随着光放大器等光器件技术和光纤特性的进步提高，光纤中的带宽容量利用率被大大地提高。从初期的单通路、低速率发展到当今的160×10Gbit/s的高速密集波分复用系统(DWDM)系统，目前最高速率可达到Tb/s。超长距离光传输技术(ULHWDM)由于其较长的传输距离，较少的中继站个数和较低的系统成本从而受到人们关注。宽带拉曼技术，它可以放大EDFA不能放大的频域，可实现分布式放大，能显著地提高光信噪比(OSNR)，同时它还可以增加系统中继距离，提高WDM系统的通路数和抑制光纤非线性效应。因此，拉曼光纤放大器(FRA)技术在ULHWDM中是一个很重要的技术，也是本文研究的对象。 在DWDM中，信道数大大增加，随机信道上传下载数增多，输入功率突变产生的瞬态效应开始变得严重起来。如果信号功率增加会引起强的非线性效应增强降低增益，从而引起信号的劣化；如果信号功率减小将导致信噪比降低。总之，无论是功率增加还是减小都将劣化系统的性能。因此需要一个动态的控制系统，能够自动地调整泵浦光，使瞬态发生后使某些重要的参数达到用户需要的目标值。本文介绍FRA的基本原理、特性及其应用，阐述它的数学模型和增益、噪声特性，详细分析了FRA的增益和功率瞬态效应和控制原理，瞬态的产生、定义、数学描述及其抑制方法——PTD控制。APC和AGC是放大器两个重要的工作模式，如何精确地进行APC和AGC的PID控制是光通讯系统对光放大器自动动态调整的两个重要方面。为了实现FRA的功率和增益瞬态控制。本论文设计采用52单片机微控制器实现对增益的控制。硬件方面主要用到了LED数码管、MAX517串行D/A转换、TLC549A/D转换及欧姆龙按键；软件采用KeilC编译器进行编辑编译和调试，后用Protel DXP详细的设计其电路原理图。论文的创新点如下： 1．建立了一个瞬态效应的FDTD功率和增益分析模型，模拟参数为：普通单模光纤(SMF)50km、衰减系数O.2dB/km、拉曼增益0.19/km.mw、1500mw泵源和10mw至1mw信号功率变化。模拟结果显示前向泵浦FRA增益变化为4dB，后向泵浦增益变化为2.7dB。模拟还显示在前向和后向泵浦FRA中，输出增益瞬态不同，前者突变，后者连续。 2．从模型出发提出控制增益瞬态的控制方法--PID控制。这种控制能够有效的抑制增益瞬态，参数同上时，瞬态最大时间为750us，过冲最大为4.0dB。 3．依据PID控制策略，设计了主要由 AT89C52 单片机、TLC549 串行A/D和MAX5171<2>C总线D/A等器件组成的硬件模块和KeilC编译调试的单片机控制软件模块。 4．对多信道多泵浦光纤FRA提出了一种快速增益控制和平坦化方法--解偶控制。这种控制方法对当今普遍使用的后向双泵浦FRA双泵控制有很大的参考价值。