CN115842593B - 一种语义相干光通信方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种语义相干光通信方法及系统，在发射端和接收端分别设置预训练的语义编码网络和语义解码网络，在发射端对信源进行语义提取，进行数字信号处理后通过波形发生器转换为发射端电信号，再放大后经双偏振IQ调制器调制为第一光信号进行传输。在接收端将第一光信号连续转换为数字信号后，再由语义解码网络处理并输出信源，以实现语义通信，精准传输信源所携带的含义信息。

Description

一种语义相干光通信方法及系统

技术领域

本发明涉及光纤通信技术领域，尤其涉及一种语义相干光通信方法及系统。

背景技术

通信可以分为三个层次：第一层次为传统通信，致力于精准的传输符号；第二层次为语义通信，致力于精准的传输符号所携带的意义；第三层次为效用通信，致力于将接收到的意义以期望的方式有效地影响行为通信。

目前的相干光通信还停留在第一层，优化系统时以精准的传输符号为目的。通信系统的质量通常由误比特率（BER）或是误符号率（SER）来衡量。语义通信相比于传统通信更加迈进了一层，其通信目的是更加精准的传输信源，而不是精准传输编码后得到的比特。例如所传输的业务是图片，则衡量通信系统的标准可以是接收到图片与所传输图片的峰值信噪比（PSNR）或结构相似性（SSIM）。

在传统相干光通信中，信源编码、信道编码、调制是分离设计并优化的，这导致各部分相互连接效率不高，难以实现更高效地语义通信，亟需一种新的通信方案。

发明内容

鉴于此，本发明实施例提供了一种语义相干光通信方法及系统，以消除或改善现有技术中存在的一个或更多个缺陷，解决现有相干光通信中信源编码、信道编码和调制步骤相互分离导致效率低下无法实现语义通信的问题。

本发明的一个方面提供了一种语义相干光通信方法，该方法包括以下步骤：

在发射端，将信源输入预训练的语义编码网络并输出语义特征；将所述语义特征经串并转换为设定数量路的发射端数字信号，并经数字信号处理后通过波形发生器转换为所述设定数量路的发射端电信号；将各发射端电信号放大后，经双偏振IQ调制器调制为第一光信号；

将所述第一光信号输入光纤链路进行传输；

在接收端，通过相干接收机将所述第一光信号转化为所述设定数量路的接收端电信号，将各接收端电信号通过数字采样示波器转换为所述设定数量路的接收端数字信号后转换为一路，并输入预训练的语义解码网络并输出所述信源。

在一些实施例中，所述数字信号处理包括：依次进行重采样、频域色散补偿、自适应滤波和导频辅助相位恢复。

在一些实施例中，将所述第一光信号输入光纤链路进行传输之后，还包括：将所述第一光信号通过一个或多个光纤放大器进行信号放大。

在一些实施例中，所述语义编码网络包括依次连接的：归一化层、第一下采样模块、第一双重注意力网络模块、第一信噪比注意力机制层、第二下采样模块、第二双重注意力网络模块、第二信噪比注意力机制层、第三下采样模块、第一全连接层和幅度归一化层；

其中，所述第一下采样模块、所述第二下采样模块和所述第三下采样模块均包括依次连接的下采样层、批归一化层和激活函数层；所述激活函数层为PReLU激活函数。

在一些实施例中，所述语义解码网络包括依次连接的：第二全连接层、第一上采样模块、第三双重注意力网络模块、第三信噪比注意力机制层、第二上采样模块、第四双重注意力网络模块、第四信噪比注意力机制层、第三上采样模块和解归一化层；

其中，所述第一上采样模块和所述第二上采样模块均包括依次连接的上采样层、批归一化层和激活函数层；所述第三上采样模块包括依次连接的上采样层、批归一化层和双曲正切函数层；所述激活函数层为PReLU激活函数。

在一些实施例中，所述语义编码网络和所述语义解码网络的训练方法包括：

获取训练样本集，所述训练样本集中每个样本包含一个样本信源；

获取初始语义编码网络和初始语义解码网络；

在训练过程中，将所述训练样本集中的样本信源输入所述初始语义编码网络输出语义符号，对所述语义符号添加高斯白噪声后输入所述初始语义解码网络并输出还原后的输出信源，采用所述样本信源与所述输出信源的均方误差作为损失函数对所述初始语义编码网络和所述初始语义解码网络进行更新迭代，得到所述语义编码网络和所述语义解码网络。

