基于波分复用和波长路由技术的波分复用光网络不仅能够以低廉的成本传输巨大的容量，而且能够实现对不同传输码率、数据格式和调制方式的透明传输，因此目前已经被作为高速骨干网的最佳解决方案。由于在波分复用光网络中传送的信号容量极大(Tbps量级)，即使短时间的网络故障也会造成大量的信息丢失，因此WDM光网络的生存性问题显得至关重要，一般要求在50ms以内恢复网络故障。虽然目前已经提出了许多生存性策略，然而这些策略都陷入了一个两难境界，即如果保证了网络故障的快速保护恢复，就不得不牺牲网络资源的利用率，相反，如果想提高网络资源的利用率，又不得不牺牲网络故障的保护恢复速度。 本文对波分复用光网中的资源分配和生存性策略进行了研究，旨在寻找一种能解决上述困境的生存性策略，即在保证快速保护恢复网络故障的同时，设法提高网络资源的利用率以降低网络运营的成本。本文的第一章是绪论，第二章详细介绍了预置保护圈的概念，我们所做工作主要集中在第三至第五章，主要包括以下内容： 第三章研究了预置保护圈(P圈：Pre-configuredProtectionCycle)的优化设计问题。我们首次提出了多容量预置保护圈的概念，并建立了相应的整数线性规划(ILP：IntegerLinearProgramming)模型，在充分考虑每条圈链路上的备份资源的实际使用情况后，计算出每一条圈链路上真正需要配置的备份资源。在此基础上又提出了一个备份资源修正算法，以调整求解ILP模型得到的结果以确保多容量P圈的预置特性。由于在为每一条圈链路配置备份资源的时候，充分考虑了故障恢复时的真实需求，因此可以获得比传统P圈(即等容量P圈)更高的网络资源的利用率。在这一章，我们还首次提出了两种P圈保护倒换策略，即折回路由保护倒换策略和源路由保护倒换策略。这两种P圈保护倒换策略分别在恢复路径长度、网络资源利用率和保护恢复速度等方面作了折衷，因此分别适用于不同的需求。 第四章研究了动态业务下的预置保护圈优化设计问题。我们融合预置保护圈(P圈)和保护容量包封(PWCE：ProtectedWorkingCapacityEnvelope)两种思想，独立提出了一种全新的基于P圈的最大保护容量包封的保护策略，即PC-MPWCE(p-CyclebasedMaximumPWCE)。这种保护策略可以直接应用于保护动态业务，而不像传统的P圈设计方法只适用于静态业务。我们提出的PC-MPWCE保护策略分两步实现，即(1)首先，建立一个整数线性规划模型(ILP)，通过求解该ILP模型，得到一个给定网络中的最大保护容量包封(MPWCE)和一个用于保护这个MPWCE的P圈集；(2)其次，在这个MPWCE中采用最短路径算法为业务请求建立一条最短工作路径。由于算法的第一步已经保证了在MPWCE中的工作容量已经由一个预置的P圈集提供100﹪的保护恢复，所以只要在这个静态预置的MPWCE中路由的所有工作业务都是可以被100﹪保护恢复的。也就是说，采用PC-MPWCE时，只需要为到达的业务请求建立一条最短工作路径即可，而不再需要同时为它建立另外一条保护路径。可见，PC-MPWCE策略的网络操作非常简单，而且具有良好的扩展性。通过对PC-MPWCE和其它几种经典算法(如1+1APS，FIR和SPR等)仿真比较后发现，PC-MPWCE具有优越的综合性能，即可以同时具有快速的保护恢复速度、高效的网络资源利用率、良好的网络扩展性能以及简单的网络操作管理。特别地，PC-MPWCE可以很好地避免1+1APS和共享路径保护策略的trap问题，因此在这种情况下PC-MPWCE具有更加突出的性能。 第五章研究了如何在遵循目前标准组织所采纳的机制的前提下实现网络故障的快速保护恢复和网络资源的高效利用。尽管第四章中提出的PC-MPWCE算法具有优越的综合性能，但由于所采用的保护工作容量包封(PWCE)的方法与目前设备制备商和标准组织采纳的机制(即工作路径被另一条链路不相关的备份路径保护)不相同，因此，PC-MPWCE可能在短时间内无法被设备制备商和标准组织采纳。因此，我们在第五章提出了一个崭新的概念，即P-Bus。和预置保护圈相比，P-Bus具有两个明显的优势：(1)P-Bus具有更加灵活的构造形式，预置保护圈(P圈)只是P-Bus的一种形式。(2)P-Bus不仅遵循目前保护机制的标准，而且可以直接为动态业务提供灵活的保护恢复。我们通过数值仿真的方法，把P-Bus保护策略和三种经典的网络保护策略进行了比较，数值结果表明P-Bus保护策略不仅能够快速保护恢复网络故障，而且和1+1自动保护倒换策略相比，明显提高了网络资源的利用率和网络阻塞性能。特别地，P-Bus保护策略可以很好地避免1+1自动保护倒换策略和共享路径保护策略的trap问题。在那些容易产生trap的网络中，P-Bus保护策略可以表现出比共享路径保护策略更加优越的性能。