波长选择光开关既能完成光交换功能，又能完成波长滤波选择功能，是实现大容量光交换矩阵的一效途径。快速波长选择则是降低光子数据包颗粒度、提高光交换带宽效率的关键技术之一。本文重点波长选择光开关以及光突发交换实验系统，包括波长选择光开关的理论和实现方法、L矩阵理学模型、速光交换矩阵的设计与实现、光突发交换(Optical Burst Switching，OBS)系统的关键术实验演示系的实现、系统性能测试与分析等。该项工作对下一代光因特网的建设具有积极意义。 本文的具体内容包括： 首先，围绕光传送网络频谱资源效率与带宽效率，系统地总结了光交换技术的发展过程，指出进行光突发交换研究的必要性。并以光突发交换为目标，论述所涉及的关键技术，阐述了本文研究工作的重要性。 其次，通过理论和实验手段详细研究了各种2×2波长选择光开关单元技术及其结构，进行了设计、制作和关键参数的测试，具体包括：无阻塞机械移动膜片波长选择光开关、基于压电陶瓷-法珀腔(PZT-FP)可调波长选择光开关和基于电光聚合物-法珀腔(EOP-FP)可调波长选择光开关、基于DWDM膜片3×3光路由器、基于DWDM膜片和SOA的数字式可调谐光滤波器以及基于DWDM膜片和SOA的数字式可调谐波长选择光开关。 然后，提出了一种新的理论——L矩阵，它能方便地用于分析基于波长选择光开关的光交换矩阵。采用该理论，分析了第二章所研究的各种波长选择光开关的L矩阵模型。L矩阵的提出，为大容量光交换矩阵的分析提供了数学基础，对核心交换矩阵的路由表的算法简化、光路径快速寻址与控制具有非常重要的现实意义。 接着，设计和实现适合于快速光交换网络的新型光交换矩阵，建立L矩阵模型，并对矩阵的交换和阻塞情况进行详细分析。同时，将L矩阵理论推广应用于传统的空间光交换矩阵。设计了一个完全无塞3×3数字式可调波长选择光开关矩阵，它具有数十纳秒的交换速度，完全适用于光突发交换等快速交换网络。 本文还简要分析了OBS网络的特点，对分层结构、参考模型，核心及边缘节点的控制以及JIT信进行了详细论述。提出了一种JIT信令协议有效实现方案，并予以了实现。它能保证对应的控制分组(包括BHP、BEP、BEP ACK等)经过相同的路径，从而确保链路的正确建立和释放；它还能解决因释放分等的丢失而造成的带宽不能释放或过早释放问题。 光突发交换实验演示系统在本文第六章重点介绍。该系统很好地演示了OBS对文件传送协议(FTP)数据业务和视频点播(VOD)实时业务等的支持。通过对系统的大量测试，获取了诸多OBS的实验数据，得出了一些重要结论。 最后是本文的总结。 本文的创新性在于：提出并实现了不同机理的、多种不同结构可调谐波长选择光开关(包括模拟调谐和数字式调谐)；理论上提出光波矩阵(L矩阵)，建立了一套通过L矩阵分析基于波长选择光交换的输入输出状态方程，这一理论对N×N光交换矩阵的分析具有重要意义；深入研究了光突发交换网络的性能和特点，提出了一种JIT信令的有效实现方案；建立了OBS实验系统，验证了本文提出的光交换技术和OBS信令控制协议的有效性，为OBS网络走向实用提供了良好的理论参考和技术支持。