另一方面，本发明还提供一种语义相干光通信系统，该系统包括：

发射端模块，所述发射端模块包括语义编码器、发射端数字信号处理模块、波形发生器和放大器；所述语义编码器用于接收信源，并基于预装载的语义编码网络处理输出语义特征对应的发射端数字信号；所述发射端数字信号处理模块用于对所述发射端数字信号进行数字处理，所述波形发生器用于将经预处理后的所述发射端数字信号转换为发射端电信号，所述放大器用于对所述发射端电信号进行放大处理；

双偏振IQ调制器，用于将放大处理后的所述发射端电信号调制为第一光信号，并导入光纤链路传输；

相干接收机，用于接收所述光纤链路中的第一光信号并转化为接收端电信号；

接收端模块，所述接收端模块包括数字采样示波器、接收端数字信号处理模块和语义解码器；所述数字采样示波器用于将所述接收端电信号转换为接收端数字信号，所述接收端数字信号处理模块对所述接收端数字信号进行数字处理，所述语义解码器基于预装载的语义解码网络将数字处理后的所述接收端数字信号恢复为所述信源。

在一些实施例中，所述发射端模块还包括一路到四路串并变换模块，用于将所述语义特征对应的所述发射端数字信号转换为四路；所述接收端模块还包括四路到一路串并变换模块，用于将四路所述接收端数字信号转换为一路。

在一些实施例中，所述系统还包括：光纤放大器，用于将所述第一光信号放大后输入光纤链路进行传输，所述光纤链路上按照设定间隔设有多个光纤放大器。

在一些实施例中，所述光纤放大器为掺铒光纤放大器。

本发明的有益效果至少是：

本发明所述语义相干光通信方法及系统，在发射端和接收端分别设置预训练的语义编码网络和语义解码网络，在发射端对信源进行语义提取，进行数字信号处理后通过波形发生器转换为发射端电信号，再放大后经双偏振IQ调制器调制为第一光信号进行传输。在接收端将第一光信号连续转换为数字信号后，再由语义解码网络处理并输出信源，以实现语义通信，精准传输信源所携带的含义信息。

进一步的，通过对语义编码网络和语义解码网络进行协同预训练，能够对信源进行高效的语义字符化并在传输后进行恢复，保证数据传输的精确性。

进一步的，通过在发射端模块设置一路到四路串并变换模块，将发射端数字信号转换为四路，对应双偏振IQ调制器两个偏振态上的I、Q维度，提高传输效率，实现数据的高速传递。

进一步的，在传输过程中，通过在光纤链路上设置多级光纤放大器，保证光信号强度，防止远距离传输过程中的衰减。

本发明的附加优点、目的，以及特征将在下面的描述中将部分地加以阐述，且将对于本领域普通技术人员在研究下文后部分地变得明显，或者可以根据本发明的实践而获知。本发明的目的和其它优点可以通过在说明书以及附图中具体指出的结构实现到并获得。

本领域技术人员将会理解的是，能够用本发明实现的目的和优点不限于以上具体所述，并且根据以下详细说明将更清楚地理解本发明能够实现的上述和其他目的。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的限定。在附图中：

图1为本发明一实施例所述语义相干光通信方法的流程示意图。

图2为本发明一实施例所述语义相干光通信方法中数字信号处理流程示意图。

图3为本发明一实施例所述数字信号处理中自适应滤波的处理流程示意图。

图4为本发明一实施例所述语义相干光通信方法中语义编码网络和语义解码网络的结构示意图。

图5为本发明一实施例对语义编码网络和语义解码网络的训练流程示意图。

图6为本发明另一实施例所述语义相干光通信方法的流程示意图。

图7为传统数字光通信和语义光通信在400km传输时OSNR和PSNR的关系对比图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施方式和附图，对本发明做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与根据本发明的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。

应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、要素、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、要素、步骤或组件的存在或附加。

在此，还需要说明的是，如果没有特殊说明，术语“连接”在本文不仅可以指直接连接，也可以表示存在中间物的间接连接。

在下文中，将参考附图描述本发明的实施例。在附图中，相同的附图标记代表相同或类似的部件，或者相同或类似的步骤。

本申请提出的语义相干光通信中，信源信道编码以及调制被视为整体，可以整体设计并优化。近年来，随着人工智能领域的发展，基于深度学习的信源信道语义编码开始被研究。本申请主要目的在于提出语义相干光通信系统，利用深度学习进行信源信道编码设计，并且将其融入相干通信系统可以进一步提高相干光通信的性能，使相干光通信更加智能、灵活和简洁，实现语义通信。

