随着全球“信息高速公路”的发展,以及宽带视频、多媒体、网络游戏等业务的日益兴起,特别是Internet业务的快速增长,对光域骨干网的带宽提出了越来越高的要求。由于IP业务的不确定性和不可预见性,对网络带宽的动态分配要求也越来越迫切。在有限的网络资源下,如何合理的配置,有效的利用网络资源,适应新业务的需求是当今网络设计面临的一个重要问题。同时,WDM技术可以大大提高链路的传输容量,也使网络的生存性问题日渐突出。在WDM光网络中,网络部件失效时可能遭受比传统网络更大的损失。因此对WDM光网络在业务量不确定下的网络设计和生存性问题进行深入研究不仅具有重要的实用价值,而且具有深远的理论意义。近年来,在许多研究领域,如IP网络中VPN资源配置、可扩展大规模交换结构,以及并行计算机互联的研究人员陆续提出了许多新的网络设计方法或者资源配置方法。其目标是在业务量矩阵不确定或者链路失效状态不确定的情况下,如何配置网络节点之间的路由和带宽资源,使得全网络资源得到最佳利用,并尽可能满足各种业务请求。这种在业务量矩阵不确定或者链路状态不确定情况下的网络设计方法被称为“鲁棒设计”(Robust Design)。本文的研究工作主要有以下三个方面的内容:基于业务量不确定模型的WDM网络鲁棒资源配置,在链路状态不确定下的WDM网络抗毁鲁棒设计,以及WDM光网路中各种保护手段的线性规划模型设计。第一章是绪论和本文研究背景的介绍,以及本论文的章节安排。第二章研究了业务量不确定模型下的WDM光网络鲁棒设计问题。本章从资源配置的角度出发,首先以最小化全网的平均阻塞率为目标提出一种新的资源重配置RR(Resource Reconfiguration)算法;其次,在网络的建立阶段考虑业务量的不确定性,提出一种针对业务量不确定模型的两阶段鲁棒资源配置TPRP(Two-Phase Robust Provisioning)算法,该算法引入后悔度来衡量网络资源规划的过欠配置情况,即配置方案的鲁棒优劣性。仿真表明,RR算法能有效利用现有的网络资源,降低全网的平均阻塞率;TPRP算法设计的网络除了全网阻塞率小,而且在各种业务请求下都具有较少的资源开销,鲁棒性能好。第三章研究了链路失效不确定情况下的WDM网络的鲁棒抗毁设计问题。本章从恢复的角度出发,提出了RRO(Resilient Robust Optimization),SP(Stochastic Programming),WCP(Worst Case Programming)三种鲁棒抗毁算法,使得所设计的网络,无论在哪条链路失效出现的情况下,都能够以一种相对最佳的服务质量,即最好的鲁棒性来承载网络中的业务请求。仿真结果验证了这三种算法的正确性和可靠性,特别是RRO算法通过两阶段优化的方法使得设计的网络鲁棒性最好,能够以最好的服务质量承载链路状态发生变化时网络中的业务需求。第四章研究了WDM光网络生存性问题中的保护机制。常见的保护手段包括专用保护和共享保护。本章主要的研究方向是共享保护和P-Cycle保护,针对目前已提出的多种共享保护机制(共享通路保护,共享链路保护,共享分段保护,共享分段保护以及共享P-Cycle保护)进行了建模,仿真以及性能比较。其中,尝试和探讨了一种改良过后的分段保护的模型,通过仿真验证了这个模型的正确性和可靠性。作者对本文研究的各种模型进行测试和比较时,首先用C++代码获得数据源,对数据源进行必要的处理,然后用数学优化软件建立整数线性规划模型,将得到的数据代入模型中进行求解。最后是全文总结。