随着全球信息量呈级数增长,对通信网络的带宽和容量提出了越来越高的要求,而光纤通信的最大优势就是其近30THz的巨大潜在带宽容量,所以光纤通信在当今信息社会得到了迅猛发展,成为通信传输网络的主流技术。光模块是光网络中一种用于实现光电,电光转换的重要子模块。自1999年问世以来,光模块技术不断向着高速传输速率的方向发展,已从155Mb/s,622Mb/s不断提高至2.5Gb/s,10Gb/s,甚至40Gb/s。目前,10G光收发模块已逐渐进入主流市场,成为光模块厂商发展的重点。在各种10GXFP模块中,体积小、成本低、带数字诊断的XFP模块被认为是最有优势的一种类型。本文在此背景下研究了10Gb/s带DDM的XFP SR收发一体光模块的设计实现。首先,本文研究了lOGb/s XFP光收发模块使用的协议,包括INF-8077i协议及自定义协议。其中,8077i协议规定的XFP模块的各引脚定义及其时序分析为硬件电路设计打下了基础,XFP双线串行总线协议是实现上下位机通信的理论基础,数字诊断监控接口及自定义协议则用于实现数字诊断。其次,本文在分析了XFP光模块工作原理的基础上,结合设计目标进行了器件和芯片选型,确定了模块硬件实现方案,并根据高速电路设计技术给出了XFP光收发模块的原理图。然后,本文结合信号完整性分析进行了XFP光模块的高速PCB设计,包括叠层设计、阻抗设计、EMC设计、布局与布线设计,并利用Cadence软件进行了电源完整性设计与仿真,从而确保PCB设计不断优化。最后,本文研究了XFP数字诊断功能的软件实现。在分别分析了并口转12C通信和USB接口转12C通信的实现的基础上使用面向对象的思想进行了上位机监测软件的编写,使软件可复用性高,可扩展性强。为验证模块性能,对本XFP模块发射部分和接收部分分别进行测试,结果显示,模块的眼图、发射光功率、消光比、灵敏度等重要指标都能达到设计要求。同时,监测软件工作良好,能够实时检测模块运行状态,实现数字诊断功能。