CN110536288A - 病毒分子网络体系结构和设计 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及一种无线通信装置、一种高速高容量专用移动网络系统以及一种利用毫米波RF[频带在大约30到3300吉赫(GHz)范围内，处于毫米波频谱的上端且进入红外光谱]系统体系结构来跨分子网络将信息流发射到终端用户的方法，所述系统体系结构以特定设计网格方式跨世界各地的城市、郊区和村庄使用回旋TWA超高功率放大器重复装置，其接收和重新放大并重新发射V‑ROVER、Nano‑ROVER、Atto‑ROVER、质子交换机、核心交换机RF信号，以及使用装备有Attobahn IWIC芯片的特定触点装置。本公开在不使用IEEE 802 LAN、ATM或TCP/IP面向连接标准和协议的情况下执行前述功能。
Description
背景技术
当前的互联网全球网络基于超过四分之一个世纪前开发的技术。这些技术的初级部分是互联网协议-传输控制协议/互联网协议(Transmission Control Protocol/Internet Protocol；TCP/IP)传输路由器系统，其充当数据、语音和视频的集成级别。困扰着互联网的问题是其无法恰当地使语音和视频以这两个应用程序所需要的便于人类交互的高质量性能相适应。IP路由器的不同长度的数据包大小、长路由器结点延迟以及动态不可预测的传输路由导致扩展的和变化的时延。
这一不可预测的长时间且不稳定时延对语音和视频应用程序具有不利影响，例如质量较差的语音会话以及在终端用户等待视频片段或电影下载时著名的“缓冲”轮。除了恼人的不连贯语音通话以外，还有视频和电影在其播放时的中断以及在视频会议期间图片的急冲性抖动，这些问题与IP的窄带架构相结合，推动了新的4K/5K/8K超高清电视信号、演播室质量实时新闻报道以及实时3D超高清视频/交互体育场体育(NFL、NBA、MLB、NHL、足球、板球、田径比赛、网球等)环境。
此外，高分辨率图形和公司任务关键应用程序在遍历互联网TCP/IP网络时经历与服务和应用程序相同的命运。针对这些非常常用的应用程序，IP路由的不足导致全球互联网为客户和企业提供不一致的服务质量。现有的互联网网络可归类为低质量的客户网络，其最初设计用于窄带数据且不承载高容量语音、视频、交互视频会议、实时TV新闻报道和流媒体视频、高容量任务关键公司操作数据或动态环境中的高分辨率图形。全球互联网基础设施已从主要工业国家发展到小型发展中国家，具有一系列网络性能不一致性以及大量质量问题。
多年来，随着小型化计算世界的装置迅速地覆盖数十亿人口量，基于IP网络的硬件和软件制造商已将一系列不匹配的硬件和技术拼凑到一起，导致无线装置迅捷迁移以适应人类的较大移动性以及他们与他们的新技术体验交互的方式。
技术世界的所有上述动态，加上计算处理和存储所提供的规模经济和范围；软件编码的分层和简单性创建了应用程序新世界，所述应用程序曾经受微软(Microsoft)控制和限制，由此每年开发出几乎数万个这样的应用程序；且大量的客户计算装置和使用导致了全球范围内对光带范围以外的带宽和速度的渴望。虽然这类似五(5)级龙卷风的客户技术革命摧毁了全球互联网，但是本地交换运营商(Local Exchange Carrier；LEC)、长途交换运营商(Inter-Exchange Carrier；IXC)、国际运营商(International Carrier；IC)、互联网服务提供商(Internet Services Provider；ISP)、有线电视提供商(Cable Provider)和网络硬件制造商正争相实施和发展应急措施，例如长期演进(Internet ServicesProvider；LTE)和基于5G蜂窝电话的网络和IP网络连接硬件，以压制250英里/小时的大规模技术龙卷风。
当前互联网通信网络以TCP/IP包传输语音、数据和视频，所述TCP/IP包封装在局域网二层MAC帧中且随后放置到帧中继或非同步传输模式(Asynchronous Transfer Mode；ATM)协议中以遍历广域网。这些系列的标准协议将极大量的开销添加到原始数据信息中。这一类型的网络体系结构产生低效率，其导致宽带宽视频和多媒体应用的网络性能较差。是这些极低效率协议掌管了互联网、长途交换运营商(IXC)、本地交换运营商(LEC)、互联网服务提供商(ISP)和基于云的服务提供商网络体系结构和基础设施。实际结果是互联网无法满足语音、视频和新的高容量应用程序的需求以及具有高品质性能的4K/5K/8K超高清TV的进步。
影响高容量宽带宽服务的分布的另一问题是将光纤电缆铺设到家庭的成本较高。许多有远见的技术人员已经意识到，宽带宽无线服务是取代家庭本地接入光纤服务的正确解决方案。解决方案的问题是现有微波频谱是拥塞的。因此，电信公司和互联网服务提供商(ISP)已将其的关注点转向毫米波(Millimeter Wave；mmW)传输技术。
mmW传输的问题是由于大气条件，RF信号在非常短的距离内劣化。无线LAN IEEE802.11ad WiGi技术是解决带宽危机问题的一个尝试，然而这一技术受限于房间的局部区域或建筑物的界限且无法在远距离上提供通信服务。因此，需要一种宽带宽mmW传输解决方案，其扩展在30到300GHz之间以及更高频率的这些频率的RF传输距离，以满足语音、视频、新高容量应用程序以及具有高品质性能的4K/5K/8K超高清TV的进步的需求。Attobahn毫米(mmW)射频(Radio Frequency；RF)体系结构提供mmW传输技术解决方案以支持上述服务且扩展在30到3300GHz之间的这些频率的RF传输距离。
在过去，其他人已尝试通过增强TCP/IP、IEEE 802LAN、ATM和TCP/IP高度分层标准以及利用附加协议来解决互联网性能问题，其中使用在IP上运行的例如实时协议(RealTime Protocol；RTP)、实时流传输协议(Real Time Streaming Protocol；RTSP)和实时控制协议(Real Time Control Protocol；RTCP)的协议的补丁工作来采用IP承载语音、视频传输和流媒体视频。一些开发人员和网络架构师设计出各种方法来解决更窄的解决方案，例如美国专利第5,440,551号公开一种与ATM网络一起使用的多媒体包通信系统，其中可根据应用程序所需的质量来自动地和动态地选择性地使用连接，其中涉及不同所需质量的多个通信以设置质量等级。然而，ATM标准单元帧格式和面向连接协议的使用并不缓解高度分层标准的问题。
