随着互联网的普及和用户需求的扩大，全球数据量呈爆炸式增长，推动底层传送网不断向大容量、高速率发展。目前，骨干网波分复用(WDM)技术的单波调制速率正在由10Gb/s逐渐向40Gb/s和100Gb/s过度，然而，对于速率的进一步提升，固定栅格的WDM正面临着自己的极限，无法适用400Gb/s乃至更高的速率，因此，灵活栅格光网络(Flex-Grid)应运而生。另一方面，基于GMPLS智能光网络控制平面技术已经成熟，随着互联网工程任务组(IETF)定义了路径计算单元(PCE)的标准，GMPLS和PCE架构的控制模型被广泛认可。然而，传送平面的升级必然带来控制技术的更新。传统分布式控制模型无法适应灵活栅格光网络频谱连续性、频谱碎片等新的特点，因此，本课题提出了半集中式的控制技术——基于PCE的灵活栅格光网络控制模型，来解决灵活栅格光网络的路由、信令以及复杂的全网控制问题。　　 随着光网络规模的扩大和网络环境的日益复杂，多故障发生概率显著提高。而面对多故障尤其是并发多故障，传统专有保护和共享保护失去了其原有的保护效果。在灵活栅格光网络中，业务保护失败在很短的时间内就会导致大量的数据损失。为了减少多故障带来的业务损失，本课题引入了业务间相关风险的概念，在路由频谱分配算法中根据业务间的相关风险值进行区分路由和限制保护共享，在提高频谱资源利用效率的同时降低全网相关风险，进而降低业务损失。本论文的主要工作包括以下几个方面:　　 一、总结智能光网络控制技术发展现状，在此基础上，针对灵活栅格光网络新的特点提出基于PCE的半集中式控制模型;　　 二、研究基于PCE的跨域路由频谱分配方案(RSA)，对标准的后向回溯路径计算（BRPC）方案进行改进，提出适用于灵活栅格光网络的并行路径计算-后向路径选择(PPC-BRPS)算法;　　 三、设计和搭建包含4个域、200个控制节点的灵活栅格光网络实验平台，实现本文提出的基于PCE的半集中式控制模型;　　 四、提出基于业务间相关风险的多故障共享路径保护算法(SPP_CR)，与传统的专有保护、共享保护和动态负载均衡保护进行对比，并搭建仿真平台进行验证。