波分复用传输系统是当前干线光通信系统扩容的主要手段和城域核心网的多业务传送平台,被认为是下一代高速广域骨干网发展的主要方向之一。使用波分复用技术的波长路由网络在空闲信道的所有链路上都要分配相同频率的波长,这种限制称为波长连续性限制。这种限制使得波长连续网络比传统的电路交换网络有更高的阻塞率,而波长转换技术的发展使得网络中的节点能够把数据从一个波长信道转换到另一个波长信道上传输,这种方式削弱了连续性的限制,能够降低网络的阻塞率。在WDM网络中为业务请求建立一条端到端的光通路,并分配合适的波长这样的问题称为路由与波长分配(RWA)问题。在光网络规划与优化过程中,结合生存性设计的RWA算法是光网络规划与优化的核心。本文主要研究了在光网络规划系统设计中的路由与波长分配问题。结合作者参与的“NetNumen-TOP”光网络规划与优化软件系统项目,文章对软件的架构设计、系统工作流程以及系统实现过程中采用的主要关键技术做出了阐述,重点研究了软件系统中业务分配与保护模块的设计与实现方案。设计方案考虑了网络中节点的波长转换能力,不同的业务保护策略以及保护通路的资源共享问题。最后按照工程化的要求实现了规划系统中的业务分配与保护的功能。文章接着对动态情况下WDM光网络路由与波长分配问题进行了深入研究,归纳总结了前人在RWA问题上的相关研究,提出了具有创新性的部分波长转换条件下的SP-LG算法和SPMF算法。SP-LG算法以分层图模型为基础,在网络规模较小的情况下并行解决了部分波长转换网络的路由与波长分配问题。仿真结果验证了该算法在不增加网络阻塞率的情况下对算法效率的改善。SPMF算法将上述问题分解成为选路子问题和波长分配子问题两个问题分别加以研究。选路子问题中确定了多条备用路由,并按照一定的顺序进行排序。SPMF算法的波长分配方案通过矩阵运算得到了所有可用波长集合,并选择了其中转换次数最少的波长集作为分配结果,最后通过仿真测试验证了算法的性能。