高速异步光分组交换(AOPS)为未来光网络的发展提供了可行的技术途径，但还存在一些未解决的问题。本文深入研究AOPS节点与组网关键技术，为构建下一代高速宽带光网络及其应用系统提供理论支持。　　第一章在概述AOPS技术发展的基础上，首先详细总结网络流量模型、AOPS节点装置、节点冲突解决方案与流量均衡等关键技术的研究进展;然后对AOPS应用于大数据中心、云计算和网格计算领域进行展望;最后，总结提出本文的研究意义和所做的主要工作。　　第二章提出控制与光数据流平面并列的AOPS节点结构，在仅配置有限光纤延迟线(FDL)缓存和无波长转换器的情况下，对节点性能参数模型进行总结归纳（丢包率、时延等）;提出基于业务分级与占空分布调度的全光分组竞争冲突解决机制;最后，提出基于业务等级与流量分布的流量均衡算法。　　第三章设计并搭建AOPS节点实验系统，进行实验系统软硬件关键模块设计，对实验系统展开时延与丢包率分析;测试节点传输与交换性能;最后，对AOPS节点中的竞争冲突解决算法、流量均衡算法进行试验验证。　　第四章提出改进的截断流量分布模型，并进行仿真验证与试验验证。根据网络实际状态，将流量状态划分成三种，在不同时间域变化，依据网络用户社会行为统计数据，提出分时混合用户流量模型，建立性能分析模型，综合讨论了相应的性能变化规律，并仿真验证模型性能。仿真结果表明，本章模型与方法准确描述了AOPS网络上的业务源流量，为建立统一的AOPS网络仿真平台提供了理论依据。　　第五章采用C++自主研发AOPS网络仿真平台及内部功能模块，针对MESH网络，提出基于最短路径的混合业务等级与占空分布的竞争冲突解决算法和网络数据均衡的调度算法；针对网格型AOPS单元，提出分布式流量均衡算法；最后，提出一种数据中心AOPS+WDM混合型接入网络结构。