具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为了降低信号从接入网传入骨干网的传输时延，本发明实施例提供了一种一种基于联合调制的全光汇聚系统，参见图1，该系统包括：第一接入网2、骨干网5、解汇聚装置3、第二接入网4以及基于联合调制的全光汇聚装置1。

其中，第一接入网2的一端连接全光汇聚装置1的一端，全光汇聚装置1的另一端连接骨干网5的一端，骨干网5的另一端连接解汇聚装置3的一端，解汇聚装置3的另一端连接第二接入网4。

全光汇聚装置1，用于接收第一接入网2输出的多路电信号，分别将多路电信号携带的信息加载到光信号上，并对光信号进行汇聚，得到一路汇聚光信号，将汇聚光信号传输至骨干网5；

骨干网5，用于将汇聚光信号传输至解汇聚装置3；

解汇聚装置3，用于接收骨干网5输出的所述汇聚光信号，将所述汇聚光信号转换为多路电信号，并将转换得到的多路电信号传输至第二接入网4。

在本发明实施例中，如图1所示，接入网是连接骨干网与用户终端之间的网络，接入网的接入方式包括：光纤接入、光纤同轴电缆混合接入、无线接入和以太网接入等。

图1中的用户终端a1-an表示n个用户终端，用户终端b1-bn表示n个用户终端。用户终端与接入网之间还可以包括其他网络设备，例如其他网络设备可以是基站。本发明实施例对用户终端与接入网之间连接不作具体限定。

本发明实施例提供的联合调制的全光汇聚系统，由于全光汇聚装置可以将接入网中的多路电信号携带的信息加载到光信号上，并对光信号进行汇聚，得到一路汇聚光信号，再将汇聚光信号传入骨干网。汇聚后的光信号传输速率高，且信号传输过程中只经过一次电信号与光信号之间的转换，从而降低了信号从接入网传入骨干网的传输时延。

在本发明的一个实施例中，如图2所示，第一接入网2包括多个接入分支，每个接入分支包括：两条第一传输线21；

每条第一传输线21的一端连接全光汇聚装置的一端；

每个接入分支的两条第一传输线21，分别用于将同一个终端发送的一路电信号传输至所述全光汇聚装置。即一个接入分支的两条第一传输线21能够传输同一个用户终端发送的两路电信号。

在本发明的一个实施例中，如图2所示，解汇聚装置3包括：数字信号处理器31。

数字信号处理器31的输入端口连接骨干网5的另一端，数字信号处理器31的多个输出端口分别连接第二接入网4。

数字信号处理器31，用于接收骨干网5输出的汇聚光信号，对汇聚光信号进行数字信号处理，得到多路电信号，并将得到的每一路电信号通过一个输出端口传输至第二接入网4。

在本发明的一个实施例中，如图2所示，第二接入网4包括多条第二传输线41。

每条第二传输线41的一端连接数字信号处理器31的一个输出端口；第二传输线41，用于传输数字信号处理器31输出的电信号。

本发明实施例提供的基于联合调制的全光汇聚系统，在信号传输过程中，只经过一次电信号与光信号之间的转换，与经过多次光电转换的方式相比，本发明实施例降低了合成高速信号的复杂度、提高了信号在接入网与骨干网之间传输的效率且降低了系统成本。而且本发明实施例可以应用于全光网，全光网对于5G高速网络接入有着巨大帮助，5G与光纤网络接入的互补，不仅发挥各自的长处，还能弥补各自的缺点。

基于相同的发明构思，如图3所示，上述全光汇聚系统中的基于联合调制的全光汇聚装置包括：第一汇聚分支、第二汇聚分支和第一耦合器10。

其中，第一汇聚分支包括第一调制模块11，第一调制模块11的一端连接接入网，第一调制模块11的另一端连接第一耦合器10的一端。第二汇聚分支包括第二调制模块12和衰减器13，第二调制模块12的一端连接接入网，第二调制模块12的另一端连接衰减器13的一端，衰减器13的另一端连接第一耦合器10的一端；第一耦合器10的另一端连接骨干网。

第一调制模块11，用于接收接入网输出的电信号，并将接收的电信号携带的信息加载到光信号上，将加载后的光信号传输至第一耦合器10。

第二调制模块12，用于接收接入网输出的电信号，并将接收的电信号携带的信息加载到光信号上，将加载后的光信号传输至所述衰减器13。

衰减器13，用于接收第二调制模块12输出的光信号，按照预设功率衰减量对接收的光信号的进行功率衰减，并将进行功率衰减后的光信号传输至第一耦合器10。

第一耦合器10，用于接收第一调制模块11和衰减器13输出的光信号，并将接收的光信号汇聚为一路汇聚光信号。

本发明实施例提供的联合调制的全光汇聚装置，由于全光汇聚装置可以将接入网中的多路电信号携带的信息加载到光信号上，并对光信号进行汇聚，得到一路汇聚光信号，再将汇聚光信号传入骨干网。汇聚后的光信号传输速率高，且信号传输过程中只经过一次电信号与光信号之间的转换，从而降低了信号从接入网传入骨干网的传输时延。

