近年来，随着智能电网、远程医疗和云计算等技术的发展，“光进铜退”已经成为一个必然趋势。无源光网络(PON)，特别是以太无源光网络(EPON)，以其带宽高、抗干扰能力强、可靠性高、成本低等特点，已经成为各大运营商解决“最后一公里”问题的最佳选择之一。根据调查数据显示，光网络中大部分故障都发生在光链路上，而这些故障会影响用户的网络体验，甚至造成经济损失。随着用户维权意识的提高和相关行业标准的完善，运营商会为EPON网络故障付出越来越高的代价。所以，有效地对链路进行监测和故障定位，以及为链路配备合理的备份保护方案，以提高网络的可靠性和减小维护成本，就成为了业界所关注的一个重要课题。目前，关于基于OTDR的EPON在线监测系统的研究成果都没有同时解决曲线混叠、测试信号衰减和暗纤监测的问题。因此，本文通过改进现有的研究成果，先提出了一种结合OTDR的EPON在线监测和保护系统，并在GE Smallworld PNI的基础上开发了配套的GIS管理系统，从而形成了一套可以进行快速链路故障定位的在线监测和保护系统。该系统将在线监测与备份保护相结合，同时避免了曲线混叠、测试信号衰减和暗纤监测的问题，并采用了单位成本较低的只对馈线保护的方案。然而实验结果证明，系统虽然可以实现在线监测，但由于将OTDR作为故障侦测的手段，检测链路的时间较长，所以无法实时地发现故障，实现快速的保护切换。针对这一问题，本文提出了一套与网管系统相结合的EPON在线监测和保护系统。该系统通过EPON网管程序进行链路监测，利用SNMP协议传递告警信息，从而实现对链路故障的实时侦测。实验证明系统在继承前一个系统优点的基础上，可以实现快速的保护切换，从而解决了前一个系统中保护切换时间较长的缺点。最后，本文对研究过程中开发的GIS管理系统做了详细的说明，主要包括故障标记模块、事件管理模块和OTDR测试模块所实现的功能、算法和工作流程，并通过软件测试证明该管理系统可以响应网管告警，从而实现保护切换、故障告警等功能。