随着光纤通信的发展，人们对便捷化、智能化的生活的需求越来越高，作为主流的宽带接入技术——PON的发展一直备受关注。在PON技术中有两大技术阵营：GPON和EPON，然而在发展FTTH的大背景以及用户对高清电视（HDTV）、大型在线互动游戏以及智能家居的需求，必须得引入适合大量数据和视频流等业务的接入技术，因此就产生了XG-PON和10G EPON两种10G PON技术。XG-PON1是XG-PON的非对称形式，是基于ITU-T G.987.X标准的新一代无源光网络接入技术。相对10G EPON的非对称形式，XG-PON1的上行速率要高出一倍，因为其传输数据采用的是GFP适配协议封装，所以具有更小的开销字节和更高的传输效率。XG-PON1在10G PON中占据着重要地位。为了获得更高的分光比，使得用户能够获得的更多的平均带宽，满足用户的需求，必须大力发展XG-PON1系统。XG-PON1ONU光模块是用户端设备的核心器件，采用的是SFP+（Small Form-factorPluggable plus）封装形式，是一种小型化、集成化和智能化的光模块。本文旨在设计出一款满足国际标准的，上行速率2.5Gbps，下行速率9.953Gbps的XG-PON1ONU SFP+光收发合一模块。全文分为3个部分：首先介绍了PON技术的发展动态和国内外光模块的发展状况，简单描述了XG-PON1的相关标准和ONU光模块的封装及管脚定义。然后阐述了ONU光模块的工作原理、设计指标和设计方案，通过对光器件、发射部分、接收部分、监控部分、热设计5个部分对光模块的详细设计进行的论述。最后通过实验验证了ONU光模块的各项性能指标均满足或超过国际标准，并对整个毕业设计做出了总结。