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近年来,电信业有着最显著的发展趋势,以云计算、网络电视(IPTV)、O2O (Online To Offline)、物联网等为代表的新型业务日益兴起。数据业务爆发式增长以及下一代网络技术的发展,使电信运营商纷纷建设基于IP/MPLS over WDM的大容量、多业务承载网。下一代新型的电信业务与传统电信业务相比,具有更高的动态特性和不可预测性,因此需要作为物理层的光网络提供更高的灵活性和智能化功能,以便在网络拓扑及业务分布发生变化时能够快速响应,实现业务的灵活调度。在骨干承载网中,交换节点ROADM (Reconfigurable Optical Add/Drop Multiplexers)具有远程配置功能,即可动态改变波长信道的上下路状态,实现了网络资源的动态、灵活分配,大大简化了网络部署规划,提高了网络资源利用率。ROADM使得WDM光网络具有可重构能力,使光网络向智能化进一步发展。下一代的ROADM要求具备无色无向无竞争(CDC, Colorless, Directionless, Contentionless)的特性,其中无竞争性的实现需要在ROADM结构中增加“竞争消除”结构以避免节点内部的波长竞争。这必然额外地增加了ROADM节点的硬件成本和功耗。因此本文在意识到节点内部竞争的ROADM光网络中,研究不同的收发机资源配置对光网络性能的影响,去除节点内冗余的“竞争消除”硬件。这样,在实际应用中,优化设计的ROADM节点不仅表现出无竞争特性,又使得光网络获得最佳的网络性能。本文设计了一种具有业务疏导功能的ROADM交换节点结构,建立网络资源调度算法的整数线性规划(ILP, Integer Linear Programming)模型,设计相应的意识到节点内部竞争的启发性算法(INCF-RWA, Intra-node Contention-free RWA)。分析不同收发机资源配置与网络性能之间的关系,在满足最佳网络性能的前提下,优化ROADM结构,降低节点成本,减少节点功耗,最后分析了业务阻塞的原因。实验仿真中,分别采用了主／备收发机模块结构和共享式收发机模块结构进行了研究。仿真结果显示,每个模块中的收发机数目与光纤链路中的波长数相等时,仅配置两个收发机模块的ROADM节点结构即可实现“无竞争”特性。同时,对于主／备收发机模块结构,备用模块中的收发机数目可以减少为主模块收发机数目的37.5%;对于共享式收发机模块结构,每个模块中的收发机数目可以减少为波长数目的68.7%。通过优化设计的ROADM结构,不仅去除了冗余硬件,又可获得与“完全无竞争”ROADM结构近似相同的网络性能,从而有效降低了网络节点硬件成本和功耗。