随着网络的发展,以云计算、物联网、车联网、虚拟现实、视频会议等为代表的新型业务不断涌现,为光接入网的发展带来了新的机遇和挑战。传统接入网架构无法适应业务的动态性,导致带宽的需求和供给不匹配,将造成带宽碎片化问题,当业务所需带宽资源的粒度较大时,会严重影响接入网的带宽利用效率。针对上述带宽碎片问题,本文研究了下一代灵活光接入网架构。同时,本文在此架构的基础上,分情况对OLT集群的动态资源分配方案进行了研究。具体而言,本文的主要创新成果如下:一、提出了一种基于遗传禁忌搜索算法的带宽碎片整理机制。针对OLT集群的一部分波长无法给其下新增单个用户/业务提供足够带宽的情况,本文从带宽碎片的角度出发,在灵活光接入网架构下提出ONU动态迁移及波长共享机制,实现对网络中带宽资源片段的整合,为新增用户/业务提供带宽,从而提高业务的通过率,提高网络的带宽资源利用率。该机制使用了遗传禁忌搜索算法,能在庞大的解空间中较为快速的找到优解。在本文设置的仿真条件下,仿真结果显示,经过算法优化后,在可接受的迁移损耗范围内能有效降低TWDM PON系统的带宽资源碎片度。在不增加额外波长时,最高能降低38%左右;而在借助于波长共享机制,增加额外波长时,最高能降低78%左右。二、提出了一种基于贪心遗传混合算法的ONU优化迁移机制。针对OLT集群的某一波长下由于大规模的用户/业务同时接入而产生突发的大量带宽需求,导致带宽供应不足的现象,本文从带宽碎片的角度出发,在灵活光接入网架构下提出了一种ONU动态迁移机制,尽量为突发大规模的业务提供其所需求的大量带宽,减少业务因拥塞引起的时延问题,提高OLT集群带宽资源的总利用效率。针对上述现象的典型场景——铁路场景对算法耗时的特殊要求,该机制使用了贪心遗传混合算法。在本文设置的仿真条件下,仿真结果显示,相比于普通遗传算法,本算法的带宽资源满足率增加了31%左右;且本算法达到优解的收敛代数平均只有1/4左右,大大加快了其收敛速度,能在较短的时间内给出较优的ONU迁移调度方案。经过算法优化后,相比于不进行碎片整理的机制而言,本机制最多能将带宽资源满足率提高56%左右;相比于随机迁移的机制而言,本机制最多能将带宽资源满足率大幅提高68%左右;相比于不迁移的机制而言,本机制最多能将带宽资源满足率大幅提高88%左右。