技术领域 本发明涉及通信领域， 具体涉及一种无源光网络（P0N ) 系统的本振同 步方法， 以及实现该方法的光线路终端 （0LT )和光网络单元（ONU ) 。 背景技术 无源光网络（ Passive Optical Network, 简称 PON )是一种一点到多点的 光纤接入技术，它由局端的光线路终端 （optical line termination ，简称 OLT) 、 用户侧的光网络单元（ optical network unit,简称 ONU )以及光分配网络（ optical distribution network, 简称 ODN )组成， 釆用单纤双向传输， 光分配网络中没 有任何有源电子设备。 PON中信息的传输都是下行（OLT发送）釆用广播 方 式， 上行（ONU )釆用分时传输， 由 OLT授权允许某个 ONU发送数据。 目前， 接入网大致可分为时分复用 （TDM )和波分复用 WDM两类， 利 用 WDM技术可以同时传输互相有一定波长间隔的多 路不同类型的信号， 极 大地扩充了光纤的数据传输速率和传输容量。 由于信道间隔大于 100GHz,单 信道占用带宽小于 20GHz, 用户侧 ONU的光源开启时频偏（GHz量级）相 对信道间隔很小， 因此不会发生信道间串扰和频谱交叠的情况， 且 ONU釆用 直接检测的方式， 因此系统不需要对光源的频率进行调整。 另外， 商用接入 网的 ONU釆用直接检测的方式来解调下行数据， 因此， OLT端和 ONU端 的光源频差不影响信号的恢复。 然而， 随着日益增长的通信带宽的市场需求和网络通 信技术的发展， 超 密集波分复用 -无源光网络（ WDM-PON ) 的信道间隔越来越窄， 密集波分复 用（ DWDM )向超密集波分复用（ UDWDM )演进，信道间隔小于 5GHz。 为 了保证单信道传输速率为 Gbit/s,这时需要釆用相干检测和复杂信号调制� �通 信手段来达到上述的系统指标。 而在高速相干系统中， 频差的大小会直接影 响检测的误码率甚至通信失败。 另外， ONU在开启激光器时， 受器件的物理特性影响， 光源的频率通常 不在上次开机的频点， 对于 OLT端而言各 ONU端激光器的频率均未知， 这 时系统需要同时解决 OLT端与多个 ONU端的频率同步问题，以避免各 ONU 端的信号频谱发生交叠。而且，由于 UDWDM的信道间隔小于 5GHz,而 ONU 端的商用光源开机时会出现偏离上次开机中心 频率， 存在 GHz量级的频偏， 这时多个 ONU端上行信号的中心频率可能落入某个在传信 道中，因此还需保 证同步操作不能影响处于通信状态的用户的正 常通信。 这些问题在 UDWDM-PON中都还尚未解决， 因此， 急需一种方法可以解决上述问题。

发明内容 本发明实施例需要解决的技术问题是提供一种 无源光网络（PON ) 系统 的本振同步方法以及实现该方法的光线路终端 （ OLT )和光网络单元（ ONU ) , 使 ONU的本振频率牵引至 OLT指定的信道上， 以避免各 ONU在开机后的 信号频语发生交叠， 同时不影响在传用户的正常通信。 为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了 一种 PON系统的本振同步 方法， 应用于光网络单元（ONU ) 中， 包括： 所述 ONU发送上行扩频信号给光线路终端 （OLT ) , 接收所述 OLT发 送的包括频率控制字的下行扩频信号，所述频 率控制字为所述 ONU的本振频 率和所述 OLT指定的信道的频率之间的频率偏移值，对所 述下行扩频信号解 调得到所述频率控制字， 根据所述频率控制字对本地的本振频率进行调 整。 可选的， 所述 ONU包括一个或多个， 所述 ONU为多个时， 各 ONU发 送的上行扩频信号包含不同的扩频码。 可选的， 在 ONU发送上行扩频信号给光线路终端的步骤中， 所述 ONU 使用低于正常通信时的光功率发送所述上行扩 频信号。 可选的， 所述 ONU根据调整后的本振频率向 OLT发送上行扩频信号， 接收所述 OLT发送的下行扩频信号，判断所述下行扩频信 号中是否携带调整 完成指示信息或者从所述下行扩频信号中解调 得到的第二频率控制字是否在 允许的频率偏移范围之内， 如果是， 则调整完毕， 如果否， 则根据所述第二 频率控制字对本地的本振频率进行调整， 并再次执行本步骤。 为了解决上述技术问题，本发明实施例还提供 了一种 PON系统的本振同 步方法， 应用于光线路终端 （OLT ) 中， 包括： 所述 OLT接收到光网络单元（ ONU )发送的上行扩频信号， 对所述上行 扩频信号解扩频估计出所述 ONU的本振频率，根据所述本振频率与所述 OLT 指定信道的频率之间的频率偏移值生成频率控 制字， 将所述频率控制字调制 在下行扩频信号中发送给所述 ONU。

