在光通信设备的研发和光传输系统特性测试等领域，经常需要采集高速光纤数据进行分析。但由于开发成本或开发难度等原因，目前能够对2.5Gb/s甚至更高速率的光纤数据进行长时间、实时采集的设备尤为少见。　　本文结合课题需求，基于现有的高性能PCI Express总线和磁盘阵列技术，研制了一套2.5Gb/s速率级的高速光纤数据采集系统。该系统可对接入的2路2.5Gb/s光信号进行实时、长时间的数据采集，系统稳定的存盘速率可达617.26MB/s，能连续采集4TB的数据不丢帧，满足系统的各项设计指标，具有很好的应用价值。在系统实现过程中，主要做了如下的研究工作。　　1、设计了PCI Express采集卡的硬件平台。主要包括方案的确定、器件的选型与印制电路板的制作。采集卡的硬件平台较好地克服了电磁干扰、信号反射以及布线延时等问题，能够长时间稳定可靠地工作。　　2、研究了光信号的处理方法。探讨了帧同步中一致次数和不一致次数的确定方法，通过研究ITU-T G.707中串行加扰／解扰模型的特性，提出了一种16bit的并行解扰方法。通过在FPGA进行逻辑实现，论证了帧同步和并行扰码方式的正确性。　　3、研究了高速数据与计算机内存通信的解决方案。通过研究PCI Express总线和其它总线的结构和传输性能，确定选用PCI Express总线的解决方案。用FPGA内的IP核来实现PCI Express总线具有设计灵活、升级扩展简易的优点。　　4、研究了高速数据海量存储的方法。通过对比磁盘阵列以及其它存储介质的I/O性能及存储成本，确定采用RAID0级别的磁盘阵列作为高速数据海量存储的介质。RAID0磁盘阵列是将多个廉价磁盘合并成一个大的磁盘，实现对数据的并行I/O存取。在磁盘阵列所有的级别中，RAID0的磁盘利用率最高，速度最快。　　5、研究了提升磁盘阵列性能的软件优化方法。磁盘阵列虽然在硬件上已经确定，但是可以通过不同的软件存储方案来提高阵列的I/O性能。经测试表明，数据在驱动层存储相对于在应用层存储，可达更高的存储速率;采用多文件存储相对于单文件存储，阵列会比较稳定地保持在一个较高的速率水平;加大数据缓存区，可更好的克服写磁盘的不稳定性。