近年来,多媒体业务需求迅速增长,电信业务多样化对接入网带宽的需求也越来越高,波分复用无源光网络以其高带宽、大容量、网络覆盖范围广、传输透明性好、信息安全性高和灵活性强等突出优点,代表了光接入网的发展趋势,成为接入技术的最终发展方向。其中,光收发单元是波分复用无源光网络的核心组成部分,是系统实现功能、提高性能和降低成本的关键所在。本论文针对WDM-PON的应用,基于高速FPGA的串行收发技术,对阵列化的高速光发射机与接收机进行了深入研究与实现。论文完成的主要工作如下：(1)设计了时钟恢复与数据再生功能模块,根据高速电路设计要求,完成了CDR电路原理图设计和PCB设计,通过实验测试了其恢复的数据与时钟的波形、眼图和误码率。(2)完成了对SFP光收发一体化模块测试电路的设计,设计了电路原理图和PCB,测试了SFP模块光接收与发送功能,利用示波器和误码仪对其各项指标进行了观测。(3)系统基于Xilinx公司的Virtex-6系列FPGA芯片,对FPGA系统内各个模块进行设计,包括GTX高速收发模块、时钟管理模块、复位模块和ChipScope观测控制模块等。最后,编写激励文件,使用Modelsim软件对所设计各个模块和整个系统的逻辑功能进行仿真验证。(4)完成了基于FPGA的波分复用阵列化光收发机的设计,搭建了实验系统,测试了所设计系统的性能指标,观察输出波形并进行误码率测试,最后对测试结果进行总结。