另外，美国专利第7,376,713号公开一种系统、设备和方法，用于在不使用TCP/IP作为协议的情况下通过将数据划分到多个包中以及使用MAC标头来在数据块中在私用网络上发射数据。数据存储在存储装置的连续区段中以确保几乎每一包将含有来自区段块的数据或者是这类包的接收确认。同样，即使在专用或私用网络中，通过面向连接协议使用可变长度数据块、MAC标头和确认接收并不完全缓解由于更高分层而导致的IEEE 802 LAN、ATM和TCP/IP标准和协议的缓冲和排队延迟。
最近，美国专利公开案第2013/0051398 A1号公开一种低负载和高速控制交换节点，其并不合并中央处理单元(central processing unit；CPU)且与外部控制服务器一起使用。所描述的成帧格式限于两个层以适应不同大小数据包。然而，使用可变长度成帧格式和部分使用TCP/IP堆叠来移动数据且匹配MAC寻址模式并不缓解交换节点中这些传统和高度分层协议的使用。
因此，仍然需要一种高速高容量网络系统，其用于4K/5K/8K超高清视频、演播室质量TV、快速电影下载、3D直播视频流虚拟现实宽带数据、实时动力视频游戏多媒体、实时3D超高清视频/交互体育场体育(NFL、NBA、MLB、NHL、足球、板球、田径比赛、网球等)环境、高分辨率图形和公司任务关键应用程序的无线传输。
发明内容
本公开涉及一种病毒分子网络(Viral Molecular Network)，其是一种具有采用的移动骨干和接入水平的高速高容量太比特(terabit)/秒(TBps)LONG-RANGE毫米波(mmW)无线网络。所述网络包括使用三种类型通信装置的三层基础设施、美国国家宽网络以及在分子系统连接体系结构中利用三个通信装置的国际网络，以传输语音、数据、视频、演播室质量和4K/5K/8K超高清电视(Television；TV)和多媒体信息。
网络设计为围绕分子体系结构，所述分子体系结构使用质子交换机(ProtonicSwitch)作为充当质子体的结点系统，其将最少400个病毒轨道车辆(由V-ROVER、Nano-ROVER和Atto-ROVER三个装置组成)接入节点吸引到所述节点中的每一个(在车辆内，针对个人、家庭、公司办公室等)，且随后将其高容量业务集中到三个通信装置中的第三个：核心交换机(Nucleus Switch)，其在城市中充当通信集线器。
核心交换机通信装置以城内和城际核心电信骨干方式彼此连接。在三个通信装置[病毒轨道车辆(V-ROVER、Nano-ROVER和Atto-ROVER)接入装置、质子交换机和核心交换机)之间传输信息的基础网络协议是单元成帧协议，其中这些装置在阿托秒时分多址(TimeDivision Multiple Access；TDMA)帧中以超高速度交换语音、数据和视频分组化业务。基于快速单元的和阿托秒交换和TDMA轨道时隙复用的密钥分别是称作本能智慧集成电路(Instinctive Wise Integrated Circuit；IWIC)的特殊设计集成电路芯片，其在这三个装置中为初级电子电路。
病毒分子网络体系结构由与上述三个通信装置相关的三个网络层组成：
接入网络层(Access Network Layer；ANL)，与称作V-ROVER、Nano-ROVER和Atto-ROVER的病毒轨道车辆接入节点通信装置相关。
质子交换层(Protonic Switching Layer；PSL)，与质子交换机通信装置相关。
核心交换层(Nucleus Switching Layer；NSL)，与核心交换机通信装置相关。
病毒分子网络是真正地移动网络，由此网络基础设施实际上随着其在系统、网络与终端用户之间传输数据而移动。在网络操作时，通过车辆和个人来传输(移动)所述网络的接入网络层(ANL)和质子交换层(PSL)。这一网络与由运营商操作的蜂窝式电话网络不同，在某种意义上，蜂窝网络是在固定位置(塔和交换系统处于固定位置)操作的且终端用户是移动的(手机、平板电脑、笔记本电脑等)而不是网络。在病毒分子网络(ViralMolecular Network)的情况下，整个ANL和PSL是移动的，这是因为他们的网络装置处于汽车、卡车、火车中和移动的人上，是真正的移动网络基础设施。这是病毒分子网络的明显特征。
在本发明的一个实施例中，本公开涉及在病毒分子网络的ANL上操作的病毒轨道车辆接入节点。
接入网络层
病毒轨道车辆体系结构(V-ROVER、Nano-ROVER和Atto-ROVER)
接入网络层(ANL)由病毒轨道车辆(V-ROVER、Nano-ROVER和Atto-ROVER)组成，其对于客户来说是网络的触点。V-ROVER、Nano-ROVER和Atto-ROVER直接从WiFi和WiGi以及WiGi数字流、HDMI、USB、RJ45、RJ45以及其它类型的高速数据和数字接口收集呈语音、数据和视频形式的客户信息流。所接收的客户信息流放置到固定大小单元帧(60字节有效负载和10字节标头)中，所述固定大小单元帧随后放置于在阿托秒范围内运行的时分多址(TDMA)轨道时隙(orbital time-slot；OTS)中。这些OTS插入到在太比特/秒(TBps)范围内操作的超高速数字流中。病毒轨道车辆(V-ROVER、Nano-ROVER和Atto-ROVER)的WiFi和WiGi接口经由802.11b/g/n天线。
病毒轨道车辆(V-ROVER、Nano-ROVER和Atto-ROVER)阿托秒复用器(ASM)
使用IWIC芯片建构病毒轨道车辆(V-ROVER、Nano-ROVER和Atto-ROVER)，所述IWIC芯片基本上提供进入装置端口的所有信息信号的基于单元的成帧。来自每一端口的单元帧在非常快速速率下放置到轨道时隙中且随后插入在超高速数字流中。单元帧使用非常低的开销帧长度，且在质子交换节点(PSL)处分配其指定的远端口。使端口的数据数字流成帧以及将其复用到TDMA阿托秒时隙中的整个过程称为阿托秒复用(Atto-SecondMultiplexing；ASM)。
病毒轨道车辆端口接口
病毒轨道车辆(V-ROVER、Nano-ROVER和Atto-ROVER)端口可从局域网(Local AreaNetwork；LAN)接口接受介于64Kbps到10GBps范围内的高速数据流，这不限于USB端口且可以是：高清多媒体接口(high-definition multimedia interface；HDMI)端口；以太网端口、RJ45模块化连接器；IEEE 1394接口(也称为火线)和/或承载来自病毒分子网络应用程序可编程接口(AAPI)的TCP/IP包或数据流、IP承载语音(Voice Over IP；VOIP)或视频IP包的短程通信端口，例如WiFi和WiGi、蓝牙、Zigbee、近场通信或红外接口。
