通信配线是实现用户与运营商提供的电信服务之间的重要物理连接,目前主要还是由人工完成。人工配线耗时耗力,对运营商来说成本非常的高昂。随着FTTH、IPTV等逐渐把光纤推向了用户,承载和传输速度更高的宽带业务,运营商更是希望通过自动光纤配线架——AODF（Automatic Optical Distribution Frame）来降低运维成本,同时向客户提供高级别可靠性服务和提供即时故障解决。市场上虽有一些AODF的产品,但因价格高而仅能在小范围内使用。目前通过机器人来实现自动配线的可以分为三大类:第一类是运用纵横制交换原理;第二类是机器人模拟人手,拔下连接器后将光纤从配线架密集的光纤中强行拉出;第三类是利用特定的防缠绕配线算法来规划机器人的配线路径。针对目前市场光纤自动配线的高成本,本文以实现低成本的网络自动配线机器人为研究对象,结合数学中的绳结理论与纺织行业织造的原理,探索防止配线架中光纤缠绕的配线算法,及与配线算法相匹配的配线机器人,并在配线架结构、配线机器人关键部件、机器人路径规划、配线仿真及实验等方面进行了研究,主要研究内容如下:首先,从人工光纤配线架中的光纤缠绕问题出发,运用数学中的绳结理论来分析光纤的缠绕,结合结的基本交叉关系将光纤抽象为空间异面直线来研究。通过空间异面直线化,使得光纤跳线间的空间关系清晰,并提出了端口面板与跳线侧为 1-D（one-dimensional）对 1-D,1-D 对 2-D（two-dimensional）,2-D对2-D等多种情形下构造面板间光纤跳线为空间异面直线的方法。其次,提出了通过判断两条空间异面直线在有限区间内的空间关系的高穿低跨无缠绕配线方法。根据配线架中跳线侧光纤的编号或者光纤空间位置的上下关系,进行跳接时若目标光纤前方的光纤位置比其高,则从前方光纤的下方穿过,反之则从前方光纤上方跨越。通过将纺织行业中织机中经线的空间关系与配线架中光纤的空间关系进行对比,类比织机引纬过程与光纤跳接的过程,提出了模仿织机引纬的配线方法,深入研究了多种织机的引纬方式,提出了模仿无梭织机中剑杆引纬和片梭引纬的配线方法。然后,根据提出的配线算法和配线方法设计了虚拟样机进行自动配线过程的仿真研究。高穿低跨配线算法在端口面板与跳线侧为1-D对1-D直线对直线形式和直线对圆形式下的光纤运动空间进行分析,并对光纤的配线过程进行仿真。模仿织机剑杆引纬的配线过程包括开口、引纬、闭口三部分动作组成,分别在虚拟样机中进行了仿真。模仿片梭引纬的末端夹持装置驱动源可以分离,分别对其在端口面板为1-D与2-D时的配线过程进行了仿真。最后,通过对几种方法的对比选择了其中较优的直线对圆形式进行样机的研制,并在样机中进行配线试验。在样机中的配线试验良好的验证了高穿低跨配线算法的无缠绕性,同时验证了配线机器人设计的合理性。