CN109428649A - 光信号传输系统及光信号传输方法 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开了一种光信号传输系统及光信号传输方法，涉及光通信技术领域，以解决现有光信号传输系统成本较高的问题。具体方案为：第一相干收发机，用于将N路下行数据转换为N路调制信号，以及将N路调制信号转换为第一波分复用信号，并向光传输单元发送第一波分复用信号，光传输单元，用于接收第一相干收发机发送的第一波分复用信号，将第一波分复用信号转换为N路第二光信号，向N个第二相干收发机对应发送N路第二光信号；N个第二相干收发机中的一个，用于接收光传输单元发送的N路第二光信号，对N路第二光信号进行处理获得N路第二光信号承载的下行数据中的信息。

Description

光信号传输系统及光信号传输方法
技术领域
本发明实施例涉及光通信技术领域，尤其涉及一种光信号传输系统及光信号传输方法。
背景技术
随着移动互联网和高清视频业务的兴起，城域光网络的流量呈现指数型增长，低时延 和高带宽逐渐成为下一代城域光网络的紧迫要求。为实现该要求，超密集波分复用无源光 网络(ultra dense wavelength division multiplexing passive opticalnetwork，UDWDM-PON) 成为下一代城域光网络研究的一个重要方向。
图1为现有UDWDM-PON架构示意图，如图1所示，该网络可以包括：光线路终端(optical line terminal，OLT)、光合路器(splitter)、光纤、光分路器(splitter)以及多个光 网络单元(optical network unit，ONU)。其中，OLT可以包含多个光收发机组，每个光收发 机组包含编码器、差分正交相移键控(differential quadrature phase shiftkeying，DQPSK)调 制器、相加器、数模转换器和相干光调制器，每个ONU可以包含相干光接收机、数字信号 处理单元、解码器，该相干光接收机可以包含偏振光分束器(polarizationbeam splitter，PBS) 和90°光混频器(optical hybrid)。在OLT中的每个收发机组内，多个数据经编码、DQPSK 调制后通过相加器合路成一路信号，合路后的信号经过数模转换、同相正交(in-phase quadrature modulator，IQ)调制生成多个超密集的子波长光信号，多个收发机组生成的光信 号通过光合路器进行合波后，进入光纤中传输，光分路器收到光信号后，将收到的光信号 分为多路光信号，将分路后的光信号对应发送至ONU，ONU通过一个相干光接收机接收信 号光，恢复出该光信号各个偏振态上的同相信息和正交相信息，并将恢复出的信息经过数 字信号处理、解码得到承载在光信号中的数据。
由图1可知，现有UDWDM-PON的两端均采用昂贵的传统相干光接收机，系统整体成本急剧增加，尤其是在ONU侧的高成本将导致该技术难以实用。
发明内容
本发明实施例提供一种光信号传输系统及光信号传输方法，以解决现有光信号传输系 统中设备成本较高的问题。
为达到上述目的，本发明实施例采用如下技术方案：
一方面，本发明实施例提供一种光信号传输系统，包括：
第一相干收发机，用于将N路下行数据转换为N路调制信号，其中，N路调制信号的频率各不相同，N路调制信号中的一路包括：位于第一偏振态的第一子信号和位于第二偏振态的第二子信号，第一偏振态和第二偏振态正交，第一子信号和第二子信号承载该路调制信号对应的下行数据包含的全部信息；
第一相干收发机，还用于将N路调制信号转换为第一波分复用信号，并向光传输单元 发送第一波分复用信号，其中，第一波分复用信号包含N路第一光信号，N路第一光信号与N路调制信号对应；
光传输单元，用于接收第一相干收发机发送的第一波分复用信号，通过传输处理将第 一波分复用信号转换为N路第二光信号，向N个第二相干收发机对应发送N路第二光信号；
N个第二相干收发机，用于接收光传输单元发送的N路第二光信号，对N路第二光信号进行处理获得N路第二光信号承载的下行数据中的信息，其中，第i个第二相干收发机，用于对第i路第二光信号进行处理获得第i路第二光信号承载的下行数据中的信息，i为大于等于1小于等于N的整数。
与现有技术相比，本发明实施例提供的光信号传输系统中，局端的相干收发机(如第 二相干收发机)将下行数据进行空时分组编码，编码到不同的偏振态上，且每个偏振态上 的信号均承载下行数据包括的所有信息，如此，将空时编码后的信号进行相干解调发送给 对端的相干收发机后，对端的相干收发机可以在任一偏振态上接收光信号，对该光信号进 行耦合、数字信号处理获得该信号承载的信息，不需要在接收端的相干收发机处设计偏振 光分束器，降低了接收端相干收发机的设计成本。
在一种可能的设计中，第一相干收发机包括：
N组处理单元，用于分别对N路下行数据进行符号调制、空时分组编码、频域调制，形成N路调制信号后输出，其中，第i组处理单元，用于对第i路下行数据进行符号调制、 空时分组编码处理、频域调制，形成第i路调制信号后输出。
在一种可能的设计中，第i组处理单元包括：
符号调制单元，用于对第i路下行数据进行符号调制，形成包含至少一个符号的信号后 输出；
空时分组编码单元，用于对符号调制单元输出的信号进行偏振和时间维度的空时编码， 形成空时编码信号后输出；
频域调制单元，用于对空时分组编码单元输出的空时编码信号进行频域调制，形成第i 路调制信号后输出。
在一种可能的设计中，第一相干收发机还包括：
合路单元，用于对N组处理单元输出的N路调制信号进行合路，形成合路信号后输出；
数模转换器，用于将合路单元输出的合路信号进行数模转换，形成模拟信号后输出；
相干调制器，用于采用第一光载波对数模转换单元输出的模拟信号进行相干调制，形 成第一波分复用信号后输出。
如此，可以将多路下行数据通过波分复用方式传输出去。
在一种可能的设计中，i个第二相干收发机，包括：
耦合器，用于将本振光和第i个第二相干收发机接收到的第i路第二光信号进行耦合， 形成至少一路耦合光信号后输出；
光电转换组件，用于将耦合器输出的至少一路耦合光信号进行光电转换，形成至少一 路电信号后输出；
数字信号处理单元，用于将光电转换组件输出的至少一路电信号进行数字信号处理， 解调出第二光信号承载的下行数据中的信息。
如此，可以在接收端通过耦合、光电转换、数字信号处理将光信号承载的信息解调出 来。
在一种可能的设计中，上述耦合器、光电转换组件为：
耦合器为2x1耦合器，光电转换组件包括一个光电探测器；或者，
耦合器为2x2耦合器，光电转换组件包括一个平衡光电探测器或两个光电探测器；或 者，
耦合器为3x3耦合器，光电转换组件包括三个光电探测器。
如此，可以采用不同形式的耦合器、光电转组件实现光信号的耦合、光电转换，提高 了光信号传输系统部署的灵活性。
在一种可能的设计中，第i个第二相干收发机还包括本地振荡激光器，本地振动激光器 用于产生本振光，以及作为第i个第二相干收发机的光源；或者，