病毒轨道车辆(V-ROVER、Nano-ROVER和Atto-ROVER)配备(总是端口1)有WiFi和WiGi能力以接受WiFi和WiGi装置数据流且将其数据跨网络移动。WiFi和WiGi端口对于其范围内的所有WiFi和WiGi装置充当无线热点接入点。WiFi和WiGi输入数据转换到单元帧中且传送到OTS过程以及接着ASM复用模式中。
病毒轨道车辆(V-ROVER、Nano-ROVER和Atto-ROVER)并不读取其端口输入数据流包标头(例如IP或MAC地址)中的任一个，其仅获取数据流且将所述数据流切碎成70字节单元帧，并将来自其输入的原始数据传输到将其传递到指定终止网络或系统的终止病毒轨道车辆终端端口。病毒轨道车辆并不花费时间读取信息流包标头比特或试图基于IP或一些其它包成帧方法来路由这些数据流的事实意味着存在通过接入病毒轨道车辆ASM的无穷小的延迟时间。
病毒轨道车辆(V-ROVER、Nano-ROVER和Atto-ROVER)ASM交换功能
病毒轨道车辆还充当未指定用于其端口中的一个的信息(语音、视频和数据)的输送交换装置。装置不断地读取其端口指定地址的单元帧标头。如果在ROVER指定帧标头中并未看见其指定地址中的任一个，那么其仅在所有单元上输送到其广域端口中的一个，所述端口将数字流输送到其邻近病毒轨道车辆。这一ROVER网络技术的快速查找布置再次减少通过装置且接着贯穿整个病毒网络的输送延迟时间。这些减少开销帧和开销帧的长度，结合小的固定大小单元过程和固定硬连线信道/时隙TDMA ASM复用技术减少通过装置的时延，且增加网络中的数据速度吞吐量。
病毒轨道车辆总是由其所位于的网络分子中的质子交换层处的初级质子交换机采用。病毒轨道车辆选择最接近的质子交换机作为其在最小五英里半径内的初级采用者。同时病毒轨道车辆(V-ROVER、Nano-ROVER和Atto-ROVER)选择下一最靠近的质子交换机作为其的次级采用者，使得如果其初级采用者失效，那么其自动地将其所有上游数据泵送到其次级采用者。对于发起、终止或输送病毒轨道车辆的所有用户业务，透明地实施这一过程。因此，在这一层的网络失效期间，终端用户业务没有中断。因此，病毒轨道车辆(V-ROVER、Nano-ROVER和Atto-ROVER)和其质子交换机采用者的这一病毒采用和恢复性提供了高性能的网络环境。
这些设计和网络策略建构到网络中，从其接入层开始，使病毒分子网络成为最快数据交换和传输网络并将所述病毒分子网络与其它网络分离，所述其它网络例如5G和众多类型的公共运营商和公司网络。
病毒轨道车辆(V-ROVER、Nano-ROVER、和Atto-ROVER)射频系统
病毒轨道车辆(V-ROVER、Nano-ROVER、和Atto-ROVER)传输模式基于高频电磁无线电信号，在微波频带的超高端下操作。频带在30到3300吉赫(gigahertz)范围内，处于微波频谱的上端且进入红外光谱。这一频带划分在FCC受限操作频带外，因此允许病毒分子网络对于其太比特数字流利用宽带宽。病毒轨道车辆的RF区段使用宽带64-4096比特正交振幅调制(Quadrature Amplitude Modulation；QAM)调制器/解调器使其中频(IntermediateFrequency；IF)到RF发射器/接收器中。功率传输瓦数输出足够高，以便以分贝(decibel；dB)电平接收信号，所述分贝电平允许来自解调器的恢复数字流在1份误码率(Bit ErrorRate；BER)范围内，即每万亿比特中一个误码。这确保在长期基础上的数据吞吐量非常高。
V-ROVER RF区段将调制四(4)个数字流，所述每一数字流在40吉比特/秒(gigabits per second；GBbs)下运行，全吞吐量为160GBps。这四个数字流中的每一个将用64-4096比特QAM调制器调制且转换成放置在RF载波上的IF信号。
Nano-ROVER和Atto-ROVER RF区段将调制两(2)个数字流，所述每一数字流在40吉比特/秒(GBps)下运行，全吞吐量为80GBps。这两个数字流中的每一个将用64-4096比特QAM调制器调制且转换成放置在RF载波上的IF信号。
病毒轨道车辆(V-ROVER、Nano-ROVER和Atto-ROVER)计时和同步
病毒轨道车辆(V-ROVER、Nano-ROVER和Atto-ROVER)使其接收和发射数据数字流同步到国内病毒分子网络参考原子振荡器。参考振荡器与全球定位系统关联作为其标准。所有病毒轨道车辆配置成恢复时钟形式，使得整个接入网络与网络的质子交换和核心层同步。这将确保网络在接入级别的误码率(BER)将大约为1/1,000,000,000,000。
接入装置使用64-4096比特QAM调制解调器中的中频(IF)信号，以通过使用内锁相环(Phase Lock Loop；PLL)控制本地振荡器来恢复数字计时信号。锁相本地振荡器随后产生若干计时信号，所述计时信号分布到驱动单元成帧格式化和交换、轨道时隙分配；以及阿托秒复用的IWIC芯片。此外，网络同步导出时钟信号在终端用户和接入系统数字数据流中的时间、VOIP语音包、IP数据包/MAC帧、原生AAPI语音和视频信号进入病毒轨道车辆的接入端口。
终端用户应用程序
连接到病毒轨道车辆(V-ROVER、Nano-ROVER和Atto-ROVER)的终端用户将能够运行以下应用程序：
互联网接入
车辆车载诊断
视频和电影下载
新电影发行发布
网上手机通话
直播视频/TV发布
直播视频/TV广播
高分辨率图形
移动视频会议
主机到主机
私用公司网络服务
个人云端
个人社交媒体
个人信息邮件
个人信息娱乐
虚拟现实显示界面和网络服务
智能传输网络服务(ITS)
自主车辆网络服务
基于位置的服务
病毒轨道车辆-V-ROVER接入节点包括壳体，所述壳体具有：
一(1)个到八(8)个物理USB；(HDMI)端口；以太网端口、RJ45模块化连接器；IEEE1394接口(也称为火线)和/或短程通信端口，例如蓝牙、Zigbee、近场通信、WiFi和WiGi以及红外接口。
