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超出增益平坦区时，在1540nm附近的通路会遭受严重的信噪比劣化，无法保证正常的信号输出。
为了解决上述问题，更好地适应DWDM系统的发展，人们开发出以掺铝的硅光纤为基础的增益平坦型EDFA放大器，大大地改善了EDFA的工作波长带宽，平抑了增益的波动。目前的成熟技术已经能够做到1dB增益平坦区并且几乎扩展到整个铒通带（1525nm~1560nm），基本解决了普通EDFA的增益不平坦问题。未掺铝的EDFA和掺铝的EDFA的增益曲线对比如图3-7所示。
1525nm-1565nm 不掺铝的EDFA增益增益1525nm-1565nm 掺铝的EDFA
图1-12 EDFA增益曲线平坦性的改进
技术上，将EDFA光放大器增益曲线中1525nm~1540nm范围称做蓝带区，将1540nm~1565nm范围称做红带区，一般来说，当传输的容量小于40Gbit/s时，优先使用红带区。
? 说明：技术细节
EDFA增益不平坦和平坦性能比较如图3-8所示。
放大器增益不平坦的级联放大放大器增益平坦的级联放大图1-13 EDFA增益平坦示意图
2005-3-24
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3.3.4 EDFA的增益锁定
EDFA的增益锁定是一个重要问题，因为WDM系统是一个多波长的工作系统，当某些波长信号失去时，由于增益竞争，其能量会转移到那些未丢失的信号上，使其它波长的功率变高。在接收端，由于电平的突然提高可能引起误码，而且在极限情况下，如果8路波长中7路丢失时，所有的功率都集中到所剩的一路波长上，功率可能会达到17dBm左右，这将带来强烈的非线性或接收机接收功率过载，也会带来大量误码。
EDFA的增益锁定有许多种技术，典型的有控制泵浦光源增益的方法。EDFA内部的监测电路通过监测输入和输出功率的比值来控制泵浦源的输出，当输入波长某些信号丢失时，输入功率会减小，输出功率和输入功率的比值会增加，通过反馈电路，降低泵浦源的输出功率，保持EDFA增益（输出/输入）不变，从而使EDFA的总输出功率减少，保持输出信号电平的稳定。如图3-9所示。
INPUTOUTPUTTAPPINP U M PTAPPIN非线性控制 图1-14 控制泵浦光源增益锁定技术
另外还有饱和波长的方法。在发送端，除了8路工作波长外，系统还发送另一个波长作为饱和波长，在正常情况下，该波长的输出功率很小，当线路的某些信号丢失时，饱和波长的输出功率会自动增加，用以补偿丢失的各波长信号的能量，从而保持EDFA输出功率和增益保持恒定，当线路的多波长信号恢复时，饱和波长的输出功率会相应减少，这种方法直接控制饱和波长激光器的输出，速度较控制泵浦源要快一些。
? 说明：技术细节
EDFA增益不锁定和锁定性能比较：
2005-3-24
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掉波>1dB上波>1dB
图1-15 增益不锁定EDFA掉波、上波增益变化图
掉波<0.5dB上波<0.5dB
图1-16 增益锁定EDFA掉波、上波增益变化图
3.3.5 掺铒光纤放大器的优缺点
1.掺铒光纤放大器的主要优点：
（1）工作波长与单模光纤的最小衰减窗口一致。
耦合效率高。由于是光纤放大器，易与传输光纤耦合连接。
能量转换效率高。掺铒光纤EDF的纤芯比传输光纤小，信号光和泵浦光同时在掺铒光纤EDF 中传播，光能量非常集中。这使得光与增益介质Er离子的作用非常充分，加之适当长度的掺铒光纤，因而光能量的转换效率高。 增益高、噪声指数较低、输出功率大，串话很小。 增益特性稳定：EDFA对温度不敏感，增益与偏振无关。
2005-3-24
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增益特性与系统比特率和数据格式无关。
掺铒光纤放大器（EDFA）是大容量DWDM系统中必不可少的关键部件。 2.掺铒光纤放大器的主要缺点：
（1）增益波长范围固定：Er离子的能级之间的能级差决定了EDFA的工作波长范围是固定的，只能在1550nm窗口。这也是掺稀土离子光纤放大器的局限性，又例如，掺镨光纤放大器只能工作在1310nm窗口。
增益带宽不平坦：EDFA的增益带宽很宽，但EFDA本身的增益谱不平坦。在WDM系统中应用时必须采取特殊的技术使其增益平坦。
光浪涌问题：采用EDFA可使输入光功率迅速增大，但由于EDFA的动态增益变化较慢，在输入信号能量跳变的瞬间，将产生光浪涌，即输出光功率出现尖峰，尤其是当EDFA级联时，光浪涌现象更为明显。峰值光功率可以达到几瓦，有可能造成O/E变换器和光连接器端面的损坏。
3.3.6 拉曼光纤放大器
在常规光纤系统中，光功率不大，光纤呈线性传输特性。当注入光纤－非线性光学介质中的光功率非常高时，高能量（波长较短）的泵浦光散射，将一小部分入射功率转移到另一频率下移的光束，频率下移量由介质的振动模式决定，此过程称为拉曼效应。量子力学描述为入射光波的一个光子被一个分子散射成为另一个低频光子，同时分子完成振动态之间的跃迁。入射光子称作为泵浦光，低频的频移光子称为斯托克斯波（stokes波）。普通的拉曼散射需要很强的激光功率。但是在光纤通讯中，作为非线性介质的单模光纤，其纤芯直径非常小（一般小于10μm），因此单模光纤可将高强度的激光场与介质的相互作用限制在非常小的截面内，大大提高了入射光场的光功率密度，在低损耗光纤中，光场与介质的作用可以维持很长的距离，其间的能量耦合进行的很充分，使得在光纤中利用受激拉曼散射成为可能。
实验证明，石英光纤具有很宽的受激拉曼散射（SRS）增益谱，并在泵浦光频率下移约13THz附近有一较宽的增益峰。如果一个弱信号与一强泵浦光波同时在光纤中传输，并使弱信号波长置于泵浦光的拉曼增益带宽内，弱信号光即可得到放大，这种基于受激拉曼散射机制的光放大器即称为拉曼光纤放大器。拉曼放大器增益的是开关增益，即放大器打开与关闭状态下输出功率的差值
拉曼光纤放大器有三个突出的特点：
2005-3-24
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