近年来,海底光缆领域的发展极为迅速。面向未来水下信息感知、接入、传输、交换和处理等重大需求,各个国家的学者们开始针对性地研究支持多种信息感知与传输的水下综合光网络基础理论和关键技术,拟在建立一个满足现代通信系统容量要求,集感知、传输和信号处理等重大需求于一体的水下综合光网络。本文首先介绍了水下光网络、Dijkstra算法、波长及路由分配算法的发展历史和研究现状。接着分析了水下骨干光网络与陆地骨干光网络之间存在的差异,设计了几种水下骨干光网络拓扑并对这几种拓扑从成本、网络时延、生存性、负载状况进行了性能优劣的对比,并确定了最终的水下骨干光网络拓扑初期规划方案。在水下骨干光网络拓扑初期规划方案的基础上,本文指出了将传统备用路由算法应用于该拓扑时,存在无法求解出最优的主用备用路由对的问题。并针对这一问题设计了基于KSP算法,采用双向扫除策略,能有效求解最优主用备用路由对的备用路由算法。未来水下骨干光网络可能参照现在陆地骨干网向着密集化,网状化方向发展。传统的固定路由算法在光网络中进行路由决策时,容易造成负载不均,阻塞率偏高等问题。基于Dijkstra算法,本文提出了一种可以对网络拓扑进行训练,并能根据链路实时的状况对链路代价进行更新(cost update)的波长与路由分配算法——CU-RWA算法。仿真结果表明该算法在负载均衡、网络阻塞率、链路利用率方面性能要优于基于经典Dijkstra算法的固定路由算法。