随着5G、流媒体、虚拟现实、自动驾驶等新兴应用的出现,终端用户对光通信网络的带宽、时延和信号灵活性都提出了更高的要求。而光网络不仅需要增加传输带宽来保证信息传输的容量,更需要提高光网络带宽的灵活性来提高带宽的效率。而目前光网络分为接入网、城域网、核心网,以及即数据中心网。接入网技术的发展已经迈进了50G/100G无源光网络（PON）阶段,所以如何提高PON带宽分配灵活性从而为用户提供高质量服务成为目前研究的热点。城域网速率上已经实现单载波百G光信号的百公里传输,如何增加光分插复用器（ROADM）的灵活性并完成毫秒级的光路重配,是城域网络发展的重点和热点问题。数据中心网（DCN）中,面对DCN的大规模、高能耗、大带宽带来的挑战,如何提高DCN网络灵活配置和全光交换是未来技术发展的主题之一。而随着软件定义网（SDN）的出现,光网络的发展带来了新的契机,采用控制平面和数据平面分离的架构可以大幅提高了网络管控的效率。随着软件定义光网络（SDON）概念的提出,目前该领域已经成为光网络技术研究的热点问题,受到广泛关注。然而,SDON技术的发展还存在不足,很多光网络上的问题还没有得到有效解决。本论文在基于软件定义光网络概念的基础上,通过软件定义的方法来增加光网络的灵活性,进而实现对光网络各个领域的带宽资源管理进行优化。本论文对接入网动态带宽分配算法,路由与频谱分配算法,光分组交换端口冲突解决方案,以及数据中心负载平衡算法进行了研究。论文的主要研究工作和创新点如下:1.接入网中基于软件定义的动态波长-带宽联合分配算法论文研究了波分/时分复用无源光网络（WDM/TDM-PON）中的波长和时隙的带宽分配问题。提出一种可以实现波长调度的多子PON架构,并且提出了一种可以有效分配时隙和波长的动态调度算法。该算法可以对时隙和波长进行二维带宽分配,并且支持业务分级来保证高等级业务的服务质量。该方法采用光线路终端（OLT）对光带宽分配周期中的时隙实现动态分配,并通过软件定义网的控制器来实现波长的分配,在二维资源调度空间中实现更灵活的资源调度。论文通过仿真和实验对提出的算法进行了研究。2.软件定义的频谱灵活光网络（EON）中基于蚁群优化的路由与频谱分配算法论文研究了以EON为框架的路由和频谱分配算法,提出了一种多层拓扑模型,并提出了一种基于频谱连贯度和蚁群优化的路由与频谱分配算法。基于论文提出的多层拓扑模型及频谱连贯度统计方法,将提出的算法与现有算法进行了仿真比较。仿真结果表明相较于目前已有算法,论文提出的算法可以降低5%以上的光路建立的阻塞率,提高链路利用率,并且减少频谱碎片的产生。3.DCN中基于软件定义网的全光交换机的分组冲突解决方案及负载平衡方案论文研究了基于快速光交换和流控制（Flow Control）的DCN中光分组冲突解决方案和负载均衡问题。提出了基于混合轮询的光分组冲突解决方案,并基于OPSquare的DCN架构为所提出的方案进行了实验和仿真研究。结果证明了论文提出的混合轮询方案能有效降低丢包率,提高吞吐量,并降低平均时延。论文提出了一种基于SDN的负载平衡方案。通过仿真,将提出的方案与现有方案进行比较。结果表明提出的方案可以提高吞吐量,并降低丢包率。