在本发明实施例中，第一调制模块11和第二调制模块12的结构相同。可选的，第一调制模块11和第二调制模块12对光信号的载波调制为可以同相正交(in-phasequadrature，IQ)调制。

基于此，参见图4，第一调制模块11包括：第一激光器111、第一分束器112、第一马赫增德尔调制器(Mach-Zehnder Modulator，MZM)113、第二MZM114、第一相位偏移器115和第二耦合器116。

其中，第一MZM113和第二MZM114均包括一个输入端口、一个输出端口和一个驱动端口。例如在图4中，第一MZM113上方的端口为输入端口，第二MZM114下方的端口为输入端口，第一MZM113和第二MZM114左边的端口均为驱动端口，第一MZM113和第二MZM114右边的端口均为输出端口。第一分束器112包括一个输入端口和两个输出端口。例如在图4中，分束器左边的端口为输入端口，右边两个端口均为输出端口。

第一分束器112的输入端口连接第一激光器111，第一分束器112的一个输出端口连接第一MZM113的驱动端口，第一分束器112的另一个输出端口连接第二MZM114的驱动端口。

第一MZM113的输入端口连接接入网，第一MZM113的输出端口连接第二耦合器116的一端。

第二MZM114的输入端口连接接入网，第二MZM114的输出端口连接第一相位偏移器115的一端，第一相位偏移器115的另一端连接第二耦合器116的一端。

第二耦合器116的另一端连接第一耦合器10的一端。

第一激光器111，用于产生光信号，并将产生的光信号传输至第一分束器112。

第一分束器112，用于接收第一激光器111输出的光信号，将接收的光信号分成两路，并将其中一路光信号传输至第一MZM113，将另一路光信号传输至第二MZM114。

第一MZM113，用于接收第一分束器112输出的光信号，接收接入网输出的电信号，将接收的电信号携带的信息加载到接收的光信号上，并将加载后的光信号传输至第二耦合器116。

第二MZM114，用于接收第一分束器112输出的光信号，接收接入网输出的电信号，将接收的电信号携带的信息加载到接收的光信号上，并将加载后的光信号传输至第一相位偏移器115。

在本发明实施例中，第一MZM113和第二MZM114接收的电信号为同一个终端发送的两路电信号。

第一相位偏移器115，用于接收第二MZM114输出的光信号，并调整接收的光信号的相位，将调整后的光信号传输至第二耦合器116。

在本发明实施例中，第一相位偏移器115的偏移角度为90°。第一相位偏移器115具体用于将接收的光信号的相位偏转90°后输入第二耦合器116。

第二耦合器116，用于接收第一MZM113和第一相位偏移器115输出的光信号，将接收的光信号耦合为一路四相移相键控QPSK光信号，并将QPSK光信号传输至第一耦合器10。

同样的，第二调制模块12包括：第二激光器121、第二分束器122、第三MZM123、第四MZM124、第二相位偏移器125和第三耦合器126。

其中，第三MZM123和第四MZM124均包括一个输入端口、一个输出端口和一个驱动端口。例如在图4中，第三MZM123上方的端口为输入端口，第四MZM124下方的端口为输入端口，第三MZM123和第四MZM124左边的端口均为驱动端口，第三MZM123和第四MZM124右边的端口均为输出端口。第二分束器122包括一个输入端口和两个输出端口。

第二分束器122的输入端口连接第二激光器121，第二分束器122的一个输出端口连接第三MZM123的驱动端口，第二分束器122的另一个输出端口连接第四MZM124的驱动端口。

第三MZM123的输入端口连接接入网，第三MZM123的输出端口连接第三耦合器126的一端。

第四MZM124的输入端口连接所述接入网，所述第四MZM124的输出端口连接第二相位偏移器125的一端，第二相位偏移器125的另一端连接第三耦合器126的一端。

第三耦合器126的另一端连接衰减器13的一端。

第二激光器121，用于产生光信号，并将产生的光信号传输至第二分束器122。

第二分束器122，用于接收第二激光器121输出的光信号，将接收的光信号分成两路，并将其中一路光信号传输至第三MZM123，将另一路光信号传输至第四MZM124。

第三MZM123，用于接收第二分束器122输出的光信号，接收接入网输出的电信号，将接收的电信号携带的信息加载到接收的光信号上，并将加载后的光信号传输至第三耦合器126。

