一种通信系统、相关设备及方法与流程

1.本技术涉及通信领域，尤其涉及一种通信系统、相关设备及方法。


背景技术：

2.在目前主流的无线基站形态下，分布式基站是主流，无线远端射频头(ramote radio head,rrh)和基带单元(baseband unit，bbu)之间主要通过射频拉远的方式部署。bbu和rrh之间的接口称之为前传接口，前传接口承载了rrh对bbu的流量，主流有多种方式来承载前传流量，如通用公共无线接口(common public radio interface,cpri)/增强的通用公共无线接口(enhancedcommon public radio interface,ecpri)/光载无线(radio over fiber，rof)等，这些均是通过调整功能部署来控制流量。并且不同trx数量也会带来前传流量的巨大差异，bbu与rrh之间流量的变化是未来影响架构变化最重要的因素。
3.从2g、3g到4g、5g，以及后续的6g，每代通信技术对基带计算能力的要求持续提升，bbu间的传输带宽和时延要求也更高；由于前传流量剧烈增加，面向未来大规模mimo将导致目前的cpri接口受限，将考虑新的切分点甚至一体化基站，或者引入低成本的光技术。另外，面向未来的大带宽和计算需求，目前电器件已经到了一定瓶颈，无线基站与光技术结合是未来具备巨大空间和能力提升弹性的关键方向。
4.rof技术是将rf载波调制到光波上，然后再通过光纤传输至接收端，在接收端，使用光电探测器进行光电转化得到射频信号，最后通过天线发射给用户终端。如图1所示，rof基站由中心局(central office，co)设备和rrh两部分组成，两者通过光纤连接。射频模块的调制模块、模数转换器(analog digital converter，adc)和数模转换器(digital analog converter，dac)等集成到co设备中。
5.但是rof基站仅仅实现无线信号在光纤上的传输，大部分除传输意外的部分还是采用电信号的处理方式，co设备中会采用dac和adc等关键电器件，关键的中射频部分的处理还是采用电器件的处理方式，带来了成本高，功耗大，带宽受限等问题。


技术实现要素：

6.本技术实施例提供一种通信系统、相关设备及方法，本技术实施例通过对光器件在架构上的布局和通过光环网拓扑的方式实现了全光通信系统，并且该通信系统具有自愈保护功能。
7.第一方面，本技术实施例提供一种通信系统，包括中心局(central office，co)设备和多个无线远端射频头(ramote radio head，rrh)，其中，多个rrh通过光纤构成环形网络，co设备通过至少两根光纤连接至与环形网路；可选地，所述至少两根光纤包括第一光纤和第二光纤；
8.co设备，用于生成n个第一光载波，该n个第一光载波的波长各不相同；并将基带信号调制到n个第一光载波上，得到n个第二光载波；并通过第一光纤将n个第二光载波传输至环形网络，使n个第二光载波在环形网路上沿着第一方向传输，n为大于0的整数；
9.多个rrh中的任一个rrh，用于从接收到的第二光载波中获取目标光载波，将接收到的第二光载波中除了目标光载波之外的光载波传输回环形网络；将目标光载波转换为电信号，将电信号作为下行信号发射。
10.可选，多个rrh通过光纤构成环形网络，具体地多个rrh通过光纤首尾相连，形成封闭的环形网络。
11.其中，基带信号为信源发出的没有经过调制的信号；n个第一光载波中均携带射频信号，调制模块将基带信号调制到n个第一光载波中，得到n个第二光载波，具体是指调制模块将基带信号调制到n个第一光载波中的每个第一光载波的射频信号上，从而得到n个第二光载波。
12.可选地，rrh的目标光载波的波长与rrh所需光载波的波长相同，或者是rrh根据波长选择信息从接到的第二光载波中获取的。
13.可选地，第一方向为顺时针方向或者逆时针方向。
14.采用本技术的架构，实现对分布式基站功能的重切分，相对于现有的bbu和rru架构，将bbu的基带信号处理功能和rru的基带信号混频功能放到了co设备侧处理，rrh保留少数的功能，比如信号的发送和接收，实现了大带宽、低成本、低功耗，同时co设备和rrh是基于光器件实现的，可免于传统基站对高性能电器件的依赖。
15.在一个可行的实施例中，co设备，还用于当检测到第一光纤故障时，通过第二光纤将n个第二光载波传输至环形网络。
16.在第一光纤故障时，将第二光纤作为候补光纤来替代第一光纤工作，实现故障自愈功能。
17.在一个可行的实施例中，对于多个rrh中的任意相邻两个rrh间可采用一根光纤连接，也可以采用两根光纤连接，实现上下行信号的双向传输。通过两根光纤连接可避免上下行光信号之间的干扰。
18.在一个可行的实施例中，任一个rrh，还用于根据目标光载波得到种子光信号，将接收的上行信号调制到种子光信号上，得到第三光载波；并通过处理模块将第三光载波传输至co设备。
19.基于目标光载波得到种子光信号，并将上行信号调制到种子光信号，由于种子光信号与第一光载波的频率相同，从而达到通过相同的光源实现了上下行光载波的频率同步的目的。
20.在一个可行的实施例中，co设备还包括；该处理模块通过第一光纤和第二光纤连接到co设备，并与环形网络；
21.处理模块，还用于当检测到组成环形网络的光纤故障时，控制n个第二光载波沿着第一方向和第二方向在环形网络中传输，其中，第二方向为顺时针方向或者逆时针方向，第一方向和第二方向不相同。
22.可选地，上述处理模块可以为光耦合器。
23.通过引入处理模块，使得环形网络故障时，使得光载波在环形网络上沿着顺时针方向和逆时针方向传输，进而使得环形网路上的rrh均能够接收到光载波，辅助实现自愈功能。
24.第二方面，本技术实施例提供一种co设备，包括微波光子产生模块、调制模块、复
用模块、第一光环形器、第一光开关、解复用模块和接收阵列，
