经过近几年的发展，PON技术日益成熟，要保障工程应用中业务的稳定性，应对各种通信中断故障，就需要实现PON保护倒换技术。PON保护倒换功能是当主用的PON口检测到PON口光信号异常、单板离线等告警后，会触发保护倒换，且倒换完成后能快速恢复业务。本论文研究的是针对GEPON系统的PON保护倒换。保护倒换的核心思想是采用冗余的方式来提高系统可靠性。PON保护倒换的冗余保护方式可分为两大类：主干光纤冗余保护，全光路冗余保护。无源光网络(PON)系统普遍采用点到多点的树形拓扑结构，它的主干光纤的生存性问题关系到整个PON系统的可靠性，因此对主干光纤进行保护是非常必要的。本论文首先介绍了光链路保护倒换的A、B、C、D四种类型，从系统硬件结构切入，分析盘内、盘间的PON保护方案，以及系统软件结构，分模块介绍PON保护倒换功能的实现。为了能实现倒换后业务迅速恢复，平滑过渡，在倒换发生之前，备用态PON口必须拥有与主用态相同的配置，即保护组内各个PON口配置信息和ONU信息需要同步。执行PON口的主备倒换后，原备用PON口变为主用，且该PON口下所有的PON口相关配置以及ONU配置（如ONU的授权信息，业务配置等）应与原主用PON口相同。在完成PON口保护倒换后，在新主用PON口可用的情况下，所有业务是可以自动恢复的。这是一种低成本并可自动切换的PON系统光线路保护装置。最后，实验验证在PON系统中的自动、强制倒换功能和倒换恢复时间，主干保护倒换业务中断时间在50ms内，全保护倒换业务中断时间也在50ms内。