波长路由光网络(WRON)是非常适合下一代高速广域网使用的一种网络。由于波长资源有限,如何利用有限的波长资源,最大限度地提高网络的吞吐量以改善网络的阻塞性能,成为WRON的核心问题之一。通过优化路由选择和波长分配(RWA)以及通过合理引入波长转换技术是目前解决这个问题的两种方法。本文对它们开展了深入的研究,提出了若干新方案,获得了一些创新研究成果。概括全文,主要工作以及成果有:(1)查阅国内外文献,阐述路由与波长分配和波长转换在全光网中的重要作用和对WRON光网络性能的影响,总结前人所得出的算法、模型和结果。(2)对光网络的路由和波长分配问题进行了深入研究。在现有算法的基础上,分别对在静态网络和动态网络情况下的路由和波长分配提出了新的算法。通过与现有算法比较,得出了本论文的算法性能要优于国外学者所提出的优化算法的性能。创新静态算法通过消除波长关系图中孤岛和减少易阻塞节点度数使图的所有节点的度比较均衡而使算法性能提高。集中式动态算法创新点在于根据网络中流量负荷,动态调节链路权值,修正路由信息表,减少阻塞。分布式动态算法创新点在于引入提前释放机制和超时释放机制能更有效地释放波长资源。(3)在前人研究的基础上,提出稀疏部分波长转换器在光网络中的最优化配置的数学模型,利用优化改进的遗传算法有效地解决波长转换器在光网络节点中优化配置的NP完备性问题。同时分析了波长转换与波长路由之间的关系。其中遗传算法创新在于通过自我调节变异和交叉因子的值,形成正反馈机制,加速对解空间的搜索速度和收敛速度。(4)提出了一种新型全光波长路由器的专利结构,利用光开关搭建一个具有全光波长低阻塞路由结构。通过放置波长转换器,从而使得系统克服了波长一致性的限制,大大提高了波长重用率和降低了波长阻塞率。同时设计了一套完整的光波长路由控制系统,开发了实际使用的路由控制软件模块,构建了一个完整的光波长路由器系统。