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云计算、大数据、数据中心等新型数据业务对网络服务提出了更多要求:低时延、更高的可用性与保证服务质量的端到端业务调度,其爆炸式增长趋势给光网络的智能化发展带来强大的驱动力。由于传统波分复用光网络以波长为单位划分信道,带宽资源利用率极低。为更有效、灵活地承载数据业务,灵活光网络被提出并深入发展。从SDH(Synchronous Digital Hierarchy,同步数字体系)光网络到传统波分复用光网络再到灵活光网络,整个历程均是为满足数据业务大容量、高效率、多粒度的传送需求而发展。随着光网络规模的不断扩大,全网划分成众多子网所构成的多域网络需要积极响应数据业务中用户、业务以及网络的可控、可管,多业务差异化承载等管控能力。软件定义网络(Software Defined Network,SDN)的新型网络架构可实现灵活、高效、智能的调度和调节,引入光网络形成软件定义光网络可为其提供开放性、灵活性以及可管可控功能。物理层损伤对于光网络来说是影响其信号传输质量的主要因素。另外,为积极响应构建绿色网络号召,节能问题也日益引起关注。本论文以多域软件定义光网络(Software Defined Optical Network,SDON)为背景,研究了损伤、能耗、服务质量区分等多参数约束的路由和频谱分配(Routing and Spectrum Assignment,RSA)算法,旨在从多角度提升网络性能。本文共有以下几项研究成果:(1)研究多域网络环境下的业务传输需求,考虑物理损伤、能耗等参数的影响,对当前能够动态灵活地监测底层传输设备及链路上的传输性能的多域软件定义光网络的层次化控制架构进行改进,在其控制平面添加相应的信息感知模块来获取基础设施层的基本信息。(2)将多域软件定义光网络中以多网络参数的约束条件作为切入点,在改进的层次化控制架构的基础上,提出基于子拓扑图的多参数约束的RSA算法。该算法能够有效规避多种类型物理损伤、实现节能目标,另外还可实现服务质量区分,对不同等级业务分配不同的路由资源,可从整体上提高网络的性能。(3)将子拓扑图应用于多域异构软件定义光网络中,同样考虑多参数约束条件,并对异构网络域边界节点之间的互操作展开细化研究,从而提出多域异构SDON中的RSA算法。仿真结果表明所提算法在阻塞率、能耗方面的性能均得到提升,实现了网络优化目标。