随着Internet网络业务的飞速增长，要求网络具有带宽大、时延小、传输差错率低等特性。作为Internet网络的承载体，人们对现有光网络的功能提出了更高的要求，要求光网络的节点设备具有较为简单的节点结构，较高的吞吐容量和较低的成本。传统的光网络已不能满足这些新的需求，因此，多粒度智能光网络应运而生，它将是下一代智能光网络的发展方向。 本文首先介绍了多粒度光交换的几种关键技术。介绍了多粒度节点串行式和反馈式两种基本结构，并对二者性能进行了比较；分析了多粒度智能信令系统的功能结构，并且提出一种多粒度信令系统具体实现方案；描述了网络管理具有的五大功能，即故障管理，配置管理，性能管理，安全管理和计费管理，并介绍了多粒度光交换系统网络管理的技术特点。本文还介绍了基于多粒度光交换总体实现方案搭建的多粒度光交换系统实验平台，分析了实验平台各个组成部分的结构和功能，并分别描述了多粒度光交换节点各个单板的功能。 根据多粒度光交换系统实验平台的需求，本文重点介绍了光节点主控板和波带分波合波板的设计与实现。分析了主控板和波带分波合波板的方案设计和芯片选型，详细介绍了两种单板的硬件设计和调试过程。对于主控板的设计，着重描述主控板硬件设计与实现方法，分模块介绍了主控板的结构，板级支持包的修改方法，并总结了主控板的典型调试方法；对于波带分波合波板的设计，根据功能需求制定了单板的设计方案，对选取的主芯片进行了简要的说明，按功能实现将单板分为光强监测电路和信号处理电路，并分别对这两个功能模块的硬件设计进行了描述，并介绍了单板的典型调试方法。 本文最后对多粒度光交换系统实验平台进行了功能验证，并列出相应的实验结果，通过实验证实了单板设计的可行性和正确性。