无源光网络（PON）以其容量大、成本低、易维护等特点被认为是宽带接入领域最有吸引力的一项技术。随着接入速率的不断提高，PON在高速传输下的生存性和保护与恢复机制成为了不可忽视的问题。传统的保护思想是通过备份网络资源引入冗余，在故障发生时提供备选链路保证数据传输。但大量链路备份无疑会加大系统投资，这对于对成本敏感的PON来说是不可承受的。本论文研究PON系统的保护机制，提出两种低成本的自我保护方案，设计了方案的系统结构和具体的保护措施。论文提出一种用户侧环形协同保护方案，利用保护光纤将用户组成环形保护组以获得协同保护，并以此缩短保护光纤铺设距离控制系统成本。设计了远端节点结构和波长分配机制，给出了整体网络结构和具体的保护恢复原理。利用波长再调制实现了同一波长上下行数据单纤双向的传输，并进行了10Gb/s下的实验验证。方案可以保护整个光纤网络，并经过可用率和成本的计算和对比，分析了其保护性能。论文提出一种无线协同保护方案，以无线信号承载保护数据，以无线链路代替传统备份光纤作为保护链路，通过在相邻两用户间建立无线连接使用户获得两两互相保护，并同样减少光纤铺设，降低系统成本。设计了方案的系统结构及数据加载和传输方式，给出了系统的工作原理和故障时的保护切换过程。完成了多用户的系统仿真以获得系统的传输性能，验证了方案的可行性。