可选的，所述 OLT接收所述 ONU调整本振频率后发送的上行扩频信号， 对其解扩频估计出所述 ONU调整后的本振频率， 判断所述本振频率与所述 OLT指定的信道的频率之间的频率偏移值是否在 允许的频率偏移范围之内， 如果是，则生成包括调整完成指示信息的下行 扩频信号给所述 ONU,如果否， 则根据所述调整后的本振频率与所述 OLT指定信道之间的频率偏移值生成第 二频率控制字， 将所述第二频率控制字调制在下行扩频信号中 发送给所述 ONU, 并再次执行本步骤。 可选的， 执行下述步骤一次或多次： 所述 OLT接收所述 ONU调整本振频率后发送的上行扩频信号， 对其解 扩频估计出所述 ONU调整后的本振频率，根据所述调整后的本振 频率与所述 OLT指定信道的频率之间的频率偏移值生成第二 频率控制字， 将所述第二频 率控制字调制在下行扩频信号中发送给所述 ONU。 可选的 ,所述下行扩频信号的中心频率在所述 ONU的相干接收频率范围 内。

为了解决上述技术问题，本发明实施例还提 供了一种光网络单元（ ONU ), 包括发送单元、 接收解调单元和本振频率调整单元， 其中： 发送单元设置为： 发送上行扩频信号给光线路终端 （OLT ) ； 接收解调单元设置为：接收所述 OLT发送的包括频率控制字的下行扩频 信号， 并对所述扩频信号解扩解调得到所述频率控制 字， 所述频率控制字为 所述 ONU的本振频率和所述 OLT指定的信道的频率之间的频率偏移值； 将 所述频率控制字发送至本振频率调整单元； 本振频率调整单元设置为： 根据所述频率控制字对本地的本振频率进行 调整。 可选的， 所述发送单元是设置为当存在多个 ONU向所述 OLT发送上行 扩频信号时， 使用与其他 ONU不同的扩频码生成所述上行扩频信号。 可选的， 所述发送单元是设置为使用低于正常通信时的 光功率发送所述 上行扩频信号。 可选的，所述发送单元还设置为根据调整后的 本振频率向 OLT发送一次 或多次上行扩频信号， 直到所述 ONU的本振频率与所述 OLT指定的信道的 频率之间的频率偏移值在允许的频率偏移范围 之内； 所述接收解调单元还设置为接收所述 OLT发送的下行扩频信号，判断所 述下行扩频信号中是否携带调整完成指示信息 或者从所述下行扩频信号中解 调得到第二频率控制字是否在所述允许的频率 偏移范围之内， 如果不是， 则 将所述第二频率控制字发送至本振频率调整单 元； 所述本振频率调整单元还设置为根据所述第二 频率控制字对本地的本振 频率进行调整。

为了解决上述技术问题， 本发明实施例还提供了一种光线路终端 ( OLT ) , 包括接收解调单元、 信号产生单元和发送单元， 其中： 接收解调单元设置为接收光网络单元（ONU )发送的上行扩频信号， 对 所述上行扩频信号解扩频估计出所述 ONU的本振频率； 信号产生单元设置为根据所述本振频率与所述 OLT指定信道之间的频率 偏移值生成频率控制字， 将所述频率控制字调制在下行扩频信号中， 将所述 下行扩频信号发送至发送单元； 发送单元设置为将所述下行扩频信号发送给所 述 ONU。 可选的， 还包括频率校验单元， 其中： 所述接收解调单元，还设置为接收所述 ONU调整本振频率后发送的上行 扩频信号， 对其解扩频估计出所述 ONU调整后的本振频率； 所述频率校验单元设置为判断所述本振频率是 否已经被调整到 OLT指定 的信道允许的频率偏移范围之内， 并将判断结果发送至信号产生单元； 所述信号产生单元， 还设置为在所述判断结果为否时， 根据所述调整后 的本振频率与所述 OLT指定信道的频率之间的频率偏移值生成第二 频率控制 字， 将所述第二频率控制字调制在下行扩频信号中 ， 将所述下行扩频信号发 送至发送单元； 在所述判断结果为是时， 则生成包括调整完成指示信息的下 行扩频信号给所述 ONU。 可选的，所述接收解调单元，还设置为接收所 述 ONU调整本振频率后发 送的上行扩频信号， 对其解扩频估计出所述 ONU调整后的本振频率； 所述信号产生单元，还设置为根据所述调整后 的本振频率与所述 OLT指 定信道之间的频率偏移值生成第二频率控制字 ， 将所述第二频率控制字调制 在下行扩频信号中， 将所述下行扩频信号发送至发送单元。 可选的，所述下行扩频信号的中心频率在所述 ONU的相干接收频率范围 内。

