随着下一代网络的深入研究，动态灵活的光网络体系结构及其关键技术成为了业界的研究重点之一。传统光网络在引入了光突发交换(OBS)技术，通用多协议标记交换 (GMPLS) 技术以及多粒度光交换 (MGOS)以后，提高了链路利用率，增强了其交换，控制性能，降低了实现成本。本文将传统 IP 网络体系结构中转发与控制单元分离 (ForCES) 的概念引入目前研究的光网络中，提出了基于 GMPLS 的 OBS 网络的 ForCES 体系结构，并用两个设计方案对该结构整体进行了一个设计；同时设计了一种改进的OBS数据信道调度算法；另外，本文还设计了该结构下一种支持多粒度光交换的转发单元。通过在 OPNET modeler 10.0 以及 OptiSystem 3.0上建立仿真平台，我们根据仿真结果以及理论分析进行了讨论。仿真及分析结果表明：1) 将目前的光网络体系结构按照转发与控制单元分离(ForCES) 进行合理设计而形成的 ForCES-based OBS 网络结构能够不影响现有 OBS 网络体系结构的性能，但可以提高网络的可扩展性，灵活性等性能，以及降低成本。2) 本文设计的一种数据信道调度算法能够在提高链路利用率的同时降低网络的平均丢包率。 具体来讲，本文在第一部分介绍了传统 IP 网络中控制与转发单元分离(ForCES) 体系结构的思想以及相关需求：第二部分介绍了成为研究热点的光突发交换 (OBS) 网络，以及基于 GMPLS 的光突发交换网络体系结构。然后在第三部分对基于 GMPLS 的 OBS 网络的 ForCES 体系结构进行了设计，主要包括 ForCES-based OBS 核心网络单元 (NE) 中的控制单元(CE) 结构和转发单元 (FE) 结构，以及它们采用的ForCES协议；同时提出了一种新的调度算法以应用于该体系结构，并用仿真评估了这些设计的性能。在第四部分中，本文提出了一种适应现实网络需要，支持多粒度光交换的转发单元。 总体上看，本论文的主要创新点在于： 1．本文将传统 IP 网络体系结构中转发与控制单元分离 (ForCES) 的概念引入目前研究的光突发交换网络中，提出了基于 GMPLS 的光突发交换 (OBS) 网络的 ForCES 体系结构-ForCES-based OBS 网络体系结构，对该结构整体和其网络单元，包括控制单元，转发单元以及该体系结构的协议进行了设计。 2．本文提出了一种新的 OBS 数据信道调度算法应用在该体系结构中，以对各种不同的业务进行更具针对性的调度，从而提高调度的公平性和针对性，进一步提高保证高优先级业务服务质量下的链路利用率。 3．本文设计了一种支持多种交换粒度并且能够降低信号失真以及节约成本的转发单元，以适应光突发交换网络实际应用的需要。