本振光由第i个第二相干收发机之外的本地振荡器产生。
如此，可以通过上述两种形式来产生与光信号耦合的本振光，提高了光信号传输系统 部署的灵活性。
在一种可能的设计中，上述光传输单元包括：光交换器件，或者光功率分路器，或者 光交换器件和光功率分路器，即上述光传输单元可以为光交换器件，或者光功率分路器， 或者光交换器件和光功率分路器。
如此，可以采用现网中存在的元器件来组成光传输单元，不仅与现有光传输单元具有 兼容性，还提高了光信号传输系统部署的灵活性。
在一种可能的设计中，作为发送下行数据的逆过程，上述光信号传输系统还用于发送 上行数据，具体如下：
N个第二相干收发机，还用于将N路上行数据进行调制，形成N路第三光信号后输出， 其中，第j路第三光信号承载第j路上行数据包括的全部信息，j为大于等于1小于等于N的整数；
光传输单元，还用于接收N路第二相干收发机发出的N路第三光信号，将N路第三光信号进行传输处理，形成第二波分复用信号后输出，第二波分复用信号包括N路第三光信号，N路第三光信号的频率各不相同；
第一相干收发机，还用于接收光传输单元输出的第二波分复用信号，通过数字信号处 理获得N路第三光信号承载的上行数据中的信息。
如此，可以通过波分复用方式实现上行数据的发送。
在一种可能的设计中，N个第二相干收发机中的第j个第二相干收发机，具体用于将第 j路上行数据与第j个第二相干收发机的光源进行调制，形成第j路第三光信号后输出。
又一方面，本发明实施例提供一种光信号传输方法，方法应用于光信号传输系统，光 信号传输系统包括：第一相干收发机、光传输单元、N个第二相干收发机，方法包括：
第一相干收发机将N路下行数据转换为N路调制信号，其中，N路调制信号的频率各不相同，N路调制信号中的一路包括：位于第一偏振态的第一子信号和位于第二偏振态的第二子信号，第一偏振态和第二偏振态正交，第一子信号和第二子信号承载该路调制信号对应的下行数据包含的全部信息；
第一相干收发机将N路调制信号转换为第一波分复用信号，并向光传输单元发送第一 波分复用信号，其中，第一波分复用信号包含N路第一光信号，N路第一光信号与N路调制信号对应；
光传输单元接收第一相干收发机发送的第一波分复用信号，通过传输处理将第一波分 复用信号转换为N路第二光信号，向N个第二相干收发机对应发送N路第二光信号；
N个第二相干收发机接收光传输单元发送的N路第二光信号，对N路第二光信号进行 处理获得N路第二光信号承载的下行数据中的信息，其中，第i个第二相干收发机对第i路第二光信号进行处理获得第i路第二光信号承载的下行数据中的信息，i为大于等于1小于等于N的整数。
其中，光信号传输方法中各过程的具体实现方式可以参考上述方面或上述方面的可能 的设计提供的光信号传输系统中各功能部件的行为功能，在此不再赘述。因此，该方面提 供的光信号传输方法可以达到与上述方面相同的有益效果。
一方面，本发明实施例提供了一种光信号传输系统，该光信号传输系统可以解决上述 方法实施例中光信号传输系统各功能部件所执行的功能，所述功能可以通过硬件实现，也 可以通过硬件执行相应的软件实现。所述硬件或软件包括一个或多个上述功能相应的模块。
在一种可能的设计中，该光信号传输系统的结构中包括处理器和通信接口，该处理器 被配置为支持该光信号传输系统执行上述方法中相应的功能。该通信接口用于支持该光信 号传输系统与其他网元之间的通信。该光信号传输系统还可以包括存储器，该存储器用于 与处理器耦合，其保存该光信号传输系统必要的程序指令和数据。
一方面，本发明实施例提供了一种计算机存储介质，用于储存为上述光信号传输系统 所用的计算机软件指令，该计算机软件指令包括用于执行上述方面所述方案的程序。
一方面，本发明实施例提供了一种计算机程序产品，该程序产品储存有上述光信号传 输系统所用的计算机软件指令，该计算机软件指令包括用于执行上述方面所述方案的程序。
一方面，本发明实施例提供了一种装置，该装置以芯片的产品形态存在，该装置的结 构中包括处理器和存储器，该存储器用于与处理器耦合，保存该装置必要的程序指令和数 据，该处理器用于执行存储器中存储的程序指令，使得该装置执行上述方法中与光信号传 输系统相应的功能。
附图说明
图1为现有UDWDM-PON架构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种光信号传输系统组成示意图；
图3为本发明实施例提供的一种光信号传输系统组成示意图；
图3a为本发明实施例提供的又一种光信号传输系统组成示意图；
图3b为本发明实施例提供的再一种光信号传输系统组成示意图；
图4a为本发明实施例提供的空间、时间、频率三维编码示意图；
图4b为本发明实施例提供的信号合成示意图；
图5a为本发明实施例提供的一种第二相干收发机组成示意图；
图5b为本发明实施例提供的一种第二相干收发机组成示意图；
图5c为本发明实施例提供的数字信号处理示意图；
图6a为本发明实施例提供的包括2x1耦合器的第二相干收发机的组成示意图；
图6b为本发明实施例提供的包括2x2耦合器的第二相干收发机的组成示意图；
图6c为本发明实施例提供的包括2x2耦合器的第二相干收发机的组成示意图；
图6d为本发明实施例提供的包括3x3耦合器的第二相干收发机的组成示意图；
图7为本发明实施例提供的一种光信号传输方法的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明实施例的实施方式进行详细描述。
图2为本发明实施例提供的一种光信号传输系统组成示意图，如图2所示，该光信号 传输系统可以包括：第一相干收发机10、光传输单元20、N个第二相干收发机30，第一相干收发机10可以与光传输单元20连接，光传输单元20可以与N第二相干收发机30连接， N为大于等于2的整数。
其中，图2中的第一相干收发机10可以位于核心节点处，如：可以为位于城域网汇聚 节点的OLT。第一相干收发机10可以用于获取N路下行数据，将N路下行数据转换为N 路调制信号，N路调制信号频率各不相同，N路调制信号中的一路包括：位于第一偏振态的 第一子信号和位于第二偏振态的第二子信号，第一偏振态和第二偏振态正交，第一子信号 和第二子信号承载该路调制信号对应的下行数据包括的全部信息；
以及，将N路调制信号转换为第一波分复用信号，并向光传输单元20发送第一波分复 用信号，其中，第一波分复用信号包括N路第一光信号，N路第一光信号与N路调制信号对应，第一光信号由调制信号经过数模转换、相干调制转换而来。
图2中的光传输单元20可以为光分配网(optical distribution network，ODN)，其作用 是为第一相干收发机10和N个第二相干收发机30提供光传输通道，该光传输单元20可以 用于分支/耦合或者复用/解复用波分复用信号，如：光传输单元20可以用于接收第一相干 收发机10发送的第一波分复用信号，通过传输处理将第一波分复用信号转换为N路第二光 信号，向N个第二相干收发机30对应发送N路第二光信号。