行信号的中心频率达到同步， 将各 ONU的本振频率牵引至 OLT指定的信道 上， 以避免各 ONU在开机后的信号频语发生交叠， 在实现了 PON系统的本 振同步的同时不会影响在传用户的正常通信。 附图概述

图 1是实施例一中应用于 ONU中的 PON系统的本振同步方法流程图； 图 2是实施例一中应用于 OLT中的 PON系统的本振同步方法流程图； 图 3是实施例中实现 PON系统的本振同步的 ONU结构示意图； 图 4是实施例中实现 PON系统的本振同步的 OLT结构示意图； 图 5是实施例二中一种高速 UDWDM-PON系统的本振同步方法流程图； 图 6是实施例二中锁频环 FLL的结构示意图；

图 7是一个应用示例中高速 UDWDM-PON系统的本振同步方法流程图； 图 8是一个应用示例中仿真结果示意图。

本发明的较佳实施方式 下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细 说明。 需要说明的是， 在 不冲突的情况下， 本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互 任意组合。 实施例一：

如图 1所示， 本发明实施例提供了一种 PON系统的本振同步方法， 应用 于光网络单元（ONU ) 中， 包括以下步骤：

S101 : ONU发送上行扩频信号给光线路终端 （OLT ) ； 其中， ONU可以包括一个或多个， 当 ONU为多个时， 各 ONU发送的 上行扩频信号包含不同的扩频码。

ONU可以使用低于正常通信时的光功率发送所 述上行扩频信号，这样可 以降低对其他在传信道的干扰， 从而不会影响其他在传信道的正常通信。

S102: ONU接收到所述 OLT发送的包括频率控制字的下行扩频信号， 并对所述扩频信号解调得到所述频率控制字； 所述频率控制字为 ONU的本振频率和 OLT指定的信道之间的频率偏移 值。 该频率偏移值可以是一个绝对值， 也可以是带有正负方向的频率偏移值。

S103: ONU根据所述频率控制字对本地的本振频率进行 调整。 此外， 在执行完上述步骤后， ONU还可以对 ONU调整后的本振频率进 行多次重复校验， 直到所述 ONU的本振频率与所述 OLT指定的信道之间的 频率偏移值在允许的频率偏移范围之内， 即在这一频率偏移范围内， 可以认 为 ONU的本振频率被牵引到了 OLT指定的信道上，而不会与其他用户重叠。 在具体实施时， 如果该频率偏移值是带有正负方向的值， 则一种优选的 方式为： 所述 ONU根据调整后的本振频率向 OLT发送上行扩频信号， 接收所述 OLT发送的下行扩频信号， 判断所述下行扩频信号中是否携带调整完成指 示 信息或者从所述下行扩频信号中解调得到的第 二频率控制字是否在所述允许 的频率偏移范围之内， 如果不是， 则根据所述第二频率控制字对本地的本振 频率进行调整； 上述步骤执行一次或多次， 直到所述 ONU的本振频率与所述 OLT指定 的信道之间的频率偏移值在允许的频率偏移范 围之内， 则调整完毕。 在具体实施时， 如果该频率偏移值是一个绝对值， 需要说明的是， ONU 端在调整频率时存在两种可能， 一种可能是将频差变成原来的 2倍， 另外一 种是将频差变成 0。 因此， 在对从所述下行扩频信号中解调得到的第二频 率 控制字进行判断时， 若该第二频率控制字在允许的频率偏移范围内 （比如为 0 ) , 则表示 ONU已将本振频率调整至 OLT指定的信道； 若该第二频率控制 字超过允许的频率偏移范围，则 ONU应当根据该第二频率控制字将本地的本 振频率向与前一次调整的相反方向调整至 OLT指定的信道。

