传统波分复用(WDM)网络中的固定栅格分配方式存在资源利用率低的固有缺点,弹性光网络(EON)具有更为精细的频谱资源分配粒度,可以提供动态灵活的带宽供给和实现高效的频谱资源利用。为了进一步提高光网络的传输容量和业务承载的灵活性,将多芯光纤(MCF)与弹性光网络相结合构成的空分复用弹性光网络(SDM-EON)被学术界广泛认为是下一代光网络的主要技术。芯间串扰及以及路由/纤芯和频谱分配问题是SDM-EON中的关键技术,论文采用理论分析和数值方法等方法,对其进行了全面深入的研究。论文首先全面分析和介绍了弹性光网络的基本原理、基本架构与关键技术,对于多芯光纤引入带来的芯间串扰(XT)等因素进行了分析,重点研究了空分复用弹性光网络中的路由、纤芯和频谱分配问题。针对SDM-EON动态业务环境下的路由与资源分配问题,论文提出以频谱资源可用度(ASR)参数评估链路中频谱资源的可用程度,并以此作为RCSA算法中纤芯选择和频谱资源分配的依据。由于多芯光纤的引入产生的芯间串扰会影响SDM-EON中的信号传输质量,论文引入频谱状态评估(SSE)来表征当前网络中的串扰情况,并基于此评估RCSA算法候选方案的串扰程度。论文提出了一种改进的基于频谱状态的联合RCSA算法(ASR-RCSA),该算法从网络中的资源角度出发,评估了一系列网络中资源情况。在纤芯的选择过程中,通过计算联合纤芯资源的ASR值以选择合适的纤芯组合进行分配。仿真结果表明与FF-RCSA以及RF-RCSA算法相比,改进算法在网络阻塞率及频谱资源利用率等方面具有明显性能提升。针对SDM-EON中芯间串扰受相邻纤芯间距影响的特性,论文提出了基于频谱分块的RCSA算法,根据纤芯的分类和频谱分块来实现频谱资源的优化和串扰的抑制。改进算法在进行纤芯选择及资源分配时,首先在优先区域寻找是否存在可用的频谱资源,如存在则业务可以直接传输并忽略串扰的影响;如果不存在,则需要在普通区域寻找合适的资源进行频谱分配,通过SSE计算候选分配方案可能产生的串扰,选择串扰影响较小的方案进行业务的传输。理论分析和数值仿真结果验证了算法的有效性。