在吉比特无源光网络(Giga-bit Passive Optical Network简称GPON)中,上行信号为速率达到1.25 Gbit/s的突发光信号,且随着日益增长的带宽需求系统将提供更高的上行速率。因此,3.125Gbit/s有可能成为下一代GPON(NGPON)的上行速率,这给适用于NGPON的突发模式光接收机的设计增加了难度。同时,衡量突发光信号接收机的一个重要指标是在一定光功率下的误码测试。GPON上行信道高速突发信号误码测试是突发光信号接收机研制和生产以及工程调试的一个瓶颈。因为GPON与之前的以太无源光网络(Ethernet PON, EPON)不同,EPON的TDMA信号包间隔约为0.3-1us,可采取连续信号进行等效的方式实现误码测试。GPON的包间隔很小,即在1.25Gbps只有32bit,采用类似EPON的等效测试方法,完全不适用,必须研究能适用于突发光信号的误码测试。本文以交流耦合突发模式接收机为研究对象,在大耦合时间常数的交流耦合和小耦合时间常数的交流耦合两种情况下,分别提出了两种针对GPON及3.125Gbit/s速率的高速突发模式接收机设计方案,利用SIMULIK仿真平台对方案进行可行性分析。本论文针对上述高速环境下突发信号的接收理论及其误码测试方法开展研究,并完成了基于本文理论与方法的系统设计与实现,实验验证了其正确性和有效性。论文主要工作如下：1、针对GPON系统上行突发信号的数据包结构和码型特点,理论分析了高速突发交流耦合接收机的耦合时间常数大小对接收机幅值恢复部分的影响,提出了两种适用于高速突发信号接收的交流耦合突发模式接收机方案。第一种采用大耦合时间常数,保证信号在接收中小的低频损耗,且在耦合电路之后采用高速复位开关的方式来加快耦合电容的充放电速度,避免信号接收过程中大数据包吞没小数据包;第二种采用小的耦合时间常数,并用频率补偿等技术通过对接收机的主放大器进行改进来实现突发接收。2、结合PON系统的TDMA信号特点,提出了TDMA光信号产生系统的理论模型。该模型在本文中有两点应用：一是为突发光信号接收机方案的实现提供仿真分析的源信号；二是依据该模型,设计与实现了突发信号误码测试系统的发射码产生模块和接收部分的本地码产生模块。3、设计了基于FPGA的高速突发误码测试系统的总体方案。针对TDMA信号误码测试的特点,提出了突发信号数据包的定位比对方法。该方法采用设置特殊序列码作为定界符,设计一种类似帧同步的字节边界检测与字节边界对齐模块,检测数据包有效数据的起始点,实现定位误码比对。在此基础上,完成了突发模式误码测试仪的逻辑平台设计和基于嵌入式软核微处理器的系统控制部分的实现。4、研究了信号完整性理论及其在高速突发误码测试仪设计中的实践方法。利用本文所提出的高速电路仿真分析与设计方法,仿真和设计了基于FPGA的电源分配系统和时钟分配系统,以及系统高速PCB设计中的端接、串扰、时序、EMC、阻抗匹配等硬件电路设计,最终设计实现了高速突发误码测试的硬件电路系统。最后,对上述所完成的理论分析与设计实现工作,进行了系统的应用测试。测试结果以及对结果数据的分析表明：系统突发接收的误码性能、噪声性能以及抖动性能都达到和超过了GPON标准的性能要求,具有较好的实际应用参考价值。