这样， 就可以保证 ONU的本振频率得到正确牵引， 被牵引到了 OLT指 定的信道上。

此外， 如图 2所示， 本实施例还提供了 PON系统的本振同步方法， 应用 于 OLT中， 包括：

S201 : OLT接收到光网络单元（ONU )发送的上行扩频信号， 对所述扩 频光信号解扩频估计出该 ONU的本振频率；

S202: OLT根据 ONU的本振频率与 OLT指定信道之间的频率偏移值生 成频率控制字； 该频率偏移值可以是一个绝对值，也可以是带 有正负方向的频率偏移值。

S203: OLT将所述频率控制字调制在下行扩频信号中发 送给 ONU。 所述下行扩频信号的中心频率需要在所述 ONU的相干接收频率范围内， ONU相干接收的方式有零差相干和外差相干， 因此， 可以将该下行扩频信号 的中心频率调整到 ONU的本振频率，也可以调整到与本振频率有一 定差值的 某个值，只要有一个对应的关系就可以，这样 就保证了 ONU在其信道频带内 可以接收到 OLT发送的所述下行扩频信号。 此外， OLT还可以在接收到 ONU调整本振频率后发送的上行扩频信号 之后， 对 ONU的本振频率是否已经被调整到 OLT指定的信道允许的频率偏 移范围之内进行校验。 在具体实施时， 如果该频率偏移值是带有正负方向的频率偏移 值， 则一 种优选的方式为：

OLT接收所述 ONU调整本振频率后发送的上行扩频信号， 对其解扩频 估计出所述 ONU调整后的本振频率， 判断所述本振频率与所述 OLT指定的 信道之间的频率偏移值是否在允许的频率偏移 范围之内， 如果否， 则根据所 述调整后的本振频率与所述 OLT指定信道之间的频率偏移值生成第二频率控 制字， 将所述第二频率控制字调制在下行扩频信号中 发送给所述 ONU; 上述步骤执行一次或多次， 直到所述 ONU的本振频率与所述 OLT指定 的信道之间的频率偏移值在允许的频率偏移范 围之内， 则生成包括调整完成 指示信息的下行扩频信号给所述 ONU。 在具体实施时， 如果该频率偏移值是一个绝对值， 需要说明的是， ONU 端在调整频率时存在两种可能， 一种可能是将频差变成原来的 2倍， 另外一 种是将频差变成 0。 因此， OLT接收 ONU调整本振频率后发送的上行扩频信 号，对其解扩频估计出该 ONU调整后的本振频率，根据该调整后的本振频 率 与 OLT指定信道之间的频率偏移生成第二频率控制 字，将所述第二频率控制 字调制在下行扩频信号中发送给 ONU。

相应地， 如图 3所示， 本发明实施例还提供了一种实现 PON系统本振同 步的光网络单元（ONU ) , 包括发送单元、 接收解调单元以及本振频率调整 单元， 其中， 发送单元 301 , 设置为发送上行扩频信号给光线路终端 （OLT ) ； 当存在多个 ONU向 OLT发送上行扩频信号时， 发送单元还用于使用与 其他 ONU不同的扩频码生成上行扩频信号。 其中， 发送单元使用低于正常通信时的光功率发送所 述上行扩频信号， 这样可以降低对其他在传信道的干扰， 从而不会影响其他在传信道的正常通 信。 接收解调单元 302, 设置为接收所 OLT发送的包括频率控制字的下行扩 频信号， 并对该扩频信号解扩解调得到频率控制字， 并将所述频率控制字发 送至本振频率调整单元； 其中， 所述频率控制字为 ONU的本振频率和 OLT指定的信道之间的频 率偏移值。 该频率偏移值可以是一个绝对值， 也可以是带有正负方向的频率 偏移值。 本振频率调整单元 303 , 设置为根据所述频率控制字对本地的本振频率 进行调整。 此外， ONU还可以对 ONU调整后的本振频率进行多次重复校验， 判断 所述 ONU的本振频率与所述 OLT指定的信道之间的频率偏移值是否在允许 的频率偏移范围之内， 并及时做出调整， 其中， 发送单元 301 , 还设置为根据调整后的本振频率向 OLT发送一次或多次 上行扩频信号， 直到所述 ONU的本振频率与所述 OLT指定的信道之间的频 率偏移值在允许的频率偏移范围之内； 接收解调单元 302, 还设置为接收所述 OLT发送的下行扩频信号， 判断 所述下行扩频信号中是否携带调整完成指示信 息或者从所述下行扩频信号中 解调得到第二频率控制字是否在所述允许的频 率偏移范围之内， 如果不是， 则将所述第二频率控制字发送至本振频率调整 单元； 本振频率调整单元 303 , 还设置为根据所述第二频率控制字对本地的本 振频率进行调整。

