随着三网融合的不断向前推进，广播电视用户对多媒体业务多样性和服务质量提出了更高的要求，从而也促进了下一代广播电视网的快速发展。下一代广播电视网被认为是一种在传输性能、服务质量等方面都远远超出当前广播电视网的新一代网络。它能为用户提供高清晰度的电视节目、数字和音视频信息以及图片等三网融合业务，并保证用户的接入带宽超过千兆，同时提供具有可靠性保证的服务。千兆EoC(Gbps Ethernet over Coax)是在三网融合的背景下提出的一种基于同轴电缆宽带接入技术的网络系统，该系统设计旨在对有线电视网络进行宽带化和双向化改造，以实现下一代广播电视网对用户多业务的高服务质量的宽带接入。本论文首先在对未来广播电视用户多业务的QoS需求进行分析的基础上，提出了千兆EoC数据链路层的设计需求及目标，并由此出发对千兆EoC数据链路层的整体架构设计以及报文的分片连接、ARQ优化差错控制方案的设计及其实现进行了描述。本论文研究过程中提出的新型设计方法及成果主要体现在以下几个方面：(1)结合研究系统的特点，提出了一种基于与系统相适配的LLC PDU数据格式的分片连接设计方案。该方案大大提高了带宽资源的有效利用率，同时还支持VLAN透传。(2)在分片连接方案的实现上，提出了基于VxWorks中的mBlk-clBlk-cluster三元组结构的零拷贝技术，使得CPU的运行性能和数据包的处理效率得到了显著增强。(3)针对本研究系统千兆的数据传输需求，提出了区分业务的部分窗口多拒绝ARQ改进思路。对部分窗口多拒绝ARQ协议的窗口大小以及帧格式进行了应用于有线环境中的适配性的改造和优化；同时结合多业务对传输时延、丢包率以及带宽具有不同需求的情况，提出了多队列双ARQ机制，实现了高流量多业务传输环境下信息传输的高可靠性以及系统的高吞吐率。为验证以上系统设计方案的可行性，本文对一些关键技术进行了仿真测试，并对仿真结果进行了对比分析，进一步证明了本系统设计方案的可行性和先进性。