随着现代通信网的快速发展，人们对接入网带宽提出了更高的要求，利用光纤丰富带宽资源的GPON(千兆比特无源光网络)凭借其高速率、高效率、灵活性强等关键优势，成为解决最后一公里带宽瓶颈的最佳方案。但由于起步晚、技术实现不成熟、成本偏高等诸多因素，GPON系统目前仍未能完全普及。本论文正是针对这一问题，研究了GPON系统的核心器件——GPON OLT光收发一体模块及相关技术，提出了GPON OLT模块的完整设计方案(包括其发射与接收两部分)，并根据提出的方案采用集成芯片对其进行硬件设计与实现。论文主要工作如下：(1)研究了ITU-T G.984协议标准，重点分析了GPON系统数据包结构和码型特点，概括出GPON OLT模块的设计难点以及存在的问题。(2)在分析现有的突发接收关键技术的基础上，综合考虑接收灵敏度、误码率、带宽和动态范围等性能指标以及设计成本，提出了AC耦合和DC耦合两种突发接收方案。AC耦合方案对一般的接收机进行了改进，将TIA中的AGC固定，选定合适的交流耦合电容，并引入高速Switch，帮助耦合电容在防护时间段内快速放电，以满足快速响应的需求；DC耦合方案采用前馈式自动门限控制回路，利用网络上层提供外部Reset信号将ATC电路快速复位，以满足突发接收要求。(3)结合Philips公司的TZA3046、Micrel公司的SY88903、VITESSE公司的VSC7718与VSC7728、Maxim公司的MAX5026和MAX3735等不同芯片的性能参数与功能，完成了模块接收与发射部分的原理图设计，PCB布板以及模块样品的硬件电路实现，并对模块样品进行了软硬件调试。(4)在突发接收与连续发射的测试系统平台中，对设计的模块样品进行了全温度全参数测试。测试结果表明，本文设计的GPON OLT光收发一体模块符合G.984.2协议的要求，AC耦合方案降低了设计成本，而DC耦合方案实现了更高的性能指标。模块样品已在客户公司的GPON系统中测试通过，并用于实际的GPON组网。