在全球宽带化进程中,无源光网络技术是宽带光纤接入网的核心,而波分复用无源光网络(WDM-PON)是无源光网络(PON)的最终演进目标。光收发模块是WDM-PON系统的核心部件,决定着系统的性能好坏,与此同时,将其他复用技术引入WDM-PON系统,实现多波长信道条件下更高的传输容量,也具有十分重要的意义。论文基于工作速率为2.5Gbit/s的1550nm蝶形封装分布反馈式激光器和集成跨阻放大器的光电接收组件,完成了针对WDM-PON的2.5Gbit/s的单波长数字光收发模块的设计与性能评测,同时设计了一种基于偏振复用和光载无线技术的新型WDM-PON系统,并通过Optisystem软件进行了多波长WDM-PON系统的仿真验证与理论分析。在数字光收发模块中,论文设计了光发射模块自动功率控制和自动温度控制电路,以及光接收模块限幅放大电路和差分转单端电路,并针对各模块印制电路板设计中的难点进行了讨论,最后对光收发模块进行了性能评测,主要围绕眼图、消光比、灵敏度和饱和光功率等关键指标进行测试。经测试,眼图清晰端正,模块的消光比可达8.5dB,灵敏度达到了-22dBm,饱和光功率大于3dBm。在新型的WDM-PON系统中,利用偏振复用技术实现了下行差分相移键控有线信号和光载无线信号的的同时传输,基于反射式半导体光放大器实现了载波重用的上行幅移键控信号再调制。仿真了调制信号的光谱和接收端信号的眼图,分析了信道间的串扰对下行传输信号的影响,通过改变RSOA的外部参数分析了不同长度光纤中传输信号误码率与接收光功率的关系。