这些物理端口接收终端用户信息。客户信息来自：计算机，可以是笔记本电脑、台式计算机、服务器、大型主机或超级计算机；平板电脑，经由WiFi或直接电缆连接；手机；语音音频系统；来自视频服务器的分布和广播视频；广播TV；广播无线电台立体声音频；Attobahn移动手机通话；新闻TV演播室质量TV系统视频信号；3D体育活动TV相机信号、4K/5K/8K超高清TV信号；电影下载信息信号；现场实时TV新闻报道视频流；广播电影影院网络视频信号；局域网数字流；游戏控制台；虚拟现实数据；动力学系统数据；互联网TCP/IP数据；非标准数据；住宅和商业建筑安全系统数据；遥控遥测系统信息，用于远程机器人制造机器装置信号和命令；建筑管理和操作系统数据；物联网数据流，包含(但不限于)家用电子系统和装置；家用电器管理和控制信号；工厂车间机械系统性能监测、管理；以及控制信号数据；个人电子装置数据信号等。
在上述多个客户的数据数字流遍历V-ROVER接入节点端口接口之后，所述客户的数据数字流由内部振荡器数字脉冲计时到其本能智慧集成电路(IWIC)门中，所述内部振荡器数字脉冲与分布在整个装置电路中的锁相环(PLL)恢复时钟信号同步，以定时和同步所有数字数据信号。随后将客户数字流封装到病毒分子网络的格式化70字节单
元帧中。这些单元帧配备有单元序列号、源和目的地址，以及由10字节组成的具有60字节的单元有效负载的交换管理控制标头。
V-ROVER CPU云端存储和显示能力
V-ROVER配备有多核中央处理单元(CPU)，用于管理Attobahn分布病毒云端技术、单元显示和触摸屏功能、网络管理(network management；SNMP)以及系统性能监测。
病毒轨道车辆-Nano-ROVER接入节点包括壳体，所述壳体具有：
一(1)个到四(4)个物理USB；(HDMI)端口；以太网端口、RJ45模块化连接器；IEEE1394接口(也称为火线)和/或短程通信端口，例如蓝牙、Zigbee、近场通信、WiFi和WiGi以及红外接口。这些物理端口接收终端用户信息。
客户信息来自：计算机，可以是笔记本电脑、台式计算机、服务器、大型主机或超级计算机；平板电脑，经由WiFi或直接电缆连接；手机；语音音频系统；来自视频服务器的分布和广播视频；广播TV；广播无线电台立体声音频；Attobahn移动手机通话；新闻TV演播室质量TV系统视频信号；3D体育活动TV相机信号、4K/5K/8K超高清TV信号；电影下载信息信号；现场实时TV新闻报道视频流；广播电影影院网络视频信号；局域网数字流；游戏控制台；虚拟现实数据；动力学系统数据；互联网TCP/IP数据；非标准数据；住宅和商业建筑安全系统数据；遥控遥测系统信息，用于远程机器人制造机器装置信号和命令；建筑管理和操作系统数据；物联网数据流，包含(但不限于)家用电子系统和装置；家用电器管理和控制信号；工厂车间机械系统性能监测、管理；以及控制信号数据；个人电子装置数据信号等。
在上述多个客户的数据数字流遍历Nano-ROVER接入节点端口接口之后，所述客户的数据数字流由内部振荡器数字脉冲计时到其本能智慧集成电路(IWIC)门中，所述内部振荡器数字脉冲与分布在整个装置电路中的锁相环(PLL)恢复时钟信号同步，以定时和同步所有数字数据信号。随后将客户数字流封装到病毒分子网络的格式化70字节单元帧中。这些单元帧配备有单元序列号、源和目的地址，以及由10字节组成的具有60字节的单元有效负载的交换管理控制标头。
Nano-ROVER CPU云端存储和显示能力
Nano-ROVER配备有多核中央处理单元(CPU)，用于管理Attobahn分布病毒云端技术、单元显示和触摸屏功能、网络管理(SNMP)以及系统性能监测。
病毒轨道车辆-Atto-ROVER接入节点包括壳体，所述壳体具有：
Atto-ROVER具有：一(1)个到四(4)个物理USB；(HDMI)端口；以太网端口、RJ45模块化连接器；IEEE 1394接口(也称为火线)和/或短程通信端口，例如蓝牙、Zigbee、近场通信、WiFi和WiGi以及红外接口。这些物理端口接收终端用户信息。
客户信息来自：计算机，可以是笔记本电脑、台式计算机、服务器、大型主机或超级计算机；平板电脑，经由WiFi或直接电缆连接；手机；语音音频系统；来自视频服务器的分布性视频；广播TV；广播无线电台立体声音频；Attobahn移动手机通话；新闻TV演播室质量TV系统视频信号；3D体育活动TV相机信号、4K/5K/8K超高清TV信号；电影下载信息信号；现场实时TV新闻报道视频流；广播电影影院网络视频信号；局域网数字流；游戏控制台；虚拟现实数据；动力学系统数据；互联网TCP/IP数据；非标准数据；住宅和商业建筑安全系统数据；遥控遥测系统信息，用于远程机器人制造机器装置信号和命令；建筑管理和操作系统数据；物联网数据流，包含(但不限于)家用电子系统和装置；家用电器管理和控制信号；工厂车间机械系统性能监测、管理；以及控制信号数据；个人电子装置数据信号等。
在上述多个客户的数据数字流遍历Nano-ROVER接入节点端口接口之后，所述客户的数据数字流由内部振荡器数字脉冲计时到其本能智慧集成电路(IWIC)门中，所述内部振荡器数字脉冲与分布在整个装置电路中的锁相环(PLL)恢复时钟信号同步，以定时和同步所有数字数据信号。随后将客户数字流封装到病毒分子网络的格式化70字节单元帧中。这些单元帧配备有单元序列号、源和目的地址，以及由10字节组成的具有60字节的单元有效负载的交换管理控制标头。
Atto-ROVER CPU云端存储和显示能力
Atto-ROVER配备有多核中央处理单元(CPU)，用于管理P2技术(P2＝个人和私用)，其由以下组成：
个人云端存储
个人云端应用程序
个人社交媒体存储
个人社交媒体应用程序
个人信息邮件存储
个人信息应用程序
个人信息娱乐存储
个人信息娱乐应用程序
虚拟现实接口
游戏应用程序
Atto-ROVER CPU还负责处理用户对云端技术的请求和信息；单元显示和触摸屏功能；立体声音频控制、相机功能；网络管理(SNMP)；以及系统性能监测。
本能智慧集成电路(IWIC)-V-ROVER
V-ROVER接入节点装置壳体实施例包含将70字节单元帧放置到病毒分子网络中(到IWIC中)的功能。IWIC是病毒轨道车辆(V-ROVER、Nano-ROVER和Atto-ROVER)的单元交换结构。这种芯片在太赫(terahertz)频率速率下操作且其采用单元帧，所述单元帧封装客户数字流信息且将其放置到高速交换总线上。V-ROVER接入节点具有四个并行的高速交换总线。每一总线在2太比特/秒(TBps)下运行且四个并行总线以8太比特/秒(TBps)的组合数字速度来移动封装于单元帧中的客户数字流。单元交换机在其客户连接端口与通过病毒轨道车辆的数据流之间提供8TBps交换吞吐量。
