在过去的20年中,IP(Internet Protocol)网络和基于IP网络的数据业务量的增长如火如荼,传统光网络正朝着适于传输IP业务的新一代光网络演进,这使得对于基于下一代高速宽带网络尤其是IP over WDM的研究成为世界瞩目的焦点。 过去几年,人们致力于研究硬件实现的高速电IP路由器。IP路由器现在可以达到几百Gbps的容量,但是仍不能达到WDM光纤的传输容量要求。这是因为在现有的分层结构中,网络各层功能重叠,复杂的分层处理过程所带来的网络服务效率低下,这种结构已经不能适应网络的发展,需要重新设计整个网络结构来满足Internet增长对带宽的需求。IP over WDM由于没有中间层,避免了中间层SONET/SDH和ATM层的功能冗余,被认为是下一代因特网最有前途的解决方案。本文研究的目的就是如何实现IP over WDM。通过引入多协议标签交换(MPLS)流量工程控制技术与光交叉连接相结合的一种新型光互联技术——多协议波长标签交换(MPLmS),对原来ATM、SDH等的功能进行了重新分解和整合,简化IP到WDM的中间层次。 论文研究和分析了MPLmS网络的基本原理,提出了MPLmS的控制平面模型。探讨了基于MPLmS的控制平面技术的几个功能模块及结构。 研究分析了波长标签的格式以及分配协议之后,提出了将优先级到标签的映射方法和具体的实现格式,为实现QoS(服务质量)提供保障。 为能在标签的分配中更好地体现QoS,本论文重点对标签的分配策略进行分析和设计,提出了一种新的反馈式轮转调度算法。在对WFQ(Weighted Fair Queuing)加以改进的基础上,将WFQ与反馈式轮转调度算法相结合,实现一种新型的标签分配算法。 采用网络仿真工具OPNET设计了基于MPLmS的WDM光网络仿真平台,并对标签分配算法进行实验仿真。仿真结果表明,这一新型的标签分配算法的传送延迟少,能够改善IP的服务质量,具有较好的性能和更强的适应性。 本论文提出的轮转调度和公平排队调度算法相结合的新型算法对网络的优化设计和全光网络中路由器的研究都具有重要借鉴作用。