千兆无源光网络作为第三代PON技术不仅继承了点到多点传输技术、灵活地组成树型、星型、总线型等拓扑结构的PON技术特点,而且克服了APON的ATM技术承载IP业务效率低,EPON承载时分复用业务存在很大的局限性等缺点,成为新一代接入网经济有效的解决方案。为了充分发挥GPON系统高带宽、远距离、高分支比和全业务接入的综合优势,减少网络故障,缩短或者消除网络信号中断,保障其可靠、高效、稳定运行,提供与其匹配的网络管理系统成为行之有效的途径。因此对GPON系统的支撑系统网络管理系统的研究与设计具有重大意义。本文在介绍了GPON系统的结构及其工作原理的基础上,对GPON网络管理系统进行了整体上的架构。然后通过分析GPON系列标准中的OMCI协议、管理控制平面协议、MIB库协议和ONU告警协议,重点研究和设计了ONU端管理控制模块,其中包括确定ONU端所具有的管理控制功能,提出ONU端管理控制模块的软件结构框图,并深入研究了软件结构中各功能模块,包括OMCI协议模块、MIB管理模块、数据采集模块以及ONU告警模块。最后在功能模块实现层面上对涉及到的关键技术进行了探讨和研究,从而为后续的工作提供了理论基础。而后根据GPON系统的体系结构,对GPON网管系统中ONU端硬件平台的嵌入式解决方案进行了说明并建立了该平台;根据GPON网络管理系统整体架构及其特点结合ONU端各管理控制模块的功能需求,建立了软件开发平台,其中包括嵌入式系统软件平台、交叉编译环境以及嵌入式数据库开发环境。最后根据网管系统要求,在已经建立的开发平台上实现了ONU端OMCI协议模块、MIB管理和数据采集功能模块。基于OLT与ONU端采用OMCI进行管理信息通信的原理,本文选择嵌入式系统的串口通信技术实现OMCI帧的编解码和传输;基于管理信息库快速、数据结构简单和占用资源小等要求,选择采用嵌入式数据库SQLite关系数据库管理系统,并实现数据库通信接口;基于ONU端需要采集物理数据并进行数据存储的要求,采用自带的A/D转换进行电压数据的采集,通过编写驱动程序控制操作硬件设备,编写应用程序采集物理数据;根据ONU端告警协议,分析设计ONU端告警管理模块。本文提出的ONU端OMCI协议模块、MIB管理模块和数据采集模块的实现方案对促进GPON网络管理技术的发展及其产业化有着重要的理论和现实意义。