随着航天技术的发展，空间通信系统日益成为核心系统，因而作为承担通信系统重任的空间交换网络系统面临着更大的挑战，所以设计新的适合空间应用环境的高性能交换机迫在眉睫。以太网技术因其成熟性和灵活性已成为地面局域网主流技术，AFDX（Avionics Full Duplex Switched Ethernet）以其高质量的服务保证和硬冗余而成为航空领域的主流技术，因而本文结合实验室承担的科研项目——“XXX信息系统网络交换技术研究”提出一种采用千兆交换式以太网与航空全双工交换以太网（AFDX）技术相结合的新型交换网络组网方案，并且为满足空间系统日益增加的通信量需求以及考虑到未来的可扩展性需要，本文采用一种基于MSM（Memory-Space-Memory）型24×24的三级Clos（24，4，8）网络交换结构作为交换机的主要架构，在此基础上用一种正交链路路由算法实现该Clos多级交换机。论文首先简要介绍了两种典型的高速局域网技术（交换式以太网技术和AFDX技术），并对交换网络结构作了简要分析比较。然后结合实验室承担的项目课题，对所设计的交换机整体结构以及各级交换芯片作出了概要设计。接着重点探讨了多级交换结构分组的调度路由问题并详述了一种正交链路路由算法的原理及其具体实现，同时对输入级交换单元的关键模块作出了详细设计和具体实现。论文最后利用FPGA仿真工具Modelsim对正交链路选路模块以及所实现的输入级交换单元的关键模块进行了时序仿真，通过仿真结果验证了设计方案的正确、合理及其可行性，达到了预期的研究目标。