摘 要
    随着科学技术的进步，人们对通信传输的宽度、速度和距离提出了越来越高的要求。传统的掺铒光纤放大器虽然技术较为成熟，但由于其本身放大机制的限制，可用带宽将逐步耗尽，故而发展前景越来越暗淡。而拉曼光纤放大器因其具有在线放大、噪声低、带宽宽等优势脱颖而出，成为人们研究的重点。本文正是基于拉曼光纤放大器的基本工作原理，围绕着拉曼光纤放大器和掺铒光纤放大器展开研究，优化设计了在超长距离传输中的RFA－EDFA混合光纤放大器的组合模型。
    本文在分析了掺铒光纤放大器和拉曼光纤放大器的优缺点以及各自增益谱图形的基础上，首先充分肯定了混合（RFA-EDFA）光纤放大器可以很好地满足下一代通信系统对传输速率和传输距离的要求。接着文章开始对影响混合（RFA-EDFA）光纤放大器性能的几个主要参数，包括泵浦波长、增益谱整形、光纤选择、控制噪声系数等，展开详细的讨论和研究，进行分析与设计，得出了一个优化方案。
    最后，本文进一步讨论了混合（RFA-EDFA）光纤放大器在远距离传输中的工作情况，分析得出了混合（RFA-EDFA）光纤放大器配合色散管理光纤系统在远距离传输系统中的优越性。接着，在综合考虑了系统性能和系统成本这两个重要因素后本文总结出了一个优化、设计的解决方案。
关键词：拉曼光纤放大器，掺铒光纤放大器，性能优化，远距离传输，数值模

Abstract
      In line with the advances of science and technology, more and more demands have been put forward in the speed, width and length of telecommunication transmission. Under this background, though EDFA is more technically mature, it is less applicable for its immanent limitation such as narrow width. At this point, RFA, due to its excellent performance in transmission, is becoming into the apple of scientist’s eye. Based on the basic working principle of RFA, this article analyzes both RFA and EDFA, optimizing a kind of RFA-EDFA hybrid optical amplifier.
      After working over the advantages and disadvantages of both RFA and EDFA and their each gain spectrum, a conclusion is formed that RFA-EDFA hybrid optical amplifier can fully meet the high demand of the telecommunication transmission of next generation. Furthermore, this article studies on the key factors that actually affect the performance of RFA-EDFA hybrid optical amplifier, such as pump wavelength and the chose of optical fiber, putting forward a performance optimization method.
       After that, the benchmark in the long distance transmission of RFA-EDFA hybrid amplifier has been analyzed. The result tells us that working with dispersion managed fiber, RFA-EDFA hybrid amplifier can finish the long distance transmission in a very high quality. Then, taking both factors of performance and cost under consideration, an optimization design has been deduced.
Keywords: RFA, EDFA, performance optimization, long distance transmission, numerical simulation

目 录 
第一章 绪论 4 
1.1 引言 4
1.2拉曼光纤放大器简介 4
1.2.1 拉曼光纤放大器的过去、现在和未来 4
1.2.2 拉曼光纤放大器的特点 5
1.3 本文研究的意义 6
1.4 本文内容介绍 6
第二章 EDFA和RFA的技术研究 8
2.1 掺铒光纤放大器的理论基础 8
2.1.1 掺铒光纤放大器的工作原理 8
2.1.2 掺铒光纤放大器的特点 9
2.1.3 掺铒光纤放大器的应用 9
2.2 掺铒光纤放大器的数学模型 9
2.3 掺铒光纤放大器的局限性 11
2.4 拉曼光纤放大器的理论基础 11
2.4.1 受激拉曼散射 11
2.4.2 拉曼光纤放大器的基本结构 14
2.4.3 拉曼光纤放大器的特性 15
   2.4.4 拉曼光纤放大器的应用 19             
2.5 拉曼光纤放大器的数学模型 20
2.6 拉曼光纤放大器的局限性 21
第三章 混合(RFA-EDFA)光纤放大器的优化设计 22
3.1 混合(RFA-EDFA)光纤放大器的提出 22
3.2 混合(RFA-EDFA)光纤放大器的分析与优化设计 24
3.2.1 多波长泵浦拉曼光纤放大器的耦合方程 24
3.2.2 泵浦波长的设计 24
3.2.3 对增益谱的调节设计 25
3.2.4 光纤的选择 27
3.2.5 对偏振问题的考虑 28
3.2.6 系统噪声的分析设计 28
3.3 小结  30
第四章 混合(RFA-EDFA)光纤放大器在长距离的应用 31
4.1 引言  31
4.2 混合(RFA-EDFA)光纤放大器在长距离的优化研究 31
第五章 结束语 33
致谢 34
参考文献 35
 
第一章 绪论
1.1 引言
    人类社会已进入信息化（知识化）的后工业社会，人们对信息量的需求越来越大，呈指数增长。与此相对应的是，通信业务需求的爆炸性膨胀对通信传输提出了越来越高的要求。光纤由于其容量大、噪声低、保密性好等优点成为承载信息的主体，光纤通信网络成为了通信网络的支撑技术。随着科学技术的进步，光纤通信从诞生至今一直保持着高速度的发展，更新换代的周期也在一次次的缩短。从上世纪80年代末的PDH（Plesiochronous Digital Hierarchy，准同步数字系列）系统，到90年代中期的SDH（Synchronous Digital Hierarchy，同步数字系列）系统，再到WDM（Wavelength Division Multiplexing，波分复用）系统，光通信干线传输系统日益向着宽带宽、高速率、长距离这些永恒的方向发展。