我国的高速铁路网正在形成,网络的业务需求不断增加,如IP数据通信网、铁路视频监控等,传输网不仅要提供高容量带宽,以满足宽带业务需求,更需要提供功能良好的端到端网络运行与操作管理(OAM)能力。这使得铁路光传输网带宽、大颗粒业务需求急剧增加,同时也提升了对网络安全性的要求。随着高速率的OTN传输技术逐步在铁路骨干网中展开应用,巨大的传输容量要求更加突出了网络的生存性问题。这使网络的可靠性和生存能力受到很大的挑战,也将给铁路运营安全带来极大隐患。在这样巨大的传输容量情况下,网络一旦失效,将带来巨大的经济损失和恶劣的社会影响,将对铁路网造成巨大的影响和损失。随着OTN设备的大规模部署,OTN网络与其他网络的联合组网成为重要议题。OTN与现有SDH/WDM网络联合组网,OTN与IP网络联合组网以及网络安全可靠性成为研究的重点。以OTN为基础的OTN与SDH、 IP联合组网可以更好的优化组网结构,提高网络带宽利用率。本文的主要研究内容及成果如下：分别对OTN、SDH和IP网络在铁路实际应用中的组网方式及网络结构进行分析研究,总结其在铁路应用时常用的保护方式。针对OTN与SDH联合组网情况,通过对两种技术在铁路的应用研究提出了OTN与SDH联合组网下的三种保护协调方案,在实验室环境下进行了测试,对测试数据分析后,提出了各个方案可能出现保护协调不当的情况,并对应给出解决方案。另外,针对三种方案各自特点,在结合铁路实际情况的基础上,提出各个方案在铁路的应用建议。针对OTN与IP联合组网情况,通过对两种技术在铁路的应用研究提出了OTN与IP联合组网下的两种保护协调方案,在实验室环境下进行了测试,对测试数据分析后,提出了各个方案可能出现保护协调不当的情况,并对应给出解决方案。另外,针对两种方案各自特点,在结合铁路实际情况的基础上,提出各个方案在铁路的应用建议。