本能智慧集成电路(IWIC)-Nano-ROVER和Atto-ROVER
Nano-ROVER和Atto-ROVER接入节点装置壳体实施例包含将70字节单元帧放置到病毒分子网络中(到IWIC中)的功能。IWIC是病毒轨道车辆(V-ROVER、Nano-ROVER和Atto-ROVER)的单元交换结构。这种芯片在太赫频率速率下操作且其采用单元帧，所述单元帧封装客户数字流信息且将其放置到高速交换总线上。Nano-ROVER和Atto-ROVER接入节点具有两(2)个并行的高速交换总线。每一总线在2太比特/秒(TBps)下运行且两(2)个并行总线以4太比特/秒(TBps)的组合数字速度来移动封装于单元帧中的客户数字流。单元交换机在其客户连接端口与通过Nano-ROVER和Atto-ROVER的数据流之间提供4TBps交换吞吐量。
TDMA阿托秒复用(ASM)-V-ROVER
V-ROVER壳体具有阿托秒复用(ASM)电路，所述阿托秒复用电路使用IWIC芯片来将交换单元帧放置到在四(4)个数字流中的轨道时隙(OTS)中，每一数字流在40吉比特/秒(GBps)下运行，从而提供160GBps的合计数据速率。ASM从单元交换机的高速总线中获取单元帧且将所述单元帧放置到0.25微秒周期的轨道时隙中，每轨道时隙(OTS)容纳10,000比特。这些轨道时隙中的十个生成阿托秒复用(ASM)帧中的一个，因此每一ASM帧每隔2.5微秒具有100,000比特。在每一40GBps数字流中每秒存在400,000个ASM帧。将四个400,000个ASM帧数字流中的每一个放置到时分多址(TDMA)轨道时隙中。TDMA ASM经由4个数字流将160GBps移动到V-ROVER的射频区段的中频(IF)64-4096比特QAM调制解调器。
在这个实施例中，病毒轨道车辆具有射频(RF)区段，其由四中频(IF)调制解调器和具有四(4)个RF信号的RF发射器/接收器组成。IF调制解调器是64-4096比特QAM，其从TDMA ASM获取四个独立40GBps数字流且将所述数字流调制成IF吉赫频率，随后与四(4)个RF载波中的一个混合。RF载波处于30到3300吉赫(GHz)范围中。
TDMA阿托秒复用(ASM)-Nano-ROVER和Atto-ROVER
Nano-ROVER和Atto-ROVER壳体具有阿托秒复用(ASM)电路，所述阿托秒复用电路使用IWIC芯片来将交换单元帧放置到在两(2)个数字流中的轨道时隙(OTS)中，每一数字流在40吉比特/秒(GBps)下运行，从而提供80GBps的合计数据速率。TDMAASM从单元交换机的高速总线中获取单元帧且将所述单元帧放置到0.25微秒周期的轨道时隙中，每轨道时隙(OTS)容纳10,000比特。这些轨道时隙中的十个生成阿托秒复用(ASM)帧中的一个，因此每一ASM帧每隔2.5微秒具有100,000比特。在每一40GBps数字流中每秒存在400,000个ASM帧。将两个400,000个ASM帧数字流中的每一个放置到时分多址(TDMA)轨道时隙中。TDMA ASM经由2个数字流将80GBps移动到Nano-ROVER和Atto-ROVER的射频区段的中频(IF)64-4096比特QAM调制解调器。
在这个实施例中，病毒轨道车辆具有射频(RF)区段，其由双中频(IF)调制解调器和具有两(2)个RF信号的RF发射器/接收器组成。IF调制解调器是64-4096比特QAM，其从ASM获取两(2)个独立40GBps数字流且将所述数字流调制成IF吉赫频率，随后与两(2)个RF载波中的一个混合。RF载波处于30到3300吉赫(GHz)范围中。
病毒轨道车辆(V-ROVER、Nano-ROVER和Atto-ROVER)壳体具有振荡器电路，所述振荡器电路为所有需要数字计时信号来定时其操作的电路产生数字计时信号。这些电路是端口接口驱动器、高速总线、ASM、IF调制解调器和RF设备。振荡器通过恢复来自质子交换机的所接收数字流的计时信号来与全球定位系统(Global Positioning System；GPS)同步，这参考Attobahn中心时钟原子振荡器，其将位于北美洲(NA-USA)、亚太平洋(ASPAC-澳大利亚)、欧洲、中东和非洲(EMEA-伦敦)以及加勒比海、中美洲和南美洲(CCSA-巴西)。
3).Attobahn原子时钟中的每一个具有1/100万亿比特的稳定性。这些原子时钟参考GPS以确保全球时钟同步和全球范围内的Attobahn网络的稳定性。病毒轨道车辆的振荡器具有锁相环电路，所述锁相环电路使用来自接收的数字流的恢复时钟信号且控制振荡器输出数字信号的稳定性。
本公开中的本发明的第二实施例是质子交换机通信装置，其包括病毒分子网络的质子交换层。
质子交换层
PSL配置
病毒分子网络的质子交换层(PSL)是网络的第一级，所述网络的第一级聚集病毒性获取的病毒轨道车辆高速单元帧且迅速地经由核心交换机将所述单元帧交换到病毒轨道车辆或互联网上的目的端口。这一交换层专用于仅在病毒轨道车辆与核心交换机之间交换单元帧。PSL的交换结构是病毒分子网络的工作基础。这些交换机并不检查任何基础协议，例如TCP/IP，MAC帧，或任何标准或协议或甚至已转换成病毒单元帧的任何原生数字流。
质子交换机定位、安装和放置于以下中：家庭；咖啡馆，例如星巴克(Starbuck)、Panera Bread等；车辆(汽车、卡车、RV等)；学校教室和通信室；人的口袋或钱包；公司办公室通信室、工作人员的桌面；空中无人机或气球；数据中心、云计算位置、公共运营商、ISP、新闻TV广播台等。
PSL交换结构
PSL交换结构由核心单元交换节点组成，所述核心单元交换节点由运行四个独立64-4096比特的正交振幅调制器/解调器(64-4096比特QAM)调制解调器和相关联RF系统的16TDMA ASM多路复用器包围。四个ASM/QAM调制解调器/RF系统驱动16×40GBps到16×1TBps数字流的总带宽，增加达到高容量数字交换系统，其巨大带宽为0.64太比特/秒(0.64TBps)或640,000,000,000比特/秒到16TBps。
PSL交换性能
单元交换结构的核心由若干高速总线组成，所述高速总线容纳来自ASM轨道时隙的数据通过且将其放置在队列中以由单元处理器读取单元帧目的标识符。从病毒轨道车辆进入的单元自动地交换到连接到在核心骨干网络中的中心交换节点处的核心交换集线器的时隙。不查找用于病毒轨道车辆单元的路由表的这一布置根本上减少通过质子节点的时延，所述病毒轨道车辆单元通过质子交换机。这有助于改进整个基础设施中的总体网络性能且增大数据吞吐量。
