近年来，随着“三网融合”政策的推广和“光进铜退”策略的高速推进，宽带光接入网的用户数和覆盖率呈快速增长的趋势，宽带光接入网的规模越来越大。目前光接入网正向着更高速率、更大容量更大规模、更低成本的方向发展。随着高清电视、视频会议、互动视频游戏等高速率、高质量服务的出现和发展，人们对接入网带宽的需求越来越大，这促使光接入网传输速率不断的上升。由于不断攀升的传输速率，接入网中网络故障会造成大量用户数据的丢失，甚至造成很大的经济损失，因此接入网中的可靠性问题变得越来越重要，并且成为了光接入网领域的研究热点问题之一。在光接入网中，通常是通过网络资源的附加来提高网络可靠性。接入网是对成本非常敏感的网络，利用网络资源附加来提高网络可靠性的同时会带来成本的增加。对于电信运营商来说，需要在提高网络可靠性和控制成本两方面做一个好的权衡，以保持足够的市场竞争力。目前接入网中可靠性的计算方法主要都是基于平均故障修复时间的，这种方法是基于用户之间故障发生和故障修复都是相互独立的假设。但是在大规模光接入网中，由于线路众多，网络故障频繁，同一时间网络中很有可能存在多处故障，在维护人员有限的情况下，不同用户链路中故障发生概率不同，从而会导致每个故障的平均修复时间不同。在这种情况下，基于平均故障修复时间的可靠性计算方法可能无法准确的得到接入网中每个用户的可靠性。因此，本文提出一种新型的基于马尔科夫链的接入网可靠性计算模型，并对该方法在不同的网络规模下的性能进行了分析。另外，在未来的宽带光接入网中，用户群逐渐向着层次化方向发展，运营商将用户群分为不同级别，每个级别的用户对网络可靠性的要求以及如果网络可靠性未达到要求单位时间要求的罚金都不相同。运营商为了控制接入网成本，需要为在接入网中针对不同用户采取区分保护的策略，从而实现利润的最大化。本文将基于所提出的网络可靠性计算方法，设计了大规模光接入网中的区分保护算法，在保证足够的网络可靠性的前提下降低了电信运营商的总成本（TCO）。