最终， 调整完毕的 ONU, 其本振频率与所述 OLT指定的信道之间的频 率偏移值将在允许的频率偏移范围之内。

如图 4所示，本实施例还提供了一种实现 PON系统本振同步的光线路终 端 （OLT ) , 包括： 接收解调单元 401 , 设置为接收光网络单元（ONU )发送的上行扩频信 号， 对所述上行扩频信号解扩频估计出 ONU的本振频率； 信号产生单元 402, 设置为根据 ONU的本振频率与所 OLT指定信道之 间的频率偏移值生成频率控制字，将所述频率 控制字调制在下行扩频信号中， 将所述下行扩频信号发送至发送单元 403; 该频率偏移值可以是一个绝对值，也可以是带 有正负方向的频率偏移值。 发送单元 403 , 设置为将所述下行扩频信号发送给 ONU。 其中， 下行扩频信号的中心频率需要在所述 ONU 的相干接收频率范围 内， ONU相干接收的方式有零差相干和外差相干， 因此， 可以将该下行扩频 信号的中心频率调整到 ONU的本振频率，也可以调整到与本振频率有一 定差 值的某个值，只要有一个对应的关系就可以， 这样就保证了 ONU在其信道频 带内可以收到 OLT发送的下行扩频信号中。 此外， 该 OLT还可以包括频率校验单元 404,在接收解调单元接收 ONU 调整本振频率后发送的上行扩频信号，对其解 扩频估计出 ONU调整后的本振 频率之后； 该频率校验单元设置为判断所述本振频率与所 述 OLT指定的信道 之间的频率偏移值是否在允许的频率偏移范围 之内， 并将判断结果发送至信 号产生单元； 所述信号产生单元 402, 还设置为在所述判断结果为否时， 根据该调整 后的本振频率与 OLT指定信道之间的频率偏移值生成第二频率控 制字，将所 述第二频率控制字调制在下行扩频信号中， 将所述下行扩频信号发送至发送 单元； 在所述判断结果为是时， 则生成包括调整完成指示信息的下行扩频信 号给所述 ONU。 实施例二：

在一个具体的应用场景中， 以高速 UDWDM-PON (超密集波分复用-无 源光网络） 系统为例， 用户 1在信道 1上传输数据， 而另一个用户 2在开启 光源时其波长落在相邻信道 1中， 这时需要将用户 2信号的中心频率牵引至 指定的信道 2 中， 从而保证两个信道的数据通信不会相互干扰。 然而， OLT 端不能在信道 1中直接提取出用户 2的信号，这时可以通过 CDMA技术对用 户 2的传输数据进行扩频编码， 获得一定编码增益， 将其传输光功率降低至 远低于用户 1的功率水平，用户 2解调出下行低码率的频率控制数据的同时， 保证信道 1的信号传输不受用户 2扩频信号的影响。

在具体实施时， 如图 5 所示， 本实施例提供了一种高速 UDWDM-PON 系统的本振同步方法， 包括以下步骤：

S501 : 用户 2 0NU开机后， 产生高码率的 CDMA扩频序列， 电光调制 成扩频光信号上行传给 OLT; 在具体实施时， 例如， 可以在保持信道 1的传输速率和功率不变的情况 下， 降低信道 2的发射光功率， 其衰减量为上述 CDMA扩频编码增益的一半 ( PD端信号功率的衰减与光功率的衰减呈平方关� ��）， 使得用户 2的光功率 降至远低于用户 1的功率水平， 降低用户 2的光功率主要是为了减小对用户 1的干扰， 从而保证了 OLT能同时解调出两个信道的数据， 这样， 在用户 2 与 OLT进行波长控制相关数据的通信时并不需要中 断用户 1的通信， 信道 1 的上下行数据传输不受信道 2存在的影响。