例如，向第1个第二相干收发机30发送第1路第二光信号，向第2个第二相干收发机30发送第2路第二光信号，以此类推，直至将第N路第二光信号发送至第N个相干收发机。 需要说明的是，向N个第二相干收发机30发送N路第二光信号时，每路第二光信号可以同 时发送，也可以在不同时间单元(如时隙)发送，不予限制。
图2中的每个第二相干收发机30可以位于接入节点处，为用户端的相干收发机，如： 第二相干收发机30可以为ONU。N个第二相干收发机30用于接收所述光传输单元发送的N路第二光信号，对所述N路第二光信号进行处理获得所述N路第二光信号承载的下行数 据中的信息，其中，第i个第二相干收发机，用于对第i路第二光信号进行处理获得所述第 i路第二光信号承载的下行数据中的信息，所述i为大于等于1小于等于N的整数。
需要说明的是，图2仅为示例性架构图，除图2所示部件之外，还可以包括其他部件， 本发明实施例对此不予限制。
在传统的光信号传输系统中，OLT将相干调制后的包括多个光信号的波分复用信号传 输至光传输单元，光传输单元将接收到的波分复用信号经过处理后转换为多个光信号，将 多个光信号对应发送至用户端的ONU，由于光传输特性很容易使得光信号在不同的偏振态 上传输，ONU接收到光信号，需要通过偏振光分束器接收不同偏振态上的光信号，以期完 整的解调出该光信号承载的信息，即在ONU处需设计偏振光分束器，从而使得ONU设计成本增高。
比较而言，本发明实施例提供的光信号传输系统中，局端的相干收发机将下行数据进 行空时分组编码，编码到不同的偏振态上，且每个偏振态上的信号均承载下行数据包括的 所有信息，如此，将空时编码后的信号进行相干解调发送给对端的相干收发机后，对端的 相干收发机可以在任一偏振态上接收光信号，对该光信号进行耦合、数字信号处理获得该 信号承载的信息，不需要在接收端的相干收发机处设计偏振光分束器，降低了接收端相干 收发机的设计成本。
具体的，如图3所示，第一相干收发机10可以包括：N组处理单元、合路(summing)单元104、数模转换器105、相干调制器106。
N组处理单元与N路下行数据对应，N组处理单元，用于分别对所述N路下行数据进行符号调制、空时分组编码、频域调制，形成N路调制信号后输出，其中，第i组处理单 元，用于对第i路下行数据进行符号调制、空时分组编码处理、频域调制，形成第i路调制 信号后输出。
所述第i组处理单元包括：符号调制单元101、空时分组编码单元102、频域调制单元 103。
符号调制单元101，可以对所述第i路下行数据进行符号调制，形成包含至少一个符号 的信号后输出。
其中，上述下行数据可以为数字基带信号，即中心频率为0，没有进行频域调制和变换 的信号。可选的，第一相干收发机10可以从信号源(如：基站)获取N路下行数据。
对下行数据进行符号调制可以包括：对下行数据进行幅度、频率和相位中的至少一种 调制，以将下行数据包括的信息承载在较高频率的信号(如将频率为0的信号调制为0-5GHz 的信号)上，如：可以采用现有任一调制方式，如：正交频分复用(orthogonalfrequency division multiplexing，OFDM)调制、正交相移键控(quadrature phase shiftkeying，QPSK)调制等 对下行数据进行调制，其具体调制过程可参照现有，在此不再赘述。
例如，若下行数据为S1，则经过符号调制单元101的调频和调相得到的信号为S1(t)： 其中，As1为S1(t)的幅度，ws1为S1(t)的频率，θs1为S1(t)的相位，该 信号包括至少一个符号。
空时分组编码单元102，可以用于对符号调制单元101输出的信号进行偏振和时间维度 的空时编码，形成空时编码信号后输出。
其中，上述偏振和时间维度的空时编码可以指：在同一时间单元内，将至少一个符号 分别在相互正交的两个偏振态进行编码，如：在同一时间单元上将所有符号在第一偏振态 进行编码，将调制信号包括的所有符号在第二偏振态进行编码，即每个偏振态上的信号承 载下行数据包括的全部信息，其中，在各个偏振态上，不同的符号占用不同的时间。
其中，上述第一偏振态与第二偏振态正交，如，第一偏振态可以为横电模式(transverse electric mode，TE)，第二偏振态可以为横磁模式(transverse magneticmode，TM)。上述时 间单元可以为时隙(slot)、时间间隔等。
具体的，空时分组编码单元102可采用现有空时编码技术对调制信号进行偏振和时间 维度的空时编码，在此不再赘述。
例如，如图4a所示，调制信号S1(t)包括六个调制符号s11、s12、s13、s14、s15、s16，可以将原符号s11、s13、s15，以及s12、s14、s16的函数f(s12)、f(s14)、f(s16)编码在第一偏振 态上，将原调制符号s12、s14、s16，以及s11、s13、s15的函数f(s11)、f(s13)、f(s15)编码在 第二偏振态上。
如此，经过空时分组编码单元102的偏振和时间维度的空时编码得的空时编码信号可 以包括：位于第一偏振态的第一空时编码信号和位于第二偏振态的第二空时编码信号。
频域调制单元103，可以用于对空时分组编码单元102输出的空时编码信号进行频域调 制，形成所述第i路调制信号后输出。
其中，上述调制信号可以包括位于第一偏振态的第一子信号和位于第二偏振态的第二 子信号。
其中，上述对空时编码信号进行频域调制可以指：采用频率较高的载波(如频率大于 空时编码信号的频率的载波)对空时编码信号进行调制，以期将空时编码信号搬移到较高 频率上。具体的，其频域调制方式可参照现有技术，在此不再赘述。
例如，上述信号经过频域调制后转换为：频 率由ws1变为w′s1。
此外，在本发明实施例中，不同处理单元中的频域调制单元103输出的调制信号的频 率各不相同，以保证信号在独立的频率通道传输。例如，如图4a所示，调制信号S1(t)、S2(t)、 S3(t)经空时分组编码后，分别在频域对应调制到频率f1、f2和f3上。
合路单元104，可以用于对N组处理单元输出的N路调制信号进行合路，形成合路信号后输出。
其中，上述对调制信号进行合路可以指：将N路调制信号相加在一起，即得到一个电 域的频分复用信号，成为一路频分复用信号传输出去，且每路调制信号占用不同的频率， 互不干扰，即合路信号包括N路调制信号。如图4b所示，0-5GHz的调制信号1、5-10GHz的调制信号2、10-15GHz的调制信号3合路后变为0--15GHz的合路信号。具体的，其合路 过程可参照现有技术，在此不再赘述。
例如，若第1路调制信号为：第2路调制信号为：则对第1路调制信号和第2路调制信号进行合路后形成的合路信号为：
数模转换(digital to analog，DA)器105，可以用于将合路单元104输出的合路信号进 行数模转换，形成模拟信号后输出。
其中，数模转换可以指：将幅度连续的数字信号转换为幅度连续的模拟信号。具体的， 其数模转换过程可参照现有技术，在此不再赘述。
例如，对上述合路信号进行数模转换后变为
相干调制器106，可以用于采用第一光载波对数模转换单元输出的模拟信号进行相干调 制，形成第一波分复用信号后输出。
