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近几年来，随着Internet的快速应用与发展，迫切需要新的互联网协议IPv6来解决目前网络中的问题，IPv6协议在下一代网络中的应用技术受到了国内外研究者的极大关注。目前，IPv6技术的应用研究有两大方向：一是在骨干传输网中，结合以ASON为核心的智能光网络技术，以满足新的业务要求和带宽需求；二是以移动通信为接入技术的移动IPv6技术，提供随时随地的移动接入，在将来在3G网络的关键技术。当前的移动IPv6切换技术，存着的延迟大、丢包率高的特点，不能满足实时性应用对移动网络的要求。本文旨在对IPv6协议在光通信网络和移动网络中的应用做一些相关的讨论和研究，从介绍IPv6的特性出发，重点介绍了下一代光网络中IPv6的应用，以及移动IPv6技术。并重点研究了移动IPv6切换方案的优化，并通过仿真进一步验证了优化方案，为了深入研究移动IPv6机制，设计实现并研究了基于Linux的移动IPv6系统。论文主要涉及以下几方面的内容：1．全面的探讨了IPv6技术在下一代网络中的应用前景，并详细介绍了本文的研究目标及研究内容。2．全面地讨论了下一代互联网协议IPv6的研究发展状况、主要特点、优点和关键技术等。3．介绍IPv6协议在光网络中应用，以及与光通信技术的融合，并阐述了智能光网络技术和光Internet。4．深入讨论IPv6协议与移动通信技术相结合的移动IPv6协议与技术，分析移动IPv6协议的原理及相关特性。5．全面分析移动IPv6的几种切换方案，分析切换时延引起的原因，并对切换技术做深入研究，然后给出了切换时延的性能分析，并针对分析结果提出优化切换方案。6．在Linux平台，利用开源软件MIPL，实现了移动IPv6系统，并研究其工作机制，为进一步研究打下基础。7．利用OMNet＋＋仿真软件，对几种移动IPv6切换方案进行仿真研究和验证，经过分析，证明快速分层切换技术的可行性和有效性。