光分组交换(OPS)具有交换效率高、支持高数据速率业务、对数据调制格式透明、配置灵活等优点,是下一代光网络的关键技术。由于目前光域的随机存储器件(RAM)还很难实现,光分组交换中的竞争现象非常严重;此外,目前已有的各种标签处理技术都存在着先天的不足。竞争解决与标签处理成为光分组交换亟需解决的两大问题。针对竞争解决,论文分别在光分组交换的网络层、节点层及器件层给出解决方案。在网络层,论文提出了一种网络全局控制策略,实现了一个无需缓存的固定时隙OPS网络。在节点层,论文提出了输出可预知型缓存机制及混合型缓存结构。二者结合后可以等效地在核心节点处实现RAM存储。在器件层,论文给出了一种基于SOA的B类慢光缓存器的实现方法,以及一种宽带可调光延时方案。这两项技术都不存在延时带宽积的理论极限。可调光延时方案结构简单,延时信号相对于原始信号的畸变很小,最大获得了9个脉冲宽度的延时。针对标签处理,论文首先提出了一种基于SOA-MZI的全光标签剥离方案。剥离过程不需要同步;仿真结果表明,剥离标签及剩余标签的码字信息都可以完整保存;标签剥离结果对器件各个参数的误差的容忍度很好;多跳网络下,补偿光码标签的码字信息恶化所需要的代价是可以接受的。此外,论文又提出了四种多比特光码标签技术,包括:仅通过标签识别就可以实现路由的级联光码标签;支持全光组播并可以简化节点结构的层叠光码标签;可以让层叠标签复用任意数目基本码字的循环后缀技术;以及可显著提高标签信息容量的多采样层叠光码标签。最后,论文提出了并串转换标签处理技术,用于多比特光码标签的处理。利用这一技术,在发送端,载荷的额外开销很小;在接收端,多比特的标签信息转化为低速率的ACP模式,大大降低了对用于产生控制信号的光/电路的要求;使用论文提出的MIZ码字可以提高输出结果的自/互相关特性;整个标签处理过程只需要一个FBG编码器、一个FBG解码器及一个PD,节点的物理结构被大大简化。