25.其中，微波光子产生模块通过调制模块连接至复用模块，复用模块与第一光环形器第一端口连接，第一光环形器的第二端口与的第一光开关的第一端口连接，第一光环形器的第三端口通过解复用模块连接至接收阵列，第一光开关的第二端口或第三端口为co设备的输入输出端口；
26.微波光子产生模块，用于产生n个第一光载波，并将n个第一光载波传输至调制模块；n个第一光载波的波长各不相同；n为大于0的整数；
27.调制模块，用于将基带信号调制到n个第一光载波上，得到n个第二光载波，并将n个第二光载波传输至复用模块，n个第二光载波中的每个第二光载波上承载有基带信号；
28.复用模块，用于将n个第二光载波信号汇聚到一条光路上，输入到第一光环形器的第一端口，并从第一光环形器的第二端口输入到第一光开关的第一端口，再通过第一光开关的第二端口或者第三端口输出；
29.解复用模块，用于对第三光载波进行解复用，并将解复用得到的光载波传输至接收阵列，第三光载波是通过第一光开关的第二端口或者第三端口输入的，经过第一光开关的第一端口，再从第一光环形器的第二端口输入并从第一光环形器的第三端口输出至解复用模块。
30.可选地，上述功分模块可以为光功分器、光耦合器或者其他具有将光信号一分为二的器件。
31.通过全光器件构成co设备，也可以避免采用电混频器件带来的电噪声和干扰。
32.在一个可行的实施例中，co设备还包括监控模块，该监控模块连接至第一光开关的控制端口；
33.监控模块，用于若在第一光开关的第一端口和第二端口之间导通，且第一光开关的第一端口和第三端口之间断开的情况下在第一光开关上未检测到光信号，则控制第一光开关的第一端口和第二端口之间断开和第一光开关的第一端口和第三端口之间导通，使得n个第二载波通过第一光开关的第三端口输出，或者；若在第一光开关的第一端口和第二端口之间断开，且第一光开关的第一端口和第三端口之间导通的情况下未检测到光信号，则控制第一光开关的第一端口和第二端口之间导通和第一光开关的第一端口和第三端口之间断开，使得n个第二载波通过第一光开关的第二端口输出。
34.通过第一监听模块检测第一光开关上是否有光信号通过，从而确定与第二端口或者第三端口连接的光纤是否正常工作；在其中任意一个光纤故障时，切换至另一光纤工作，从而实现网络的自愈功能。
35.可选地，复用模块为阵列波导光栅(arrayed waveguide grating，awg)。
36.在一个可行的实施例中，调制模块包括n个调制器，n个调制器中的第i个调制器，用于将基带信号调制带n个第一光载波中的第i个第一光载波上，得到n个第二光载波中的第i个第二光载波；其中，i＝1,2,3,
…
,n。
37.第三方面，本技术实施例提供一种rrh，包括：波长选择电路，信号处理电路和发送接收电路，
38.其中，波长选择电路的第一端口和第二端口分别为rrh的第一端口和第二端口，波长选择电路的第三端口与第四端口分别与信号处理电路的第一端口和第二端口连接，信号
处理电路的第三端口与发送接收电路的输入输出端口连接；
39.波长选择电路，用于从端口1接收到的第二光载波中获取目标光载波，并将接收到的第二光载波中除了目标光载波之外的光载波从端口2输出，其中，端口1为波长选择电路的第一端口或第二端口，端口2为波长选择电路的第一端口或第二端口，且端口1与端口2不相同；
40.信号处理电路，用于将从第一端口输入的光载波分成第一目标光载波和第二目标光载波，将第一目标光载波转换为电信号并传输至发送接收电路；将第二目标光载波中的基带信号擦除，得到种子光信号，并将发送接收电路接收到的上行信号调制到种子光载波上，得到第三光载波；并通过信号处理电路的第二端口输出至波长选择电路；
41.发送接收电路，用于发射信号处理电路得到的电信号；接收上行信号；
42.波长选择电路，用于将接收到的第三光载波通过端口1输出。
43.通过将第一目标光载波中携带的基带信号擦除，得到种子光信号；并将上行信号调制到种子光信号上，由于种子光信号的波长与第一光载波的波长相同，从而实现采用相同的光源实现了上下行光载波的频率同步，避免采用电混频器件带来的电噪声和干扰。
44.在一个可行的实施例中，波长选择电路包括第二光环形器、第一波长选择控制模块、第二波长选择控制模块、第二光开关，
45.其中，第二光环形器的第一端口和第三端口分别为波长选择电路的第一端口和第二端口，第二光环形器的第二端口和第四端口分别通过第一波长选择控制模块和第二波长选择控制模块连接至第二光开关的第一端口和第二端口，第二光开关的第三端口和第四端口分别为波长选择电路的第三端口和第四端口；
46.当第二光载波从第二光环形器的第一端口输入，且通过第二光环形器的第二端口输出至第一波长选择控制模块时，
47.第一波长选择控制模块，用于从接收到的第二光载波中获取目标光载波，将目标光载波输出至第二光开关的第一端口，再从第二光开关的第三端口输出；并将接收到的第二光载波中除了目标光载波之外的光载波输出至第二光环形器的第二端口输入，并从第二光环形器的第三端口输出；
48.第二光环形器，用于将从第二光开关的第四端口和第二端口输入的，经第二波长选择模块输入至第二光环形器的第四端口的第三光载波从第二光环形器的第四端口输出；
49.当第二光载波从第二光环形器的第三端口输入，且通过第二光环形器的第四端口输出至第二波长选择控制模块时，
50.第二波长选择控制模块，用于从接收到的第二光载波中获取目标光载波，将目标光载波输出至第二光开关的第二端口，再从第二光开关的第三端口输出；并将接收到的第二光载波中除了目标光载波之外的光载波输出至第二光环形器的第四端口输入，并从第二光环形器的第一端口输出；
51.第二光环形器，用于将从第二光开关的第四端口和第一端口输入的，经第一波长选择模块输入至第二光环形器的第二端口的第三光载波从第二光环形器的第三端口输出。
