光分组交换具有很多优点，比如高速、透明传输、可重构、配置灵活等。光分组交换不仅突破了目前存在的“电子瓶颈”，而且还可以充分利用WDM网络的巨大带宽。光分组交换为未来承载多样化的数据业务提供理想平台，也被认为是一种未来很有前途的技术。因此，开展对光分组关键技术的研究具有非常重要的现实意义。本文首先综述了光分组交换的发展以及国内外研究现状，并分析了光分组交换网结构及其关键技术，主要包括光分组的产生、光标签的处理、光分组的竞争与冲突解决、光开关技术等。提出一种基于多协议标签交换(MPLS)/光分组交换(OPS)网络中实现光虚拟专用网络的方法。MPLS作为控制层，使OVPN数据包在MPLS/OPS核心网中通过MPLS建立的双层标签交换路径进行传输和交换，使得网络更加智能、灵活和可靠，同时减轻了数据包在转发过程中的负担。针对文中提出的网络结构模型，建立了基于两种优先级流量的排队模型，从网络容量、吞吐量、网络时延以及丢包率方面对该方案进行性能分析。提出一种基于多功能SOA的光分组交换结构，主要是利用基于XGM效应的SOA实现光开关或波长变换功能。详细介绍了该基于XGM效应的SOA组成的光分组交换结构的工作原理，并对其进行理论分析和数字计算。并在OptiSystem软件搭建了仿真模型并对其性能进行分析，从而验证了该方案的性能和可行性。