资源预留是光网络智能化的一项关键技术。分布式的资源预留机制具有生存性强、可扩展性好等优点,因此成为了光网络资源预留技术的发展方向。本论文从软件仿真实验、网络理论分析、硬件实验验证三个方面对分布式预留机制进行了研究。论文基于离散事件仿真技术建立了软件仿真实验平台,对不同网络环境、业务参数、方案选择情况下的预留机制进行了系统的比较研究及分析,发现资源冲突在分布式特性显著的网络环境中是网络阻塞率恶化的主要原因。论文分别基于独立假设及相关假设发展了分布式预留机制的阻塞率分析模型。模型适用于对双向光通道连接请求的阻塞率分析;综合考虑了信令传输时延、信令处理时延及光交叉矩阵配置时延;其中独立假设模型还可用于对不同波长选择策略的分析;可扩展至多光纤网络环境。数值结果验证了模型的分析准确性。论文分析了降低网络阻塞率的可行方法,提出了混合式预留思想及其自适应波长选择策略改进机制。仿真结果表明自适应混合预留机制可以显著降低网络阻塞率,并保持较低的建路时延及信令消耗。论文对分布式预留机制在多光纤环境下的阻塞率性能进行了研究,发现现有机制无法在单光纤网络及多光纤网络中同时取得最优结果。论文提出了一种新的预留方案。该方案在单光纤及多光纤环境下均能取得最低的网络阻塞率。论文对分布式网络恢复进行了研究,发现恢复操作之间的资源冲突是造成恢复失败的重要原因。论文提出了一种新型的分布式网络恢复机制。数值结果表明该机制能在各种条件下有效地提高恢复成功率并保持较短的恢复时间。论文结合组内科研项目,建立了光网络分布式控制硬件实验平台,该平台是我国第一个自动交换光网络实验系统。在该平台上开展了环网自愈、分布式网络恢复、自动交换光网络基本功能验证、分布式资源预留信令机制比较等实验研究。