52.通过引入光器件，避免了采用电混频器件带来的电噪声和干扰，进而避免了使用电混频器需要代价比较高的校正方案。
53.在一个可行的实施例中，波长选择电路还包括第二监听模块，第二监听模块与第
二光开关的控制端连接，
54.第二监听模块，用于检测第二光开关上是否有光信号通过，并根据检测结果控制第二光开关的端口之间导通和断开；
55.若在第二光开关的第一端口与第三端口之间导通和第二端口与第四端口之间导通的情况下未检测到光信号，控制第二光开关的第一端口与第四端口之间导通和第二端口与第三端口之间导通；若在第二光开关的第一端口与第四端口之间导通和第二端口与第三端口之间导通的情况下未检测到光信号，控制第二光开关的第一端口与第三端口之间导通和第二端口与第四端口之间导通。
56.通过检测第二光开关上是否有光信号通过来判断来控制开关的各端口的导通和断开，从而使得光信号正常的输入和输出。
57.在一个可行的实施例中，波长选择电路还包括：配置模块，配置模块的第一端口与第二光环形器的第二端口连接，配置模块的第二端口连接至第一波长选择控制模块和第二波长选择控制模块；
58.配置模块，用于从第二光环形器的第二端口输出的光载波中获取公共光载波，并从公共光载波中解析出波长选择信息；将波长选择信息传输至第一波长选择控制模块和第二波长选择控制模块，使得第一波长选择控制模块或第二波长选择控制模块根据波长选择信息从接收到的第二光载波中获取目标光载波。
59.通过引入波长选择信息，使得确保不同的rrh选择不同波长的光载波，实现rrh波长选择的自动管理。
60.在一个可行的实施例中，目标光载波的波长与rrh所需的光载波的波长相同。
61.在一个可行的实施例中，信号处理电路包括：功分模块、反射半导体光放大器(reflective semiconductor optical amplifier，rsoa)、低噪声放大器(low noise amplifier，lna)、光电二极管(photodiode，pd)、和光隔离器，
62.其中，功分模块的输入端口和光隔离器的反向端分别为信号处理电路的第一端口和第二端口，功分模块的第一输出端口连接至rsoa的第一端口，功分模块的第二输出端口连接至pd的第一端口，rsoa的第二端口连接至lna的第一端口，rsoa的第三端口连接至光隔离器的正向端，lna的第二端口和pd的第二端口构成信号处理电路的第三端口，
63.功分模块，用于将从其输入端口输入的目标光载波分成第一目标光载波和第二目标光载波，并将第一目标光载波和第二目标光载波分别通过第一输出端口和第二输出端口输出至rsoa和pd；
64.pd，用于将第二目标光载波转换为电信号，并从pd的第二端口输出；
65.rsoa，用于将第一目标光载波中携带的基带信号擦除，以得到种子光信号；并将从rsoa的第二端口输入的上行信号调制到种子光信号上，得到第三光载波，并通过光隔离器输出；
66.其中，上行信号是从通过lna的第二端口经其第一端口传输至rsoa的第二端口的。
67.第四方面，本技术实施例提供一种通信方法，应用于通信系统，该通信系统包括多个rrh，包括：
68.将基带信号调制到生成的n个第一光载波上，得到n第二光载波，其中，n个第一光载波的波长各不相同，n为大于0的整数；从多个rrh中任一rrh接收到的第二光载波中获取
目标光载波，将目标光载波转换为电信号，将电信号作为下行信号发射。
69.在一个可行的实施例中，本实施的方法还包括：
70.根据目标光载波得到种子光信号；将接到的上行信号调制到种子光信号上，得到第三光载波。
71.在一个可行的实施例中，任一rrh获取的目标光载波的波长与任一rrh所需光载波的波长相同，或者任一rrh获取的目标光载波为根据波长选择信息从接收到的第二光载波中获取的。
72.在一个可行的实施例中，通信系统还包括co设备，co设备与由多个rrh通过光纤构成的环形网络之间通过第一光纤和第二光纤连接，本实施的方法包括：
73.当检测到第一光纤故障时，通过第二光纤实现co设备与环形网络之间光载波的传输。
74.在一个可行的实施例中，所述方法还包括：
75.当环形网络中相邻两个rrh之间的光纤故障时，控制n个第二光载波沿着第一方向和第二方向在环形网络中传输，其中，第一方向和第二方向不相同。
76.第五方面，本技术实施例提供一种通信方法，包括：
77.将基带信号调制到生成的n个第一光载波上，得到n个第二光载波，n个第一光载波的波长各不相同，n为大于0的整数；将n个第二光载波复用到一条光路上，并通过第一光纤输出。
78.在一个可行的实施例中，本实施例的方法还包括：
79.通过第一光纤获取第三光载波，第三光载波携带有上行信号；对第三光载波进行解复用。
80.在一个可行的实施例中，本实施例的方法还包括：
81.当检测到第一光纤故障时，切换至第二光纤进行光载波的传输。
82.第六方面，本技术实施例提供一种通信方法，包括：
83.从接收到的第二光载波中获取目标光载波，根据目标光载波得到第一目标光载波和第二目标光载波；第一目标光载波和第二目标光载波均携带基带信号；将第一目标光载波转换为电信号，将电信号作为下行信号发射；将第二目标光载波中的基带信号擦除，得到种子光信号；并将接收到的上行信号调制到种子光信号上，得到第三光载波。
84.在一个可行的实施例中，目标光载波的波长与rrh所需光载波的波长相同。
85.在一个可行的实施例中，从接收到的第二光载波中获取目标光载波，包括：
86.根据波长选择信息从接收到的第二光载波中获取目标光载波。
87.第七方面，本技术实施例提供一种计算机存储介质，包括计算机指令，当所述计算机指令在电子设备上运行时，使得电子设备执行如权利要求第四方面、第五方面或者第六方面所述的方法的部分或者全部。
88.第八方面，本技术实施例提供一种计算机程序产品，当所述计算机程序产品在计算机上运行时，使得所述计算机执行如权利要求第四方面、第五方面或者第六方面所述的方法的部分或者全部。
