尽管WDM技术为光网络带来了充足的带宽资源,但是光网络的电域处理能力成为制约其发展的主要因素。在光网络的三种基本交换技术中,OCS具有很高的传送效率,而OPS/OBS相比OCS更适用于动态业务。OPS由于光器件发展限制,目前尚难以实用。由于网络业务是动态变化的,三种基本的交换技术又各有特点,如何将基本的交换技术结合起来,利用其各自的优点,实现更好的网络性能,成为研究者们当前关注的问题。基于此,混合交换的概念产生了。现有的混合交换技术主要分为三类——主从型,集成型和平行型。然而现有的混合交换技术存在虚拓扑的构建,网络实现困难以及如何合理地利用资源进行业务传输等问题。针对以上问题,本文提出了一种新型混合交换方案——基于环路的混合交换光网络(CHSON)。第二章介绍了CHSON的设计方案。CHSON很好地集成了OCS和OBS两种传统的交换方式,增强了网络适应业务动态的能力,具有一定的鲁棒性。本章首先介绍了CHSON的整体架构以及虚拓扑的设计方法,接着详细描述了网络的节点结构和各模块的功能,最后给出网络节点的执行流程图。CHSON的特殊之处在于其OBS部分的虚拓扑被设计为环状。环网可以占有较少的网络资源,同时具有天然的保护性。通过仿真,验证了基于环路的混合交换光网络(CHSON)既具有OCS的高效率又具有OBS的灵活性,对突发业务流,动态业务有较好的传送能力。此外,静态配置网络节点以及IP业务的两种传送模式(OCS传送和OBS传送),使得基于环路的混合交换光网络方案实现容易,对器件要求低。第三章介绍了CHSON的优化设计模型,包括容量设计,生存性研究,OBS部分虚拓扑的通用设计方法以及冲突规避策略的实现。针对CHSON网络的特点,利用ILP模型,首先提出CHSON容量设计的整体方案。接着,设计了具有抗毁性能的CHSON网络。针对当前的保护机制,提出了生存性CHSON的三种优化模型(基于通路的保护模型,基于链路的保护模型和P-cycles模型),三种模型各有特点。由于第二章介绍的CHSON的OBS部分虚拓扑的建立策略仅适用于存在Hamilton环路的拓扑,本章给出OBS部分虚拓扑建立的通用模型,使其更具有一般性。最后探讨了一种CHSON网络的冲突规避机制,有助于进一步提高网络的可靠性。最后,作者介绍了CHSON混合交换仿真平台。首先介绍仿真平台的设计思路和总体框架,然后分别介绍在该框架下各个模块的设计实现以及关键数据结构。