随着通信技术的进步和人们生活水平的提高，电信网络面临着流量流向更复杂、带宽要求更大、质量要求更高的业务需求;同时在各种灾害日益频发的环境中，电信网络在应对飓风、地震、恐怖袭击等突发事件破坏时表现出诸多脆弱性。由于电信网络本身是一个多层结构，电信设备和业务需求中存在着各种不确定的不利因素，从而相应的可靠性网络设计难度增大，如何针对电信设备失效，业务需求不确定等影响因素，在保障电信服务质量的前提下，优化网络结构和资源配置，提高网络设计的可靠性成为一个非常重要和亟需解决的研究课题。　　 目前电信网络的可靠性保障措施主要有三种，即专用路径保护、共享路径保护和按需共享保护。在单设备失效时，按需共享保护兼具前两者的优点而有着良好的研究前景，它具有较好的相应时间、带宽要求和管理复杂度，本文根据按需共享保护的思想，以电信核心传送网络资源优化配置为研究对象，基于情景分析和鲁棒优化理论，面向可靠性的网络要求，提出网络节点或链路失效，需求不确定等可靠性情景下的电信网络优化设计问题。通过对电信网络设计问题研究现状的系统分析，从多层电信网络的必要关键问题，即面向可靠性要求的单层网络设计问题，到双层网络协调优化问题来展开研究，建立对应不同可靠性情景下的混合整数规划模型，针对研究问题模型的特征设计启发式算法。具体内容如下:　　 第一，在分层网络结构中，IP层中转节点（路由器）容易受到攻击或影响，可能造成网络需求双方无法通过失效节点连通，或者网络承载的流量变化使得某些网络流超过网络设备的负载能力。以此为背景考虑单层网络单节点失效情景下的网络设计问题。通过采用离散情景来描述节点失效，以保证需求满足的可行流约束、链路和节点的容量约束，以及需求节点对之间的路由跳数等约束，以节点建设费用，端口配置费用，和由于加载网络流量带来的链路建设费用之和最小化为优化目标，建立多情景的优化模型。根据模型决策变量之间的联系，提出多个单情景混合整数规划模型和多个单情景非线性规划模型。并由此设计出基于分支定界、非线性全局优化和Benders分解技术的三种启发式算法，在数值试验中，通过算例给出满足任意网络中转节点失效情景下的中转节点端口配置和网络链路的容量配置方案，以及不同节点失效情景下的路径选择方案，并与现有“1+1”专用路径保护措施的可靠性代价比较，验证本文模型和算法的有效性。　　 第二，鉴于电信网络运行过程中，业务层的需求流量往往是随时间，业务升级，电信运营政策或突发故障事件而变化的，由此导致IP层或传输层加载的流量发生变化。由于需求变量的随机分布等统计特征很难确定，本文在不确定需求的有界闭凸集中设计离散的实现情景，建立单层网络多需求情景下的网络设计模型。除了需求不确定的情景约束，它与单节点失效情景下的模型在目标函数和约束条件在构成形式上相似，但是情景的生成方法和模型求解过程不同。在相对鲁棒决策准则下建立鲁棒模型，并设计基于需求情景子集选择的情景松弛算法求解，其优点是只需选取较小有效情景子集来计算鲁棒最优解。算例给出基于需求情景生成的网络中转节点端口配置方案，链路容量配置方案，比较不同的初始情景子集选择策略对计算效果的影响，验证模型的实际可行性和算法的有效性。　　 第三，基于单层网络和多层网络设计问题的联系和区别，进一步提出IP层和传输层电信网络协调优化调整问题，考虑IP层的容量约束，可行流约束和路由跳数约束，以及与承载对应IP层链路流量的物理层链路容量约束，结合两层网络映射关系确定有效的IP链路集合，从而分别建立基于节点（或链路）失效、和需求不确定情景下的优化模型。在2001年中美海底光缆中断事件的背景下，基于SNDLIB数据库中网络数据的算例分析，给出在物理层链路失效的情况下，IP层的网络结构变化，再结合IP层存在的节点失效情景，对IP层的网络资源配置进行优化调整，包括IP层节点配置的端口数，IP层链路配置的容量模块数和链路加载的流量方案，同时给出对应物理层链路波道数的配置方案，从而验证了模型是有效可行的。　　 由此，本文给出突发事件下电信网络可靠性研究的新途径，为电信网络演进可靠性方面的资源配置优化策略提供有益参考。