随着因特网的不断发展,多种业务如实时流媒体通信、大容量数据传输等对带宽资源要求很高的业务迅速兴起和发展,用户对网络带宽的需求也日益提高,给光网络的发展带来了很多机遇和挑战。在光网络中,节点需要消耗大量的计算资源来处理数量众多的路径计算请求和请求中的约束条件,这就对网络设备的性能提出了很高的要求。针对此问题,IETF(Internet Engineering Task Force)工作组提出了路径计算单元(PCE)的概念,PCE是一个实体并且它可以根据网络拓扑信息计算出需要的路由,同时在计算过程中应用约束条件。PCE实体是一个可以存在于网络节点或组件中的与网络分离的服务器应用软件程序。它使用独立的资源来进行路径计算。在多层多域光网络中基于PCE的路径计算方式有利于网络的大规模扩展和网络资源的优化使用。本论文工作是在参加国家863计划目标导向课题“可大规模扩展的多层多域智能光网络关键技术与试验系统”的基础之上而完成的。论文的主要工作如下：(1)阐述了PCE体系结构,参与设计并实现了多层多域光网络中基于PCE的算路方案,给出了分级路径计算、双路由-前向路径计算和层次化双路由-后向路径计算方案的实现细节,通过实际网路测试比较分析了不同方案的性能。(2)提出了一种基于PCE体系结构的热备份模型,设计了该模型的架构、热备份机制以及PCE模块保护模式。对PCEP协议进行了扩展。通过对每个域的PCE设备做热备份模型及集群化计算模式来解决发生故障时的路径计算问题,这样可以提高网络的可靠性。(3)提出了一种方案：在使能流量工程的网络中设定一个阈值,在小于这个阈值时不使能流量工程,以节省带宽降低网络负载,在大于这个阈值时使能流量工程,以降低网络的阻塞率。进行了仿真分析,仿真结果验证了上述方案,并提供了一种确定阈值的方法,在网络性能可被接受的前提下,大大减少了TE—LSA的泛洪量。