随着通信技术的飞速发展,通信网络容量正在不断扩大,数据传输速率也在不断提高。光纤通信以其高带宽、低损耗、低误码率、高保密性、高抗干扰性等优势,成为现代信息网络的主要传输手段。然而,在全光网络(AON)真正实现之前,现有通信网络中的各个节点不可避免的要在某种程度上完成光／电、电／光的转换。如何在电气和光传输网络的接口之间进行有效的转换,并适应通信系统对设备小型化和低成本的要求,是通信系统总体设计时需要考虑的重要因素之一。本论文研究的光收发模块就是这样一种能在光通信系统中提供电光接口的小型部件,它是光纤通信收发端光电转换器和电路控制器的组合。本文首先对光收发模块的基本原理进行了分析和研究。分别从光器件和电路两方面对光发射模块和光接收模块各组成部分的功能、特性、原理进行了仔细的研究；用模场匹配理论对光源与光纤之间的耦合效率进行了理论推导和计算；对光纤通信中光收发模块的各项重要性能指标也做了详细介绍。然后,根据光收发模块的原理,通过对各种不同光组件和芯片的比较分析,确定了模块设计的总体方案和预期达到的技术指标。接着,对光收发模块进行了整体电路设计。对模块中的芯片电路和主要参数设计进行了分析和介绍；针对激光驱动器与激光二极管的接口问题进行了深入的讨论；对模块中的PECL电平接口进行了终端匹配设计；给出了PCB的优化设计。最后,对所设计的光收发模块进行了性能测试,测试的性能指标包括发射光谱、平均光功率、消光比、光眼图、接收灵敏度以及高低告警阈值等。最终测得的各项参数指标均达到了预期的目标,而且眼图的质量也比较好,验证了设计方案的可行性。另外,本文还利用可编程逻辑器件CPLD设计了一个伪随机序列发生器,可用作通信系统测试的信号源。