随着移动互联网的迅猛发展和高清视频的普及,到2015年全球网络流量将突破泽字节,光接入网的带宽需求也因此急剧增长。光接入网不仅需要通过WDM的方式实现网络扩容,更需要提高在单一波长上的速率。所以,下行单波长速率40Gbps是NG-PON演进的重要趋势之一。同时,接入网还需实现长距离和广覆盖的目标要求。本论文针对40Gbps TDM-PON实验系统OLT原型设备的设计实现而展开,主要研究开发工作如下：1、参与完成了40Gbps TDM-PON实验系统方案的总体设计,包括40Gbps TDM-PON实验系统的需求分析、实验系统的光调制解调方案设计、实验系统的数据成帧复用机制和实验系统的时钟同步方案设计。2、完成了OLT电路板设计和OLT单板调试,主要包括40G成帧芯片、MAC层数据交换芯片、MPCP&OAM功能芯片和PM-DQSPK光调制模块的设计和调试。OLT主要功能已经基本调试通过。3、设计了40Gbps TDM-PON实验系统下行(PM-DQPSK调制-相干接收)链路传输性能测试方法,并完成了测试。实验结果表明：40Gbps TDM-PON实验系统在下行传输距离为120km的情况下,系统下行功率预算最大可达到53.5dB。