具体的，提供了一种语义相干光通信方法，参照图1，该方法包括以下步骤S101~S103：

步骤S101：在发射端，将信源输入预训练的语义编码网络并输出语义特征；将语义特征经串并转换为设定数量路的发射端数字信号，并经数字信号处理后通过波形发生器转换为设定数量路的发射端电信号；将各发射端电信号放大后，经双偏振IQ调制器调制为第一光信号。

步骤S102：将第一光信号输入光纤链路进行传输。

步骤S103：在接收端，通过相干接收机将第一光信号转化为设定数量路的接收端电信号，将各接收端电信号通过数字采样示波器转换为设定数量路的接收端数字信号后转换为一路，并输入预训练的语义解码网络并输出信源。

在步骤S101中，信源是指需要发送的数据信息，其包括但不限于文本、图像、视频、点云、VR等。语义编码网络用于对信源进行语义提取，获取语义特征。本实施例中，通过一路到四路串并变换模块，将语义特征转为四路发射端数字信号，在后续调制过程中，刚好匹配双偏振IQ电路两个偏振态的I、Q维度，共计4个维度，这样可以使信号传输更加高效。

在一些实施例中，如图2所示，数字信号处理包括：依次进行重采样、频域色散补偿、自适应滤波和导频辅助相位恢复。

其中，频域色散补偿是指将接收到的信号进行傅里叶变换到频域，然后在频域乘上色散函数的反函数，之后在进行傅里叶逆变换得到频域色散补偿后的信号，可以参照文献：高速大容量数字相干光传输关键技术的研究。

自适应滤波可以采用训练序列辅助2×2自适应滤波，具体的，参照图3，训练序列用于得到四个滤波器的系数，通过迭代计算得到系数，过程如下：

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；

；

；

其中，是迭代步长，是X偏振态上的复数信号经过信道传输后输入到滤波器里的值，是Y偏振态上的复数信号经过信道传输后输入到滤波器里的值，及是误差值，误差可通过以下公式计算：表示信号经过2×2自适应滤波后输出的X偏振的符号，表示信号经过2×2自适应滤波后输出的Y偏振的符号，上标*号表示共轭运算。

；

；

其中，表示X偏振发送的符号，表示 Y偏振发送的符号。

导频辅助相位恢复通过获取相干光通信系统中的传输信号，对所传输信号进行分块处理，生成多块传输信号数据块，在每块所述传输信号数据块的首位插入QPSK导频信号，生成插入导频之后的信号。插入导频之后的信号经过信道传输之后进行数字信号处理，生成补偿之后的信号。对补偿之后的信号进行分块提取导频信号，提取出含有相位噪声的导频信号。根据含有相位噪声的导频信号计算每个导频信号的相位噪声估计值，根据每个导频信号的相位噪声估计值计算传输信号的相位噪声估计值。采用传输信号的相位噪声估计值进行信号补偿，实现相位恢复。

在步骤S102中，将第一光信号输入光纤链路进行传输之后，还包括：将第一光信号通过一个或多个光纤放大器进行信号放大。光纤放大器可以采用半导体光放大器、掺稀土元素的光纤放大器或非线性光纤放大器等，本实施例中，采用掺铒光纤放大器（EDFA）。在光纤链路上，通过设置多级光放大器，能够保证光信号强度。

在步骤S103中，接收端首先将光纤链路中的第一光信号转化为电信号，再通过数字采样示波器转换为设定数量路的接收端数字信号并转换为一路，将该一路接收端数字信号输入预训练的语义解码网络并输出信源，最终完成语义通信。

下面对预装载的语义编码网络和语义解码网络进行说明。

在一些实施例中，如图4所示，语义编码网络包括依次连接的：归一化层、第一下采样模块、第一双重注意力网络模块、第一信噪比注意力机制层、第二下采样模块、第二双重注意力网络模块、第二信噪比注意力机制层、第三下采样模块、第一全连接层和幅度归一化层；

其中，第一下采样模块、第二下采样模块和第三下采样模块均包括依次连接的下采样层、批归一化层和激活函数层；激活函数层为PReLU激活函数。

在一些实施例中，如图4所示，语义解码网络包括依次连接的：第二全连接层、第一上采样模块、第三双重注意力网络模块、第三信噪比注意力机制层、第二上采样模块、第四双重注意力网络模块、第四信噪比注意力机制层、第三上采样模块和解归一化层；