89.采用本技术的方案，首先实现对分布式基站功能的重切分，相对于现有的bbu和rru架构，将bbu的基带信号处理功能和rru的基带信号混频功能放到了co设备侧处理，rrh
保留少数的功能，比如信号的发送和接收，实现了大带宽、低成本、低功耗，同时实现故障自愈，解决了光纤故障的问题；其次co设备和rrh是基于光器件实现的，可免于传统基站对高性能电器件的依赖；最后rrh中的rsoa将第一目标光载波中携带的基带信号擦除，得到种子光信号；并将上行信号调制到种子光信号上，由于种子光信号的波长与第一光载波的波长相同，从而实现采用相同的光源实现了上下行光载波的频率同步，避免采用电混频器件带来的电噪声和干扰，进而避免了使用电混频器需要代价比较高的校正方案。
90.本技术的这些方面或其他方面在以下实施例的描述中会更加简明易懂。
附图说明
91.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
92.图1为现有技术中的一种分布式基站的结构示意图；
93.图2为本技术实施例提供的一种通信系统的结构示意图；
94.图3为co设备与环状网络之间光纤故障时工作原理示意图；
95.图4为环形网络中光纤故障时工作原理示意图；
96.图5为本技术实施例提供的一种co设备的结构示意图；
97.图6为本技术实施例提供的一种rrh的结构示意图；
98.图7为本技术实施例提供的另一种rrh的结构示意图；
99.图8为本技术实施例提供的另一种rrh的结构示意图；
100.图9为本技术实施例提供的一种通信方法的交互式流程示意图。
具体实施方式
101.下面结合附图对本技术的实施例进行描述。
102.参见图2，图2为本技术实施例提供的一种通信系统的结构示意图。如图2所示，该分布式基站包括co设备100和n个rrh 200，n为大于1的整数，该n个rrh 200通过光纤首尾相连组成环形网络，co设备100通过至少两根光纤与环形网络连接；可选地，至少两根光纤包括第一光纤和第二光纤；
103.co设备100生成n个第一光载波，n个第一光载波的波长各不相同，并将基带信号调制到n个第一光载波上，得到n个第二光载波，如图2所示，该n个第二光载波表示为：λ1,
…
,λn；co设备100通过第一光纤将n个第二光载波传输至环形网络；n个第二光载波沿着第一方向在环形网络上传输，可选地，第一方向为顺时针方向或者逆时针方向；n个rrh 200中的每个rrh 200从接收到第二光载波中获取其对应的目标光载波，并将接收到的第二光载波中除了目标光载波之前的第二光载波传输回环形网络中。
104.可选地，rrh获取的目标光载波的波长与rrh所需光载波的波长相同。
105.如图2所示，对于n个rrh 200中的rrh1，从第二光载波λ1,
…
,λn中选择第二光载波λ1为rrh1对应的目标光载波，并将第二光载波传λ2,
…
,λn输回环形网络，使其继续沿着第一方向在环形网络中传输；对于n个rrh中的rrhk，从第二光载波λk,
…
,λn中选择第二光载波为
λk为rrhk对应的目标光载波，并将第二光载波传λ
k 1
,
…
,λn传输回环形网络，使其继续沿着第一方向在环形网络中传输；其中，第一方向为逆时针方向。
106.举例说明，假设co设备输出光载波a和光载波b，波长分比为x和y；环形网络中的rrha所需光载波的波长为x，rrhb所需光载波的波长为y；则rrha的目标光载波为光载波a，rrhb的目标光载波为光载波b。
107.在一个可行的实施例中，co设备100在生成n个第一光载波的同时，该co设备100还生成用于承载波长选择信息的公共光载波，co设备100将公共光载波与n个第二光载波通过第一光纤或者第二光纤传输至处理模块300，该处理模块将该公共光载波同n个第二光载波一起传输至环形网络，控制公共光载波同n个第二光载波沿着第一方向在环形网络中传输。
108.n个rrh 200中的每个rrh 200接收到公共光载波和第二光载波后，从公共光载波中解析出波长选择信息，该rrh 200根据波长选择信息从接收到的第二光载波中获取目标光载波；该rrh 200获取目标光载波后，将公共光载波同接收到的第二光载波中除了目标光载波之前的第二光载波传输回环形网络中。
109.n个rrh 200中的每个rrh200将对应的目标光载波转换为电信号，并将该电信号作为下行信号发送；每个rrh 200接收上行信号；并将上行信号调制到根据目标光载波得到的种子光信号上，得到上行光载波；该上行光载波沿着第二方向在环形网络中传输，并通过第一光纤传输至co设备100，其中，种子光信号是基于目标光载波得到的。
110.如图2所示，对于n个rrh中的rrhn，在得到上行光载波λn′
后，将上行光载波λn′
传输到环形网络中，沿着第二方向传输；对于n个rrh中的rrhk，在得到上行光载波λk′
后，将上行光载波λk′
传输到环形网络中，沿着第二方向传输，最后传输至co设备100，第一方向和第二方向不相同。
111.如图3所示，当co设备100检测到第一光纤故障时，co设备100通过第二光纤将n个第二光载波传输至环形网络上。
112.在一个可行的实施例中，通信系统还包括处理模块300，处理模块300连接到co设备100和环形网络之间，处理模块300通过上述至少两根光纤连接至co设备100；
113.当处理模块300检测到组成环形网络的光纤故障时，处理模块300控制n个第二光载波沿着第一方向和第二方向在环形网络上传输；其中，第一方向为顺时针方向或逆时针方向，第二方向为逆时针方向或者顺时针方向，且第一方向和第二方向不相同。n个rrh 200中的每个rrh200按照上述方式获取对应的目标光载波，并进行后续处理。
114.如图4所示，n个rrh中的rrh
k-1
和rrhk之间的光纤故障，处理模块300控制n个第二光载波λ1,
…
