随着高带宽组播业务的不断兴起,当前光网络的频谱资源难以承受呈指数型增长的带宽需求,本文主要从优化光网络架构和提升频谱资源利用率两个角度解决光资源严重不足的问题。从优化光网络架构的角度,将具有提高网络吞吐量、鲁棒性和均衡网络负载等优势的网络编码融入可高效传送组播业务的弹性组播光网络;从提升频谱资源利用率的角度,在满足业务高效、可靠传输的前提下,同时考虑实际光网络中多种不同类型业务共存,开展了基于网络编码的弹性组播光网络的路由与频谱分配优化研究,以实现频谱资源利用率最大化。本文的主要创新点包括以下内容:(1)基于网络编码的弹性组播光网络的多路径路由与频谱分配算法。在保证组播实时性传输的前提下,开展了基于多路径路由策略和层图法的路由与频谱分配研究,提出了一种基于网络编码组播的多路径路由与频谱分配算法。该算法采用一种辅助层图的方法,在频谱连续性约束和时延约束下,解决基于网络编码的弹性组播光网络中组播业务的路由频谱分配。仿真结果表明,在大多数随机网络中,变化不同的仿真参数,提出的基于网络编码组播的多路径路由与频谱分配算法(NCMC-MRSA)在采用业务频谱请求均衡策略时,具有比其他算法更高的频谱利用率。随着组播平均接收端数目或随机网络规模(n>30)的增加,提出的NCMC-MRSA算法的频谱利用率高出对比算法21.63%,且大规模网络中性能优势更明显。此外,仿真还评估了不同业务排序策略对算法性能的影响。(2)面向混合类型业务的基于网络编码的弹性组播光网络的高效承载算法。考虑实际光网络中不同传输类型业务混合存在,该创新点主要面向混合类型业务,开展了基于网络编码的弹性组播光网络的高效承载问题的研究,建立了一种考虑时延约束和最大传输距离约束的数学优化模型,提出了一种考虑网络编码的自适应路由与层图法的频谱分配算法。针对不同传输类型的请求业务,该算法可以自适应地选择不同的实时路由策略。仿真结果表明,在随机网络中,随着业务平均接收端数目或随机网络规模的增加,提出的基于网络编码的自适应路由与层图法的频谱分配算法(NCAR-LGSA)较对比算法的频谱利用率平均提升了约21.72%;在随机网络中,当采用不同路由机制时,NCAR-LGSA的频谱利用率性能优于对比算法,且平均提升了 23.53%,且在真实网络中的性能优势更明显。此外,还评估了并行传输路径数目对算法性能的影响。(3)基于网络编码组播的可靠路由与频谱分配算法。当网络发生故障时,为保障承载数据量巨大的光网络正常通信,开展了面向实际光网络中混合类型业务的可靠路由与频谱分配算法研究。本文建立了一种数学模型详细表述该问题,提出了一种基于网络编码组播的可靠多路径路由与频谱分配算法,高效的解决模型问题。提出的算法解决了基于网络编码的弹性组播光网络的可靠路由与频谱分配问题,针对不同类型业务自适应的建立可靠传输结构,为工作路由结构建立专享独立的保护备份结构。此外,网络编码节点通过对信息的编码,具有对信息加密的天然保护功能,一定程度上提高了信息传输的可靠性。仿真结果表明,当变化不同的仿真参数时,对比其他比较算法,本文提出的可靠多路径路由与频谱分配算法在处理各种比例的混合类型业务时,频谱资源利用率有效提升。