近年来，具有灵活、高效、对数据速率和数据模式透明、可以支持多粒度服务等优势的光分组交换网，被视为未来承载IP等数据业务的理想平台而得到广泛研究。作为光分组核心网络与电域客户网络的接口，边缘节点负责完成光分组组装、信头插入、流量整形等重要功能，其性能对整个网络有重要影响。本论文立足于光分组交换网边缘节点，充分考虑当前网络数据业务的主要特性(自相似性)，通过建模仿真、数值计算和理论分析的方式，分别对业务源建模方案、网络业务特性、组装机制和排队方案等内容进行了深入研究。 本论文第一章简要地介绍了光分组交换的研究现状和关键技术，第二章构建了基于重叠分形更新过程(Sup_FRP)和基于分形二项噪音驱动泊松过程(FBNDP)两种自相似业务源模型，来模拟产生真实网络业务数据流，并首次采用加权平均自相关函数和无偏的小波分析法，对上述两种模型所产生的业务数据的短相关性(SRD)和长相关性(LRD)进行定量分析，得出以下结论：自相似性参数Husrt值在高、低区间的误差分别起源于模型自身限制和强短相关性的影响；Husrt值最准确的区间位于0.7到0.85之间；对于FBNDP模型，为了获得高自相似准确性，其参数峰值速率R应取处于中间范围的数据。 第三章提出了一种评估网络业务自相似性参数值的简明方法：基于数量色散系数IDC评估法。通过与无偏的小波分析法和R／S法进行性能比较，得出以下结论：IDC评估法的评估结果是有偏的，其精度优于R／S法而低于小波分析法；SRD对IDC评估法的影响强于小波分析法而弱于R／S法。 第四章解析研究了异步光分组交换网中组装机制性能。本章首次建立了输入业务仅具有短相关性时，异步光分组交换网边缘节点中基于长度门限组装机制的主要性能参数(组装时延和光分组长度分布)的数学解析方程；数学分析及仿真验证：组装时延和光分组长度分布