针对弹性光网络的频谱碎片问题，提出了一种最大化业务承载力的碎片感知路由与频谱分配算法。在路由阶段利用K最短路由算法为业务请求离线计算K条跳数最短的备选路径，在频谱分配阶段考虑到达业务请求以及已建立业务连接的持续时间等因素，对空闲频谱块（SB）的业务承载力进行评估，并从所选路径的可用SB中挑选建立光路后关联路径中空闲资源业务承载力最大的方案建立业务连接。仿真结果表明，该算法可以降低带宽阻塞率和链路平均碎片率，同时提高资源利用率。

在弹性光网络中，频谱碎片会造成大量业务请求被阻塞。为了减少碎片、进一步降低立即预留请求的带宽阻塞率，提出一种二维碎片感知路由频谱分配算法。在路由阶段，该算法综合考虑跳数和调制格式因子，为业务请求离线计算出多条跳数较小、调制格式较好的候选路径。在频谱分配阶段，综合考虑到频谱边界的距离、对相邻资源的影响和资源使用量3个因子，设计一个二维碎片度量指标——联合碎片度（CF），以评估每个候选频谱块，并选择CF最小的候选频谱块分配给业务。仿真结果表明，与几种典型算法相比，本文提出的算法能够进一步降低带宽阻塞率和提高频谱利用率。

针对弹性光网络中现有碎片整理方法未能充分利用最大空闲频谱块且业务迁移数目较多的问题, 提出一种剩余持续时间触发的最大带宽业务精确迁移的碎片整理(BBSEM-DF)算法。首先, 构建碎片度量模型, 衡量链路中频谱碎片的分布状态; 然后, 根据碎片量和业务的剩余持续时间设置阈值, 触发碎片整理过程; 最后, 将最大连续业务组迁移至链路中与之所需频隙数相匹配的空闲频谱块处, 进行精确迁移。仿真结果表明: 与传统碎片整理算法相比, 该算法可以减少频谱碎片, 降低阻塞率, 提高网络性能。

弹性光网络(EON)中的传统路由频谱分配(RSA)算法多考虑路由跳数或频谱资源占用情况，缺乏时域与相邻链路的信息有效利用。提出一种结合预测的多维感知RSA算法，对持续时间已知业务的历史时间信息通过后向传播神经网络预测未来业务的时间信息，在路由时综合考虑时间、频谱和相邻链路资源占用程度。仿真结果表明：与传统RSA算法相比，多维感知RSA算法能有效降低带宽阻塞率。

路由、调制和频谱分配(RMSA)已成为提高弹性光网络(EONs)中频谱利用率的主要方法之一。针对RMSA的路由选择, 提出了一种基于最短距离最少节点的多跳路由、调制和频谱分配(SDLN-MHRMSA)算法。该算法通过多跳路由的光-电-光转换器将最短距离最少节点的路径划分为一定数量的子光路径, 然后在每条子光路径上根据距离自适应调制技术为业务请求进行频谱分配。理论分析和仿真结果表明: 所提出的算法相较于传统基于最短路径的RMSA算法, 在阻塞率、频谱利用率方面获得了较优的性能。

弹性光网络(EON)中的业务频谱分配需要同时满足子载波频谱一致性和连续性约束, 不同带宽需求的业务分配或释放后会产生大小不同的频谱碎片, 影响后续业务的分配和频谱资源利用率。提出一种改进的基于资源节约策略(RSS)的EON碎片整理算法。进行碎片整理时, 能够使得整理出来的连续可用频隙数与到达业务所需频隙数尽可能相等, 避免产生新的频谱碎片。理论分析和仿真结果表明: 在100~600 Erl内, 改进的碎片整理算法与传统碎片整理算法相比, 带宽阻塞率最优可降低8.54%。

网络功能虚拟化技术能有效地降低网络投资成本,且能够提高网络服务的灵活性。而虚拟网络功能配置是网络功能虚拟化中需要解决的一个关键问题。为解决弹性光网络中虚拟网络功能服务链的选路和虚拟网络功能配置问题,建立了一个以网络中最大占用频隙号、网络中占用频隙数,以及配置的虚拟网络功能数目最小化为目标的全局约束优化模型。将虚拟网络功能划分为具有依赖关系的虚拟网络功能和不相互依赖的虚拟网络功能两种类型。为高效地求解所建立的模型,设计了具有高效编码方法、交叉算子,以及变异算子的遗传算法。在不同的网络拓扑和参数下进行了仿真实验,实验结果表明所设计的算法能够得到比对比算法更优的虚拟网络功能服务链的选路方案和虚拟网络功能配置方案。

多芯光纤可大幅提高光纤的传输容量，但芯间串扰会导致网络资源分配面临更大挑战。文章分析了多芯光纤网络的路由、纤芯选择和频谱分配问题，建立了考虑纤芯间串扰的优化模型，以最小化网络最大占用频隙号为优化目标，首次设计了一种基于协同进化的优化算法，以解决路由、纤芯选择和频谱分配问题。根据最大请求优先排序策略将连接请求降序排列，利用整数编码分别为路由和纤芯选择设立不同种群，结合单点交叉与均匀变异，采用差异化的精英保留进化策略，以搜索路由、纤芯选择和频谱分配问题的全局最优解。完成所提算法在两种不同网络拓扑下的性能评估，实验结果表明，所提算法可实现网络频谱资源的高效利用，业务承载分布更均衡。

在弹性光网络中，光树传输组播可以节省链路代价，但较长的光树需要选择更低的调制等级，消耗更多的频谱资源和发射机功耗。提出一种基于遗传算法的光森林组播和光树重配置(GAMF-TR)优化组播的能效路由、调制格式和频谱分配(RMSA)策略。GAMF-TR策略设计染色体编码表示光森林的组播目的节点划分和光路径组合，通过染色体的基因位概率交叉和变异得到更多的光森林RMSA策略，设计了一个频谱分配效率和发射机功耗折中的适应度函数选择能效最高的光森林RMSA策略，并设计在网络资源充足时将组播从光森林重配置到光树传输，进一步减少发射机功耗的消耗。仿真结果表明: 提出的GAMF-TR策略获得了组播的最低带宽阻塞率和最高能效性能。