PSL交换分级
网络的分级设计，即病毒轨道车辆，只相互通信，且质子节点简化网络交换过程并允许简单算法以容纳病毒轨道车辆(V-ROVER、Nano-ROVER和Atto-ROVER)之间以及质子节点与其获取的轨道的病毒轨道车辆(V-ROVER、Nano-ROVER和Atto-ROVER)之间的交换。分级设计还允许质子节点仅在病毒轨道车辆与核心交换节点之间交换单元。质子节点并不在彼此之间交换单元。质子节点存储器中的交换表仅承载其获取的病毒轨道车辆指定端口，在所述端口在节点上并由节点获取时，所述端口跟踪这些病毒轨道车辆轨道状态。质子节点读取来自核心节点的传入的单元、查找原子单元路由表且随后将其插入到ASM中的时分多址(TDMA)轨道时隙中，所述ASM连接到单元终止的指定病毒轨道车辆(V-ROVER、Nano-ROVER和Atto-ROVER)。
质子交换层弹性
在PSL处建构网络以不仅在病毒轨道车辆由质子交换机采用时且还在其因质子交换机失效而失去采用时允许病毒轨道车辆的病毒行为。当质子交换机断开或其电池衰竭，或组件在装置中失效时，围绕作为其初级采用者的那一交换机运行的所有的病毒轨道车辆自动地由其次级质子交换机采用。轨道病毒车辆业务即刻交换到其新的采用者且服务继续正常运行。在原生语音或视频信号的情况下，在病毒轨道车辆的超快速采用转变期间，失效的初级质子交换机与次级质子交换机之间的任何数据丢失在终端用户终止主机或数字缓冲器处得到补偿。
在因失效所致的网络恢复中病毒轨道车辆(V-ROVER、Nano-ROVER和Atto-ROVER)与质子交换机一起发挥重要作用。病毒轨道车辆(V-ROVER、Nano-ROVER和Atto-ROVER)立即识别其初级采用者何时失效或断开，且即刻将使用其初级采用者路由的所有上游和暂时性数据交换到其次级采用者其它链路。丢失其初级采用者的病毒轨道车辆现使得其次级采用者作为其初级采用者。这些新采用的病毒轨道车辆随后在其操作网络分子内找到新的次级采用质子交换机。这种布置适当地保持直到另一失效发生于其初级采用者为止，随后再次引发相同的病毒采用处理。
质子节点本地病毒轨道车辆(仅V-ROVER)
每一质子交换节点配备有用于收集本地终端用户业务的病毒轨道车辆(仅V-ROVER)200，使得容纳这些交换机的车辆同时也提供网络接入。本地连接病毒轨道车辆(仅V-ROVER)经由USB端口硬连线到质子交换机的ASM中的一个。这是PSL层容纳的唯一的初始和终止端口。所有其它PSL端口仅是输送端口，即在接入网络层[病毒轨道车辆(V-ROVER、Nano-ROVER和Atto-ROVER)]与核心交换层(核心能量层)之间输送业务的端口。
本地病毒轨道车辆(仅V-ROVER)具有次级射频(RF)端口，其也将所述本地病毒轨道车辆连接到其所位于的网络分子。这一病毒轨道车辆使用连接质子交换机(其最接近的)的本地硬连线作为其初级采用者，以及将连接到其RF端口的次级采用者作为其次级采用者。如果本地质子交换机失效，那么本地病毒轨道车辆(仅V-ROVER)将进入弹性采用和网络恢复过程。
质子交换机端口接口
质子交换机配备有最少八(8)个外部端口接口，用于本地病毒轨道车辆(仅V-ROVER)装置终端用户的连接。这一内部V-ROVER以40GBps运行，且将其数据从病毒轨道车辆传送到分子网络。在四个30-3300GHz信号中，所述交换机的其它接口处于16×40GBps到16×1TBps下的RF级运行。这种交换基本上自含式的，且在其超高太比特/秒总线中具有数字信号移动，所述总线连接其交换结构、TDMA ASM以及64-4096比特QAM调制器。
质子交换计时和同步
PSL与NSL和ANL系统同步，使用恢复环反计时模式到更高级别标准振荡器。标准振荡器参考全球范围内的GPS服务，从而允许时钟稳定性。在经由NSL系统和无线电链路分布到PSL级别时，这一高级别的计时稳定性提供计时和同步稳定性。
PSL节点均设置为来自解调器处的中频的恢复时钟。恢复时钟信号控制内部振荡器且参考其输出数字信号，所述输出数字信号随后驱动高速总线、ASM门和IWIC芯片。这确保交换和插入在ASM的轨道时隙中的所有数字信号精确地同步且因此减少误码率。
质子交换机是病毒分子网络的第二通信装置且其具有壳体，所述壳体配备有单元成帧高速交换机。质子交换机包含将70字节单元帧放置到称作IWIC的病毒分子网络专用集成电路(application specific integrated circuit；ASIC)中的功能，所述IWIC代表本能智慧集成电路。IWIC是病毒轨道车辆、质子交换机以及核心交换机的单元交换结构。
这种芯片在太赫频率速率下操作且其采用单元帧，所述单元帧封装客户数字流信息且将其放置到高速交换总线上。质子交换机具有十六(16)个并行高速交换总线。每一总线在2太比特/秒(TBps)下运行且十六并行总线以32太比特/秒(TBps)的组合数字速度来移动封装于单元帧中的客户数字流。单元交换机在连接到其的其病毒轨道车辆(ROVER)与核心交换机之间提供32TBps交换吞吐量。
质子交换机壳体具有阿托秒复用(ASM)电路，所述阿托秒复用电路使用IWIC芯片以跨越以40吉比特/秒(GBps)到1太比特/秒运行的十六个数字流将所交换的单元帧放置到时分多址(TDMA)轨道时隙(OTS)中，每一个所述数字流提供640GBps到16TBps的合计数据速率。ASM从单元交换机的高速总线中获取单元帧且将所述单元帧放置到0.25微秒周期的轨道时隙中，每轨道时隙(OTS)容纳10,000比特。
这些轨道时隙中的十个生成阿托秒复用(ASM)帧中的一个，因此每一ASM帧每隔2.5微秒具有100,000比特。在每一40GBps数字流中每秒存在400,000个ASM帧。将十六个400,000个ASM帧数字流中的每一个放置到时分多址(TDMA)轨道时隙中。TDMA ASM经由16个数字流将640GBps到16TBps移动到质子交换机的射频区段的中频(IF)64-4096比特QAM调制解调器。
在这个实施例中，质子交换机具有射频(RF)区段，其由四(4)个四中频(IF)调制解调器和具有16RF信号的RF发射器/接收器组成。IF调制解调器是64-4096比特QAM调制器，其从TDMA ASM获取16个独立40GBps到16TBps数字流，将所述数字流调制成IF吉赫频率，随后与16个RF载波中的一个混合。RF载波处于30到3300吉赫(GHz)范围中。
