSITYOFELECTRONICSCIENCEANDTECHNOLOGYOFCHINA硕士学位论文MASTERDISSERTATION（电子科技大学图标）论文题目EPON密码系统的设计与硬件实现学科专业光学工程指导教师陈福深教授作者姓名张磊学号200820101001万方数据分类号密级注1UDC学位论文EPON密码系统的设计与硬件实现（题名和副题名）张磊（作者姓名）指导教师姓名陈福深教授电子科技大学成都（职务、职称、学位、单位名称及地址）申请专业学位级别硕士专业名称光学工程论文提交日期2011.4论文答辩日期

2、2011.5学位授予单位和日期电子科技大学答辩委员会主席评阅人2011年4月5日注1：注明《国际十进分类法UDC》的类万方数据独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。签名：日期：年月日关于论文使用授权的说明本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学

3、位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）签名：导师签名：日期：年月日万方数据摘要摘要随着用户对网络带宽和业务种类需求的不断提高，EPON作为新一代的宽带光接入网技术得到了长足的发展和广泛的应用。EPON由于具有网络结构简单、设备成本低廉和管理维护易行等优点，因此被认为是FTTx的最佳解决方案之一。然而，EPON的共享光纤

4、传输介质的特点和下行广播式的拓扑结构，使其存在安全隐患。特别当EPON应用于对保密性要求较高的接入网时，解决其网络安全问题变得十分重要。本论文首先阐述了实现1GEPON网络安全的1GEPON密码系统的详细设计方案。1GEPON密码系统按照模块化的原则，分为光接口模块、串并转换模块、帧数据处理模块、控制与接口模块、密码模块和电源模块六个模块分别进行设计和实现，其中帧数据处理模块是密码系统的核心模块。应用Altera公司的FPGA芯片来完成帧数据处理模块的功能，实现了对EPON帧数据的加密安全传输。然后应用CadenceEDA工具软件完

5、成了1GEPON密码系统单板的电路原理图设计和PCB设计，并且提出了PCB设计过程中应该注意的重要问题。接着应用PMC-Sierra公司的1GEPON设备搭建了密码系统的测试平台。通过应用FPGA的SignalTapII在线逻辑分析仪捕捉和分析经FPGA处理前后的EPON帧数据的变化，得出了密码系统可以实现EPON数据的安全传输的结论。通过密码系统是否加入1GEPON网络，对网络性能的测试，得出了密码系统的加入不恶化1GEPON的网络性能的结论。最后给出了更高速率的非对称10GEPON密码系统和对称10GEPON密码系统的设计方案，

6、重点分析了光接口模块、10G接口转换模块和10G数据处理模块的设计。本论文设计的1GEPON密码系统、非对称10GEPON密码系统和对称10GEPON密码系统可以有效地解决相应不同速率的EPON网络的安全隐患，从而促进EPON接入网技术的广泛应用。关键词：EPON，加密技术，密码系统，FPGA，10GEPONI万方数据ABSTRACTABSTRACTEPONasnewgenerationbroadbandopticalaccessnetworktechnologyhassignificantdevelopmentandwideapp

7、lication,withtheuser’sgrowingdemandofnetworkbandwidthandservicevariety.EPONisconsideredasoneofthebestsolutuionforFTTx,becauseofitssimplenetworkstructure,lowcostequipment,easymanagementandeasymaintenance,etc.However,EPONhasasecurityrisk,foritssharedopticaltransmissionme

8、diumcharacteristicsanddownlinkbroadcasttopology.EPONnetworksecuritybecomesveryimportantespeciallywhenitisusedasaccess