在突飞猛进的高速电路系统中,伴随时钟频率和传输速度的大幅度提升,MHz甚至GHz的高速元件越来越多地在通信、信号处理等领域中被使用,继而带来的是复杂的信号完整性问题。当信号在高速电路中传输时,会发生反射、串扰、延迟、衰减等现象,引发电路系统工作不稳定。因此,正确处理高速电路的信号完整性问题,成为了决定PCB设计优良与否的关键因素。本论文以光网络单元ONU为设计平台,首先基于传输线理论、电磁场理论、混合模S参数理论等,对影响信号完整性的各种因素以及产生的原理进行深入分析,并提出相应现象的解决方法。然后,利用电磁仿真软件,借助频域分析结果,研究在高速电路中,具有频变特性和分布参数特性的互连或封装结构,当物理上不连续时,其信号完整性的情况。分析了传输路径上添加通孔、以及内电层返回路径开槽处对信号的影响。接下来,从SerDes接口入手,研究差分传输线的共模串扰噪声和差分信号眼图,推导出最优化的SerDes差分接口电路设计方案。文中使用Cadence SigXplorer作为信号完整性仿真分析工具,Ansoft HFSS作为频域混合S参数电磁场分析工具。并且,应用Cadence Allegro PCB布线工具,基于以上各项分析数据,完成ONU的PCB电路设计。本文所实践的高速电路信号完整性分析和ONU电路设计流程,可以提高PCB设计效率和成功率,降低设计成本和风险,实现电路设计的最优化。在理论研究和实际的工程应用、设计流程改善等方面有重要参考价值。