光突发交换(OBS)作为一种能承载IP over DWDM业务,并且综合了光线路交换和光分组交换优点、现阶段可实现的新型快速光交换方式,具有较大的发展潜力,并已成为了研究热点之一。核心节点作为OBS网络重要组成部分,是决定OBS网络性能的关键之一。本文对OBS网络核心节点控制卡的设计与实现进行了较深入的研究。论文首先介绍了OBS的技术背景、基本原理和网络结构;随后,给出了核心节点的总体结构,该结构包括网络管理模块、核心控制卡、光交换矩阵三个部分,论文分别介绍了这三部分的功能和实现方法,并且设计了网络管理模块和核心控制卡之间的通信接口和相应的通信协议。随后,重点介绍了核心控制卡的设计与实现。我们采用SOPC设计方法,在FPGA中定制Nios II处理器系统作为核心控制卡的硬件平台。软件采用uC/OS II和LwIP网络协议栈开发环境,根据JIT信令协议和核心节点功能要求,将软件分为五个模块,对每个模块进行了具体实现。还构建了OBS网络测试系统,对所设计的核心节点控制卡进行了测试,并分析了不同系统节拍下核心节点处理速度的变化,及系统中各个模块的所耗时间和占用时间比例,为系统的优化设计提供了依据。测试结果表明:该方案能完成OBS核心节点功能,而且能有效提高OBS核心节点处理速度,最优BHP处理时间达到2.25ms。最后,针对测试结果,我们对核心节点控制卡结构进行了优化设计,提出一种共享调度器的核心节点控制卡结构,并且给出了该结构在不同网络协议下的工作机制。该结构可以有效解决调度器速度瓶颈问题,并能提高处理速度和吞吐量。