,λn分别沿着第一方向和第二方向在环形网络上传输；第一方向为逆时针方向，第二方向为顺时针方向；对于rrh1与rrh
k-1
及其之间的rrh中的每个rrh，从第一方向传输过来的第二光载波是从该rrh的第一端口输入的，该rrh从接收到的第二光载波中获取该rrh对应的目标光载波，并沿着第二方向传输获取的上行光载波，并通过处理模块300和第一光纤传输至co设备100；对于rrhk与rrhn及其之间的rrh中的每个rrh，从第二方向传输过来的第二光载波是从该rrh的第二端口输入的，该rrh从接收到的第二光载波中获取该rrh对应的目标光载波，并沿着第一方向传输获取的上行光载波，并通过处理模块300和第一光纤传输至co设备100。
115.可选地，处理模块300可以为光耦合器。
116.在一个可行的实施例中，对于多个rrh中的任意相邻两个rrh间可采用一根光纤连接，也可以采用两根光纤连接，当然还可以通过两根以上的光纤连接，实现上下行信号的双向传输。通过两根光纤连接可避免上下行光信号之间的干扰。
117.下面具体介绍co设备100的具体结构及工作原理。
118.如图5所示，co设备100包括微波光子产生模块101、调制模块102、复用模块103、第一光环形器104、第一光开关105、解复用模块106和接收阵列107；
119.其中，微波光子产生模块101通过调制模块102与复用模块103连接，该复用模块103与第一光环形器104的第一端口连接，第一光环形器104的第二端口与第一光开关105的输入端口连接，第一光环形器104的第三端口通过解复用模块106与接收阵列107连接；当光载波从第一光环形器104的第一端口输入时，该光载波从第一光环形器104的第二端口输出；第一光开关105的第二端口或者第三端口为co设备100的输出端口，第一光开关105的第二端口连接至第一光纤的一端，第一光开关105的第三端口连接至第二光纤的一端；当光载波从第一光环形器104的第二端口输入时，该光载波从第一光环形器104的第三端口输出；
120.微波光子产生模块101，用于产生n个第一光载波，该n个第一光载波的波长各不相同；n为大于1的整数；
121.调制模块102，用于将基带信号调制到n个第一光载波中，得到n个第二光载波，该n个第二光载波中的每个第二光载波承载有上述基带信号；可选地，调制模块102包括n个调制器，对于n个调制器中的第i个调制器，将输入的基带信号调制到n个光载波信号中的第i个第一光载波上，得到第i个第二光载波，i＝1,2,
…
,n；
122.复用模块103，用于将n个第二光载波汇聚到一条光路上，并输入到第一光环形器104的第一端口，并从第一光环形器104的第二端口输出至第一光开关105的第一端口，
123.第一光开关105的第一端口和第二端口之间导通，n个第二光载波从第一光开关105的第二端口输出，并通过第一光纤输出至处理模块300，
124.解复用模块106，用于对第三光载波进行解复用，并将解复用得到的光载波传输至接收阵列107，第三光载波是从第一光开关105的第二端口输入的，经过第一光开关105的第一端口，再从第一光环形器104的第二端口输入和从第一光环形器104的第三端口输出至解复用模块106。
125.其中，第一光开关105可以为1*2光开关，复用模块103可以为1*n复用设备，比如awg等设备，解复用模块106可以为1*n解复用器。
126.在此需要说明的是，微波光子产生模块101产生的n个第一光载波包含射频信号，调制模块102将基带信号调制到n个第一光载波上，得到n个第二光载波，具体是指：调制模块102将基带信号调制到n个第一光载波的射频信号上，从而得到n个第二光载波。
127.可选地，co设备100还产生用于承载波长选择信息的公共光载波，该公共光载波同n个第二光载波一起传输至环形网络。
128.可选地，co设备100还包括第一监控模块108，该第一监控模块108连接至第一光开关105的控制端口；
129.第一监控模块108，用于检测第一光开关105的第一端口与第二端口之间，或者第一光开关105的第二端口与第三端口之间是否有光信号，并根据检测结果控制第一光开关105的第一端口与第二端口或第三端口之间导通或者断开；
130.若在第一光开关105的第一端口和第二端口之间导通，且第一光开关105的第一端口和第三端口之间断开的情况下未检测到光信号，则确定与第一光开关105的第二端口连接的光纤故障，控制第一光开关105的第一端口与第二端口之间断开，并控制第一光开关105的第一端口与第三端口之间导通；
131.若在在第一光开关105的第一端口和第三端口之间导通，且第一光开关105的第一端口和第二端口之间断开的情况下未检测到光信号，则确定与第一光开关105的第三端口连接的光纤故障，控制第一光开关105的第一端口与第二端口之间导通，并控制第一光开关105的第一端口与第三端口之间断开。
132.如图3所示，在第一光开关105的第一端口与第二端口之间导通，且第一端口与第三端口之间断开情况下，co设备100与处理模块300之间是通过第一光纤传输光信号的；当第一光纤故障时，第一监控模块108在第一光开关105的第一端口和第二端口之间未检测到光信号，第一监控模块108控制第一光开关105的第一端口与第三端口之间导通，第一端口与第二端口之间断开；使得co设备100与处理模块300之间通过第二光纤传输光信号。
133.通过监控模块检测通过第一光开关105是否有光信号通过来判断与第一光开关105连接的光纤是否发生故障，并在确定发生故障时控制光开关切换通路，进而实现系统自愈功能。
134.co设备100与处理模块300之间采用了冗余光纤保护，如图3所示，当第一光纤出现异常时，co设备100的第一监听模块108监控到第一光开关105上的光功率是否异常，co设备100的第一监听模块108通过监听第一光开关105上的光功率是否异常来判断光纤承载是否出现异常，一旦异常将触发第一光开关105进行自动倒换切换到第二光纤上进行正常的传输。异常是指对应的光纤出现故障导致光通路出现异常，导致远端rrh收发异常。
