城域网的发展目标是可运营的、透明的、可扩展的高容量城域光网络，实现这个目标需要若干技术的突破，其中设计具有合理资源调度能力的网络接入协议是城域光网迈向实用化的关键问题之一。 随着交换结构和技术的成熟，将光分组交换和光突发交换技术应用到城域光网络中是网络发展的必然趋势。本文针对光分组和光突发交换城域环网分别提出了相应的接入协议。协议设计的目标是在处理简单、设备成本低廉的情况下尽可能的保证节点可以公平有序地接入到网络中，获得高的吞吐量和低分组延时。本文还研究单信道城域环网—弹性分组环网，从理论上分析了分组的传输延时。本文的工作对于实际系统的设计和规划提供了重要的参考协议和理论依据。主要的工作和创新包括以下方面： ●分析了源节点剥离和目的节点剥离机制的带宽浪费，提出了“额外时隙再用”的概念，并以此为核心设计了可变波长的额外时隙再用协议(ESRP-TT)。每个节点除了使用固定波长发送外，还可以利用其他波长上的空闲时隙发送分组。为了避免竞争冲突，保证节点的正常业务发送，给出了额外时隙再用的约束条件。由于可调谐波长发送器技术不成熟且成本过高，所以用固定波长发送器代替，进一步提出了固定波长的额外时隙再用协议(ESRP-FT)和多波长的额外时隙再用协议(ESRP-FT)。通过仿真对这3个协议进行了比较，表明波长发送器可以提高网络性能，但是它的数量与改善的网络性能不成正比。另外采用时隙再用因子，从理论上分析了ESRP-TT的性能，推导出了节点的最大平均吞吐量的下限，并且以节点的吞吐量为衡量标准，推导ESRP-FT的最优额外波长和最差额外波长。 ●针对实时业务和数据业务，在时隙光分组环网提出了一个无冲突接入协议。根据节点和时隙的关系，首次对时隙进行了分类，提出了3种时隙：本地时隙、相关时隙和异地时隙。在连续的固定间隔的本地时隙内发送，直接在光层保证实时业务的延时需求，实现QoS。节点在使用本地时隙发送实时业务的同时还可以在相关时隙和异地时隙内发送数据，从而能够最大限度地利用时隙，避免大量的空闲时隙浪费。 ●基于光突发交换环网提出了无冲突的可预约的多令牌接入协议(APMTR)，采用多令牌机制解决多个波长上的竞争冲突。通过精确计算目的节点接收机的最早空闲时间，节点可以提前“占用”或者“预约”令牌，来减少信道上的“空隙”，提高网络吞吐量，降低分组的接入延时。为了进一步提高带宽利用率，又提出了改进的VoidFilling(IVF)算法，在源节点等待发送期间尽可能地插入新的突发。将APMTR扩展到任意节点数和波长数的网络，结果表明令牌的预约机制可以大大地改善网络性能。 ●考虑到实际系统中队列长度有限，采用有优先级的非强占优先的M/G/1/K排队系统来近似描述弹性分组环网的节点结构，基于双转发缓冲策略研究了网的分组延时性能，推导出不同优先级分组在网络中传输延时的近似公式，并且得到了网络的最大吞吐量，对于实际系统的规划和设计的重要理论依据。