接入网的带宽需求将随着诸如高清晰度电视、在线游戏等高带宽需求多媒体业务的高速发展而急剧增加。光正交频分复用技术(OFDM)凭借其卓越的色散容忍能量、高频谱效率、灵活的动态带宽调度能力等特点受到广泛关注,将之应用到无源光网络(PON)中的OFDM-PON成为下一代的研究热点。同时,强度调制直接检测(IMDD)光OFDM系统具有系统结构简单、成本低等特点,尤其适合对成本敏感的光接入网领域,因此IMDD OFDM-PON是本文研究的对象。OFDM-PON系统对符号定时同步的精度要求极高,不良的同步会对系统的性能造成严重影响。符号定时同步误差会造成严重的符号间干扰。并且随着实时OFDM-PON系统越来越引起关注,基于实时的符号同步算法也成了研究的重点,本文主要针对强度调制直接检测实时OFDM-PON系统中的符号同步技术进行了研究。主要贡献包括以下几个方面:1)在传统的符号同步领域,判断符号同步的性能一般只能采用间接的方式,比如采用误码率性能评判同步的性能,缺少能够直接评估符号同步精准度的方式。因此我们结合时域的不归零码,提出了一种时域的符号同步精准度评判准则。通过把时域的NRZ码分组检测,能够精确估计出符号定时偏差。由于我们的设计简单,并且可扩展性强,可以根据不同的应用场景设计不同点数的NRZ码,因此,提出的同步精准度评判准则也能很好的应用到其他算法中。2)结合我们提出的精准度评判准则,我们利用不归零码提出了一种低复杂度高精准度的符号同步算法。通过添加平滑滤波器,提高了算法对采样钟相位偏差的鲁棒性。同时,为了将该算法应用到实时的OFDM-PON系统中,采用乘法操作会占用大量的资源,因此,我们简化了算法实现,使用符号位异或操作替代乘法器,大大降低了算法复杂度,同时保证了算法的精准度,仿真结果显示,在接收光功率低至-21dBm时,依旧可以取得98%的同步精准度。同时,由于采用独特的帧结构实现同步,与传统使用训练序列的同步算法相比,同步性能不受FFT点数的影响,算法鲁棒性更强。3)为了进一步降低实时算法的复杂度,同时提高算法的鲁棒性,提出了一种基于幅度决策的新型双阈值符号同步算法,并在离线OFDM-PON系统和基于FPGA的实时OFDM-PON系统上进行实验验证,其中粗同步阈值用于寻找帧的近似起始位置,细同步用于执行准确的符号同步。与使用相关性计算或者采用符号位相加来获得定时度量函数的传统同步算法不同,它们需要大量实验来获得优化的检测阈值。在本算法中,通过振幅比较获得了基于光信道稳定信道特性的理论分析的非常简单的幅度阈值。并且可以在不同的信噪比下使用固定阈值,这将极大地简化算法的实现。实验结果显示,当基于FPGA的实时IMDD-OFDM PON平台的接收光功率低至-21dBm时,使用所提出的算法可以实现高达95%的同步精度。此外,我们的算法能够覆盖100km内光接入网的传输距离要求。其次,由于我们独特的算法设计,我们的算法性能也与FFT的点数无关,同时我们也证明了算法具有良好的采样频率偏移容差,在采样频偏高达500ppm时,我们的同步性能依旧不受影响。