其中，上述相干调制可以指：将第一光载波与模拟信号进行相乘，将模拟信号调制到 频率比较高的光谱上(如：调制到THz的光载波上)。例如，若模拟信号的频率为100GHz，第一光载波的频率为194THz，则用第一光载波与模拟信号相乘后变为频率为 193.95-194.05THz。具体的，该相干调制过程可参照现有技术，在此不再赘述。
其中，上述第一光载波可以为谱线较窄，频率稳定、相位恒定的相干光，可以由图3所示的外腔型激光器(external cavity laser，ECL)生成。
上述第一波分复用信号可以包括N路第一光信号，该N路第一光信号可以与N路调制 信号对应，每路光信号由调制信号经数模转换、相干调制得到。
例如：上述位于第一偏振态的模拟信号：经相干调 制后变为波分复用信号。
具体的，如图3所示，光传输单元20可以包括：光交换器件201。
该光交换器件201为具有超窄光通道交换和转发能力的交换器件，可以为波分复用/解 复用器，或者波长选择开关(wavelength selective switch，WSS)，或者光滤波器等。
该光交换器件201可以用于根据光波的波长不同将波分复用信号包括的光信号选择出 来，即可以用于将第一波分复用信号分解为N路第二光信号，该N路第二光信号可以与N 路第一光信号对应。可选的，N路第二光信号即为N路第一光信号。
例如，如上述波分复用信号经过光交换器件201后 可以得到两路第二光信号：和具体的，光 交换器件201的工作原理和实现过程可参照现有技术，在此不再赘述。
需要说明的是，在本发明实施例中，光传输单元20包括但不限于图3所示的光交换器 件201，如图3a所示，该光传输单元20还可以为包括光功率分路器202的单元，如图3b 所示，该光传输单元20还可以为包括光交换器件201和光功率分路器202的单元，即由光 交换器件201和光功率分路器202级联在一起组成光传输单元20。
其中，上述光功率分路器202只是简单的对波分复用信号分光，对波分复用信号而言 是简单的复制成多份，不能对波分复用信号中的光谱进行操作，如：光功率分路器202可以用于将第一波分复用信号复制成多份，每份的功率各不相同，即光功率分路器202可以将包括N路第一光信号的波分复用信号复制成N份包括N路第一光信号的第二光信号，每 份信号的功率是不同的。具体的，光功率分路器202的工作原理和实现过程可参照现有技 术，在此不再赘述。
例如，波分复用信号经光功率分路器202处理后得 到两路第二光信号：
其中，Bs1为一路第二光信号的功率，Bs2为另一路第二光信号的功率，二者不同。
如此，可以采用图3、图4a、图4b所示的任一种光传输单元20来传输波分复用信号，提高了信号传输的灵活性，便于光信号传输系统的部署。
具体的，如图3所示，每个第二相干收发机30可以包括：耦合器301、光电转换组件302、数字信号处理单元303，其中，光电转换组件302可以包括多个光电探测器(photodiode， PD)、光电探测器的数值取决于耦合器301输出的信号的个数，通常情况下，光电探测器的 个数小于等于耦合器301输出的信号的个数，如：光电转换组件302可以包括一个或者两 个或者三个光电探测器。
具体的，第i个第二相干收发机包括的耦合器301，可以用于将本振光和第i个第二相 干收发机接收到第二光信号进行耦合，形成至少一路耦合光信号后输出。
其中，上述第二光信号可以承载与该第二相干收发机30对应的下行数据包括的信息， 也可以承载多个下行数据包括的信息，即第二光信号可以为单个光信号，还可以为包括多 个光信号的合成信号，具体的，第二光信号属于哪类光信号可以根据光传输单元20的处理 能力而定，如当光传输单元20为图3所示的光交换器件时，第二光信号为单个光信号，当 光传输单元20为图4a所示的光功率分路器202时，第二光信号可以包括N路第一光信号。
该第二光信号可以包括位于第一偏振态的子信号和位于第二偏振态的子信号，因每个 偏振态上承载下行数据包括的全部信息，因此，对于第二相干收发机30而言，接收哪个偏 振态上的信号都可以解调出下行数据包括的完整的信息，即上述将本振光和光传输单元20 输出的第二光信号进行耦合可以指：将本振光和第二光信号中位于第一偏振态的信号进行 耦合或者将本振光和第二光信号中位于第二偏振态的信号进行耦合，不需要通过偏振光分 束器来接收不同偏振态的信号。具体的，耦合器301的工作原理可参照现有技术，在此不 再赘述。
例如，上述承载第1路下行数据包括的信息和第2路下行数据包括的信息的第一信号 光：经过光传输单元20处理后形成与第1路下行数据 对应的第二光信号：以及与第2路下行数据对应的第二光信号：假设第二相干收发机301接收到与第1路下行数据对应的第二光信号，则第二相干收发机301可以用和本振光进行耦合。
上述本振光可以为第二相干收发机30之外的外置独立光源产生的光，还可以为由第二 相干收发机30包括的本地振荡器，如双端电吸收调制激光器(double-sideelectlro-absorption modulated laser，DS-EML)产生的光。例如，图5a为第二相干收发机30的简化示意图， 如图5a所示，将上行数据发送时采用的发射激光器作为本地振荡(localoscillator，LO)器， 产生耦合器301需要的本振光；图5b为第二相干收发机30的又一种简化示意图，如图5b 所示，在第二相干耦合器301之外配置一个振荡器，产生耦合器301需要的本振光。
第i个第二相干收发机包括的光电转换组件302，可以用于将耦合器301输出的至少一 路耦合光信号进行光电转换，形成至少一路电信号后输出。
其中，上述对耦合光信号进行光电转换可以指：将耦合光信号转换为电信号，具体的， 其工作过程可以参照现有技术，在此不再赘述。
第i个第二相干收发机包括的数字信号处理单元303，可以用于将光电转换组件302输 出的至少一路电信号进行数字信号处理，解调出所述第i路第二光信号承载的下行数据中的 信息。
其中，上述数字信号处理过程可参照现有技术，如图5c所示，该数字信号处理单元303 可以用于进行下述处理：频偏估计、信号下变频，恢复出同相信息(in phase)和正交相信 息(quadrature phase)，接着进行低通滤波去除带外噪声(如去除上述拍频噪声和直流分量)， 然后依次进行色散补偿、频偏补偿/载波相位补偿，最后进行时钟/帧同步操作、空时分组解 码、信道均衡、数据解调恢复出下行数据包括的信息。
需要说明的是，当第二光信号承载多个下行数据包括的信息时，可以在数字处理单元 处增加一个电域滤波器，将经过耦合、光电转换后的信号中的下行数据分离开来，仅解调 出第二相干收发机30对应的下行数据中的信息。
例如，相干收发机1接收下行数据1，相干收发机2仅接收下行数据2，假设光功率分路器202将承载有下行数据1和下行数据2的信号发送至相干收发机1，相干收发机1将该 信号经耦合、光电转换处理后，传输至数字处理单元，由数字处理单元将下行数据1和下 行数据2分离处理，实现该相干收发机1只接收下行数据1。
