下一代光网络是未来骨干传送网发展的方向。由于在网络中引入了包括信令、路由以及生存性机制在内的智能化网络控制技术，因此，下一代能够支持动态的连接建立、灵活地调度网络资源，并能够根据用户的需求提供多样化的带宽服务。 本论文的工作将围绕下一代光网络规划与优化展开。其中，在下一代光网络规划方面，论文提出了一套新型的下一代光网络规划模型，该模型包含了业务分析、路由和资源分配、生存性模拟等多个功能子模块。在路由和波长分配方面，论文首先回顾了传统的路由和波长分配算法，并在此基础上，提出了一种基于遗传思想的、新型路由和波长分配算法。在生存性方面，论文主要围绕了下一代光网络基于共享风险链路组限制的保护算法以及格状网络中P圈算法及你新年给了研究，并提出了一系列新兴的、经过仿真平台验证的算法。 论文的主要创新性工作包括： 1、结合下一代光网络的特点，以及笔者的网络规划经验，提出了一套面向下一代光网络的网络规划方案。在该方案中，包含了业务需求分析梳理子模块、网络分层子模块、路由和波长测算子模块、流量工程子模块以及网络生存性子模块。笔者将这些子模块进行了有机地结合，形成了一套光网络规划模型。此外，笔者还提出了一种新型的、基于生成树和虚环保护思想的网络规划算法，该算法将传统的环形网络与格状网的优点结合在一起，不仅计算复杂度较低，而且非常灵活，可根据实际情况为网络链路设置不同的权重，从而生成不同的保护虚环。 2、结合已有路由和波长分配策略，笔者提出了一种基于遗传思想的路由和波长分配算法，在该算法中，笔者引入了一套新型的染色体编码方式，该方式可以有效地对下一代光网络中的业务属性进行描述，同时，笔者还提出了不同策略的遗传算子、交叉算子以及变异算子。通过在笔者仿真平台上进行仿真，可以发现，与传统遗传算法和波长分配策略相比，该算法提高了波长资源的使用效率，同时节省了网络的成本开销。 3、在研究下一代光网络生存性机制过程中，笔者提出了三种下一代光网络恢复、控制策略：基于链路恢复策略、基于通道并与工作路由不相关恢复策略、基于通道并与工作路由相关恢复策略，并在仿真平台上进行了仿真，这三种恢复策略可以应用于不同的网络环境下。 4、共享风险链路组是网络规划人员在进行网络规划时所必需考虑的因素之一，因此，笔者提出了两种基于SRLG限制的共享保护算法：KWFF和IFF算法，并在仿真平台上进行了仿真验证。通过仿真结果可以看到，与传统的共享保护算法相比，IIF和KWFF算法都能给网络带来明显的性能改善。更重要的是，KWFF和IFF算法是两种互为补充的算法。当网络中各条链路的风险系数比较平均时，KWFF算法的性能要优于IFF算法，而当网络中各条链路的风险系数差异性很大时，IFF算法则更胜一筹，这就为网络规划人员在进行实际网络规划时，面对错综复杂的网络环境，带来了更多的选择。 5、P圈保护算法被业内人士公认为是一种性能较优的保护算法，借助于朗讯贝尔实验室项目依托，笔者对P圈保护算法进行了全面的研究。为了简化传统的P圈配置协议，笔者借鉴了某些DCPC的思想，并基于现有的研究平台，提出了一种改进型的P圈分布式配置协议。 6、笔者在研究P圈生成算法的过程中，综合考虑了P圈有效权重、容量效率和覆盖范围等多个因素，提出了一套应用于下一代光网络的静态P圈生成算法，该算法统筹考虑了P圈的基本特性，并结合下一代光网络自身的特点，可以在复杂的格状网络中，实现基于P圈的保护与恢复，最后，笔者将这套算法应用到笔者所工作的仿真平台上，从P圈生成数目、网络资源利用率、网路资源冗余度等多个方面进行了分析和研究。