以太网技术的广泛应用，带来的是用户数量的迅速增长。如今以太网已经垄断了局域网领域，有超过95％的用户使用以太网连接其内部网络。同时，越来越多的新业务的出现使得以太网承载的业务类型也不断增加，不仅要为传统的数据传输业务提供服务，还要传送实时的话音或视频业务。不同的用户和不同的应用对服务质量有着不同的需求，这些都是靠传统以太网技术和增加网络带宽所不能解决的问题。本文关注的Residential Ethernet技术就是以改善在以太网上传输话音、视频流等实时业务服务质量的一种技术，它通过在传统以太网技术上增加了各个交换设备之间的时间同步，从而产生同步的超帧起始信号，然后按照超帧结构传输各种业务的数据；特定的帧结构设计有利于更好地更有效地控制实时业务的时延与时延抖动；量化一点的性能目标是：经过一个设备给实时业务流带来的时延与时延抖动分别不超过两个超帧与一个超帧的时间长度(目前超帧的时间长度为125us<[1]>)。本文以实现同步以太网交换机为目标进行大量研发工作，对多播注册与资源预留、以太网网桥之间的资源协同调度、自适应的多跳时分复用的资源调度、时间同步及其算法改进这几个方面开展了研究。本文的主要工作如下： 同步以太网交换机的研发：首先跟踪学习工EEE802.3工作组关于同步以太网技术的技术提案，然后与韩国总部讨论开发内容，确定研发内容分为三个阶段：第一步阶段的任务是在单片FPGA内实现同步以太网交换机，完成五路千兆同步/异步混合报文的分析、交换和发送，并完成主从设备的选择与设备间的时间同步；第二阶段的任务是在单片FPGA内完成同步交换与异步交换的集成，实现单片FPGA支持同步与异步两种交换的功能，经过集成交换机处理后的同步业务服务质量不受异步业务流的影响；第三阶段的任务是优化与改进设备间时间同步的算法并实现，尤其要改进多跳设备互连情况下设备之间同步后的精度，克服与解决传统同步算法产生的级联误差随级联级数呈指数分布的缺陷，提高同步精度。多播注册与资源预留的研究：首先研究了传统以太网中的多播技术不能有效保证服务质量的问题；然后提出一种新的综合多播和资源预留的解决方案；该方案中，接收者可以通过发送单个消息来达到多播注册和资源预留的目的，从而能够快速，高效地提供多播服务质量的支持。 以太网交换机资源的调度的研究：首先研究了以太网交换机在调度低带宽高时延性能需求的应用与高带宽性能需求的应用时存在的问题，然后提出两个专利。这两个专利的提出可以使得以太网有效地支持低带宽高延迟性能需求的应用以及在保证端到端延迟需求的同时兼顾高带宽需求应用的接入请求。 时间同步算法的研究：首先研究了传统的利用精确时间协议实现时间同步的算法；并在硬件平台上实现并测试了传统算法在单跳与多跳环境下的时间同步精度，测试结果发现传统算法的单跳同步精度有待提高；而且验证了传统同步算法产生的级联误差随级联级数呈指数分布的缺陷；在此基础上提出一种改进算法。改进算法能有效提高单跳时的时间同步精度，并在多跳环境下能有效克服级联误差随级联级数呈指数分布的缺陷，显著提高了级联后的时间同步的性能。