可选的，上述耦合器301为如图6a所示的2x1耦合器，该2x1耦合器可以指：该耦合器具有两输入端一个输出端。在本发明实施例中，该两个输入端中的一个用于接收光传输单元20输出的第二光信号，一个用于接收本振光，一个输出端用于输出一路耦合光信号，此时，上述光电转换组件302包括一个光电探测器。其中，光电探测器主要用于将光信号 转换为电信号，2x1耦合器和光电探测器的其工作原理可参照现有技术，在此不再赘述。
例如，假设第二光信号为ES(t)，本振信号为ELO(t)，这两个信号经图6a所示的2x1耦 合器后输出的一路耦合光信号为：或者假设耦合 光信号为该耦合光信号经过光电转换后形成的电信号为：
其中，ES(t)为ELO(t)为本振光ALO为本振 光的幅度，wLO为本振光的频率，θLO为本振光的的相位，为拍频噪声，为直流分量，wIF(t)为第二信号光的频率和本振光的频率的差值，R为光电探测器的响应深度。
上述耦合器301还可以为如图6b、图6c所示的2x2耦合器，该2x2耦合器可以指：该耦合器具有两个输入端两个输出端，在本发明实施例中，该两个输入端中的一个用于接收光传输单元20输出的第二光信号，一个用于接收本振光，两个输出端用于输出两路耦合光信号，此时，光电转换组件302可以包括如图6b所示的一个平衡光电探测器或者如图6c 所示的两个光电探测器。具体的，2x2耦合器和平衡光电探测器的工作原理可参照现有技术，在此不再赘述。
例如，假设第二光信号为Es，本振信号为EL，这两个信号经图6b或6c所示的2x2耦合器301后输出的两路耦合光信号为：和
上述两个耦合光信号经图6b所示的平衡光电探测器后得到的电信号为：
上述两个耦合光信号分别对应经过图6d所示的两个光电探测器后得到的电信号分别 为：
由上可知，当第二相干收发机包括平衡光电探测器时，该平衡光电探测器可以去除电 信号中的拍频噪声和直流噪声，此时，数字处理单元在进行数字处理时可以去除图5c中的 低通滤波过程。
上述耦合器301还可以为如图6d所示的3x3耦合器，该3x3耦合器可以指：该耦合器具有三个输入端三个输出端，在本发明实施例中，该三个出入端中的任意两个输入端可以分别用于接收光传输单元20输出的第二光信号和本振光，剩余的一个输入端设置为零(如将其接地)，三个输出端用于输出三路耦合光信号，此时，第二相干收发机30中的光电转 换组件302可以包括三个光电探测器。具体的，3x3耦合器和光电探测器的工作原理可参照 现有技术，在此不再赘述。
例如，假设第二光信号为Es，本振信号为EL，这两个信号经3x3耦合器、以及三个光电探测器处理后分别输出的三路电信号为：
其中，kl＝2π/9，上述三路 电信号经数字信号处理后，可以恢复出下行数据的同相信息II和正交相信息IQ：
需要说明的是，光信号传输系统除上述所示单元之外，还可以包括其他单元，如：预 加重单元、色散预补偿单元等，不予限制。
此外，在通信过程中，作为传输下行数据的逆过程，本发明实施例中的光信号传输系 统还可以用于传输上行数据，对上行数据进行处理。可以理解的是，传输上行数据可以是 对传输下行数据的逆过程，也可以有一定的不同，如：
N个第二相干收发机30，还可以用于将N路上行数据进行调制，形成N路第三光信号后输出，其中，第j路第三光信号承载第j路上行数据包括的全部信息，所述j为大于等于 1小于等于N的整数；
光传输单元20，还可以用于接收N路第二相相干收发机发出的N路第三光信号，将N路第三光信号进行传输处理，形成第二波分复用信号后输出，第二波分复用信号包括N路第三光信号，N路第三光信号的频率各不相同；
第一相干收发机10，还可以用于接收光传输单元20输出的第二波分复用信号，通过数 字信号处理获得N路第三光信号承载的上行数据中的信息。
具体的，所述N个第二相干收发机中的第j个第二相干收发机，具体用于将所述第j路上行数据与所述第j个第二相干收发机的光源进行调制，形成所述第j路第三光信号后输出；其中，该调制过程可参照现有技术，在此不再赘述。
下面结合上述光信号传输系统，对本发明实施例提供的一种光信号传输方法进行详细 描述，其中，下述方法实施例中的光信号传输系统可对应包括图3、图3a、图3b所示的组 成部件。需要说明的是，虽然在下述方法流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
图7为本发明实施例提供的一种光信号传输方法，该方法可以应用于上述实施例的光 信号传输系统，该光信号传输系统可以包括：第一相干收发机、光传输单元、N个第二相 干收发机，如图7所示，该方法可以包括：
步骤701：第一相干收发机将N路下行数据转换为N路调制信号。
其中，N路调制信号的频率各不相同，N路调制信号中的一路包括：位于第一偏振态的 第一子信号和位于第二偏振态的第二子信号，第一偏振态和第二偏振态正交，第一子信号 和第二子信号承载该路调制信号对应的下行数据包括的全部信息。
其中，第一相干收发机将N路下行数据转换为N路调制信号的过程可参照上述实施例 中的相关描述，在此不再赘述。
步骤702：第一相干收发机将N路调制信号转换为第一波分复用信号，并向光传输单 元发送第一波分复用信号。
其中，第一波分复用信号可以包括N路第一光信号，N路第一光信号与N路调制信号对应，即第一光信号是由调制信号经数模转换、相干调制转换而来。
步骤703：光传输单元接收第一相干收发机发送的第一波分复用信号，通过传输处理将 第一波分复用信号转换为N路第二光信号，向N个第二相干收发机对应发送N路第二光信 号。
其中，光传输单元通过传输处理将第一波分复用信号转换为N路第二光信号可以包括：
光传输单元将第一波分复用信号包括的N路第一光信号分解为N路第二光信号，其中， N路第一光信号和N路第二光信号对应；或者，
光传输单元将第一波分复用信号复制成N路第二光信号，每路第二光信号的功率各不 相同，且每路第二光信号包括N路第一光信号，即每路第二光信号承载有N路第一光信号 承载的N路下行数据中的信息。
步骤704：N个第二相干收发机接收所述光传输单元发送的N路第二光信号，对所述N 路第二光信号进行处理获得所述N路第二光信号承载的下行数据中的信息。
其中，第i个第二相干收发机对第i路第二光信号进行处理获得所述第i路第二光信号 承载的下行数据中的信息，所述i为大于等于1小于等于N的整数。
其中，上述N个第二相干收发机对所述N路第二光信号进行处理获得所述N路第二光 信号承载的下行数据中的信息的过程可参照上述实施例中的相关描述，在此不再赘述。
与现有技术相比，本发明实施例提供的光信号传输方法中，局端的相干收发机将下行 数据进行空时分组编码，编码到不同的偏振态上，且每个偏振态上的信号均承载下行数据 包括的所有信息，如此，将空时编码后的信号进行相干解调发送给对端的相干收发机后， 对端的相干收发机可以在任一偏振态上接收光信号，对该光信号进行耦合、数字信号处理 获得该信号承载的信息，不需要在接收端的相干收发机处设计偏振光分束器，降低了接收 端相干收发机的设计成本。
可选的，第一相干收发机包括：N组处理单元、合路单元、数模转换器、相干调制器，N组处理单元与N路下行数据对应，每组处理单元包括：符号调制单元、空时分组编码单 元、频域调制单元；
