宽带接入是信息高速公路的最后一公里,提供用户接入服务,是各种互联网服务的重要基础设施。激增的终端设备和宽带业务导致用户接入网络的方式与场景越来越复杂,如何高效利用庞大的带宽资源、灵活提供差异化业务与服务、低成本绿色运营管理成为全球运营商对下一代光接入网在带宽之外的一大重要诉求,而传统光接入网缺乏全局控制能力和资源实时反馈优化机制,难以满足上述需求。针对上述问题和挑战,本论文以面向光接入网的软件定义集中控制为研究核心,围绕光接入网迫切的智能化需求,针对资源管理、QoS、业务接入三大应用场景开展研究工作,提出了具体的网络架构、实现机制和算法策略,并通过实验和网络仿真平台加以验证。本文主要的研究成果包括：1、针对未来光接入网灵活的资源调度和高度定制的业务服务质量需求,提出了一种软件定义光接入网(SDOAN)统一控制架构,设计了协议扩展和实现机制。相比目前分布式网管系统,实时控制能力和跨不同接入域的全局视角为网络资源的高效利用、低成本的远程管理、高度定制的业务接入提供重要参考。2、在基于SDOAN集中式控制架构下,提出了面向异构网络的动态带宽优化算法。网络资源通过可编程接口统一抽象后提供给集中控制器,再通过全局实时的调度策略实现带宽资源的最优配置,并引入带宽恢复策略保证资源分配的公平性。在多接入域切换的应用场景下,网络仿真结果表明SDOAN动态带宽优化算法能有效提高了网络资源利用率(整体网络负载80%情况下资源利用率提升20%),特别是在多接入场景切换情况下有效保证了用户体验的一致性。3、围绕用户定制业务接入应用场景,提出了宽带定制业务快速交付解决方案,通过高度抽象的虚拟化业务平台面向互联网内容服务商和终端用户提供高级别的个性化增值业务服务。最后基于NOX控制器开发了光接入网集中式控制实验平台,通过流媒体视频业务验证了本论文提出的集中式网络控制架构和动态带宽优化算法。