S502: OLT接收到所述扩频光信号后， 通过二维搜索技术对该扩频信 号解扩频， 在一定的估计频差范围内搜索， 估计出 ONU的本振频率， 并生成 用于调整 ONU本振频率的频率控制字； 其中， 该频率控制字是指 ONU的本振频率与将牵引至 OLT指定的信道 之间的频率偏移值， 该频率偏移值为带有正负方向的值。 系统 OLT根据在传信道的频谱占用情况分配未被占用 的信道给准备传输 的用户， 所以， 需要将 ONU的本振频率牵引至 OLT指定的信道， 从而确保 各用户的信道频谱不交叠。 上述解扩频的过程与传统的 CDMA通信的解扩频过程相同，一维搜索为 CDMA的码片搜索， 另一维搜索为中心频率搜索。 由于 ONU端的开机频偏 在一定范围以内，通常小于 20GHz,因此 OLT端只需在这个范围内搜索即可。 在具体实施时， OLT在一定的频差范围内进行二维搜索，搜索算 法如下： S5021 : OLT先产生带有载波的扩频序列 （码率与 ONU端一致） ， 与釆 样后的上行信号进行相乘并作累加， 得到积分值（积分累加和） ；

S5022: 计算不同频率的本地 I/Q载波和码片位置的本地信号与接收信号 的乘积的积分值；

S5023: 找到积分的最大值（检测概率最大， 即两个信号的载波和码片为 基本相同）对应的本地载波的频率值和码相位 值。

S5024: 将二维搜索的码片步长和频率步长设置成较小 的值， 这样 OLT 端可以获得更加精确的 ONU的本振频率值。

S503: OLT产生与该用户 2 ( ONU端） 的上行信号相同的伪随机序列， 将频率控制字调制成下行扩频信号传输给 ONU; 其中， OLT产生的扩频信号的调制数据为频率控制字， 码率与用户 2的 扩频序列的码率相同，其中心频率调整为 ONU上行信号的中心频率， 即估计 出的 ONU的本振频率。该 OLT产生的用户 2的下行信号的中心频率等于 OLT 本振频率加上数字载波的频率偏移量。 其中， OLT下行信号的中心频率需要在所述 ONU的相干接收频率范围 内， ONU相干接收的方式有零差相干和外差相干， 因此， 可以将该下行扩频 信号的中心频率调整到 ONU的本振频率，也可以调整到与本振频率有一 定差 值的某个值， 只要有一个对应的关系就可以， 这样 OLT下行信号的中心频率 与 ONU上行信号的中心频率就会有一个——对应的 关系， 以保证 ONU可以 收到 OLT发来的下行信号。 此外， OLT产生的伪随机序列需要与所述 ONU上行发送来的扩频光信 号的扩频序列保持一致， 用于区别不同用户， 因为不同的用户会使用不同的 扩频序列。 S504: ONU接收到 OLT发来的信号， 先釆用二维搜索对其进行解扩频， 再通过锁频环 FLL环路跟踪的方法解调出频率控制字， 然后根据该频率控制 字调整 ONU本地的本振频率。

其中， 上述 ONU解扩频的工作过程与 OLT端是一样的， 都是通过二维 搜索技术来实现， 不同的是 ONU还需锁频环 FLL环路跟踪， 这样才能保证 频率控制信息的正确解调。 FLL具体的结构如图 6所示： 鉴频器 +低通滤波器 +环路增益 +载波 NCO (数控振荡器） ， 输入数据为釆样信号与本地 I/Q载波 及跟踪码相位的随机序列的乘积累加和（I/Q积 分能量） ， 载波 NOC用于载 波控制字产生。 这是现有技术， 此处不再复缀。

需要说明的是，在上述对 ONU的本振频率调整的过程中可能会出现调整 误差， 因此， 为了确保对 ONU的本振频率调整更加精确， 可以对 ONU的本 振频率进行校验调整， 该校验调整的过程如下：

S601 : 用户 2的 ONU根据调整后的本振频率向 OLT发送上行扩频信号；

S602: OLT接收到该上行扩频信号后， 对其解扩频估计出所述 ONU调 整后的本振频率；

S603: OLT判断所述本振频率是否已经被调整到 OLT指定的信道允许的 频率偏移范围之内， 如果是， 则生成包括调整完成指示信息的下行扩频信号 给所述 ONU, 结束流程， 开始高速数据通信； 如果否， 则执行步骤 S604。

