目前我国光通信网络存在两个问题,一是人们对传输容量需求的进一步提高,而网络中的交换成为了提升传输容量的瓶颈,二是城市化带来的高密度的人口结构,小区域大规模接入成为亟待解决的问题。针对交换的问题,全光分组交换可以很好的解决传统的光-电-光分组交换中电子速率和能耗的限制,基于可调谐激光器（TLD）的全光波长交换是其关键技术。针对接入的问题,超密集波分复用-无源光网络（UDWDM-PON）技术能很好的实现小区域大规模接入。基于TLD的全光波长变换和UDWDM-PON关键技术是本文工作研究的主要内容。本文提出一种新型的基于游标效应的TLD方案,并完成了TLD的驱动电路的设计和制作。对该激光器的静态和动态特性进行了研究,得到了18组满足ITU gird标准的波长,调谐范围在1535.2-1548.7nm之间,调谐时间在100ns以下。在此基础上,利用半导体光放大器（SOA）的交叉增益调制（XGM）效应实现了基于TLD的全光波长变换实验,功率大于-22dBm时各波长变换的信号的误码率均小于10^-11。对UDWDM-PON关键技术进行了研究,提出全网波长同步的方法保证信道间隔的稳定。波长基准的产生、分配和跟踪是全网波长同步的关键技术,采用梳状超连续谱注入锁定分布式反馈（DFB）激光器的方式实现波长基准的产生和分配,通过自动波长跟踪技术来实现波长的跟踪。进行了一路有源滤波自动波长跟踪实验,自动波长跟踪时间约为100s。