在高速宽带业务飞速发展的驱动下,光网络技术的发展呈现出两大突破性趋势:传送层的变革和控制层的重构。因此,如何优化分配光网络传送层的频谱资源,改进控制层的网络结构和实现方法,使光网络更加灵活高效,已经成为近年来光网络组网技术领域的关键研究课题。本文立足于频谱灵活光网络的资源优化和软件定义网络(SDN)使能的光网络控制方法,重点从频谱资源优化分配算法、灵活控制层控制调整方案的设计、基于OpenFlow集中式智能控制的实现等方面进行深入研究,取得了若干具有创新性的成果。完成的主要工作和创新点如下:(1)提出了一种基于频谱连续度的路由和频谱分配(RSA)算法。针对频谱灵活光网络中动态路由计算和频谱分配问题,本文提出一种基于频谱连续度的分段和错位感知RSA算法。该算法在路由分配过程中尽量减少承载业务的新连接对光纤链路上连续频谱造成的分段,避免带来更严重的频谱碎片;在频谱分配过程中尽量减少承载业务的新连接对邻接链路频谱资源的影响,避免打破承载链路和它们的邻接链路之间的可用频谱块的对齐方式,以免影响这些相邻链路组对将来连接请求的承载。仿真结果表明,在三种线路速率和五种线路速率的情况下,相比于四种传统RSA算法的平均阻塞率,基于频谱连续度的分段和错位感知RSA算法的阻塞率分别降低了 26%和12%以上,改善了网络性能。算法性能提升的代价是必须了解全网拓扑和资源使用情况。在现有技术下,路径计算单元(PCE)和软件定义光网络(SDON)均可实现集中路由。若选取以上技术作为频谱灵活光网络的控制平面,可使算法应用于光网络。(2)提出了一种基于OpenFlow的光路资源自适应调整方案。对链路资源进行一步到位的调整方式,无法满足光网络动态灵活和业务自适应的特点。针对光网络的光路资源和光谱资源的自适应、弹性调整需求,本文提出一种基于OpenFlow的光路资源自适应调整方案。在该方案中,设计了三个有意义的上层应用:光域的区分服务、光路传输性能调节、波长冲突或频谱重叠问题的解决。其中前两项属于光路调整的范畴,而第三项属于业务的光谱调整的范畴。在光路传输性能调节方面,首先建立光路传输性能调整的数学模型。然后在此基础上,搭建新器件——链路质量均衡器(LQE)。本文所提控制方案实质上是将OpenFlow应用到光网络中,在动态的场景下对光连接实施自适应的软件控制。其新颖之处在于对运营中的网络提出了动态性能配置的方法,使得网络路由和资源配置所受到的限制变少,从而减少阻塞率,实现了对光网络的光路资源和光谱资源的自适应、弹性调整。(3)研究了基于OpenFlow的智能通道动态性能控制实验方法。可编程器件和灵活软件控制方法的出现,使得动态性能配置有了实施的物理基础和协议基础。针对灵活光网络智能控制问题,论文开展基于OpenFlow的智能通道动态性能控制实验方法的研究。本文在实验测试平台上分别通过开展光域的区分服务、传输质量(QoT)感知的光路传输性能自适应调整和基于OpenFlow的自适应光谱调整三个硬件实验,研究了智能通道动态性能控制实验方法。在建立的实验平台上,对控制平面增加了智能性能控制功能,在传送平面引入了可以实施智能性能控制的可编程节点和器件。通过引入一些可调节性能参数的链路或者节点,使原来网络中由于性能约束失败的业务可成功路由。从而,对于运营中的网络所提出的动态性能配置方案的可行性和有效性得以验证。