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近年来,随着云计算、网络电视、区块链、物联网等为代表的新型业务日益兴起,电信运营商面临着光网络发展的内在挑战。与传统电信业务相比,这些业务有着更高的动态性的特点,同时也更加不可预测。因此为了是现在网络状态发生改变的时候的快速响应,从而使得业务能够更加灵活的调度,需要为作为物理层的光网络提供更高的灵活性和智能化功能。为了解决这些问题,弹性光网络（Elastic Optical Network,EON）的概念被提了出来,它可以极大的提高网络灵活性和光谱资源的利用率[1]。在传统的固定栅格的波分复用网络（Wavelength Division Multiplexing,WDM）中,所有的光纤光谱将被分为50 GHz或100 GHz的独立光通道,即所谓的遵循ITU-T的准则。相比而言,弹性光网络允许以一个很小的粒度,按需分配光谱资源。因此,EON被认为是下一代互联网未来基础设施中的一项支撑技术[1]。可重构光分插复用器（Reconfigurable Optical Add/Drop Multiplexers,ROADM）是实现EON的关键技术之一。它可以快速灵活地响应网络状态的变化,如光纤切割、建立新的光路或释放现有的光路。这使得网络运营商能够提供更低的资本支出和运营成本[2]。下一代的ROADM要求具备无色无向无竞争（Colorless,Directionless,Contentionless,CDC）的特性[3-5],为了实现“无竞争”的特性,需要在传统的ROADM结构中添加足够的上下路模块。为了在CD-ROADM中实现无竞争特性,每个ROADM节点配置的收发机模块（TP-bank）的数量应该等于节点度,每个收发机模块中的收发机的数量应该等于光纤链路中可用的频谱通道的数量。但这些要求也带来了一些不足,如收发机模块硬件成本较高,波长选择开关（Wavelength-Selective Switch,WSSs）端口规模较大,以及功率预算较高[6]。因此本文在意识到节点内部竞争的ROADM光网络中,研究节点内部不同收发机资源的配置对光网络性能的影响,去除节点内冗余上下路资源。这样,既可以保证所涉及的ROADM节点具有类似无阻塞的特性,又可以极大的降低成本。为了增强EON的灵活性和可伸缩性,网络虚拟化的概念作为一种面向未来的解决方案被提出[7-8]。网络虚拟化技术允许多个虚拟光网络（Virtual Optical Networks,VONs）存在于一个共享基础网络（Substrate Optical Network,SON）中,这可以显著提高资源利用率,降低能耗。通常来讲,可以为每个应用程序构造一个VON,多个VON请求在同一个SON中共享里面的资源[9]。每个VON请求由多个虚拟节点（Virtual Nodes,VNs）和多个虚拟光链路（Virtual Optical Links,VOLs）组成,这些VNs由VOLs连接。具体来说,每个VN对应到一个物理节点（Substrate Node,SN）,而每个VOL对应物理网络中的一条光路。这个映射过程被称为虚拟光网络嵌入（Virtual Optical Network Embedding,VONE）,它将物理网络的资源分配给VON请求。因此,VONE被认为是实现光网络虚拟化的主要方式,但是其复杂性也带来了巨大的挑战[10]。其中一个挑战就是碎片化问题。碎片化问题在EON中被广泛关注[11],但是在VON中碎片化问题将更加复杂。因此本文在意识到碎片化的EON中,研究不同VONE算法。这样,在实际应用中,将提高光谱利用率,降低网络阻塞。本文评估了弹性光网络中具有业务疏导功能的ROADM交换节点的配置,提出了一种利用光谱预留和光路嫁接机制的业务整合算法。分析不同收发机模块以及收发机资源配置与网络性能之间的关系,在满足最佳网络性能的前提下,优化ROADM结构,降低节点成本,减少节点功耗,最后分析了业务阻塞的原因。同时,本文还设计了一种基于权重值的VONE,建立适用于多个VON请求的静态整数线性规划（Integer Linear Programming,ILP）模型,设计相应的意识到节碎片化的VONE启发性算法。仿真结果表明,意识到节碎片化的VONE算法极大的提高了光谱利用率,提升了网络性能。