随着网络新型业务的与日俱增,大容量与灵活性的特征逐渐凸显,一方面大容量特征迫使光纤资源在频域维度几乎使用殆尽,单芯光纤的传输容量已经逼近香农极限,迫切需要探索空域维度进一步提升光纤通信系统的传输容量。另一方面具有时域特性的灵活性提前预留业务大量涌现,如何协同分配时域与频域资源亟需探讨。为应对上述挑战,光网络虚拟化技术能够通过切分底层资源,使得用户利用底层物理资源作为一种服务而不必感知实现细节,能够将时域、空域以及频域等多维资源进行抽象并协同分配,有效提高多维资源利用率。论文围绕业务大容量与灵活性的特征,提出了多维资源光网络虚拟化技术,研究了面向空分复用弹性光网络的资源分配技术,以及时域频域资源协同分配技术。论文主要工作如下:第一,针对空分复用弹性光网络中频域与空域多维资源协同分配问题,建立了基于串扰感知的频谱紧致度资源描述模型,并在此基础上提出了两种路由、纤芯及频谱资源分配算法（RCSA）,即首发命中的串扰感知频谱紧致度RCSA算法（FF-CASC）以及随机的串扰感知频谱紧致度RCSA算法（RF-CASC）。数值仿真结果表明,相比于传统的串扰感知RCSA算法,本文提出的FF-CASC与RF-CASC算法均能有效降低阻塞率,并提高资源利用率,其中FF-CASC算法性能最佳,其能降低阻塞率约 39%。第二,针对空分复用弹性光网络下的虚拟光网络映射问题,论文通过引入网络元素映射能力的概念,即链路映射能力及节点映射能力,建立了基于网络元素映射能力的虚拟资源描述模型,并基于此模型,提出了相邻链路虚拟光网络映射算法（ALEA）以及远距离链路虚拟光网络映射算法（RLEA）。本文将这两种映射算法与传统的虚拟光网络映射算法进行了对比。仿真结果表明,ALEA与RLEA算法均能降低阻塞率并提高成本收益比,其中RLEA算法能够降低阻塞率约40%,并能提高成本收益比约8%。第三,针对提前预留业务时域与频域多维资源场景下的虚拟光网络映射问题,论文首先围绕提前预留业务的特点,探索时间及频谱二维资源碎片产生的机理,设计了二维资源规整度度量方法,基于此方法,为了减少二维资源碎片及解决资源不充足问题,论文提出了一种多路径碎片感知的路由、调制格式、频谱分配算法（MPFA）。并基于二维资源规整度度量方法,本文提出了二维资源碎片感知的虚拟网络映射算法（TDFA）以及二维资源碎片与一致性感知虚拟网络映射算法（FCA）。通过数值仿真表明,在不同的持续时间或者不同的仿真拓扑上,本文所提出的TDFA及FCA算法均能有效降低业务阻塞率,并提高网络资源利用率。