上述第一相干收发机将N路下行数据中的一路转换为调制信号，具体包括：
N组处理单元分别对N路下行数据进行符号调制、空时分组编码、频域调制，形成N路调制信号后输出，其中，第i组处理单元对第i路下行数据进行符号调制、空时分组编码处理、频域调制，形成第i路调制信号后输出。
第i组处理单元包括：符号调制单元、空时分组编码单元、频域调制单元；第i组处理 单元对第i路下行数据进行符号调制、空时分组编码处理、频域调制，形成第i路调制信号 后输出，具体包括：
符号调制单元对下行数据进行符号调制，形成包括至少一个符号的信号后输出；空时 分组编码单元对符号调制单元输出的信号进行偏振和时间维度的空时编码，形成空时编码 信号后输出；频域调制单元对空时分组编码单元输出的空时编码信号进行频域调制，形成 一路调制信号后输出；
上述第一相干收发机将N路调制信号转换为第一波分复用信号，具体包括：合路单元 对N组处理单元输出的N路调制信号进行合路，形成合路信号后输出；数模转换器将合路单元输出的合路信号进行数模转换，形成模拟信号后输出；相干调制器采用第一光载波对数模转换单元输出的模拟信号进行相干调制，形成第一波分复用信号后输出。
可选的，第i个第二相干收发机，包括：耦合器、光电转换组件以及数字处理单元；所 述第i个第二相干收发机对第i路第二光信号进行处理获得所述第i路第二光信号承载的下 行数据中的信息，具体包括：
耦合器将本振光和所述第i个第二相干收发机接收到的第i路第二光信号进行耦合，形 成至少一路耦合光信号后输出；光电转换组件将耦合器输出的至少一路耦合光信号进行光 电转换，形成至少一路电信号后输出；数字信号处理单元将光电转换组件输出的至少一路 电信号进行数字信号处理，解调出第i路第二光信号承载的下行数据中的信息。
可选的，该方法实施例中用到的耦合器、光电转换组件为：
耦合器为2x1耦合器，光电转换组件包括一个光电探测器；或者，
耦合器为2x2耦合器，光电转换组件包括一个平衡光电探测器或两个光电探测器；或 者，
耦合器为3x3耦合器，光电转换组件包括三个光电探测器。
可选的，第i个第二相干收发机还包括本地振荡激光器，所述本地振动激光器用于产生 所述本振光，以及作为所述第i个第二相干收发机的光源；或者，所述本振光由所述第i个 第二相干收发机之外的本地振荡器产生。
可选的，光传输单元包括：光交换器件，或者光功率分路器，或者光交换器件和光功 率分路器。
在通信过程中，作为传输下行数据的逆过程，本发明实施例中的光信号传输方法还包 括传输上行数据，对上行数据进行处理。可以理解的是，传输上行数据可以是对传输下行 数据的逆过程，也可以有一定的不同，具体的，所述方法还包括：
N个第二相干收发机将N路上行数据进行调制，形成N路第三光信号后输出，其中，第j路第三光信号承载第j路上行数据包括的全部信息，j为大于等于1小于等于N的整数；
光传输单元接收N路第二相干收发机发出的N路第三光信号，将N路第三光信号进行 传输处理，形成第二波分复用信号后输出，第二波分复用信号包括N路第三光信号，N路第三光信号的频率各不相同；
第一相干收发机接收光传输单元输出的第二波分复用信号，通过数字信号处理获得N 路第三光信号承载的上行数据中的信息。
其中，N个第二相干收发机中的第j个第二相干收发机将第j路上行数据进行调制，形 成第j路第三光信号后输出，具体包括：
第j个第二相干收发机将第j路上行数据与第j个第二相干收发机的光源进行调制，形 成第j路第三光信号后输出。
可以理解的是，本实施例中的方法中一些具体或扩展描述可以参考上一实施例中的描 述，在此不予赘述。
下面以第一相干收发机发送下行数据1、下行数据2、下行数据3，光传输单元为光交 换器件，第二相干收发机1解调下行数据1，第二相干收发机2解调下行数据2，第三相干收发机3解调下行数据3为例对上述光信号传输方法进行详细介绍：
第一相干收发机分别对下行数据1、下行数据2、下行数据3进行符号调制、空时分组 编码、频域调制，得到调制信号1、调制信号2、调制信号3，每个调制信号的频率各不相同，如：调制信号且每个调制信号包括两个相互正交的偏振态上的信号，调制信号1的两 个偏振态上的信号分别承载有下行数据1包括的全部信息，调制信号2的两个偏振态上的 分别承载有下行数据2包括的全部信息，调制信号3的两个偏振态上的信号分别承载有下 行数据3包括的全部信息；
第一相干收发机再将调制信号1、调制信号2、调制信号3经合并、数模转换、相干调制处理得到包括3个第一光信号的波分复用信号，并输出该波分复用信号；其中，3个第一光信号分别为：与调制信号1对应的第一光信号1、与调制信号2对应的第二光信号2、以 及与调制信号3对应的第三光信号3，第一光信号1承载下行数据1中包括的全部信息，第 二光信号2承载下行数据2中包括的全部信息，第三光信号3承载下行数据3中包括的全 部信息；
光交换器件接收该波分复用信号，将该波分复用信号分解为3个第二光信号，向三个 第二相干收发机对应发送该3个第二光信号，其中，3个第二光信号分别为：与第一光信号 1对应的第二光信号1、与第一光信号2对应的第二光信号2、以及与第一光信号3对应的第三光信号3，第二光信号1承载下行数据1中包括的全部信息，第二光信号2承载下行数 据2中包括的全部信息，第三光信号3承载下行数据3中包括的全部信息；
第二相干收发机1接收第二光信号1，将该第二光信号1经耦合、光电转换、数字信号 处理解调出第二光信号1承载的下行数据1包括的信息；
第二相干收发机2接收第二光信号2，将该第二光信号2经耦合、光电转换、数字信号 处理解调出第二光信号2承载的下行数据2包括的信息；
第二相干收发机3接收第二光信号3，将该第二光信号3经耦合、光电转换、数字信号 处理解调出第二光信号3承载的下行数据3包括的信息。
下面以第一相干收发机发送下行数据1、下行数据2、下行数据3，光传输单元为光功 率分路器，第二相干收发机1解调下行数据1，第二相干收发机2解调下行数据2，第三相干收发机3解调下行数据3为例对上述光信号传输方法进行详细介绍：
第一相干收发机分别对下行数据1、下行数据2、下行数据3进行符号调制、空时分组 编码、频域调制，得到调制信号1、调制信号2、调制信号3，每个调制信号的频率各不相同，如：调制信号且每个调制信号包括两个相互正交的偏振态上的信号，调制信号1的两 个偏振态上的信号分别承载有下行数据1包括的全部信息，调制信号2的两个偏振态上的 分别承载有下行数据2包括的全部信息，调制信号3的两个偏振态上的信号分别承载有下 行数据3包括的全部信息；
第一相干收发机再将调制信号1、调制信号2、调制信号3经合并、数模转换、相干调制处理得到包括3个第一光信号的波分复用信号，并输出该波分复用信号；其中，3个第一光信号分别为：与调制信号1对应的第一光信号1、与调制信号2对应的第二光信号2、以 及与调制信号3对应的第三光信号3，第一光信号1承载下行数据1中包括的全部信息，第 二光信号2承载下行数据2中包括的全部信息，第三光信号3承载下行数据3中包括的全 部信息；