135.下面具体介绍rrh的具体结构及工作原理。
136.上述n个rrh中的每个rrh包括：波长选择电路21，信号处理电路22和发送接收电路23，其中，波长选择电路21的第一端口和第二端口分别为rrh的第一端口和第二端口，波长选择电路21的第三端口与第四端口分别与信号处理电路22的第一端口和第二端口连接，信号处理电路22的第三端口与发送接收电路23的输入输出端口连接；
137.波长选择电路21，用于从端口1接收到的第二光载波中获取目标光载波，并将接收到的第二光载波中除了目标光载波之外的光载波从端口2输出，其中，端口1为波长选择电路21的第一端口或第二端口，端口2为波长选择电路21的第一端口或第二端口，且端口1与端口2不相同；
138.信号处理电路22，用于将从第一端口输入的光载波分成第一目标光载波和第二目标光载波，将第一目标光载波转换为电信号并传输至发送接收电路23；将第二目标光载波中的基带信号擦除，得到种子光信号，并将发送接收电路23接收到的上行信号调制到种子光载波上，得到第三光载波；并通过信号处理电路22的第二端口输出至波长选择电路21；
139.发送接收电路23，用于发射信号处理电路22得到的电信号；接收上行信号；
140.波长选择电路21，用于将接收到的第三光载波通过端口1输出。
141.在一个可行的实施例中，如图6所示，波长选择电路21包括第二光环形器201、第一波长选择控制模块202、第二波长选择控制模块203和第二光开关204，
142.其中，第二光环形器201的第一端口和第三端口分别为波长选择电路21的第一端
206、lna 208、pd 207和光隔离器210，
156.其中，功分模块205的输入端口和光隔离器210的反向端分别为信号处理电路22的第一端口和第二端口，功分模块205的第一输出端口连接至rsoa 206的第一端口，功分模块205的第二输出端口连接至pd 207的第一端口，rsoa 206的第二端口连接至lna 208的第一端口，rsoa 206的第三端口连接至光隔离器210的正向端，lna的第二端口和pd 207的第二端口构成信号处理电路22的第三端口，
157.功分模块205，用于将从其输入端口输入的目标光载波分成第一目标光载波和第二目标光载波，并将第一目标光载波和第二目标光载波分别通过第一输出端口和第二输出端口输出至rsoa 206和pd 207；
158.pd 207，用于将第二目标光载波转换为电信号，并从pd 207的第二端口输出；
159.rsoa 206，用于将第一目标光载波中携带的基带信号擦除，以得到种子光信号；并将从rsoa 206的第二端口输入的上行信号调制到种子光信号上，得到第三光载波，并通过光隔离器210输出；
160.其中，上行信号是从通过lna 208的第二端口经其第一端口传输至rsoa 206的第二端口的。
161.在此需要指出的是，功分模块205从功率上按照预设的划分比例将目标光载波划分成第一目标光载波和第二目标光载波；第一目标光载波的功率与第二目标光载波的功率之比为上述预设的划分比例。
162.发送接收电路23包括双工器209和天线211，上述第一目标光载波转换成的电信号是经过双工器209再通过天线211发射的；上行信号是通过天线211和双工器209输入到信号处理电路22的。
163.下面整体介绍rrh 200的结构和功能。
164.如图6所示，上述n个rrh中的每个rrh包括：第二光环形器201，第一波长选择控制模块202、第二波长选择控制模块203、第二光开关204、功分模块205、rosa 206、pd 207、lna 208、双工器209、光隔离器210和天线211；
165.其中，其中，第二光环形器201的第一端口和第三端口分别为上述rrh的第一端口和第二端口，第二光环形器201的第二端口和第四端口分别通过第一波长选择控制模块202和第二波长选择控制模块203连接至第二光开关204的第一端口和第二端口，第二光开关204的第三端口连接至功分模块205的输入端口，功分模块205的第一输出端口连接至rsoa206的第一端口，功分模块205的第二输出端口通过pd207连接至双工器209，rsoa206的第二端口通过lna208连接至双工器，rsoa206的第三端口连接至光隔离器210的正向端，光隔离器210的反向端连接至第二光开关204的第四端口，双工器209连接至天线211。
166.其中，第二光开关204为2*2光开关。
167.可选地，功分模块205可以为光功分器、光耦合器或者其他具有将光信号一分为二的功能的器件。
168.在此需要说明的是，第二光环形器201作为路由模块，光环形器是实现路由的一种实现方式，亦可通过其他装置实现。环形网络的上下行可通过共纤或者非共纤方式实现，只是路由模块连接方式的差异而已。
169.在一个可行的实施例中，当上述第二光载波从上述rrh中的第一端口输入(即该
rrh的第二光环形器201的第一端口)输入，且通过该rrh的第二光环形器201的第二端口输出至第一波长选择控制模块202时，第一波长选择控制模块202从接收到的第二光载波中获取目标光载波，将该目标光载波输出至第二光开关204的第一端口，并将接收到的第二光载波中除了目标光载波之外的光载波输出至第二光环形器201的第二端口，再从第二光环形器201的第三端口输出至该rrh的下游rrh；
170.第二光开关204的第一端口与第三端口之间导通和第二端口与第四端口之间导通，目标光载波从第二光开关204的第三端口输出至功分模块205的输入端口；
171.功分模块205，用于将从其输入端口输入的目标光载波分成第一光载波和第二光载波，并将第一目标光载波和第二目标光载波分别通过第一输出端口和第二输出端口输出至rsoa 206的第一端口和pd207；
