光纤通信技术以其超大容量和超长传输距离成为现代通信网络的基础。光通信网络中单个信道的比特率不断提高，同时信道数目也在不断增加，这就要求光交换技术从光/电/光交换向全光交换转变。而全光信号处理技术，如波长转换、时钟同步以及分组头提取与重写等将是全光交换技术的基础。　　 半导体光放大器(SOA)是全光信号处理技术的主要功能器件，它具有体积小、功耗低、非线性系数高、易集成等优点。本论文研究基于SOA非线性特性的全光波长转换技术和分组头提取与重写技术。论文主要工作包括以下三个方面：　　 首先，第二章对SOA的结构及基本特性进行分析。包括SOA中几种重要的非线性效应、基于SOA的载流子速率方程、光脉冲传输方程，建立SOA在全光信号处理技术应用中的理论模型。　　 其次，论文第三章研究基于SOA的全光波长转换技术。　　 1、根据SOA的交叉相位调制原理和MZI相位干涉原理，论文研究一种新的基于SOA-MZI单臂调制全光波长转换方案，并显示分组速率为40Gbit/s时的仿真和参数分析结果。分别从方案结构、原理及必要性三个方面与基于SOA-XPM的全光波长转换方案进行对比分析，在考虑和不考虑啁啾因子时，该方案转换消光比都比原方案有所提高。　　 2、针对基于XPM型波长转换输入动态范围小的缺点进行改进，充分利用SOA的XGM特性和XPM特性实现了XPM型波长转换输入动态范围的扩大。　　 最后，论文第四章则对基于SOA的全光分组头提取与重写技术展开深入研究。　　 1、针对SOA-MZI型分组头提取方案对比度不理想、结构复杂且不适用于高速OPS网络的缺点，论文研究一种新颖的基于单个SOA嵌套MZI的全光分组头提取方案并给出了分组速率为100Gbit/s时，方案的仿真结果及参数分析，提取出的分组头对比度较SOA-MZI方案有约4dB提高，同时降低了方案对输入脉冲能量的要求，优化参数可使方案性能达到最佳。　　 2、此外，由于网络接收端需要对更新后的分组头重新插入到分组中，因此利用4.2节所提分组头提取方案与SOA-MZI异或门结构所组成的分组头与净荷分离结构与3.2节所提波长转换结构相结合实现对新分组头的重新插入，并给出了分组速率为40Gbit/s时的仿真结果及参数分析，克服光/电/光转换带来的电子瓶颈问题，更适合未来高速的OPS网络。