更高带宽、更低能耗是未来数据中心发展的方向,为了提高交换速率、降低能耗,本文提出了一个支持数据中心透明多跳连接的柔性网格的全光互联结构。在机柜间通信的全光多跳路由中,光信号直接通过搭建在中转机柜对应的柔性网格的波长选择交换机(flex-grid WSS)之间的光纤环路,经过环路后回到光交换阵列(OSM)进入下一跳;而不是通过中转机柜顶(ToR)上的带宽可变收发机(BVT),信号重收发后进入下一跳。和传统的基于光电光转换的光互联结构相比,本文提出的全光互联结构能够去机柜顶上的信号中继,从而减少功率消耗、降低系统造价。为了验证这个全光互联结构的传输性能,用蒙特卡罗仿真对系统进行了点对点通信的模拟。在不同调制格式、不同信号波特率、经过全光路由不同跳数等情况下,观测了系统接收端误码率随接收端光功率的变化趋势。这个结构还应用了跳数适应性频谱分配,进一步提高了结构的频谱效率。仿真还分析了不同调制格式、不同跳数情况下系统的频谱效率,也评估了目标误码率和器件插入损耗等系统参数的变化对频谱效率的影响。仿真结果显示相比于非适应性频谱分配方法,适应性方法提高频谱效率的效果随着目标误码率升高和器件插损增大而增强。为了更好地利用全光互联结构的特性,本文又提出一个混合路由方法,并结合相应的频谱分配技术,提出了新的路由和适应性频谱分配算法PathproRSA。在本文工作之前的研究中,研究者们为每跳中继的多跳互联结构设计了路由和频谱分配算法"EO"RSA,为全光多跳互联结构设计了相应的路由和频谱分配算法"AO"RSA。与"EO"RSA相比Pathpro RSA有更高的可变带宽收发机的资源利用率,而与“AO”RSA相比PathproRSA实现了更高的系统连接度和频谱利用灵活性。为了观察系统应用PathproRSA算法的网络层交换性能,本文研究了不同参数如数据负载容量,不同速率连接请求到达的分布,网络资源分布,机柜数量,结构连接度等的变化对PathproRSA选择代价函数的影响,以及对系统连接阻塞率的影响。仿真结果说明采用优化代价函数的PathproRSA性能始终优于“EO”RSA和“AO”RSA,实现了更高的网络资源利用率,同时采用PathproRSA的结构具有更高的可扩展性。