本文对目前商用SFP(Small Form-factor Pluggable)光模块的内外部结构,传输性能和设计原理进行了深入研究,根据SFP光模块的技术特点设计并研制一种适用于SFP光模块的测试平台,并根据其特点依据实验室现有仪器设备和实验条件,研究适用于此平台的SFP光模块测试方案;之后研究PAM4调制技术,设计一种对于SFP光模块的改进方案并予以实现。本文主要研究工作如下:1.自主设计搭建实验测试系统,对现有商用SFP/SFP+光模块进行性能指标测试、功能测试,包括大信号特性和小信号特性,研究其性能参数和工作原理。2.设计一款适用于SFP/SFP+光模块的测试板,通过对关键信号线阻抗仿真,布线规则优化,电路板层叠设计,使测试板带宽得到提升,达到7Ghz带宽的信号传输。3.基于SFP光模块结构,利用SFP光模块的光器件,通过对硬件结构修改,设计一种能够传输PAM4格式信号的光模块,及配套链路系统。4.针对PAM4光通信传输实验中码间串扰劣化眼图效果现象,设计一种离线数字信号处理(DSP)方法,通过滤波和插值的方法,提高眼图质量。