S604: OLT根据所述调整后的本振频率与所述 OLT指定信道之间的频率 偏移生成第二频率控制字， 将所述第二频率控制字调制在下行扩频信号中 发 送给所述 ONU;

S605: ONU接收该下行扩频信号并解调出所述第二频率 控制字， 根据该 频率控制字对本地的本振频率进行调整。

上述步骤 S601~ S605可以重复多次执行， 直到 ONU的本振频率与所述 OLT指定的信道之间的频率偏移值在允许的频率 偏移范围之内。

最终 ONU的本振频率将被牵引至 OLT指定的信道上， OLT端产生的下 行信号的中心频率最终也会调整到 OLT指定的位置上， 使得 ONU的本振频 率（用户 2上行信号的中心频率）与 OLT端产生的下行信号的中心频率完成 同步，这里指的同步不一定必须是两者的频率 完全一致， 当 0NU调整后的本 振频率与 OLT端产生的下行信号的中心频率具有一个确定 的对应关系， 均在 OLT指定的信道允许的频率偏移范围之内， 就已经达到了同步的效果， 从而 实现了高速 UD WDM-PON系统的本振同步。

对于多用户 （多个 ONU )的情况， 只要调整各用户下行信号的中心频率 在各用户 ONU的相干接收频率范围内即可， 使得各用户最终的 ONU的本振 频率（上行信号的中心频率）与 OLT产生的下行信号的中心频率均牵引至系 统 OLT端为该用户指定的信道上， 达到同步。

应用示例： 在一个应用示例中， 考虑系统的用户数和对频率同步时间的要求， 系统 参数设置如下： 这里选择扩频周期为 1023 , 待频率牵引的 ONU的扩频序列 的码率为正常数据通信的传输速率，扩频后获 得 30dB编码增益，将发射光功 率降至正常通信时的 1/1023 (约为 -30dB ) , 这是因为光电探测 PD端电信号 幅度的衰减与光功率的衰减呈线性关系， 这种参数选择保证扩频通信与正常 高速通信两种通信状态 ONU与 OLT获得相同的误码率。这样 OLT能在单信 道频谱中同时正确解调出一个在传信道和 10个频率牵引信道的数据 (在传信 道功率与 10个频率牵引信道的总干 ·ί尤功率之比大于 100, 即信干比为 20dB, 这种信干比可以满足接收信噪比高于 FECO.1%误码率所需的值）。通常， ONU 端开机频率相对上次开机的频偏小于 20GHz, 因此， 对于信道间隔为 5GHz 的 UDWDM-PON系统而言，至多存在 8个 ONU的激光器在开机时波长同时 落在一个在传接信道中， 因此码长为 1023的扩频设计可以满足 5GHz信道间 隔的通信要求， 当信道间隔小于 4GHz时， 只需要通过增加码周期长度， 即 可满足要求。 这里给不同的用户分配不同的扩频码， 从而可以实现对多用户本振的同 时调整。 当多个 ONU的本振频率 LO频谱都在一个在传信道中时， 这类用户 数量通常小于 4个， 开机频偏小于 20GHz, 而信道间隔为 5GHz, 其他信道 的用户开机时最差情况为相邻的左右 4个信道的本振频率 LO会落入在传信 道中， 同时对拟定的、与在传信道左右相邻各 4个信道的 ONU端进行本振频 率牵引。 码长为 1023的扩频机制可以保证相邻 ONU频率控制信号的总功率 (相对于在传信道而言是干扰）与在传信道的� �率相比仍很小， 引入的干扰 不影响其他在传信道的数据通信，这样能满足 多个 ONU的本振频率同步的要 求， 同时不会影响其他在传信道的正常通信。

如图 7所示， 存在多用户时， 在具体实施时， 该高速 UDWDM-PON系 统的本振同步方法包括以下步骤：

S701 : 各 ONU产生不同的码率为 lGb/s、 周期为 1023的 CDMA扩频序 歹' J , 调制成扩频光信号上行传给 OLT;

S702: OLT进行相干检测后， DSP进行二维搜索（码片位置 +中心频率 ) , 估计出各个 ONU的本振频率，生成用于调整各 ONU本振频率的频率控制字；

S703 : OLT将频率控制字调制成下行扩频信号传输给 ONU;

