随着国民经济的持续增长，信息交流的日益增多，通信业务已从单一话音业务逐步过渡到话音、数据、多媒体宽带综合业务。近年来，在全球范围内都采用DWDM系统以扩大现有光纤通信系统传输容量，并在此基础上，开展了对可实现网络交换和透明的、高生存性，更加智能、高效、可靠的光网络的研究。新一代光网络应该具有几个特点：能够快速、高质量的为用户提供各种带宽服务与应用，满足各种业务的需求；能够进行实时的流量工程控制，根据数据业务的需求，实时、动态的调整网络的逻辑拓扑结构以避免拥塞，实现资源的最佳配置；具有更加完善的保护和恢复功能；要求光网络设备具有更强的互操作性和网络可扩展性，等等。 目前构建光网络面临的几个核心问题是：动态路由问题，相应的控制/信令机制及传输协议的建立，光网络中的服务质量保证的实现以及光网络链路资源优化等。本论文的研究工作就是围绕着这几个核心问题的解决展开的。具体完成的主要工作包括： 1提出了基于不完全状态信息的模糊路由算法，建立了相应的层状态信息模型，完成模糊均衡负载路由算法的参数优化，并提出了并行路由和中继路由两种处理多跳业务的策略。 2提出了地址差额标记方法，完成了相应的节点结构设计，给出了地址差额标记下的波长分配情况分析，并提出静态环覆盖算法将其扩展到网状光网络以及多光纤网络中。最后分析了应用地址差额标记实现环状保护/恢复策略的网络性能。 3分析了光网络保护/恢复策略的类型，提出了将光网络的保护恢复同网络信令系统相结合的方法，分析了光网络中的服务质量路由问题，并在此基础上提出了基于哈密顿环的差别服务质量保证下的保护恢复策略。 4分析了多粒度业务下的光网络性能，并提出了两种稀疏多光纤链路配置算法以优化整个网络资源分配，同时分析了稀疏多光纤配置对波长连续性限制的影响，并与配置波长转换器的光网络性能进行了比较。