随着虚拟现实、增强现实、4K/8K高清视频等新应用的不断发展,在云计算、互联网+、大数据、智慧城市等多个领域,都依赖于海量数据的高速传输。丰富的业务对宽带接入网提出了“高流量”、“高并发”、“高感知”的要求,时分波分复用无源光网络(Time and Wavelength Division Multiplexed Passive Optical Network,TWDM-PON)由于具有高分光比、广覆盖及高带宽等特点,成为下一代无源光网络具有竞争力的解决方案。为了保证网络稳定的运行,网络的生存性不容忽视。本论文研究TWDM-PON的保护技术,提出了两种新型的保护结构,并对网络的结构以及具体保护措施进行了详细说明。首先,为解决大多现有的TWDM-PON保护结构中存在着保护范围过小、保护开销过大以及网络扩展性不足的问题,提出一种TWDM-PON中高可靠且可灵活扩展的保护结构。所提结构当故障出现在主环、次级环或最后一公里环光纤上都能用环网保护的方法来保护,在保证可靠性的同时有效降低了保护开销。此外,所提结构可通过扩展节点在主环任意两相邻的远端节点之间灵活扩展,并且在连接扩展节点的光纤故障时可提供1:1的冗余备份保护。其次,在保证网络可靠性的基础上,为解决大多现有的TWDM-PON保护结构在光纤故障情况下会造成较大的故障影响范围的问题,又综合考虑到若在业务传输过程中采用上下行信号作为监控信号,难以满足不连续业务故障监控的需求,提出一种TWDM-PON中强稳定且可持续故障监控的保护结构。所提结构具有强稳定性,可有效地降低故障发生位置对网络故障范围的影响,且故障出现在远端节点双环或最后一公里环的光纤上都能通过环网保护的方法进行保护,降低了保护成本;所提结构具有高波长利用率的特性,通过分组交叉双向传输,使光线路终端中发射机发出的波长提供给更多的远端节点和光网络单元。此外,所提结构可持续对结构中的光纤故障进行实时监控,从而保证故障恢复处理的准确性和时效性。