其中，第一上采样模块和第二上采样模块均包括依次连接的上采样层、批归一化层和激活函数层；第三上采样模块包括依次连接的上采样层、批归一化层和双曲正切函数层；激活函数层为PReLU激活函数。

在一些实施例中，参照图5，语义编码网络和语义解码网络的训练方法包括步骤S201~S203：

步骤S201：获取训练样本集，训练样本集中每个样本包含一个样本信源。

步骤S202：获取初始语义编码网络和初始语义解码网络。

步骤S203：在训练过程中，将训练样本集中的样本信源输入初始语义编码网络输出语义符号，对语义符号添加高斯白噪声后输入初始语义解码网络并输出还原后的输出信源，采用样本信源与输出信源的均方误差MSE作为损失函数对初始语义编码网络和初始语义解码网络进行更新迭代，得到语义编码网络和语义解码网络。

另一方面，本发明还提供一种语义相干光通信系统，该系统包括：

发射端模块，发射端模块包括语义编码器、发射端数字信号处理模块、波形发生器和放大器；语义编码器用于接收信源，并基于预装载的语义编码网络处理输出语义特征对应的发射端数字信号；发射端数字信号处理模块用于对发射端数字信号进行数字处理，波形发生器用于将经预处理后的发射端数字信号转换为发射端电信号，放大器用于对发射端电信号进行放大处理。

双偏振IQ调制器，用于将放大处理后的发射端电信号调制为第一光信号，并导入光纤链路传输。其中，本实施例采用1550nm波长的激光器作为激光源。

相干接收机，用于接收光纤链路中的第一光信号并转化为接收端电信号。

接收端模块，接收端模块包括数字采样示波器、接收端数字信号处理模块和语义解码器；数字采样示波器用于将接收端电信号转换为接收端数字信号，接收端数字信号处理模块对接收端数字信号进行数字处理，语义解码器基于预装载的语义解码网络将数字处理后的接收端数字信号恢复为信源。

在一些实施例中，发射端模块还包括一路到四路串并变换模块，用于将语义特征对应的发射端数字信号转换为四路；接收端模块还包括四路到一路串并变换模块，用于将四路接收端数字信号转换为一路。通过一路到四路串并变换模块，将语义特征转为四路发射端数字信号，在后续调制过程中，刚好匹配双偏振IQ电路两个偏振态的I、Q维度，共计4个维度，这样可以使信号传输更加高效。相应的，在接收端，将四路接收端数字信号转为一路后输入语义解码网络以恢复出信源。

在一些实施例中，所述系统还包括：光纤放大器，用于将第一光信号放大后输入光纤链路进行传输，光纤链路上按照设定间隔设有多个光纤放大器。

在一些实施例中，光纤放大器为掺铒光纤放大器。

下面结合具体实施例对本发明进行说明：

本实施例提供一种基于语义相干光通信系统框图，如图6所示。发射端信源经过语义编码器后转换为语义符号，语义符号经过一路到四路串并变换转换为四路。四路语义符号经过数字信号处理后由波形发生器转换为电信号。电信号经过放大后再由双偏振IQ调制器（DP-IQM）调制为光信号。光信号经过掺铒光纤放大器（EDFA）后送入光纤，在光纤链路中，在光纤传输中每经过特定中继距离需要使用EDFA进行一次放大。在接收端光信号通过相干接收机转换为四路电信号，电信号再经过数字采样示波器转换为数字信号。数字信号经过处理后可由语义解码器恢复信源。由于语义符号无法呈现出规律的星座图，因此信号恢复的数字信号处理都需要使用调制格式无关的算法。所需要的DSP流程如图2所示

具体的，首先，需要训练语义编解码网络，编解码器训练时采用端到端训练，训练过程如图三所示。训练时，将语义编解码器直接串联，在语义编码器输出的语义符号上加入加性高斯白噪声使整个训练过程含噪，以提高系统对噪声的鲁棒性。将输入输出信源的均方误差MSE作为损失函数对初始语义编码网络和初始语义解码网络进行更新迭代，得到语义编码网络和语义解码网络。

