软定义网络(Software Defined Network,SDN)将网络控制面与数据面相互分离,从而能够灵活控制网络中的流量,为核心网络与应用的创新提供了一个良好的平台。随着SDN的研究与发展,在光交换与光网络中也越来越多地引入了这种设计思想。本论文进行了软定义光交换与弹性光网络相结合的技术研究。同时,随着近年空间光链路的技术发展,卫星光网络技术逐渐得到关注,而目前国内外的相关研究还较少,将软定义光交换技术应用在弹性光网络和卫星光网络中,具有重要的研究价值和应用前景。论文重点研究了软定义结构下的光交换技术和卫星光网络技术,设计了软定义光交换的节点结构和实验系统方案,提出了软定义卫星光网络的组网模式的拓扑更新、选路建路等机制,并进行了仿真分析。主要工作如下：(1)设计了一种软定义光交换节点结构,这是一种基于软定义弹性光交换网络、具有共享调制复用能力的光节点。该节点结构一方面利用波长选择开关(Wavelength Select Switch,WSS)完成高度灵活可控的频谱资源控制；另一方面利用光信号变频器(Wavelength Converter,WC)和调制复用模块为光网络节点提供变频和调制复用的能力以降低阻塞率。节点中可编程器件的一切动作均受网络顶层的核心控制器控制。(2)根据设计的软定义光交换节点结构,提出了资源抽象映射及控制方法,可用于基于动态波长处理的WSS和频隙交换的软定义弹性光交换中。该方法可以对各种结构不同的网络节点进行资源抽象映射,根据路由选择和光资源分配后及时更新矩阵,达到准确及时地对网络和节点进行控制的目的；同时使控制器能够简单而清晰地掌握所有节点的资源状况,并在发生变化时,根据更新策略来更新矩阵。保证准确地为控制器提供节点的动作信息。(3)提出了一种基于Walker-δ星座的软定义卫星光网络组网方案及相应的拓扑更新与选路建路方法。一方面对网络拓扑进行了建模,另一方面对该组网方式进行了不同业务模型下的仿真分析,结果表明该方案在信令开销和建路延迟上优于单层卫星,能够满足400ms的网络延迟要求。但网络由于链路中断产生的时间阻塞度较高,需要设计重路由和重资源分配策略来降低网络阻塞。