相信很多業內人士都知道，最終限制光纖通信系統的是其帶寬或損耗。對于數字通信系統，在線路中可以利用中繼器對信號脈沖進行整形和放大。中繼器的作用首先是檢測光信號，將光信號轉換為電信號，并區分“l”碼和“0”碼，然后用再生的電信號調制光源，實現初始光信號的重構。重構的光信號有足夠的功率而且沒有脈沖畸變。中繼器的成功運用，可以將點對點光纖線路的傳輸距離限制從幾百千米延伸到幾千千米。舉個例子，傳輸5000千米以上的線路需要一百多個中繼器。中繼器的作用很大，非常重要。但是中繼器的制造成本很高，安裝和維護費用昂貴。
如果使用模擬調制，則長距離光纖通信的性能會劣化。由于我們不知道信號到底是什么樣的，所以不可能實現再生。在數字系統中，我們知道信息數據流中僅僅包括0和l，所以有可能正確地重構每個比特。但是在模擬系統中，波形的選擇是沒有限制的，所以不可能還原原來的波形。將模擬光信號轉換為電信號，然后放大、再傳輸的成本非常高，并且可能帶來附加噪聲。
我們需要找到一種全光放大器，即一種可以不經過任何光電、電光的內部轉換而直接放大光信號的放大器。光放大器雖然不能解決重構信號的問題，但是可以解決因為功率導致的傳輸距離限制問題。換句話說，光放大器不能解決帶寬限制問題，但功率限制問題可以得到很好的改善。因為光纖通信系統可以工作在常規光纖或色散位移光纖零色散區附近的一定帶寬內，所以帶寬受限問題相對于損耗來說不算是太大的問題。另外，如果采用孤子脈沖攜帶數據流，將不會有脈沖展寬，也就不會有帶寬限制了。在20世紀80年代后期，第一代光放大器(包括半導體光放大器和摻餌光纖放大器)已研制成功。在此后的年代里，其性能得到了改善，而且還產生了新的光放大器(例如拉曼放大器和摻餌波導放大器)。
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