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随着高速铁路光传送网络承载业务种类日益多样化,不同业务类型对于网络的可靠性与实时性要求不断提高,保障高速铁路光传送网络的安全运行是铁路通信网络保护与恢复技术的研究重点。本论文主要研究了高速铁路光传送网络生存性策略,为解决光网络中故障的保护与恢复问题,提出了改进型P-Cycle优化保护技术与基于动态路由与波长分配(Routing and Wavelength Assignment,RWA)的蚁群恢复技术,以此来满足不同场景中业务可靠性与实时性的要求。主要研究工作如下:(1)提出了一种改进型P-Cycle容量优化算法(Improved P-cycle Capacity Optimization Algorithm,ICOA)来解决静态业务下的单链路故障问题。该算法在计算P-Cycle保护性能时,充分考虑了构造P-Cycle时候选圈未来的扩展能力,通过引入节点度数方差的概念,提升了P-Cycle的实际性能。在COST239网络拓扑中,在业务容量不变的情况下,通过未保护链路比率和可调参数K的限制比较分析了不同K值下的仿真结果。ICOA算法在P-Cycle数量、平均保护效率、总冗余度、算法时间、消耗的空闲容量方面均优于已有的P-Cycle优化配置启发式算法(P-Cycle Optimization Configuration Heuristic Algorithm,POCA)。ICOA算法使空闲资源分配更加合理,有效地提高了未来P-Cycle的扩展能力。经过定性和定量分析,选定了最适合此网络拓扑的K值。(2)提出了一种基于链路状态的蚁群优化算法(Link State Based Ant Colony Optimization Algorithm,LS-ACO)来恢复多链路故障后业务的重新传输。针对多链路故障恢复问题利用动态RWA进行解决,分别对路由与波长分配两个子问题进行研究。其中波长分配问题采用首次命中算法,路由问题利用LS-ACO进行解决。LS-ACO在传统蚁群优化算法(Ant Colony Optimization,ACO)的基础上引入链路访问率以及链路负载均衡的概念,有效地改善蚁群陷入局部最优的情况,降低了业务阻塞率并提高了资源利用率。经过仿真验证,LS-ACO和原算法相比,在两种故障场景下的业务阻塞率和资源利用率均有所改善,证明LS-ACO具有较好的恢复性能。