光功率分路器接收该波分复用信号，将该波分复用信号分解为3个第二光信号，向三 个第二相干收发机对应发送该3个第二光信号，其中，3个第二光信号为：第二光信号1、第二光信号2、以及第二光信号3，第二光信号1承载下行数据1、下行数据2、下行数据3 中包括的全部信息，第二光信号2承载下行数据1、下行数据2、下行数据3中包括的全部 信息，第二光信号3承载下行数据1、下行数据2、下行数据3中包括的全部信息；
第二相干收发机1接收第二光信号1，将该第二光信号1经耦合、光电转换处理得到电 信号，再电域过滤出仅承载有下行数据1的信号，将过滤后的信号经数字信号处理解调出 下行数据1包括的信息；
第二相干收发机2接收第二光信号2，将该第二光信号2经耦合、光电转换处理得到电 信号，再电域过滤出仅承载有下行数据2的信号，将过滤后的信号经数字信号处理解调出 下行数据2包括的信息；
第二相干收发机3接收第二光信号3，将该第二光信号3经耦合、光电转换处理得到电 信号，再电域过滤出仅承载有下行数据3的信号，将过滤后的信号经数字信号处理解调出 下行数据3包括的信息。
其中，上述电域过滤的方式可参照现有技术，在此不再赘述。
通过以上的实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便 和简洁，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述 功能分配由不同的功能模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以 上描述的全部或者部分功能。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它 的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个装置，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显 示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的 部件可以是一个物理单元或多个物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个 不同地方。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各 个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既 可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可 以存储在一个可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实施例的技术方案本质上或者 说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出 来，该软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一个设备(可以是单片机， 芯片等)或处理器(processor)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述 的存储介质包括：U盘、移动硬盘、ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码 的介质。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何在 本发明揭露的技术范围内的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发 明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (20)

1.一种光信号传输系统，其特征在于，包括：第一相干收发机、光传输单元、N个第二相干收发机；
所述第一相干收发机，用于将N路下行数据转换为N路调制信号，其中，所述N路调制信号的频率各不相同，所述N路调制信号中的一路包括：位于第一偏振态的第一子信号和位于第二偏振态的第二子信号，所述第一偏振态和所述第二偏振态正交，所述第一子信号和所述第二子信号承载该路调制信号对应的下行数据包含的全部信息；
所述第一相干收发机，还用于将所述N路调制信号转换为第一波分复用信号，并向所述光传输单元发送所述第一波分复用信号，其中，所述第一波分复用信号包含N路第一光信号，所述N路第一光信号与所述N路调制信号对应；
所述光传输单元，用于接收所述第一相干收发机发送的第一波分复用信号，通过传输处理将所述第一波分复用信号转换为N路第二光信号，向所述N个第二相干收发机对应发送所述N路第二光信号；
所述N个第二相干收发机，用于接收所述光传输单元发送的N路第二光信号，对所述N路第二光信号进行处理获得所述N路第二光信号承载的下行数据中的信息，其中，第i个第二相干收发机，用于对第i路第二光信号进行处理获得所述第i路第二光信号承载的下行数据中的信息，所述i为大于等于1小于等于N的整数。
2.根据权利要求1所述的光信号传输系统，其特征在于，所述第一相干收发机包括：
N组处理单元，用于分别对所述N路下行数据进行符号调制、空时分组编码、频域调制，形成N路调制信号后输出，其中，第i组处理单元，用于对第i路下行数据进行符号调制、空时分组编码处理、频域调制，形成第i路调制信号后输出。
3.根据权利要求2所述的光信号传输系统，其特征在于，所述第i组处理单元包括：
符号调制单元，用于对所述第i路下行数据进行符号调制，形成包含至少一个符号的信号后输出；
空时分组编码单元，用于对所述符号调制单元输出的信号进行偏振和时间维度的空时编码，形成空时编码信号后输出；
频域调制单元，用于对所述空时分组编码单元输出的空时编码信号进行频域调制，形成所述第i路调制信号后输出。
4.根据权利要求1-3任一项所述的光信号传输系统，其特征在于，所述第一相干收发机还包括：
合路单元，用于对所述N组处理单元输出的N路调制信号进行合路，形成合路信号后输出；
数模转换器，用于将所述合路单元输出的合路信号进行数模转换，形成模拟信号后输出；
相干调制器，用于采用第一光载波对所述数模转换单元输出的模拟信号进行相干调制，形成第一波分复用信号后输出。
5.根据权利要求1-4任一项所述的光信号传输系统，其特征在于，所述第i个第二相干收发机，包括：
耦合器，用于将本振光和所述第i个第二相干收发机接收到的第i路第二光信号进行耦合，形成至少一路耦合光信号后输出；
光电转换组件，用于将所述耦合器输出的至少一路耦合光信号进行光电转换，形成至少一路电信号后输出；
数字信号处理单元，用于将所述光电转换组件输出的至少一路电信号进行数字信号处理，解调出所述第i路第二光信号承载的下行数据中的信息。
6.根据权利要求5所述的光信号传输系统，其特征在于，
所述耦合器为2x1耦合器，所述光电转换组件包括一个光电探测器；或者，
