IP数据的高速增长使传送网在业务类型、流量模式等方面都发生了巨大变化。目前许多研究正致力将IP和WDM技术更紧密地结合起来,利用WDM所带来的带宽优势满足IP数据快速增长的需要。IP over WDM结构是传送网演进的方向,如何将传统点到点的光纤通道变为一种灵活的、可管理的光网络是当前必须解决的问题。在物理层,可重构光分插复用器(ROADM)和光交叉连接器(OXC)技术的应用使得光通道能够实现动态重构;在网络控制层,IETF扩展了多协议标签交换(MPLS)的概念,将交换对象从数据包扩展到波长,并将其抽象,推出通用多协议标签交换(GMPLS)作为包括光学层在内的不同交换层的统一控制平面。本论文依托课题组承担的“十五”研究项目“可重构光分插复用设备”,着力于工程实现这个目标,对“①ROADM实现结构、②物理层约束下的光网络路由、③支撑动态光网络的数据通信网(DCN)”三个主题展开研究。本论文主要工作及创新点包括以下内容:1.比较基于不同结构的ROADM的实现优势和其在网络中的使用特点。提出基于WSS器件的4自由度ROADM新型实现方法,该结构可以满足网状网应用要求。2.提出新的基于物理层损伤约束的动态路由与波长分配算法,分析了在实际的传输系统中光功率、偏振模色散和光信噪比对光信号传输的损伤。计算结果显示,对比传统路由算法,使用该算法够降低系统的平均阻塞率。3.完成GMPLS路由协议(OSPF-TE)扩展。在GMPLS控制ROADM网络中,该扩展能支持端口对光波长选路约束条件下的路由算法。4.设计了新型基于STM-1帧结构的光监控通道(OSC)方案。创新地引入MPLS来实现DCN以保障其QoS,实现时分复用数据和分组数据的混合传输。该方案满足GMPLS控制平面对DCN大带宽、高可靠性的要求。5.作为主研人参与国内第一台基于波长阻塞器(WB)结构ROADM设备的设计和工程实现,完成系统结构设计、硬件设计、软件结构和系统测试。设备测试结果满足设计要求,并通过了相关单位组织的验收。