然后，将训练好的语义编解码网络安置到图6中的位置，之后即可进行传输测试。下面是使用仿真软件VPI与MATLAB联合仿真用于举例所提出的通信系统并展示传输效果。（这里以图像传输为例，该方案适用于文本、图像、视频、点云、VR等多各种多媒体信源）。图7为仿真得到的语义相干光通信系统的性能和传统相干光通信在不同光信噪比（OSNR）下传输性能的对比。仿真系统的波特率为20Gbaud，可以实现约张图片（）/s的传输。系统的传输距离为400km，每个跨段为80km，入纤光功率为-4dBm。传输图像的性能使用峰值信噪比（PSNR）指标衡量。图7展示了在相同的图像传输速率下（），传统数字光通信和语义光通信SOFC传输效果的对比。所对比传统方案采用JPEG2000将图片编码成比特，采用LDPC（码率3/4）作为信道编码，编码后分别采用QPSK、16QAM、64QAM多种调制格式进行传输测试。结果表明，语义光通信系统相比于传统数字光通信系统具有更高的灵活性和自适应性，并且相对于传统光通信有着更好的性能。灵活性和自适应性表现在，传统方案在不同OSNR时需要更改调制格式来适应信道，语义光通信不需要做出任何调整。传输性能的提升主要在特定OSNR下，例如8~10 dB，16~22 dB。

综上所述，本发明所述语义相干光通信方法及系统，在发射端和接收端分别设置预训练的语义编码网络和语义解码网络，在发射端对信源进行语义提取，进行数字信号处理后通过波形发生器转换为发射端电信号，再放大后经双偏振IQ调制器调制为第一光信号进行传输。在接收端将第一光信号连续转换为数字信号后，再由语义解码网络处理并输出信源，以实现语义通信，精准传输信源所携带的含义信息。

进一步的，通过对语义编码网络和语义解码网络进行协同预训练，能够对信源进行高效的语义字符化并在传输后进行恢复，保证数据传输的精确性。

进一步的，通过在发射端模块设置一路到四路串并变换模块，将发射端数字信号转换为四路，对应双偏振IQ调制器两个偏振态上的I、Q维度，提高传输效率，实现数据的高速传递。

进一步的，在传输过程中，通过在光纤链路上设置多级光纤放大器，保证光信号强度，防止远距离传输过程中的衰减。

与上述方法相应地，本发明还提供了一种装置/系统，该装置/系统包括计算机设备，所述计算机设备包括处理器和存储器，所述存储器中存储有计算机指令，所述处理器用于执行所述存储器中存储的计算机指令，当所述计算机指令被处理器执行时该装置/系统实现如前所述方法的步骤。

本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时以实现前述边缘计算服务器部署方法的步骤。该计算机可读存储介质可以是有形存储介质，诸如随机存储器（RAM）、内存、只读存储器（ROM）、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、软盘、硬盘、可移动存储盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质。

本领域普通技术人员应该可以明白，结合本文中所公开的实施方式描述的各示例性的组成部分、系统和方法，能够以硬件、软件或者二者的结合来实现。具体究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。当以硬件方式实现时，其可以例如是电子电路、专用集成电路（ASIC）、适当的固件、插件、功能卡等等。当以软件方式实现时，本发明的元素是被用于执行所需任务的程序或者代码段。程序或者代码段可以存储在机器可读介质中，或者通过载波中携带的数据信号在传输介质或者通信链路上传送。

需要明确的是，本发明并不局限于上文所描述并在图中示出的特定配置和处理。为了简明起见，这里省略了对已知方法的详细描述。在上述实施例中，描述和示出了若干具体的步骤作为示例。但是，本发明的方法过程并不限于所描述和示出的具体步骤，本领域的技术人员可以在领会本发明的精神后，作出各种改变、修改和添加，或者改变步骤之间的顺序。

本发明中，针对一个实施方式描述和/或例示的特征，可以在一个或更多个其它实施方式中以相同方式或以类似方式使用，和/或与其他实施方式的特征相结合或代替其他实施方式的特征。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明实施例可以有各种更改和变化。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。

Claims (9)

1.一种语义相干光通信方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

在发射端，将信源输入预训练的语义编码网络并输出语义特征；将所述语义特征经串并转换为设定数量路的发射端数字信号，并经数字信号处理后通过波形发生器转换为所述设定数量路的发射端电信号；将各发射端电信号放大后，经双偏振IQ调制器调制为第一光信号；

将所述第一光信号输入光纤链路进行传输；

在接收端，通过相干接收机将所述第一光信号转化为所述设定数量路的接收端电信号，将各接收端电信号通过数字采样示波器转换为所述设定数量路的接收端数字信号后转换为一路，并输入预训练的语义解码网络并输出所述信源；