S704: 各 ONU进行二维的码搜索 +FLL环路跟踪， 将频率控制字解调出 来， 然后调整本地的本振频率；

与所述 OLT指定的信道之间的频率偏移值是否在允许的 频率偏移范围之内； 如果是， 则执行步骤 S706 , 如果否， 则重复步骤 S701~ S705 , 直到各 ONU 的本振频率与所述 OLT指定的信道之间的频率偏移值是否在允许的 频率偏移 范围之内， 只是各 ONU根据每次调整后的本振频率产生扩频序列， OLT每 次解调得到的本振频率均为重新调整后的本振 频率。

S706: 开始高速数据通信。 根据如上参数进行仿真， 图 8给出了 PD接收信号的信噪比为 0dB、频差 固定的条件下 ONU端频率跟踪的误差结果（FFT计算先把频率误 差控制在 500Hz以内 ), ONU端经过 100ms量级的处理能够收敛至 OLT端 LO的频率， 并解调出频率控制字来调整自身光源。 这意味着每 5kHz/s的频率阶跃， 环路 能够收敛， 成功解调出频率控制字， 这里设置的环路带宽为 5Hz。 实际频差 阶跃可能会达到 5MHz/s甚至更大， 这时需要提高扩频信号的码率或者借助 更加快速的模拟锁频环（AFLL ) 才能实现频率的跟踪和反馈控制本振频率。 在另外一个应用示例中， 4叚设信道间隔 5GHz,扩频信号的功率比非扩频 信号的小 -30dB, 为了不影响相邻信道的高速数据传输（接收信 号满足一定信 噪比要求） ， 必须保证在同一个信道中进行频率同步的用户 数量有限， 假设 数据通信 BER 所要求 SNR>20dB , 码长为 1023、 信道间隔为 5GHz 的 UDWDM-PON就要求这类用户的数量须小于 10,这种条件下 ONU端的激光 器开机频差不超过 50G, 这远远大于现商用激光器的最大频偏。 如果系统需 要容忍 100个用户开机时本振频率在同一信道内，可以 将码率降为原来的 1/10 或扩频周期设为原来的 10倍， 使得后端解调增益放大 10倍， 从而降低系统 对 ONU端的本振开机频偏要求。 在该应用示例中， 考虑系统的用户数（容忍 100个用户开机）和对频率 同步时间的要求， 这里选择扩频周期为 10230、 用户的发射功率降至 20dB, 码率不变（lGb/s ) , 使得系统可以容忍 100个用户开机时本振频率在同一信 道内。

从上述实施例可以看出， 相对于现有技术， 上述实施例中通过 OLT对 ONU的扩频信号进行解扩频估计出 ONU的本振频率并生成频率控制字， 将 该频率控制字调制成下行扩频信号传输给 ONU, ONU根据该频率控制字调 整 ONU的本振频率， 最终 ONU的本振频率将被调整到 OLT指定的信道上， OLT产生的下行信号的中心频率最终也会被调整 到 OLT指定的位置上，使得 ONU的本振频率与 OLT产生的下行信号的中心频率达到同步， 并将各 ONU 的本振频率牵引至 OLT指定的信道上， 以避免各 ONU在开机后的信号频谱 发生交叠，在实现了 PON系统的本振同步的同时不会影响在传用户的 正常通 信。 本领域普通技术人员可以理解上述方法中的全 部或部分步骤可通过程序 来指令相关硬件完成， 所述程序可以存储于计算机可读存储介质中， 如只读 存储器、 磁盘或光盘等。 可选地， 上述实施例的全部或部分步骤也可以使用 一个或多个集成电路来实现。 相应地， 上述实施例中的各模块 /单元可以釆用 硬件的形式实现， 也可以釆用软件功能模块的形式实现。 本发明不限制于任 何特定形式的硬件和软件的结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已， 并非用于限定本发明的保护范 围。 根据本发明的发明内容， 还可有其他多种实施例， 在不背离本发明精神 种相应的改变和变形， 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， 均应包含在本发明的保护范围之内。

工业实用性 达到同步， 将各 ONU的本振频率牵引至 OLT指定的信道上， 以避免各 ONU 在开机后的信号频语发生交叠，在实现了 PON系统的本振同步的同时不会影 响在传用户的正常通信。