并行计算机是高性能计算机领域的重要研究方向,大规模并行机的关键是需要高效、快速、大容量的互连网络,所以改善并行计算机性能的关键问题是设计高性能的互连网络。电互连网络不仅存在着“瓶颈效应”、运算速度有限、时钟歪斜、互连带宽受限等问题,而且从工艺上也是无法解决的。由于光信号具有并行、高速和可在空间交叉互连等特点,所以光互连网络可以克服电互连网络的以上种种限制并且无电磁干扰问题,能大大提高运算的准确性和稳定性。因此研究光互连网络具有重大的现实意义。本文首先分析了光互连网络的研究现状及各种通信模式。然后,重点讨论了在光多级互连网络中无串扰的实现通信模式的调度问题,给出了基于时域法的无串扰的实现置换路由的三种调度算法,讨论了算法的时间复杂度以及所需要的调度次数的上界。其次,解决了在Butterfly中如何无串扰的实现置换路由的问题,然后,又将该结果推广到任意通信模式,讨论了它们的无串扰通信问题。再次,分析和比较了现有的光网络中的分布式波长预留协议,提出改进的策略。最后,对提出的协议用网络模拟软件NS2进行了模拟,证明改进的波长预留协议可以降低阻塞率。本文的主要研究工作及创新点如下:1、分析光互连网络的研究现状,包括光互连网络的拓扑结构、参考模型、分类和研究热点等。对网络中存在的诸如单播、组播、广播、选播和置换路由等通信模式进行深入的理论探讨。2、给出了Banyan网络的一些性质及实现置换路由的冲突次数及发生冲突的充要条件,并且给出了基于时域法的无串扰的实现置换路由的三种调度算法,讨论了算法的时间复杂度以及所需要的调度次数的上界。3、解决了在Butterfly中如何无串扰的实现置换路由的问题,然后,又将该结果推广到任意通信模式,讨论了它们的无串扰通信问题。4、分析和比较了现有的分布式波长预留协议SIR和DIR协议,指出了其中存在的问题,并在此基础上提出改进的策略SDIR协议。试验结果表明,改进的波长预留协议可以降低阻塞率。5、介绍了著名的网络模拟软件NS2在不同操作系统下的安装过程,然后介绍了NS2的模拟原理、步骤,并举例说明了模拟的过程。