随着宽带业务数据中心与云计算业务的飞速发展,光网络正承受业务流量爆炸式增长带来的巨大压力,超大容量与动态灵活成为全光网技术未来的发展趋势目前WDM网络采取固定频谱栅格的资源分配方式,突现出灵活性差频谱效率低的缺点新型的灵活栅格光网络利用可变带宽的光收发和光交换机制,实现了谱资源根据需要灵活地分配,支持超级信道的建立与此同时,灵活栅格光网络也面临着复杂的频谱资源分配频谱碎片化和复杂业务需求高效承载等网络优化问题以这些问题为出发点,本文在国家973课题"Pbps级可控管光网络基础研究”的支撑下,主要研究灵活栅格光网络的关键技术,特别是研究路由与频谱资源分配以及频谱碎片整理问题,并取得了若干具有创新性的研究成果。主要工作和创新性成果如下：第一针对灵活栅格光网络中频谱碎片问题,通过对相邻链路上频谱连续性的合理建模,本文提出两种碎片评估方案：频谱融合度(SFD)与碎片融合度(FFD)仿真显示所提出评估方案可以准确地指示网络中频谱碎片的情况基于SFD和FFD,本文分别针对动态和准动态的网络环境,提出了多种碎片整理算法在动态环境下,通过白适应的感知网络碎片的生成情况,通过移动有限数量的业务促进了频谱碎片的融合,改善了网络的性能利用SFD和FFD作为评价函数,提出了面向碎片整理的遗传算法,用于指导链路的迁移仿真结果显示相比于已有的算法,本文提出的方案能有效降低频谱碎片对网络的影响第二通过分析研究了动态环境下频谱碎片产生机理及碎片整理的方法,本文引入频谱放置窗口/点与频谱融合序列等概念,提出了面向频谱融合的路由频谱分配算法通过同时考虑业务路径和业务相邻路径上的频谱碎片情况,将频谱汇聚在一定范围内以优化网络的资源使用情况仿真结果显示本文提出的算法表现出了较好的网络阻塞性能和资源使用率第三本文针对动态和静态的网络环境下的面向时变业务的路由和频谱分配问题进行了研究对于静态业务,本文提出了面向流量均衡的最优最短路的路由和频谱分配算法,通过找到各个连接请求间最好的路径组合方案,均衡链路上资源的使用情况,尽量减少全网频隙使用的数量对于动态网络环境下面向时变业务的路由与频谱分配问题,本文提出了最大共享频谱算法,通过实时调整连接占用频谱的数量和位置,以扩展出满足为小粒度业务或者持续时间短的业务的频谱空间