A kínai Huazhong Tudományos és Technológiai Egyetem Ming Tang professzor és Dr. Hao Wu professzor vezette kutatócsoportja Zheng Gao és Ting Jiang doktoranduszokkal együttműködve innovatív optikai szemantikus kommunikációs rendszert fejlesztett ki, amely multimódusú szálakat (MMF) használ. Az új módszer jelentősen javítja mind a sávszélességet, mind az átvitel interferenciával szembeni ellenállását. A kutatók hangsúlyozták, hogy multidimenziós szemantikai kódolást és dekódolást alkalmaztak a frekvenciatartományban, intermodális diszperziót alkalmazva a multimódusú szálban (MMF). A szimbólumok különböző frekvenciákra való leképezésével hétszeres sávszélességet értek el a hagyományos kódolási módszerekhez képest. Emellett a PAM-4 (Pulse Amplitude Modulation 4 amplitúdószinttel) technológia bevezetése hozzájárult a rendszer spektrális hatékonyságának jelentős növekedéséhez. Ez 9,12 bps/Hz átviteli sebességet tett lehetővé, miközben nulla dekódolási hiba maradt.
A PAM-4 technológia egy fejlett jelmodulációs technika, amely a sávszélesség bővítése nélkül növeli az átvitt információ mennyiségét. A hagyományos rendszerekben, mint például a PAM-2, a jel csak két feszültségszintet vesz fel: alacsony (0) és magas (1). A PAM-4-ben kettő helyett négy szintet használnak, ami lehetővé teszi két információ bit kódolását egy időegységben egy helyett.
Fényimpulzusok terjedése intermodális diszperzióval MMF-ben. A szavak különböző frekvenciákra (különböző színekre) vannak leképezve, az optikai impulzusok különböző időbeli diszperziós görbékre vannak kifeszítve. Ez lehetővé teszi az impulzusfrekvenciák azonosítását a vevőben, és ezáltal lehetővé teszi a bemeneti szavak rekonstrukcióját.
A szemantikus kommunikáció az információtovábbítás innovatív megközelítése, amely a nyers adatok helyett a jelentés közvetítésére összpontosít. A hagyományos módszerekkel ellentétben, ahol az adatokat bitenként küldik el, a szemantikus kommunikáció elemzi a tartalmat, kiszűri a releváns elemeket, és az átviteli hatékonyság maximalizálása érdekében tömöríti az információkat. Ez a folyamat több kulcsfontosságú szakaszból áll. Először is, az adatokat a jelentésük alapján értelmezzük, például szöveg, kép vagy hang esetében. Ezután a rendszer átalakítja azt egy hatékonyabb reprezentációvá, gyakran mesterséges intelligenciát használva kódoláshoz és tömörítéshez. A kódolás után az információt kommunikációs csatornán, például optikai szálas hálózaton keresztül küldik el. Végül a címzett dekódolja és rekonstruálja a tartalmat, visszaadja eredeti jelentését, és ha szükséges, a szövegkörnyezet alapján pótolja a hiányzó elemeket.
A kutatók szerint a szemantikus kommunikáció új módszere a multimódusú optikai szálak használatával jelentős előrelépést jelent az optikai átvitel területén. A szemantikus információk optikai frekvenciákon keresztül történő közvetlen továbbításának lehetősége, valamint a rendszer nagy kapacitása és rugalmassága rendkívül ígéretes megoldássá teszi ezt a megoldást a jövő kommunikációs technológiái számára.