172.pd 207，用于将第二目标光载波转换为电信号，并将该电信号通过双工器209和天线211发射出去；其中，第一目标光载波和第二目标光载波的功率可以相同，也可以不相同；
173.rsoa 206，用于将第一光载波中携带的基带信号擦除，以得到种子光信号；将经天线211和双工器209和lna 208的上行信号调制到种子光信号上，得到第三光载波；并通过光隔离器210、第二光开关204的第四端口和第二端口及第二波长选择控制模块203将第三光载波传输至第二光环形器201的第四端口，并从第二光环形器201的第一端口输出。
174.在一个可行的实施例中，当上述第二光载波从上述rrh中的第三端口输入(即该rrh的第二光环形器201的第二端口)输入，且通过该rrh的第二光环形器201的第四端口输出至第二波长选择控制模块203时，第二波长选择控制模块203从接收到的第二光载波中获取目标光载波，将该目标光载波输出至第二光开关204的第一端口，并将接收到的第二光载波中除了目标光载波之外的光载波输出至第二光环形器201的第二端口，再从第二光环形器201的第三端口输出至该rrh的下游rrh；
175.第二光开关204的第一端口与第四端口之间导通和第二端口与第三端口之间导通，目标光载波从第二光开关204的第三端口输出至功分模块205的输入端口；
176.功分模块205，用于将从其输入端口输入的目标光载波分成第一光载波和第二光载波，并将第一目标光载波和第二目标光载波分别通过第一输出端口和第二输出端口输出至rsoa 206的第一端口和pd 207；
177.pd 207，用于将第二目标光载波转换为电信号，并将该电信号通过双工器209和天线211去；其中，第一目标光载波和第二目标光载波的功率可以相同，也可以不相同；
178.rsoa 206，用于将第一目标波中携带的基带信号擦除，以得到种子光信号；将经天线211、双工器209和lna 208的上行信号调制到种子光信号上，得到第三光载波；并通过光隔离器、第二光开关204的第四端口和第一端口及第一波长选择控制模块202将第三光载波传输至第二光环形器201的第二端口，并从第二光环形器201的第三口输出。
179.在此需要指出的是，rsoa 206工作在饱和区，工作在饱和区的rsoa 206将第一目标光载波的中的基带信号擦除，得到种子光信号。
180.可选地，上述rrh还包括功率放大器(power amplifier，pa)212，pa212的输入端口连接到pd 207的输出端口，pa 212的输出端口连接到双工器209，pa 212对pd 207输出的电信号进行放大，并通过双工器209传输至天线211发射，避免了pd207输出的电信号的功率低而不满足发射需求。
181.可选地，上述rrh 200还包括第二监听模块213，第二监听模块213与第二光开关204的控制端口连接；
182.第二监听模块213，用于检测是否有光信号通过第二光开关204；若在第二光开关204的第一端口与第三端口之间导通和第二端口与第四端口之间导通的情况下未检测到光信号通过第二光开关204，则控制第二光开关204的第二端口与第三端口之间导通和第一端口和第四端口之间导通；如图7所示；
183.若在第二光开关204的第一端口与第四端口之间导通和第二端口与第三端口之间导通的情况下未检测到光信号通过第二光开关204，则控制第二光开关204的第一端口与第三端口之间导通和第二端口和第四端口之间导通，如图6所示。
184.如图6所示的，第二光开关204的第一端口和第三端口之间导通，且第二端口和第四端口之间导通，第二监听模块213未检测到光信号通过第二光开关204，此时第二监听模块213控制第二光开关204的第第一端口和第四端口之间导通和第二端口和第四端口之间导通，如图7所示；第二光载波λ1,
…
,λk从第二光环形器201的第三端口输入，并从第二光环形器201的第四端口输出至第二波长选择控制模块203；第二波长选择控制模块203从第二光载波λ1,
…
,λk选择出目标光载波λk；第二波长选择控制模块203通过其第一端口输出第二光载波λ1,
…
,λ
k-1
，该第二光载波λ1,
…
,λ
k-1
通过第二光环形器201的第四端口输入，并通过第三端口输出，以传输至下一个rrh；
185.目标光载波λk通过第二光开关204的第二端口和第三端口传输至功分模块205的输入端口，功分模块205将目标光载波分成第一目标光载波和第二目标光载波，并分别通过第一输出端口和第二输出端口输出至rsoa206和pd 207；其中，pd 207将第二目标光载波转换为电信号，并通过双工器传输至天线211发射；rsoa 206工作在饱和区，工作在饱和区的rsoa 206将第一目标光载波中射频信号上的基带信号擦除，得到种子光信号；天线211接收到的上行信号通过双工器209输入到lna 208中，lna 208对上行信号进行放大，rsoa 206将放大后的上行信号调制到种子光信号的射频信号上，得到第三光载波λk′
，该第三光载波λk′
通过rsoa 206的第三端口输出，经过光隔离器210输入至第二光开关204的第四端口；经过第二光开关204和第一波长选择控制模块202输出至第二光环形器201的第二端口，并从第二光环形器201的第三端口输出。
186.可选地，如图8所示，上述rrh还包括配置模块214，该配置模块214的第一端口连接至第二光环形器201的第二端口，该配置模块214的第二端口与第一波长选择控制模块202的控制端和第二波长选择控制模块203的控制端连接；
187.配置模块214从第二光环形器201的第二端口输出的光载波中获取公共光载波，并从公共光载波中解析出波长选择信息；第一波长选择控制模块202根据波长选择信息从接收到的第二光载波中获取目标光载波，第二波长选择控制模块203根据波长选择信息从接收到的第二光载波中获取目标光载波。
