原创 【博客大赛】 大话OFDM-PON及其关键技术——同步

       上篇博文虽然反响不是那么好，可能是因为实质性的东西没有讲太多的关系，但还是感谢不少网友的支持。前一阵子在忙OFDM-PON的项目，所以，现在有点空来开始这一篇的博文。从这一篇起，我们来详细讨论下OFDM-PON各个层面的技术。本篇将给大家介绍下OFDM以及OFDM-PON系统的几大同步问题。

      OFDM——正交频分复用，是一种频带利用率极高也是相当灵活的一种调制格式。大家熟悉的FDM，在频谱上相当稀疏，相邻两个数据频带不能重叠，所以导致了相当低的频带利用率。而相反，OFDM利用正交性使得频谱可以混叠但不影响解调。其原理如下：OFDM采用多个子载波，他们两两正交（平率间隔为整数倍），在一个FFT窗口中包含整数个最低频率载波的周期，这样，我们就能得到正交的频谱了。在网上搜了个很能说明问题的图：

        OFDM-PON中的同步技术主要有网同步、帧同步、采样时钟同步以及载波同步。先来讲讲帧同步。帧同步的关键就是如何从连续的是与信号中准确的定位一帧信号的帧头。目前，各个研究团队都在研究并设计自己的OFDM-PON系统，自然也定义自己系统的帧结构。目前，有的帧结构依然采用无线中的帧结构，即采用长短训练字符作为帧 头。

     对于这种帧结构，帧同步的方式就是在接收端采用相关运算找出帧头。其中，为什么要用长短两种训练字符作为帧头而不单单采用一种训练字符呢？了解相关运算的人都知道，短训练字符做相关运算，速度要比长训练字符做相关运算快得多。现在，我们把自己比作一个高度近视患者，我们只能看清自己眼前的东西。现在我们要从离家很远的地方回家。段训练字符就像是个领路人，他直接用很快的速度把你带到你家楼下，然后，长训练字符就像我们自己的那双“弱爆”了的眼睛，虽然我们能很准确的找到自己家门，但是视野范围有限，几乎要挨个门洞找才找得到。如果没有段训练字符这个领路人，很难想象靠长训练字符要花多久才能找到帧头。特别是对于在100G的下一代高速光网络系统，花大量时间在找帧头上是十分奢侈也是不太实际的。所以，目前比较新的方法是去掉训练字符。利用OFDM的直流载波传送低频的方波信号或者正交码来标志帧头。因为方波信号就是1和0，在接收端，他的相关算法就退化成为位运算，大大提高了同步的速度也大大降低了系统的复杂度。那么好的方法，有什么缺陷么？有。OFDM信号自身有个很致命的缺陷——高峰均比（PAPR）。高峰均比会造成接收端损失高幅度的数据信号从而导致误码率上升。采用DC子载波帧同步时，会太高信号的电平，加剧高幅度信号的抑制，进一步提高误码率。

码的好累啊，下回给大家讲讲采样时钟同步的技术。一样，本文不含详细的数学推导，我不想把博文变成论文，只是想给大家介绍下技术，分享下我在研究的一些东西而已。