当今社会，优质的泵浦光源加速了分布式拉曼放大器在光纤传输系统中的应用。为了降低光纤传输系统中的放大自发辐射噪声，需要使信号光在光纤传输系统中均匀传输。超长距离分布式二阶拉曼放大器是一个较好的选择。　　本文主要研究了超长距离分布式二阶拉曼放大器及其在光载射频传输系统中的应用。首先，回顾了光纤拉曼放大器相对于其它放大器的优势以及国内外对分布式拉曼放大器及其应用的研究现状，阐述了受激拉曼散射效应的基本概念、拉曼增益谱以及拉曼阈值，介绍了受激拉曼散射效应在光纤拉曼激光器和基于拉曼散射效应的分布式光纤传感器的应用情况，分析了级联拉曼光纤激光器的理论模型。　　本文随后阐述了超长距离分布式二阶拉曼放大器的基本原理以及结构组成，用于L波段的信号的传输，通过对其系统特性的理论仿真和实验验证，放大器的开关增益能补偿光链路带来的损耗证明了超长距离分布式二阶拉曼放大器在L波段应用的可行性以及性能的优越性。然后，分析了影响光载射频传输系统特性的因素，包括光载波信号功率、射频信号频率以及光载射频传输系统中光纤的色散特性，也介绍了光载射频传输系统的主要性能参数，包括链路增益以及噪声系数。对泵浦信号功率对射频信号开关增益的影响、带超长距离分布式二阶拉曼放大器的光载射频传输系统的频率幅度响应特性和该系统的噪声性能以及相位噪声性能进行了分析。通过实验，验证了光电探测器中光信号的开关增益与射频信号的开关增益之间的比例关系。可以得到的结论是，链路的射频开关增益提升约为28.1dB，在光域上实现了81.0 km的近似无损传输。相位噪声测量结果表明，相比于传统的低噪声放大器，利用超长距离分布式二阶拉曼放大器传输宽带信号在噪声抑制上更有优势。