随着通信容量需求的急剧扩大,波分复用(WDM)技术获得了广泛的应用.然而,对大容量的WDM光网络而言,传输服务的中断将产生严重的后果,因此研究光网络的可靠性具有很重用的现实意义.本文主要研究光网络可靠性的评估模型、分析制约网络可靠性的因素以及提高网络可靠性的办法.在用齐次连续时间马尔可夫链分析可修系统可用度方法的基础上,建立了光交叉连接器(OXC)的通道可用度模型,并分析了不同结构对OXC通道可用度的影响,证明使用光耦合器是最可靠的、结构简单的方案.建立了环形光网的可用度模型,分别在单修复和多修复两种情况下分析了节点故障率、节点修复率、光缆故障率、光缆修复率以及环节点数对坏网可用度的影响,发现节点故障率、节点修复率和节点数是影响环网可用度最重要的因素.分析表明,多修复系统可以有效地提高环网的可用度.建立了光通道可用度模型,发现工作通道的可用度随着跨度的增加而降低,指出给工作通道提供保护通道可以有效地提高连接的可用度.研究了利用区分可靠性概念来设计WDM环网的方法.首次提出以通道可用度作为区分可靠性的标准,以及基于通道可用度的重用保护波长机制.给出了一种启发式RWA算法—最难重用优先算法.利用该设计方案可以在满足每个连接可用度要求的同时,最小化环网所需的波长里程数.并且WDM层可以向业务层透明地提供满足不同可用度要求的连接,从而简化了分层网络设计的难度.仿真结果表明,在均匀业务模型下,随着连接的可靠性要求降低,环网使用的波长里程数减少,重用的波长里程数增加.该规律在不同的业务比下都适用,这有助于在设计WDM环网时综合考虑可靠性指标和建设成本的关系.