以光纤、波带和波长为主的三层多粒度光交叉连接（Multi-Granularity Optical Cross-Connect,MG-OXC）结构已得到广泛应用,但该结构中波长利用率低、波带受波长连续性限制。而基于光码分复用技术（Optical Code Division Multiplex,OCDM）的三层结构,可以提高波长利用率,但端口使用数明显增多。针对以上问题,本文采用包含光纤、波带、波长和光码四层粒度的MG-OXC结构,对其硬件结构、控制层面和资源分配三方面进行研究。首先,在硬件方面,介绍四层MG-OXC的具体结构组成,一方面应用光码粒度以提高波长利用率,另一方面使用码群路由（Code Group Routing Entity,CGRE）结构以降低业务传输时的端口使用量。其次,在控制层面,本文着重介绍了层次PCE（Hierarchical Path Computation Element,H-PCE）的结构与通信过程,提出基于传送SDN（Transport-Software Defined Networking,T-SDN）且用于H-PCE的双向备份PCE结构,以降低网络复杂度和瘫痪风险。然后,对四层MG-OXC结构下的多粒度资源分配过程进行研究,包括波长分配、波长捆绑、光码资源分配。本文在波带交换（Waveband Switching,WBS）的基础上提出最大公共路径捆绑算法,在CGRE光码捆绑的基础上提出码群（Code Group,CG）业务的波长选择策略,以减少业务传输中的解绑捆绑次数和端口数目,提升业务传输效率;对四层MG-OXC资源分配过程做总结叙述。最后,将四层MG-OXC结构与两类三层结构的端口数进行对比,分析四层结构中WBS模块对降低端口使用量所起到的积极效果;对使用OCDM与CGRE的两种四层结构的端口数目做对比,发现CGRE的光码捆绑可有效降低端口数目;对CGRE丢包率进行分析,发现光码的合理捆绑可降低丢包率;文章结尾验证分析了光码粒度的增加可以提升波长利用率。