Ｃ＋ＬＭＡＴＬＡＢ．Ｏｎｔｈｅｂａｓｉｓｏｆｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ，Ｃｂａｎｄ（１５３０～１５７０ｕｒｎ）ａｎｄ
ｂａｎｄ（１５３０～１６１０ｎｍ、ＦＲＡａｒｅｄｅｓｉｇｎｅｄａｎｄｏｐｔｉｍｉｚｅｄ．
Ｔｈｉｒｄｌｙ，ｔｈｅｐｒｉｎｃｉｐｌｅｏｆＦｉｂｅｒＲａｍａｎＬａｓｅｒ（ＲＦＬ）ａｎｄｉｔｓａｎａｌｙｓｉｓｍｅｔｈｏｄａｒｅ－Ⅱ－
电子科技大学硕士论文
ｇｉｖｅｎＴｈｅｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｍｅｍｏｄｉｓｑｕａｌｉｔａｔｉｖｅｌｙａｎａｌｙｚｅｄ．
ｏｎＦｉｎａｌｌｙ，ａＣ＋ＬｂａｎｄｏｐｔｉｃａｌｆｉｂｅｒｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍａｍｐｌｉｆｉｅｄｂｙＦＲＡｉｓｓｉｍｕｌａｔｅｄ
ｔｈｅｐｌａｔｆｏｒｍｏｆＰＴＤＳ（ＰｈｏｔｏｎｉｃＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎＤｅｓｉｇｎＳｕｉｔｅ），ｗｈｉｃｈｉｓａｃｏｍｍｅｒｃｉａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ
ｓｙｓｔｅｍｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｉｓｐａｃｋａｇｅｄｅｖｅｌｏｐｅｄｂｙＶＰＩｌｎｃ．ｏｆＧｅｒｍａｎ．ＴｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆＦＲＡ
ｄｉｓｃｕｓｓｅｄａｎｄａｃｃｏｒｄｉｎｇｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｓｃｈｅｍｅｓｌｉｆｅｏｎｇｉｖｅｎ．
Ｋｅｙｗｏｒｋｓ：ＦＲＡ，Ｇｅｎｅｔｉｃ
ｏｐｔｉｍｉｚｉｎｇＡｌｇｏｒｉｔｈｍ，ｓｈｏｏｔｉｎｇＭｅｔｈｏｄ，ＲＦＬ，ｓｙｓｔｅｍ
独创性声明
本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。
年月日
关于论文使用授权的说明
本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。
（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）
签名：旌龇
日期：厶川年；月９日导师签名：
电子科技大学硕士论文
第一章引言
随着社会的信息化发展，用户对通信容量的需求日益增加，未来全业务服务中每一用户的容量需求可能超过１００Ｍｂ／ｓ。在这种需求的推动下，作为现代长途干线通信主体的光纤通信一直在朝着高速率、大容量和长距离的方向发展。应运而生的波分复用（ＷＤＭ，ＷａｖｅｌｅｎｇｔｈＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）技术成为目前提高系统容量的一种最有效手段。由于波分复用技术可以更加充分地利用光纤巨大的带宽资源，从９０年代中后期开始，ＷＤＭ技术在网络中得到了大量的应用，成为了骨干网络建设的首选技术。ＷＤＭ技术之所以取得如此大的成功，很大成分上是因为有了现在光放大技术的支撑。在过去的十年中，掺铒光纤放大器（ＥＤＦＡ，Ｅｒｂｉｕｍ－－ＤｏｐｅｄＦｉｂｅｒＡｍｐｌｉｆｉｅｒ）取代传统的光一电一光中继方式，实现了一根光纤中多路光信号的同时放大，大大降低了光中继的成本；同时可与传输光纤实现良好的耦合，具有高增益低噪声等优点。因此成功地应用于ＷＤＭ光通信系统，极大地增加了光纤中可传输的信息的容量和传输距离。然而，在进一步开发整个光纤低损耗区域１．２５～１．６５∥ｍ近４００ｎｍ带宽资源的进程中，传统掺铒光纤放大器的１．５５］ｚｍ附近约３０ｎｍ的带宽就远远不够用了。如何提高光纤传输系统容量、增加无屯再生中继的传输距离，已经成为光纤通信领域研究的热点。更多的通道、更高的比特速率、更宽的带宽和更远的传输距离将是业界永远的追求。这就促进了寻找性能更好、波长范围和带宽更宽的光放大器的研究工作。
１．１研究光纤拉曼放大器的重要性
一般光放大器都由增益介质、泵浦源、输人输出耦合结构组成。根据增益介质的不同，目前主要有两类光放大器，一类采用活性介质，如半导体材料和掺稀土元素（Ｎｄ，Ｓｍ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｐｒ，Ｔｍ和Ｙｂ）的光纤，利用受激辐射机理实现光的直接放大，如半导体光放大器（ＳＯＡ）和掺杂光纤放大器；另一类基于光纤的非线性效应，利用受激散射机制实现光的直接放大，如光纤Ｒａｍａｎ放大器（ＦＲＡ）和光纤Ｂｒｉｌｌｏｕｉｎ放大器ｆｆＢＡ）。在高速大容量多信道ＤＷＤＭ系统中，宽带光放
第一章引言
大器的发展重点目前主要是掺杂光纤放大器和光纤Ｒａｍ．ａｎ放大器。在各类光放大器中集总式和分布式光纤拉曼放大器（ＤＲＡ）在满足更长距离和更大复用速率传输需求方面显示出明显的优势。与ＥＤＦＡ相比，Ｒａｍａｎ放大器具有其独特的优点：
（１）Ｒａｍａｎ放大是一个非谐振过程，其增益响应仅依赖于泵浦波长及其带宽，选择合适的泵浦源就可得到任意波长的拉曼放大，而且可达到约１２０ｎｍ的增益带宽。同时增益曲线可通过调节泵浦源来控制；
（２）利用现已大量铺设的Ｇ．６５２或Ｇ．６５５光纤作为增益介质进行分布式放大可以实现长距离的无中继传输和远程泵浦。这一点在超长距海底光缆传输中尤为重要，同时分布式放大可降低输入总功率有效地抑制非线性效应；
（３）低噪声噪声系数可低至３ｄＢ因此传输跨距可延伸一倍以上；
（４）ＦＲＡ与掺杂光纤放大器混合使用可做成具有宽带宽增益平坦低噪声高输出功率的混和放大系统，这将是未来光通信系统发展的～种趋势；
为了进一步提高ＤＷＤＭ系统的传输容量，可以采取的措施一是提高单信道速率；二是保持总带宽不变的情况下减小信道间隔，增加信道数量：三是保持信道间隔不变，增加信道数量。然而遇到的困难是：第一种方案提高单信道速率，受当前高速电子器件、光纤色散、非线性效应限制；第－－，ｅｅ方案减小信道间隔，受滤波技术和非线性效应限制；第三种方案的实现要求有增益平坦的带宽更大的光放大器来支撑。从上面介绍的ＦＲＡ相对于传统ＥＤＦＡ的特点来看，ＦＲＡ有利于解决这些矛盾，比如后向多波长泵浦的分布式ＦＲＡ，是一种在线式放大，即利用传输光纤作为放大介质，在实现比ＥＤＦＡ更大的放大带宽的同时，避免集中式放大时的某段功率急剧增大的现象，从而抑制光纤非线性效应的不利影响；由于是分布放大，有着更高的放大器光信噪比，从而实现了跨距延伸效应。