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近年来研究人员提出运用一种新型的时域混合调制(Time Domain Hybrid Modulation,TDHM)技术以达到光通道在调制效率和光传输距离间的最大灵活度。TDHM技术的高效性在端至端光通道系统中已获得实验验证,然而将其运用至整个网络从而实现数据的高效传输仍需进一步论证。以该问题为出发点,本文着重研究将TDHM技术应用于光网络,通过优化设计来评估该技术方案在提升网络资源使用效率方面的潜在优势。论文首先将TDHM技术应用于传统的波分复用(Wavelength Division Multiplexing,WDM)网络中,分别考虑了无保护和单故障情形下100%保护恢复这两种业务场景,着重解决了基于TDHM技术的路由及波长分配(Routing and Wavelength Assignment,RWA)问题。构建了相应网络场景下的整数线性优化(Integer Linear Programming,ILP)模型,同时还提出了基于波平面思想的一系列启发式算法。仿真结果表明,与传统的离散化调制格式自适应方案相比,基于TDHM技术的网络优化方案可显著提升网络的有效传输容量。此外,针对在弹性光网络(Elastic Optical Network,EON)中光通道带宽和用户业务带宽间的不匹配相对于传统的WDM光网更为严重这一问题,本文还考虑了基于TDHM技术的IP over EON的网络资源优化配置,提出了一个综合考虑IP层流量疏导技术和EON光层路由及频谱分配(Routing and Spectrum Assignment,RSA)问题的优化算法。结果表明,基于TDHM技术的网络优化设计方案在显著提高网络频谱资源利用率的同时,还可极大降低网络所需硬件成本。