随着因特网的不断发展,多种业务如实时流媒体通信、大容量数据传输等对带宽资源要求很高的业务迅速兴起和发展,用户对网络带宽的需求也日益提高,给光网络的发展带来了很多机遇和挑战。传统波长路由波分复用(Wavelength Division Multiplexing, WDM)光网络有很多优点,但是其资源分配粒度(最小单位为一个波长)过大,导致资源利用不充分,针对这一问题,本领域产生了一种频谱高效的、规模可扩展的光传送网体系结构——频谱分片弹性光路网络(Spectrum-Sliced Elastic Optical Path Network, SLICE)的概念,频谱分片弹性光网络。频谱分片弹性光网络通过在光频域引入弹性粒度来灵活地提供100Gb/s或更高速率的业务,不仅可以根据业务速率和用户流量来为其动态分配合适大小的频谱带宽,而且可以根据传输流量和跳数的多少自适应地为各业务分配带宽,这样大大提高了频谱利用率和资源分配的灵活性,有效缓解了当前波长路由光路网络的尴尬的带宽问题。在动态业务请求情况下,信道的建立和拆除过程将导致频隙资源碎片,由于这些资源碎片的非连续性,其利用率会很低,通过改善频谱资源碎片问题及业务阻塞率的问题使得为后续网络业务的资源分配的成功率能够提高,已经成为SLICE亟待解决的问题。有效的频谱重构方法和资源分配方法可以大大降低业务阻塞率,提高网络为后续网络业务的资源分配的成功率,使网络更加高效、有序,更好地承载更多的业务请求,使未来的光网络具有更高的灵活性、高利用率和可扩展性[3]。本论文工作是在参加国家863计划课题”新型无栅格、可变速率全光交换技术研究及实验样机研”的基础上完成的。论文的主要工作如下：(1)概括分析了弹性光网络的技术特点和研究现状,参与提出了一种具有软定义特性(Soft Definition Network, SDN)的弹性光网络体系结构,并给出了该平台的控制层机制和物理层机制,以及控制层面的详细设计方案和软件模块、信令机制。在该体系结构中,控制层面通过与物理层面、节点层面的互通,实现节点的物理损伤感知能力、自适应调整机制,从而有效解决资源冲突的问题。(2)针对现有的弹性光网络中的资源重构中对实时性要求高的业务仍然进行重构,从而影响业务传输质量的问题,提出了一种综合考虑业务优先级和业务剩余时间的资源重构方法,并进行了仿真分析。当网络资源不足需要频谱重构时,根据业务剩余时间按照顺序排序的方式,保持高优先级业务传输不变,中断低优先级的业务,把低优先级业务排列在频谱的左端到右端或者右端到左端。仿真结果表明该资源重构方法不仅保证了网络业务传输质量,而且可以实现空闲频隙数(SLOT)的最大可能性的连续,从而减少频谱碎片,减少频谱重构次数并有效降低业务阻塞率,随着低优先级业务的增多,频谱重构对链路资源的改善状况越来越明显。(3)针对随着弹性光网络的大容量网络的发展趋势和光器件的发展,首次命中(First Fit, F-F)算法、最佳匹配度(Most Used, M-U)算法等现有的资源分配方法是否是最优的资源分配问题展开讨论,并提出一种更适合大容量网络发展趋势的资源分配方法——基于分布式碎片集中度的资源分配方法。该方法的关键是：在分配资源时为业务选择一种使路径经过的链路碎片最集中的分配方式,使得路径经过的每条链路的碎片集中度更大,空闲资源相对集中。该方法又细分成：带大时隙的分布式碎片可用度算法(Hierarchical Spectrum Assignment with Large Section Segment, HSA-L),不带大时隙的分布式碎片可用度算法(Hierarchical Spectrum Assignment without Large Section Segment, HSA-NL)。仿真结果表明,在网络业务方面,随着业务到达率的增加和业务平均持续时间的增加,采用HSA-L比采用F-F算法的业务阻塞率降低的越来越明显；在网络结构方面,随着链路所划分的SLOT数和业务所需的SLOT数的增加,采用HSA-L算法比采用F-F算法和HAS-NL算法的业务阻塞率降低的越来越明显,频谱重构次数也是呈明显降低趋势。这说明HSA-L资源分配算法比F-F算法更适合大容量弹性光网络网络的发展趋势。