弹性光网络采用正交频分复用技术,将网络频谱资源进一步分割成颗粒度较小的频谱单元,可根据实际业务需求的大小进行动态有效地分配频谱资源,达到提高网络资源利用率和业务传输效率的目的。空分复用技术可以通过在空间维度上对光纤进行直接扩容,使得光纤的传输容量成倍增加。通过将弹性光网络与空分复用技术结合起来的空分复用弹性光网络（SDM-EON）技术已经成为当前解决光纤中传输大容量数据和高效应对动态业务需求的最佳方案。本文通过理论对比和建模仿真等方法,对SDM-EON中的路由纤芯和频谱分配（RCSA）、频谱碎片避免等问题进行了全面深入的研究。本文首先简述了SDM-EON的基本概念、基础架构、RCSA问题、以及芯间串扰等关键技术。针对SDM-EON的频谱分配问题,本文提出了基于频谱分配模式的负载均衡碎片感知RMCSA算法。该算法的核心思想是在路由与调制分配（RMA）阶段采用了一种新的负载均衡算法,与常见的负载均衡算法不同的是,改进算法不仅考虑了链路的长度,而且把链路的频谱占用状况考虑在链路的权重之中。而纤芯与频谱分配（CSA）阶段介绍了一种全新的频隙分配模式,其核心思想是抑制核间串扰的前提下,利用超级信道技术可以在频谱分配时支持相同的业务请求,即将频隙分配在不同的纤芯上。而且针对每个频隙分配模式提出了CSA候选方案成本的评估方法,从而评估每个CSA候选方案的优劣。理论分析和仿真结果表明,与AW-PF算法相比,FALBR算法在CERNET、USNET和JPN网络中均能取得较小的业务阻塞率与较高的网络资源利用率性能。针对SDM-EON运行时引发的频谱碎片问题,论文研究提出了时空碎片度量（TSFM）的概念,并根据TSFM值的大小来衡量链路的频谱碎片化程度。与传统的频谱碎片评估方案仅考虑链路上当前碎片情况有所不同,TSFM的核心思想是从时间维度、空间维度、单个碎片三个维度来更好、更精确的评估碎片化程度。本文据此提出了基于时空碎片的串扰感知RCSA分配算法。理论分析和仿真结果表明,与RF-CA算法相比,在CERNET、USNET和JPN中的阻塞率与频谱利用率性能均能得到有效改善。