传统的波分复用网络采用固定栅格，已无法满足网络需求。提出一种改进的基于图着色理论的路由选择频谱分配(GT-RSA)算法。首先，使用前k条最短路径算法确定备选路由集合，根据各备选路由集合建立备选路由关系图；然后，使用图着色理论的混合整数线性规划模型进行选路，根据分支定界的饱和度最大优先算法得到优解，同时完成频谱的路由着色分区分配；最后，采用分区前后适配(PAR-FLF)算法对业务完成频谱资源的分配。仿真结果表明：GT-RSA算法具有更低的频谱资源消耗、阻塞率以及更高的平均链路连续率。

针对传统弹性光网络采用专用路径1+1保护策略存在资源浪费的问题, 文章提出了一种共享链路保护策略。在检测到链路故障后, 柔性光转发器切换至共享保护链路, 并根据业务的优先级和请求频率重排业务权重, 依据业务权重提供差异化的路由和频谱分配。此外, 文章提出一种以物理网络拓扑结构、业务需求集合和优质业务量占比为约束条件, 以最小化频谱隙利用率为目标, 具有业务区分的路由和频谱分配方法。理论分析和仿真结果表明, 与传统的1+1保护方法相比, 所提保护策略在降低网络拥塞率的同时, 可以最多节省38%的频谱资源, 能够最大限度地实现备份频谱资源的共享。

为提高无线 Mesh网(WMNs)的容量，提出一种将自由空间光 (FSO)技术集成到现有基于 RF的 WMNs中的解决方案。首先，基于每个节点预期的长期上行和下行流量需求，构建一个整数线性规划 (ILP)，用于 FSO收发器和 RF链路调度的联合分配，以找到关键位置节点，对这样的节点升级后，能够最大限度地提高整个网络的容量；其次，为了避免原始 ILP的复杂性，提出一种概率贪婪调度算法，以非常低的计算成本计算出一个可行解，作为比较基准，还提出了一种模拟退火算法。仿真实验结果表明，采用对若干关键位置的节点进行升级，可以提高网络容量。

弹性光网络可大幅度提高频谱利用率并为用户提供灵活的带宽粒度.为改进已有弹性光网络的选路与频谱分配算法，建立了描述弹性光网络中选路与频谱分配问题的整数线性规划模型，提出两种分别基于最多频隙数优先和最长路径优先与业务疏导结合的启发式算法，以进一步提高频谱利用率，设计了所提算法的重排序准则和流程.对小型6结点、中型14结点和大型19结点等三种不同网络拓扑进行仿真实验，结果表明，所提算法可有效提高已有算法的频谱利用率.

随着光网络规模的不断扩大，多维度可重构光分插复用器(ROADM)已成为下一代通信网络的关键节点技术。然而由于无阻塞的高维度交换矩阵的实现代价高，不对称的交换架构(即光节点内部存在不连通的端口)可能被广泛应用。为解决考虑端口连通性限制的路由与波长分配问题，建立了其整数线性规划(ILP)模型，并提出了3种考虑端口连通性(IPCA)的动态路由机制，包括基于K最短路(KSP)的IPCA(IPCA-KSP)机制、IPCA-Dijkstra机制与全路径搜索机制。仿真显示，全路径搜索机制采用枚举的方法可找到最短路径，但其阶乘量级的复杂度是无法容忍的。基于IPCA-SKP机制不能保证找到最短路径，且仅在小规模网络比较有效。而IPCA-Dijkstra机制通过修正经典Dijkstra算法的路径搜索过程，能够以较低的复杂度找到最短路径。

针对IP over WDM网络, 建立了整数线性规划(ILP)最小功耗模型, 计算了满足峰值业务需要开启的设备数目; 对于低峰业务提出休眠机制, 分别利用最小光路数算法与最小跳数算法, 在保证连接无阻塞的情况下找出空闲设备, 对比峰值业务得到不同算法下的设备使用率, 确定IP over WDM网络的节能潜力。结果表明, ILP优化模型的网络功耗最小, 最小光路数算法次之; 低峰业务下利用休眠机制可以关闭设备的比例占40%~60%; 采用最小光路数算法的休眠机制节能效果较优。

研究不同的路由和波长分配(RWA)方法对无波长变换WDM网络P圈优化性能的影响．提出了用负载均衡的方法对各波长层的工作容量进行均衡，以降低网络总容量．分别研究了动态分层通用RWA(DL－GRWA)、最短路径RWA(SP－RWA)、动态分层负载均衡(DL－LB)、最短路径负载均衡(SP－LB)、固定波长负载均衡(FW－LB)5种方法对网络总容量的影响．仿真发现，无论何种RWA方法，随着圈最大跳数限制的变大，网络总容量都逐渐降低，其中SP－LB方法所需要的网络总容量最小．

在多层网络的资源配置中,为了实现备份资源在各网络层的最大共享,在综合考虑网络各层的资源使用信息和拓扑信息的基础上,提出了一种联合的资源配置方案.在建立资源分配方案的整数线性规划模型的同时,提出了适合解决大规模网络的遗传算法.数值结果表明:联合资源配置方案可以更好地共享各网络层的备份资源,从而使多层网络具有更高的带宽利用率和更低的运营成本.由于引入了各网络层的协调,从而防止了回路问题.