第四MZM124，用于接收第二分束器122输出的光信号，接收接入网输出的电信号，将接收的电信号携带的信息加载到接收的光信号上，并将加载后的光信号传输至所述第二相位偏移器125。

在本发明实施例中，第三MZM123和第四MZM124接收的电信号为同一个终端发送的两路电信号。

第二相位偏移器125，用于接收第四MZM124输出的光信号，并调整接收的光信号的相位，将调整后的光信号传输至第三耦合器126。

在本发明实施例中，第二相位偏移器125的偏移角度为90°。第二相位偏移器125具体用于将接收的光信号的相位偏转90°后输入第三耦合器126。

第三耦合器126，用于接收第三MZM123和第二相位偏移器125输出的光信号，将接收的光信号耦合为一路QPSK光信号，并将QPSK光信号传输至衰减器13。

在本发明实施例中，全光汇聚装置中的第一调制模块和第二调制模块对信号的调制方式不限于IQ调制，其他调制方式同样能够实现。例如，频率调制(FrequencyModulation，FM)、调幅(Amplitude Modulation，AM)等。

本发明实施例提供的全光汇聚装置，由于第一汇聚分支不包括衰减器，而第二汇聚分支包括衰减器，使得第一汇聚分支输出的光信号与第二汇聚分支输出的光信号的功率不同，在经过耦合器进行汇聚时，能够减少信号间的串扰。

在本发明的一个实施例中，当第二汇聚分支存在多个时，每个第二汇聚分支中的衰减器13对信号的预设功率衰减量依次递增。

可选的，第二汇聚分支中的衰减器13对信号的预设功率衰减量为：m(N-1)。其中，m为预设衰减参数，N表示第二汇聚分支的序号，N＝2，3，…，n，n为第一汇聚分支和第二汇聚分支的数量和。

例如，在图4中，第一汇聚分支数量为1，假设第二汇聚分支数量为5，m为-2。按照从上到下的顺序，第一个第二汇聚分支中的衰减器的衰减量为：-2(2-1)＝-2分贝(decibel，dB)。最后一个第二汇聚分支中的衰减器的衰减量为：-2(6-1)＝-10dB。

功率衰减量与光信号衰减前功率和衰减后功率之间的关系，如公式(1)所示。

D＝10*lg(A/B) (1)

其中，D为功率衰减量，A为光信号衰减后的功率，B为光信号衰减前的功率。

例如，当功率衰减量为-6dB时，-6dB＝10*lg(A/B)，A/B约等于0.25，即信号衰减后的功率为原功率的1/4。

在本发明实施例中，功率衰减量与光信号衰减前幅值和衰减后幅值之间的关系，如公式(2)所示。

D′＝20*lg(A′/B′) (2)

其中，D′为功率衰减量，A′为光信号衰减后的幅值，B′为光信号衰减前的幅值。

例如，当功率衰减量为-6dB时，-6dB＝20*lg(A′/B′)，A′/B′约等于0.5，即信号衰减后的幅值为原幅值的1/2，衰减结果在星座图上的表现为星座点间的距离减小一半。

本发明实施例提供的全光汇聚装置，由于第二汇聚分支中各衰减器的衰减量不同，使得每个汇聚分支输出的信号功率不同，减少了信号间串扰。在对各汇聚分支进行耦合之前，对不同的分支进行适当的功率衰减，使得每个信号的星座点位置不同，耦合后的信号星座图成高阶x-QAM信号。其中，x表示星座点的数量。

以汇聚两路QPSK信号为例，如图5所示，星座图有两个坐标轴，水平X轴与同相载波相关，垂直Y轴与正交载波相关。星座点在X轴的投影定义了同相成分的峰值振幅，星座点在Y轴的投影定义了正交成分的峰值振幅。星座点到原点的连线长度是该信号的峰值振幅，星座点到原点的连线和X轴之间的角度是信号的相位。

两路QPSK信号中的其中一路未经过功率衰减，另一路经过6dB的功率衰减后产生峰值比为2:1的QPSK信号，耦合这两路信号形成一个星座图为16-QAM调制格式的信号。

可以看出，如果增加并联的汇聚分支的数量，通过调整各汇聚分支的衰减功率，经过第一耦合器耦合后可以产生更高阶的正交幅度调制信号。

在传统方案中传输两路QPSK信号，需要将两路电信号先转为光信号，再将光信号进行光电转换，得到两路电信号，再汇聚两路电信号，然后将汇聚的电信号转换成光信号通过骨干网传输。而本发明实施例提供的全光汇聚装置只经过一次电光转换过程，传输过程更加简单易实现，并且降低了成本。在接收端接收这一路高速光信号后，可以通过数字信号处理来将多路信号分离，再分别发送到对应的用户端，完成信号传输。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于装置实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。