所述语义编码网络包括依次连接的：归一化层、第一下采样模块、第一双重注意力网络模块、第一信噪比注意力机制层、第二下采样模块、第二双重注意力网络模块、第二信噪比注意力机制层、第三下采样模块、第一全连接层和幅度归一化层；其中，所述第一下采样模块、所述第二下采样模块和所述第三下采样模块均包括依次连接的下采样层、批归一化层和激活函数层；所述激活函数层为PReLU激活函数。

2.根据权利要求1所述的语义相干光通信方法，其特征在于，所述数字信号处理包括：依次进行重采样、频域色散补偿、自适应滤波和导频辅助相位恢复。

3.根据权利要求1所述的语义相干光通信方法，其特征在于，将所述第一光信号输入光纤链路进行传输之后，还包括：将所述第一光信号通过一个或多个光纤放大器进行信号放大。

4.根据权利要求1所述的语义相干光通信方法，其特征在于，所述语义解码网络包括依次连接的：第二全连接层、第一上采样模块、第三双重注意力网络模块、第三信噪比注意力机制层、第二上采样模块、第四双重注意力网络模块、第四信噪比注意力机制层、第三上采样模块和解归一化层；

其中，所述第一上采样模块和所述第二上采样模块均包括依次连接的上采样层、批归一化层和激活函数层；所述第三上采样模块包括依次连接的上采样层、批归一化层和双曲正切函数层；所述激活函数层为PReLU激活函数。

5.根据权利要求4所述的语义相干光通信方法，其特征在于，所述语义编码网络和所述语义解码网络的训练方法包括：

获取训练样本集，所述训练样本集中每个样本包含一个样本信源；

获取初始语义编码网络和初始语义解码网络；

在训练过程中，将所述训练样本集中的样本信源输入所述初始语义编码网络输出语义符号，对所述语义符号添加高斯白噪声后输入所述初始语义解码网络并输出还原后的输出信源，采用所述样本信源与所述输出信源的均方误差作为损失函数对所述初始语义编码网络和所述初始语义解码网络进行更新迭代，得到所述语义编码网络和所述语义解码网络。

6.一种语义相干光通信系统，其特征在于，该系统包括：

发射端模块，所述发射端模块包括语义编码器、发射端数字信号处理模块、波形发生器和放大器；所述语义编码器用于接收信源，并基于预装载的语义编码网络处理输出语义特征对应的发射端数字信号；所述发射端数字信号处理模块用于对所述发射端数字信号进行数字处理，所述波形发生器用于将经预处理后的所述发射端数字信号转换为发射端电信号，所述放大器用于对所述发射端电信号进行放大处理；

双偏振IQ调制器，用于将放大处理后的所述发射端电信号调制为第一光信号，并导入光纤链路传输；

相干接收机，用于接收所述光纤链路中的第一光信号并转化为接收端电信号；

接收端模块，所述接收端模块包括数字采样示波器、接收端数字信号处理模块和语义解码器；所述数字采样示波器用于将所述接收端电信号转换为接收端数字信号，所述接收端数字信号处理模块对所述接收端数字信号进行数字处理，所述语义解码器基于预装载的语义解码网络将数字处理后的所述接收端数字信号恢复为所述信源；

其中，所述语义编码网络包括依次连接的：归一化层、第一下采样模块、第一双重注意力网络模块、第一信噪比注意力机制层、第二下采样模块、第二双重注意力网络模块、第二信噪比注意力机制层、第三下采样模块、第一全连接层和幅度归一化层；其中，所述第一下采样模块、所述第二下采样模块和所述第三下采样模块均包括依次连接的下采样层、批归一化层和激活函数层；所述激活函数层为PReLU激活函数。

7.根据权利要求6所述语义相干光通信系统，其特征在于，所述发射端模块还包括一路到四路串并变换模块，用于将所述语义特征对应的所述发射端数字信号转换为四路；所述接收端模块还包括四路到一路串并变换模块，用于将四路所述接收端数字信号转换为一路。

8.根据权利要求6所述语义相干光通信系统，其特征在于，所述系统还包括：光纤放大器，用于将所述第一光信号放大后输入光纤链路进行传输，所述光纤链路上按照设定间隔设有多个光纤放大器。

9.根据权利要求8所述语义相干光通信系统，其特征在于，所述光纤放大器为掺铒光纤放大器。

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