随着宽带接入的不断普及,人类需要开发出更多用于局域网、广域网、存储网等网络的高速率、低价格的光通信网络。在这样的背景下,10G数据链路接口,如万兆以太网,SONET OC-192/SDH STM-64和光纤信道等都已经实现了标准化。同时多源协议(MSA)催生了10Gbps光收发器的开发,这就希望光收发模块具有智能化的功能来管理通信链路。具有数字诊断功能的光收发模块具有一定的智能化,能够为链路提供方便、有效的监测手段,使得管理简单化。本文在此背景下,对带数字诊断监控功能的XFP光收发模块展开研究。深入研究了光收发模块的原理、数字诊断的原理、INF-80771协议,给出了一种实用的光模块监测系统的设计方式,实现了光模块监测系统硬件设计和软件设计。与传统的控制方案相比,该方案具有可扩展性好、性价比高等优点。显示方案设计,采用中文液晶模块实时显示五个主要监测参数,经过测试,该方案的实现使得对带数字诊断监控功能光收发模块的内部参数检测更加直观简便,易于操作。随着集成电路开关速度的提高以及PCB (Printed Circuit Board)板密度的增加,信号完整性问题已成为高速PCB设计必须关注的问题之一。本文在基于信号完整性基本理论,对串扰、反射等信号完整性问题进行分析,并讨论了各种相应问题的解决方法；同时还对高速电平接口和差分信号设计一并做了分析。在此基础上,完成了10Gbps高速信号与622Mbps低速信号之间进行解复用与复用变换的功能板,为后续进行FEC等编码做好了硬件准备。为了验证设计的性能可靠性,本文分别对光模块监控系统和高速信号复用/解复用功能板做了测试方案,其中重点测试了系统的眼图与误码率,均达到设计要求。