随着中国移动互联网、云计算、大数据等产业不断纵深蓬勃地发展,以及“互联网+”战略的深入推进,中国经济社会与互联网耦合程度的愈加紧密,应运产生了巨大的数据通信需求,传送网作为底层的承载网络,面临的考验与挑战愈加严峻。未来几年,人工智能、5G、物联网等新技术的应用,势必对传送网提出新的挑战和要求。传送网作为传输数据信息最底层的载体,其网络质量对上层的通信业务具有深远影响。因此本文从传送网网络拓扑构建与优化的方向展开研究,具有一定的研究价值与研究意义。作者在研究生期间参与了中国移动设计研究院的骨干传送网络规划系统(Transport Planning and Design System,TPADS)项目相关开发工作,过程中学习并积累了传送网络规划设计相关知识。作者在基于TPADS项目经验和相关网络科学理论知识的基础上,以网络拓扑设计功能为切入点,深入探讨各种网络拓扑构建方案,结合TPADS项目业务需求,提出传送网网络拓扑构建方案,完成对骨干传送网网络质量的评估与分析,针对网络拓扑结构的鲁棒性,从网络层面提高传送网应对网络故障、网络攻击的能力,对比分析不同传送网网络优化方案的区别。论文主要工作内容和创新点如下:(1)研究了网络拓扑结构的三种经典的拓扑生成模型,包括Waxman随机网络拓扑生成模型,负指数随机网络拓扑生成模型,Gabriel网络拓扑生成模型。并对三种网络拓扑模型所生成的网络拓扑结构的特点进行了总结。(2)先分析了基于ECCD添加边模型的网络拓扑自动构建方案的缺陷,针对其不能很好地反映传送网网络中节点人口的分布状况,本文创新性提出一种基于人口分布添加链路的传送网网络拓扑自动构建方案,由初始网络拓扑构建模块和基于网络节点人口分布链路添加模块两部分构成。首先基于最小生成树构建初始网络拓扑,然后利用各个城市的人口信息给每个节点添加不同的边,最终构建传送网络拓扑结构。此外,文中创新性引入了网络权重、网络节点权重等相关物理概念,来衡量传送网网络拓扑结构与网络中节点人口分布的吻合程度,并基于此分析对比了不同的网络拓扑结构的性能。(3)分析了国家骨干传送网络电路排路需求表格以及TPADS传送网络规划设计平台路由规划策略,结合传送网络拓扑结构的优化方向与优化方法的相关研究。本文阐述了一种基于指标R的网络拓扑优化策略的网络拓扑结构优化方案,该算法虽能提高网络拓扑结构的鲁棒性,但牺牲了传送网网络拓扑结构平均最短距离参数。本文针对指标R的网络拓扑优化策略存在的缺陷,提出一种基于指标F的网络拓扑优化策略,以此来提高网络拓扑结构的鲁棒性并抑制网络拓扑结构平均最短距离参数增加幅度。最后结合网络拓扑参数对两种方案所生成的网络拓扑结构特点进行对比与分析。