进入21世纪后,以对等通信(P2P)业务为代表的互联网业务蓬勃发展,世界网络带宽需求的年增长率高达50%-100%。在业务驱动下,下一代传送网正朝着高速率、大容量、超长距离传输等方向演进,智能化是其发展的必然趋势。波长交换光网络(WSON),即基于WDM传送网的ASON,是IETF标准组织倡导的OTN的骨干传送网和第三代全光网的智能波分标准。WSON交叉连接的对象是光层波长通道,与电层交换处理需求存在着很大差别。一方面,由于全光波长变换器件不成熟,光路在每一段链路上需要保持波长一致性,从而对控制平面的路径选择和资源分配提出了更为严格的要求。另一方面,由于WSON透明传送的特点,端到端光路随着传输距离和节点跳数增加,存在物理损伤积累现象,目前全光3R再生技术尚不成熟,导致波长通道光信号质量因损伤积累而严重下降甚至不可用,迫切需要发展物理损伤约束感知的新型路径计算技术。针对上述问题,论文分析比较了通用多协议标签交换(GMPLS)分布式控制平面和路径计算单元(PCE)集中式控制平面两种WSON组网模式下的约束路由计算关键技术,主要工作和创新性成果如下：(1)针对基于GMPLS分布式控制的波长一致性约束路由方案中因流量工程信息不准确导致的前向波长预留失败问题,提出基于PCE的集中式路径计算和波长预留方案,以有效降低网络阻塞率。包括：通过采集全局路由信息实施波长预留,可完全避免前向预留失败；扩展PCEP协议技术支持发布流量工程信息,可快速同步流量信息库；采用一次信令技术,可减少信令时延。同时,针对波长一致性约束信令方案中信令时延过长造成后向信令冲突的问题,提出了基于PCE的后向回溯波长分配信令方案,具有集中式回溯机制探测可用波长的特点,在网络重负载下能够有效抑制后向信令冲突。(2)针对传统分布式路由计算和波长分配方案难以实现多域多故障下准确重路由的问题,论文提出基于PCE的快速重路由方案,通过建立重路由消息缓冲器为多域多故障环境提供集中式重路由计算,可以有效地抑制网络多故障引发重路由时波长通道预留冲突概率,提高网络生存性。(3)针对不同控制通道带宽下大数据量物理损伤信息发布过程对流量工程信息泛洪收敛性的影响严重程度进行了组网试验分析和对比,提出：扩展PCEP协议发布物理损伤信息的PCE信息库同步方案,以减少物理损伤信息发布数量；控制通道物理损伤信息的数据压缩传输方案,以减小物理损伤信息数据包的规模。通过上述解决措施,可以有效抑制有限带宽条件下物理损伤信息发布对控制平面性能的影响。进一步,提出GMPLS路由协议和PCEP协议的扩展方案以支持上述功能。(4)参照ASON/WSON/PCE/GMPLS标准,遵循模块内高内聚、模块间低耦合的设计原则,设计并研制具备分布式和集中式路径计算功能的WSON仿真软件,具有高度模块化设计特点,易于扩展应用于多层多域光网络的仿真。(5)针对分布式网络单物理机仿真单节点方案存在的成本高、设备资源利用率低等问题,提出基于虚拟机软件技术搭建模拟试验网络的解决方案,支持单台服务器设备仿真多个控制平面节点的能力,从而可有效降低仿真硬件成本和试验网络维护成本。