大数据时代下,网络流量呈现井喷式增长,数据中心流量模型也由以传统的南北向流量为主向东西向为主转变,数据中心网络拓扑由传统的电分组交换网络拓扑向光电混合网络拓扑演进。因在控制平面中的集中管控优势,软件定义网络在光电混合数据中心中得到广泛应用。本文将围绕软件定义的光电混合数据中心研究其数据平面的拓扑结构、控制平面的互通、光电混合拓扑的资源动态分配以及光网络物理层资源的分配问题。本文为软件定义光电混合数据中心中数据平面设计了扁平环形拓扑结构,在扁平化拓扑中设计了一个汇聚缓冲层,为网络提供及时可达的分组交换链路,以避免光交换设备重配置时延带来的网络丢包和抖动。软件定义的光电混合数据中心网络属于“异构—跨层”网络,存在调度机制差异和控制平面的不互通等问题。本文提出了一种面向软件定义网络控制平面的资源动态调度方案,方案采用光电分离控制,控制器间采用短工协同模式工作,来实现“异构—跨层”网络中控制平面的互通以及网络层资源的动态调度。短工协同模式包含一对并行处理环,即为快速相应请求的新请求响应环和混合资源优化利用的周期性调整环。在周期性调整环中,为实现资源的优化利用,本文将流量分为大象流和老鼠流,对流量进行管理:为大象流分配光通道,为老鼠流提供电通道。实验结果表明,动态调度方案可有效地理混合资源。为提高无源光网络的可生存性,本文设计并实现了一种基于OpenFlow的光链路故障监测与恢复方法。该方法使用探测报文周期性地探测链路是否出现故障,当探测到光链路故障时,该方法首先自动调用路由算法计算恢复链路,随后基于该恢复链路对受影响的流量进行切换。针对数据中心中光网络物理层频带利用率低,本文结合软件定义网络提出一种基于块状交织频分复用(B-IDFMA)技术的传输系统。该系统在发送端采用掺铒光纤放大器(EDFA)对光信号进行放大处理,在接收端采用优化的信道均衡方法,仿真模拟了速率为25Gb/s、距离为100公里的双边带传输。接收端五种信道均衡方法的仿真比较结果显示,最小均方误差(LMMSE)信道估计方法具有良好的性能和较低的算法复杂度,与传统的最小二乘法相比,误码率为10-3时系统的接收灵敏度提高了 1.6dB。