随着通信容量的增加和现代社会对通信依赖性的增强，光网络的生存性问题越来越突出。光层保护恢复具有保护速度快、可靠性高、成本低、透明性强、可为各种业务提供一个公共生存平台的特点，因而成为研究的热点问题。然而由于全光传送网处理的是光信号，以具有模拟特征的波长为单位，使得全光传送网的生存性技术与比较成熟的 SDH 生存性技术相比，有了许多新的特点，有许多问题期待解决。本文的研究重点是有成本效益的光层保护方案与关键技术以及工作通道与保护通道的路由与波长分配问题。本文首先分析了当前对光传送网生存性研究的现状和前人所做的主要工作。然后对网络生存性的概念、光传送网的分层及节点结构以及光传送网生存性的基本技术进行了总结，为以后各章节的讨论提供了理论基础。随后研究了光层保护的网络故障监测、倒换判椐、故障定位、倒换协调、保护倒换时间等问题，提出了主通道光功率监测、备用通道背向散射曲线监测的故障监测方法。本文还针对网络最大故障源—光缆故障，设计完成了一个光层复用段保护系统，给出了详细的软、硬件结构、通信协议及测试结果。该系统已通过天津市科委组织的技术鉴定，并荣获市科技进步二等奖。对网状光网络工作通道和保护通道路由与波长分配算法的研究是本文的另一重点。文中从提高网络生存性角度出发，对链路不相关算法进行了改进，提出了一个新的路由波长分配算法—光纤物理路由最大不相关算法。文中给出了各种保护机制下的 ILP 描述与启发式算法，并给出了范例。最后给出了算法实现的计算机仿真软件。分析表明，光纤物理路由最大不相关算法避免了光缆阻断、通信管道塌陷等恶性事故引起的工作通道与保护通道同时失效的情况，减少了保护失效概率。