本论文主要围绕光分组网络中的关键技术进行研究，主要工作如下： 第一部分：光分组网中光缓存技术研究 (1)首次建立了光分组到达时间间隔为Weibull分布的光缓存排队模型；(2)分析和讨论了光分组队列与光纤延时线参数的关系，为优化光缓存系统性能提供了理论依据。 第二部分：基于半导体光放大器(SOA)中交叉偏振调制(XPolM)效应的全光逻辑异或(XOR)门研究 (1)首次对SOA中的非线性偏振旋转(NPR)理论进行数值模拟，分析了SOA中两偏振方向上动态的增益以及位相差；(2)首次利用NPR理论对基于SOA中XPolM效应的全光XOR门进行研究；(3)数值分析和讨论了逻辑门的性能参数跟SOA以及输入光信号参数的关系。 第三部分：基于SOA中NPR效应的全光波长变换研究 (1)首次利用NPR理论对基于SOA中NPR效应的全光波长变换进行研究；(2)数值模拟了同相与反相波长变换，着重分析与讨论了同相波长变换的性能参数跟SOA以及输入光信号参数的关系。 第四部分：基于SOA中自偏振旋转(SPR)效应的自同步时钟提取研究 (1)改进了基于SOA中SPR效应的自同步时钟提取方案；(2)数值模拟了自同步时钟提取方案的性能参数与SOA以及输入光信号参数之间的关系。