188.rrh中的波长选择和控制模块202选择目标光载波后，配置模块214记录下该rrh选择的光载波，并确保不同的rrh选择不同波长的光载波，实现rrh波长选择的自动管理，
189.在此需要说明的是，第二光环形器201的第二端口与配置模块214及第一波长选择控制模块202之间是通过1*2的光开关连接的，该光开关的输入端口与第二光环形器201的第二端口连接，该光开关的第一输出端口和第二输出端口分别连接到配置模块214和第一
波长选择控制模块202；当第二光环形器201的第二端口输出公共光载波时，上述1*2的光开关的输入端口与第一输出端口之间导通，使得公共光载波传输至配置模214；当公共光载波通过光开关后，该光开关的输入端口与第二端口导通，使得上述第二光载波传输至第一波长选择控制模块202。
190.可以看出，在本技术的方案中，通过采用光器件和组网部署架构，实现全光基站的部署；采用rsoa技术，使得基站的上行和下行使用相同的光载波，即在光域采用相同的光载波作为微波信号的混频信号，实现了频率的同步，避免了采用电混频器件带来的电噪声和干扰，并且电混频器需要代价比较高的校正方案；采用rsoa和波长选择控制器件实现了远端rrh的无差别的部署，解决了传统电器件的一些局限性，比如传统采用电器件的基站，带宽越大、规格越高，基站的成本越高，结构越复杂，而本技术提供的解决方案相对有更多的优势。
191.举例说明，当环状网络的某处光纤出现异常时，rrh的设计可实现自动倒换，环状网络中的信号传输中断，将环状网络的信号传输切换为树形传输实现数据的双向传输。如图4所示，当rrh
k-1
和rrhk之间光纤故障后，即rrh
k-1
和rrhk中间的光纤链路发生中断，rrh1到rrh
k-1
的上下行通讯链路将不受影响，rrh1到rrh
k-1
将按照原来的方式传输，rrhk到rrhn因光纤中断收不到下行信号，rrhk到rrhn的第二监听模块213检测到光接收功率异常(即未检测到光信号)后启动第二光开关204切换，rrh中的第二监听模块213和co设备的第一监听模块的工作原理一致，通过判断光纤中光功率是否出现异常，如果出现异常将启动光开关的切换，如图7所示，对于rrhk，下行信号(即第二光光载波)从第二光环形器201的第三端口输入，并从第四端口输出；上行信号(即第三光载波)在经过第二光开关204后经第二光环形器201的第二端口输入后，并从第二光环形器201的第三端口输出到光纤中传输。
192.参见图9，图9为本技术实施例提供的一种通信方法的交互式流程示意图，该方法应用于基站，该基站包括co设备、处理模块和多个rrh，其中，多个rrh通过光纤构成环形网络。如图9所示，该方法包括：
193.s901、co设备生成n个第一光载波，并将基带信号调制到n个第一光载波上，得到n个第二光载波。
194.其中，n个第一光载波的波长各不相同。
195.具体地，n个第一光载波中的每个第一光载波包含射频信号，将基带信号调制到n个第一光载波上得到n个第二光载波，具体是将基带信号调制到n个第一光载波中每个第一光载波的视频信号上，得到n个第二光载波。
196.s902、co设备将n个第二光载波传输至处理模块。
197.具体地，co设备通过第一光纤和第二光纤连接到处理模块；在co设备与处理模块之间传输光载波是通过第一光纤和第二光纤中的任一光纤实现的；当该光纤故障时，co设备与处理模块之间通过另一光纤传输光载波。
198.s903、处理模块将n个第二光载波传输至rrh。
199.其中，处理模块与由多个rrh构成的环形网络耦合。处理模块将n个第二光载波传输至rrh具体是将n个第二光载波传输至环形网络。
200.当环形网络中相邻两个rrh之间的光纤正常工作时，处理模块控制n个第二光载波沿着第一方向在环形网络中传输，当环形网络中任意相邻两个rrh之间的光纤工作异常时，
处理模块控制n个第二光载波沿着第一方向和第二方向在环形网络中传输；其中，第一方向可以为顺时针方向或者逆时针方向，第二方向可以为顺时针方向或者逆时针方向，第一方向和第二方向不相同。
201.s904、rrh从接收到的第二光载波中获取目标光载波，根据目标光载波得到第一目标光载波和第二目标光载波，将第一目标光载波转换为电信号发射，将第二目标光载波中的数据擦除，得到种子光信号；将接收到的上行信号调制到种子光信号上，得到第三光载波。
202.在一个可选的实施例中，rrh获取的目标光载波的波长与该rrh所需的光载波的波长相同，或者rrh根据波长选择信息从接收到的第二光载波中获取目标光载波。
203.s905、rrh将第三光载波传输至处理模块。
204.s906、处理模块将第三光载波传输至co设备。
205.具体地，co设备在接收到第三光载波后，对接到的第三光载波进行解复用。
206.在此需要指出的是，上述co设备，处理模块和rrh的具体功能可参见上述图2-图8中的co设备100、处理模块300和rrh 200的相关描述，在此不再叙述。
207.在此需要说明的是，本技术的方案融合光技术和无线技术，本技术的架构和保护方案可用于光技术方向，比如波分复用(wavelength division multiplexing，wdm)的组网架构。
208.以上对本技术实施例进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本技术的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本技术的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本技术的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。