本论文对光交换技术进行了前瞻性和探讨性的理论研究，主要着重于面向通用多协议标签交换(GMPLS)的宽带全光WDM网络中如何简化光交换节点的结构、降低其成本和提高其性能的研究。 　　第二章对目前各种光开关技术依据其基本性能、网络要求、系统要求的各种基本参数进行深入地性能分析与比较，并着重分析了目前在大端口数OXC交换领域中最有前途的技术——OpticalMEMS技术。 　　第三章提出了采用重排Benes级间互连规则的多级集成OpticalMEMS光开关结构。 　　第四章对面向GMPLS的多级多粒度光交换矩阵结构进行了研究。为了更好地满足支持多级体系光路径结构的GMPLS控制平面的要求，我们提出了包含波长、波带和光纤三级交换粒度的体系光交叉连接器(HOXC)的可扩展的设计，这种设计优化了HOXC的使用，更适合支持在波长级和波带级具有不对称上下路业务的应用。 　　第五章提出了具有波长变换能力的三级空域－波域－空域(S-W-S)的WDM光交换节点结构的设计。 　　第六章提出了在可变分组长度、异步操作的情形下一个WDM光缓存的简单近似业务模型，通过仿真验证了这个理论模型的合理性，结果表明，该模型能够有效的分析丢包率等性能和最佳光纤延时线单位。 　　第七章提出了两种未来GMPLS光分组交换节点中WDM光缓存的优化波长分配方案——最短队列分配方案和最小空隙分配方案。