近年来，随着高清视频、网络电视、云计算等新兴网络应用的发展，互联网流量迅速增长，几乎每两年翻一番。基于波分复用WDM（Wavelength DivisionMultiplexing）的光网络技术是满足流量需求的重要解决方案之一，但是它固定、粗粒度的频谱分配特点决定了WDM只能提供固定带宽服务，并且频谱效率不高，使得光纤频谱的使用正在接近其物理极限。新的业务需求一种支持灵活数据速率、大容量、高频谱效率的光网络。灵活栅格光网络是解决WDM光网络上述问题的一个热门方案，它使用更细小的频谱分配粒度，减少了光载波分配过程中频谱资源的浪费；它通过调整分配给光路径的连续光载波的数目，支持各种不同数据速率的业务。本论文工作的主要内容是改进传统可重构光分叉复用器（ROADM）网络，提出一种基于集中式多波长光源（C-MCLS）的光下行-添加-下行(Drop-Add-Drop)网络结构，使它支持灵活频谱分配。本论文还提出了一种灵活的频谱分配算法：最小频谱碎片优先算法。提案网络的优点是使用C-MCLS产生的光载波作为光源，代替传统网络中分布式激光器光源，这样节约了网络建设成本并降低了波长管理复杂度。由于该网络是一种灵活栅格光网络，它支持灵活的频谱分配方式，所以具有更高的频谱效率。本论文的研究成果如下：首先通过理论分析推导出反映网络性能的两个重要指标——光路径阻塞率和有效频谱效率，接着通过仿真对比了传统ROADM网络与提案网络的性能，并研究载波间隔和保护带宽对提案网络性能的影响。仿真结果表明，在相同负载下，提案网络比传统ROADM网络具有更低的光路径阻塞率及更高的有效频谱效率。论文还比较了提案频谱分配算法与两种参考算法，仿真结果表明，最小频谱碎片请求优先算法具有最均衡的性能。最佳信道间隔仿真显示，当低速率流量请求在流量模型中占主要地位时，窄小的信道间隔比如6.25GHz和12.5GHz能显著降低光路径阻塞率。对三种流量模型的仿真分析还表明，随着流量请求数据速率的增加，细小载波间隔带来的网络性能优势逐渐消失。