随着通信服务的增加和通信网络规模的扩大,在下一代PON (Next Generation-Passive Optical Network, NG-PON)中可靠性将扮演一个更重要的作用,由于传统PON存在传输数据速率低,波长通道数少,传输距离有限等一系列问题,在提供同样水平可靠性方面,相比于传统PON, NG-PON将面临巨大的挑战。NG-PON被定位为实现高速骨干网传输的最有前景的技术,而LRPON是NG-PON众多演进方向中重要的一个。本文针对远距离传输PON (LRPON)这一NG-PON最具前景的光网络技术与架构策略,深入研究其网络部署与拓扑优化问题。主要工作分为如下几方面：首先,本文对LRPON的网络架构以及可靠性进行了深入研究,在网络部署的源头设计规划阶段,将可靠性纳入LRPON可靠性网络规划(Reliable Network Layout Planning, RNLP)问题中,针对不同用户对网络可靠性需求的不同,进而提出三种保护策略,虽然可靠性高的保护策略能够满足高可靠性需求的客户,但是客户也需要支付更高的成本,所以客户需要在可靠性和成本之间做取舍,然后基于LRPON三种保护拓扑部署规划策略的问题描述,对LRPON三种保护策略进行数学建模。其次,我们应用线性优化求解器Gurobi分别对三种保护策略进行整数线性规划求解,然后通过仿真实验,分析三种保护策略对网络部署成本和网络可靠性能带来的影响。最后,针对大规模LRPON部署规划,本文提出三种保护策略所对应的启发式算法以解决模型求解困难的问题,通过仿真实验与案例分析对比,充分体现三种保护启发式算法在牺牲网络投资成本的前提下,能够有效降低运算的复杂度,缩短运算时间,从而大大提高网络部署的效率,而且成本的误差值在可接受范围之内。