质子交换机壳体具有振荡器电路，所述振荡器电路生成用于需要数字计时信号以为其操作定时的所有电路的数字计时信号。这些电路是端口接口驱动器、高速总线、ASM、IF调制解调器和RF设备。振荡器通过恢复来自质子交换机的所接收数字流的计时信号来与全球定位系统同步。振荡器具有锁相环电路，所述锁相环电路使用来自所接收数字流的恢复时钟信号且控制振荡器输出数字信号的稳定性。
本公开中的本发明的第三实施例是核心交换机通信装置，其包括病毒分子网络的核心交换层。
核心交换层
核心能量骨干网络
病毒分子网络的高容量骨干是核心交换层，其由太比特/秒TDMA ASM、基于单元的超高速交换结构以及基于宽带光纤SONET的城内和城际设施组成。网络的这一部分是进入以下的初级接口：互联网、公共本地交换和长途交换公共运营商、国际运营商、公司网络、ISP、Over The Top(OTT)、内容提供商(TV、新闻、电影等)以及政府机构(非军事)。
核心交换机RE前端通过TDMA ASM经由RF信号连接到质子交换机。集线器TDMA ASM充当PSL与核心骨干交换机之间的中间交换机。这些TDMA ASM配备有充当核心交换机的屏蔽的交换结构，用于防止本地城内业务接入其，以便消除使用核心交换机交换非核心骨干网业务的低效率。
这一布置在本地ANL和PSL级内保持病毒轨道车辆节点、质子交换机与集线器TDMAASM之间的本地暂时性业务。集线器ASM选择指定用于以下的所有业务：互联网、本地区域外的其它城市、主机到主机高速数据业务、私用公司网络信息、发往特定终端用户系统的原生语音和视频信号、向内容提供商的视频和电影下载请求、网上手机通话、10吉比特以太网LAN服务等。图43示出将本地业务保持在本地分子网络域内的ASM交换控制。
核心交换机装置壳体实施例包含将70字节单元帧放置到称作IWIC的病毒分子网络专用集成电路(ASIC)中的功能，所述IWIC代表本能智慧集成电路。IWIC是病毒轨道车辆(V-ROVER、Nano-ROVER和Atto-ROVER)、质子交换机以及核心交换机的单元交换结构。这种芯片在太赫频率速率下操作且其采用单元帧，所述单元帧封装客户数字流信息且将其放置到高速交换总线上。视在核心集线器位置处实施的核心交换机的量而定，核心交换具有从100到1000个并行高速交换总线。
核心交换机设计成通过经由其光纤端口最多相互连接所述核心交换机中的10个来堆叠在一起，形成核心交换机的连续矩阵，提供最多1000个并行总线×2太比特/秒(TBps)/总线。每一总线在2TBps下运行且1000个堆叠的并行总线以2000太比特/秒(TBps)的组合数字速度来移动封装于单元帧中的客户数字流。10个堆叠的单元交换机在以下之间提供2000TBps交换吞吐量：其连接的质子交换机；其它病毒分子网络城内、城际和国际核心集线器位置；高容量公司客户系统；互联网服务提供商；长途交换运营商、本地交换运营商；云计算系统；TV演播室广播客户；3D TV体育活动体育场；电影流媒体公司；影院实时电影发布；大型内容提供商等。
核心交换机壳体具有TDMA阿托秒复用(ASM)电路，所述阿托秒复用电路使用IWIC芯片来将交换单元帧放置到在100个数字流中的轨道时隙(OTS)中，每一数字流在40吉比特/秒(GBps)下运行到1TBps，从而提供4TBps到200TBps的合计数据速率。ASM从单元交换机的高速总线中获取单元帧且将所述单元帧放置到0.25微秒周期的轨道时隙中，每轨道时隙(OTS)容纳10,000比特。这些轨道时隙中的十个生成阿托秒复用(ASM)帧中的一个，因此每一ASM帧每隔2.5微秒具有100,000比特。在每一40GBps数字流中每秒存在400,000个ASM帧。TDMA ASM经由100个数字流将4TBps到200TBps移动到核心交换机的射频区段的中频(IF)调制解调器。
核心壳体包含在39.8到768GBps下运行的光纤端口，以连接到其它病毒分子网络城内、城际和国际核心集线器位置；高容量公司客户系统；互联网服务提供商(ISP)；长途交换运营商、本地交换运营商；云计算系统；TV演播室广播客户；3D TV体育活动体育场；电影流媒体公司；影院实时电影发布；大型内容提供商等。
核心骨干网络交换分级
Attobahn骨干网络由核心交换机组成，所述核心交换机连接处于高容量带宽三级级别的主要NFL城市(表1.0)且整合更小城市中的核心骨干网络的次级层。国际骨干层连接下表2.0所列的主要国际城市。
表1.0
表2.0
国际集线器
如图44中所示出的病毒分子北美骨干网络，最初由以下配备有核心核心交换机的主要城市网络集线器组成：波士顿、纽约、费城、华盛顿哥伦比亚特区、亚特兰大、迈阿密、芝加哥、圣路易斯、达拉斯、菲尼克斯、洛杉矶、旧金山、西雅图、蒙特利尔和多伦多。这些集线器之间的设施是终止在核心交换机上的多个光纤SONET OC-768电路。这些位置是基于其都市的人口集中；纽约市都市总计约19,000,000；洛杉矶具有超过13,000,000；芝加哥具有9,555,000；达拉斯和休斯顿各自具有超过6,700,000；华盛顿哥伦比亚特区、迈阿密和亚特兰大都市各自都超过约5,500,000等。
北美骨干网络自愈环
网络设计有在关键集线器城市之间的自愈环，如图45中显示。在光纤设施发生故障时，环允许核心交换机自动地重路由业务。交换机在几微秒之后识别设施数字信号的丢失并且立即进入服务恢复过程，且将发送到失效设施的所有业务交换到其它路由且根据其初始目的地来在那些路由中分布业务。
举例来说，如果旧金山与西雅图之间的多个OC-768SONET光纤设施失效，那么这两个位置之间的核心交换机立即识别这一失效条件并采取纠正性行动。西雅图交换机开始重路由发往旧金山位置的业务以及通过芝加哥和圣路易斯交换机并回到旧金山的暂时性业务。
在芝加哥与蒙特利尔之间发生故障时，相同系列的行动和网络自愈过程开始，其中交换机将发往芝加哥的恢复业务泵送通过多伦多和纽约并回到芝加哥。华盛顿哥伦比亚特区与亚特兰大之间的交换机将采取类似的行动集合，以由通过芝加哥和圣路易斯交换业务来恢复在华盛顿哥伦比亚特区与亚特兰大这两个位置之间丢失的业务。所有这些的行动是在终端用户不知情的情况下即刻执行的，且不对其服务产生任何影响。这一重路由发生的速度比终端系统可对光纤设施的失效作出响应的速度快。
大多数终端系统(例如TCP/IP装置)的固有响应是重新发射任何少量的丢失数据，且大多数数字语音和视频系统的线路缓冲将补偿数据流的短暂丢失。
