随着通信技术的发展和通信业务需求的急剧增长,网络传输速率越来越快,容量越来越大。OTN网状网承担了骨干网上的传输任务,它可以提供巨大的网络带宽、稳定的性能以及廉价的成本来支持当前和未来的任何业务和信号,成为支持下一代电信网的最灵活有效的基础设施和新的波长业务的直接提供者。随着现代社会对通信的依赖性越来越大,任何一个网络故障都可能造成难以估量的经济损失。高效、稳定、灵活的光网络保护手段(即网络的生存性)是新一代光网络必须具备的特征。现有的光网络保护手段主要为保护和恢复两种,前者运用较为广泛。常用的网络保护方法分为线路保护倒换和环状保护倒换,两种方式已经在现有OTN设备中得到了广泛的应用。然而,随着OTN网络拓扑越来越复杂,现有的线路保护倒换和环状保护倒换已经渐渐地不能满足网状拓扑保护的需求了。1998年,一位加拿大学者提出了网状网络专用的保护算法——P圈算法。该算法思路新颖,保护效率高,是一种专门用于网状网的保护算法。本论文基于P圈保护算法,从工程的角度分别从光层和电层两个层面分析了P圈保护算法在实际网络中的诸多优势,如较高的保护效率,多故障保护性能和较高的保护可靠性,特别详细解说了P圈的多故障保护性能；提出了在已知业务走向和未知业务走向两种情况下P圈的设计原则,其中特别详细说明了波长连续性限制在P圈中的体现,并举出三个实例进行了规划设计说明,评价了三个实例中P圈规划设计的优缺点；结合设备商现有的保护方式、硬件设备、软件平台和保护协议,提出了一种P圈算法在设备上的实现方案。该方案最大限度地重用了现有环状保护的思想、机制和核心协议,采用环状保护的思想实现了P圈保护的功能,并设计了多种机制来避免可能引起的保护资源冲突问题,还对原有环网保护中的外部命令进行了P圈相关的扩展,力求使用最简洁明了的方式让P圈算法在现有设备上得以实现。本论文详细解说了该方案,并给出了部分程序实现说明。最后,对该方案的应用前景进行了展望,并指出了一些方案中可以进一步研究和讨论的方向。