随着互联网中新应用的爆炸式增长，网络的数据流量随之大幅增加，因此人们极大的希望电交换机的容量能够急剧增长。不幸的是，随着线路传输速率的增长，电交换机的交换速率瓶颈，热耗散以及功率损耗等问题，使得交换容量的增加变得非常困难。光纤链路具有低损耗，且能承载非常高速率的传输信号，本文所设计的Pbps超大容量的交换机使用光纤链路实现电交换背板间的互连和交换，大幅度降低需要的功耗，提升网络交换容量。本文首先综述了超大容量光交换机的发展需求以及国内外研究现状，其次分析了光交换机内部网络结构，然后详细说明了交换机的交换结构及光交换机所存在的器件约束条件，最后详细说明了交换调度算法。基于FTL和AWG的光交换结构是实现超大容量光交换机的理想选择，但是FTL的快速调谐要求使得空闲FTL必须保持发光状态，并对有效业务光信号造成干扰。为了解决这一器件约束的影响，本文提出了采用无效业务填充空闲时隙的方法，从而使得系统中的有效业务不再受到无效业务的干扰。本文首先提出一种随机生成无效业务策略，使得网络中不再存在空闲业务，从而消除了FTL带来的约束。在此基础上本文提出一种顺序生成无效业务策略，由于网络中的顺应特征，在一定业务量下采用顺序策略，能够节省系统运行时间减少系统重排次数。针对文中提出的两种策略在不同业务量下进行了对比仿真，从系统运行时间和网络最里层重排次数方面对两种方案进行对比分析。提出一种单向路径策略，为无效业务选择路径，主要是利用无效业务在接受端不需要恢复业务数据的特点，使得无效业务只需要固定输入端口根据网络中空闲的路径任意选择输出端口输出。由于网络中器件能够承受一定条数的光同时进入器件，但不能将所有无效业务都发送至一个端口。为了避免同时到达某个光突发接收机的无效业务光信号过多造成对光突发接收机的损坏，可以为每个空闲输出端口能够同时接收的无效业务光信号的个数做一个阈值的限制，本文提出了一种阈值策略。针对两种不同策略，从系统运行时间和网络最里层重排次数方面对两种方案进行对比分析。