所述耦合器为2x2耦合器，所述光电转换组件包括一个平衡光电探测器或两个光电探测器；或者，
所述耦合器为3x3耦合器，所述光电转换组件包括三个光电探测器。
7.根据权利要求5或者6所述的光信号传输系统，其特征在于，
所述第i个第二相干收发机还包括本地振荡激光器，所述本地振动激光器用于产生所述本振光，以及作为所述第i个第二相干收发机的光源；或者，
所述本振光由所述第i个第二相干收发机之外的本地振荡器产生。
8.根据权利要求1-7任一项所述的光信号传输系统，其特征在于，
所述光传输单元包括：光交换器件，或者光功率分路器，或者光交换器件和光功率分路器。
9.根据权利要求1-8任一项所述的光信号传输系统，其特征在于，
所述N个第二相干收发机，还用于将N路上行数据进行调制，形成N路第三光信号后输出，其中，第j路第三光信号承载第j路上行数据包括的全部信息，所述j为大于等于1小于等于N的整数；
所述光传输单元，还用于接收所述N路第二相干收发机发出的N路第三光信号，将所述N路第三光信号进行传输处理，形成第二波分复用信号后输出，所述第二波分复用信号包括所述N路第三光信号，所述N路第三光信号的频率各不相同；
所述第一相干收发机，还用于接收所述光传输单元输出的第二波分复用信号，通过数字信号处理获得所述N路第三光信号承载的上行数据中的信息。
10.根据权利要求9所述的光信号传输系统，其特征在于，
所述N个第二相干收发机中的第j个第二相干收发机，具体用于将所述第j路上行数据与所述第j个第二相干收发机的光源进行调制，形成所述第j路第三光信号后输出。
11.一种光信号传输方法，其特征在于，所述方法应用于光信号传输系统，所述光信号传输系统包括：第一相干收发机、光传输单元、N个第二相干收发机，所述方法包括：
所述第一相干收发机将N路下行数据转换为N路调制信号，其中，所述N路调制信号的频率各不相同，所述N路调制信号中的一路包括：位于第一偏振态的第一子信号和位于第二偏振态的第二子信号，所述第一偏振态和所述第二偏振态正交，所述第一子信号和所述第二子信号承载该路调制信号对应的下行数据包含的全部信息；
所述第一相干收发机将所述N路调制信号转换为第一波分复用信号，并向所述光传输单元发送所述第一波分复用信号，其中，所述第一波分复用信号包含N路第一光信号，所述N路第一光信号与所述N路调制信号对应；
所述光传输单元接收所述第一相干收发机发送的第一波分复用信号，通过传输处理将所述第一波分复用信号转换为N路第二光信号，向所述N个第二相干收发机对应发送所述N路第二光信号；
所述N个第二相干收发机接收所述光传输单元发送的N路第二光信号，对所述N路第二光信号进行处理获得所述N路第二光信号承载的下行数据中的信息，其中，第i个第二相干收发机对第i路第二光信号进行处理获得所述第i路第二光信号承载的下行数据中的信息，所述i为大于等于1小于等于N的整数。
12.根据权利要求11所述的光信号传输方法，其特征在于，所述第一相干收发机包括：N组处理单元；所述第一相干收发机将N路下行数据中的一路转换为调制信号，具体包括：
所述N组处理单元分别对所述N路下行数据进行符号调制、空时分组编码、频域调制，形成N路调制信号后输出，其中，第i组处理单元对第i路下行数据进行符号调制、空时分组编码处理、频域调制，形成第i路调制信号后输出。
13.根据权利要求12所述的光信号传输方法，其特征在于，所述第i组处理单元包括：符号调制单元、空时分组编码单元、频域调制单元；所述第i组处理单元对第i路下行数据进行符号调制、空时分组编码处理、频域调制，形成第i路调制信号后输出，具体包括：
所述符号调制单元对所述第i路下行数据进行符号调制，形成包含至少一个符号的信号后输出；
所述空时分组编码单元对所述符号调制单元输出的信号进行偏振和时间维度的空时编码，形成空时编码信号后输出；
所述频域调制单元对所述空时分组编码单元输出的空时编码信号进行频域调制，形成所述第i路调制信号后输出。
14.根据权利要求11-13任一项所述的光信号传输方法，其特征在于，所述第一相干收发机还包括：合路单元、数模转换器、相干调制器；所述第一相干收发机将所述N路调制信号转换为第一波分复用信号，具体包括：
所述合路单元对所述N组处理单元输出的N路调制信号进行合路，形成合路信号后输出；
所述数模转换器将所述合路单元输出的合路信号进行数模转换，形成模拟信号后输出；
所述相干调制器采用第一光载波对所述数模转换单元输出的模拟信号进行相干调制，形成第一波分复用信号后输出。
15.根据权利要求11-14任一项所述的光信号传输方法，其特征在于，所述第i个第二相干收发机，包括：耦合器、光电转换组件以及数字处理单元；所述第i个第二相干收发机对第i路第二光信号进行处理获得所述第i路第二光信号承载的下行数据中的信息，具体包括：
所述耦合器将本振光和所述第i个第二相干收发机接收到的第i路第二光信号进行耦合，形成至少一路耦合光信号后输出；
所述光电转换组件将所述耦合器输出的至少一路耦合光信号进行光电转换，形成至少一路电信号后输出；
所述数字信号处理单元将所述光电转换组件输出的至少一路电信号进行数字信号处理，解调出所述第i路第二光信号承载的下行数据中的信息。
16.根据权利要求15所述的光信号传输方法，其特征在于，
所述耦合器为2x1耦合器，所述光电转换组件包括一个光电探测器；或者，
所述耦合器为2x2耦合器，所述光电转换组件包括一个平衡光电探测器或两个光电探测器；或者，
所述耦合器为3x3耦合器，所述光电转换组件包括三个光电探测器。
17.根据权利要求15或者16所述的光信号传输方法，其特征在于，
所述第i个第二相干收发机还包括本地振荡激光器，所述本地振动激光器用于产生所述本振光，以及作为所述第i个第二相干收发机的光源；或者，
所述本振光由所述第i个第二相干收发机之外的本地振荡器产生。
18.根据权利要求11-17任一项所述的光信号传输方法，其特征在于，
所述光传输单元包括：光交换器件，或者光功率分路器，或者光交换器件和光功率分路器。
19.根据权利要求11-18任一项所述的光信号传输方法，其特征在于，所述方法还包括：
所述N个第二相干收发机将N路上行数据进行调制，形成N路第三光信号后输出，其中，第j路第三光信号承载第j路上行数据包括的全部信息，所述j为大于等于1小于等于N的整数；
所述光传输单元接收所述N路第二相干收发机发出的N路第三光信号，将所述N路第三光信号进行传输处理，形成第二波分复用信号后输出，所述第二波分复用信号包括所述N路第三光信号，所述N路第三光信号的频率各不相同；
所述第一相干收发机接收所述光传输单元输出的第二波分复用信号，通过数字信号处理获得所述N路第三光信号承载的上行数据中的信息。
20.根据权利要求19所述的光信号传输方法，其特征在于，所述N个第二相干收发机中的第j个第二相干收发机将第j路上行数据进行调制，形成第j路第三光信号后输出，具体包括：
所述第j个第二相干收发机将所述第j路上行数据与所述第j个第二相干收发机的光源进行调制，形成所述第j路第三光信号后输出。
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