高速铁路光传送网络承担着列车运行控制,调度指挥,状态监测和故障应急处理等工作,保障了列车运行的安全可靠。随着高速铁路光传送网络承载业务的种类和数量不断增加,对于网络的可靠性与实时性的要求不断提高,光传送网络的保护方案已成为铁路通信网保护与恢复技术研究的重点。本论文主要研究了高速铁路光传送网络链路故障保护技术。研究重点为基于分域的网络保护方案和空闲容量分配的网络保护方案,满足不同业务场景和拓扑结构下的可靠性与实时性要求,提高了网络的生存性。(1)针对目前P-Cycle保护算法在构造扩展圈时,没有考虑链路上未保护工作容量分布,导致构造的P-Cycle质量性能不一问题,本文提出基于扩展边约束的P-Cycle构造算法ERPA(Extended Edge Restriction based P-Cycle Construction Algorithm)。该算法在圈扩展时充分考虑链路上未保护工作容量分布情况,通过引入方差与均值的比值扩展参数P来对扩展圈进行筛选,有效的限制所需要的保护圈个数,提升了圈的性能。该算法在COST239网络拓扑中的仿真结果表明在保护相同的网络工作容量下,ERPA算法在算法运行时间,实际保护效率,总冗余度,平均保护效能均优于已有的POCA(P-Cycle Optimization Configuration Heuristic Algorithm)算法。(2)针对高速铁路光传送网络跨域保护会带来的时延问题,以及网络保护中构造的P-Cycle过长引起的时延和损耗问题。本文提出了一种基于分域技术的P-Cycle保护算法DA-ERPA(Division of Area Extended edge Restriction based P-Cycle construction Algorithm)。该算法首先建立ILP模型,将整个光传送网网络拓扑分割成多个区域。然后,对于域间链路和域内链路分别进行P-Cycle保护策略。将DA-ERPA算法与ERPA算法在COST239中进行仿真,选取算法运行时间,P-Cycle平均长度,实际保护效率等参数指标进行验证,证明了保护相同业务请求时,DA-ERPA算法性能更优。(3)针对光传送网络中链路总容量有限这一问题,提出一种基于容量分配的P-Cycle保护算法SC-APCA(Spare Capacity Allocation based P-Cycle Construction Algorithm),并与传统CIDA(Capacitated Iterative Design Algorithm)算法进行比较来验证其优越性。SC-APCA算法是建立在每条链路上总容量是一定的基础上。在P-Cycle扩展边的选择时充分考虑链路上空闲容量的分布情况,引入重要参考标准,该值表示扩展圈上空闲容量的均值。通过优先选取空闲容量均值较大的路径进行P-Cycle构造,提升了在空闲容量有限的情况下的网络可靠性。该算法在COST239网络拓扑中的仿真结果表明SC-APCA算法可以提升网络可靠性,并降低网络管理压力。