信息时代要求未来的通信网络具有宽带、高速、长距离、大容量的特点,以满足不断增长的多种通信业务的需求。密集波分复用技术+光纤放大器技术是目前光通信系统中提高系统传输容量最有效的手段,而光纤放大器技术中光纤喇曼放大器FRA 以其宽带宽、在线放大、低噪声系数等优势越来越受到人们的关注,尤其是在海底跨洋光纤通信、超长距离光纤通信以及开发整个光纤低损耗窗口等方面有着不可替代的优势。本文主要从光纤喇曼放大器的理论出发,基于VPITransmissionmaker 仿真平台,对光纤喇曼放大器的非线性效应,比如泵浦噪声、色散补偿以及交叉相位调制等特性对系统性能的影响作了理论研究和仿真分析,同时对光纤喇曼放大器在波分复用光纤通信系统中的应用进行了研究。第二章首先介绍了光纤喇曼放大器的原理以及其特性,在此基础上搭建了光纤喇曼放大器理论模型,建立了功率分析和模场分析模型,并对以后仿真中将要用到的喇曼增益谱曲线,光纤损耗曲线以及色散曲线进行了拟合,最后介绍了一些光子设计自动化仿真软件和本文主要使用的仿真工具—VPI Transmissionmaker。第三章主要从色散管理的角度出发,在基于光纤喇曼放大器的WDM 系统中,分析了DCF 色散补偿光纤放置位置和补偿程度对系统性能的影响,研究了最佳色散补偿方案的选择。仿真中主要研究在固定DCF 色散系数和固定DCF 色散长度两种情况下最佳色散补偿方案的选取。第四章在第三章分析的基础上,选取最佳色散补偿方案的WDM 系统,深入研究系统中具体的非线性效应(比如交叉相位调制XPM)对系统性能的影响。首先从理论上证明了色散补偿确实可以减小交叉相位调制对系统性能的影响,接下来给出基于FRA 的色散补偿系统中交叉相位调制的理论模型,应用文献中的思路得到了各种色散补偿方案下表征交叉相位调制的强度滤波器模型,从而可以对色散补偿系统进行快速性能估计,寻找优化色散补偿方案。最后在基于FRA 的WDM 系统中,选取最佳色散补偿方案时,通过VPITransmissionmaker 仿真试验平台研究交叉相位调制效应引起的输出光信号强度起伏的相对大小,来确定最佳色散补偿系数,从而得到色散管理方案对系统性能的影响。第五章研究了宽带光纤喇曼放大器的泵浦噪声,利用文献中理论推导的泵浦对信号的相对幅度噪声公式,研究了泵浦的损耗和波动对光纤通信系统中信噪比(OSNR)和误码率(BER)的影响关系。仿真中给泵浦加载一个峰值很小的正弦波,相当于对泵浦进行强度调制,使泵浦产生损耗和波动,由此来模拟泵浦的