网络的这一自愈能力使其操作性能保持在99.9百分位。网络的所有这些性能和自校正活动由网络管理系统和全球网络控制中心(Global Network Control Center；GNCC)人员捕获。
全球骨干网络
全球核心骨干网络
六个选定的主要交换集线器城市(纽约、华盛顿哥伦比亚特区、亚特兰大、迈阿密、旧金山和洛杉矶)提供跨北美的高容量数据传输以及输送业务到在英国伦敦和法国巴黎的核心集线器(针对EMEA地区-欧洲、中东和非洲的集线器)：日本东京；中国北京和香港；澳大利亚墨尔本和悉尼、印度孟买；以及以色列特拉维夫(针对ASPAC地区-亚太平洋的集线器)；以及委内瑞拉加拉加斯；巴西里约热内卢和圣保罗；以及阿根廷布宜诺斯艾利斯(针对CCSA地区-加勒比海、中美洲和南美洲)。图19示出全球核心骨干网络。
其它国际网络位置包含尼日利亚拉各斯、南非开普敦和约翰内斯堡、埃塞俄比亚亚的斯亚贝巴、吉布提的吉布提市。所有国际交换集线器通过ASM高容量复用器使用核心交换机前端。这些交换机是与本地国内交换机和复用器整合的复用器。全球和国内骨干网络充当和谐的同质基础设施。这意味着所有邻近交换机知晓相互的操作状态，且在发生网络故障时在高效交换和瞬时恢复方面对环境做出反应。
全球业务交换管理
交换机路由和映射系统配置成基于成本因素和带宽分布效率来管理国内和国际级别上的网络业务。全球核心骨干网络划分成国家级别的分子域，其馈送到如图41所描绘的网络的三级全球层中。
全球规模内的整个业务管理过程由在接入网络层(ANL)、质子交换层(PSL)、核心交换层(NSL)和国际交换层(ISL)处的交换机自行管理。
接入网络层业务管理
在ANL级别处，病毒轨道车辆确定哪个业务正通过其节点并将所述节点交换到其四个邻近病毒轨道车辆中的一个(V-ROVER、Nano-ROVER，视单元帧目的节点而定)。在ANL级别处，在病毒轨道车辆之间遍历的所有业务在原子域中的病毒轨道车辆中的一个上终止。质子交换机充当其主管的原子域的网闸。因此，一旦业务在ANL内移动，所述业务要么从其源病毒轨道车辆到其主管的质子交换机的路上(已将其采用作为其初级采用者)，要么其正朝向其目的病毒轨道车辆输送。因此原子域中的所有业务皆针对域，形式为在其路上离开其病毒轨道车辆到质子交换机以朝向核心交换机进入，且随后发送到互联网、公司主机、原生视频或网上语音/通话、电影下载等，或输送以在域中的病毒轨道车辆中的一个上终止。这一业务管理确保其它原子域的业务不使用带宽且在另一域中交换资源，因此在ANL内实现带宽效率。
质子交换层业务管理
质子交换机主要负责管理其原子分子域中的业务以及阻止发往另一原子分子域的所有业务进入其本地连接域。此外，质子交换机负责将所有业务交换到集线器TDMAASM。质子交换机读取单元帧标头且将单元引导到ASM以用于原子间分子域业务、城内或城际业务、国内或国际业务。质子交换机并不必须将业务组分离，相反，其仅对流出和流入业务查找其原子域业务。如果流入业务单元帧标头并未具有其原子域标头，那么质子交换机阻止所述流入业务单元帧标头进入其原子域且将所述流入业务单元帧标头交换回到其集线器ASM交换机。来自病毒轨道车辆的所有流出业务由质子交换机直接交换到其主管的集线器ASM交换机。质子交换机的这一交换和业务管理设计使交换机执行的交换管理量最小化，因此加快交换速度并减少通过交换机的业务时延。
核心和集线器交换/业务管理
集线器TDMA ASM将来自PSL级别的所有业务引导到在其监督的分子域内的其它原子域。另外，集线器ASM交换发往其它ASM分子域的业务或将所述业务发送到核心交换机。因此，集线器ASM管理分子域之间的所有城内业务。
这些TDMA ASM阻止所有本地业务进入核心交换机和国内网络。ASM读取单元帧标头以确定业务的目的地，且将发往另一城市或国际地所有业务交换到核心交换机。这一布置使所有本地业务不会进入国内或国际核心骨干。
核心交换机战略性地位于世界各主要城市。这些交换机负责管理国内网络内的城市之间的业务。交换机读取单元帧标头，且将业务路由到其国内网络内和国际交换机之间的对等机。这些交换机确保国内业务在国际核心骨干以外，这消除了使用昂贵的国际设施的国内业务、减少网络时延、提高带宽利用效率。
国际业务管理
国际交换机主管从国内网络发往我们国家的被传送到所述国际交换机的业务，如图18中所示。这些交换机仅聚焦于国内交换机传送到所述交换机的单元，且并不涉及国内业务分布。国际交换机检查单元帧标头且确定单元所发往的国家并将所述单元交换到正确的国际节点和相关联Sonet设施。
若干国际交换机充当介接四个全球区域中的每一个的全球网关交换机：在美国的位于旧金山和洛杉矶的全球网关交换机充当北美(NA)地区性集线器，其在澳大利亚悉尼和日本东京处连接ASPAC区域。在美国东海岸位于纽约和华盛顿哥伦比亚特区的四个网关交换机连接位于英国伦敦和法国巴黎的欧洲、中东和非洲(EMEA)欧洲网关。在亚特兰大和迈阿密的两个网关节点连接位于巴西里约热内卢和委内瑞拉加拉加斯城市的加勒比海、中美洲和南美洲(CCSA)区域中的网关节点。
在巴黎的网关节点连接到在非洲的尼日利亚拉各斯和吉布提的吉布提市中的网关节点。伦敦市将在以色列特拉维夫节点连接亚洲西部。这一设计提供一种对各个区域隔离业务的分级配置。举例来说，在吉布提市和拉各斯中的网关节点读取进出非洲的所有业务的单元帧且仅允许在所述大陆上终止的业务通过。此外，这些交换机仅允许发往另一区域的业务离开所述大陆。这些交换机阻止所有大陆内业务传送到其它区域的网关交换机。这些交换机这种能力管理大陆业务和其它区域的输送业务。
全球网络自愈设计
如图46所描绘的全球核心网络设计有连接全球网关交换机的自愈环。第一环形成在纽约、华盛顿哥伦比亚特区、伦敦与巴黎之间。第二环在亚特兰大、迈阿密、加拉加斯与里约热内卢之间。第三环在伦敦、巴黎、约翰内斯堡与开普敦之间。第四环在伦敦、北京、巴黎与香港之间。第五环在北京、旧金山、洛杉矶与悉尼之间。这些环以此方式设计使得如果光纤Sonet设施中的一个失效，那么环中的网关交换机将立即围绕失效进入重路由业务的行动，如图48中所示。
网关交换机配置成使得如果Sonet设施在亚特兰大与里约热内卢之间的第二环中失效，那么交换机立即识别问题且开始重路由业务，所述业务使用通过在亚特兰大、加拉加斯、圣保罗中的交换机和设施且随后到其在里约热内卢中的初始目的地的这一路径。相同情况在以色列与北京之间的失效之后发生在第四环上。两个设施之间的交换机围绕失效设施将业务从特拉维夫重路由到伦敦，随后通过巴黎、吉布提市、印度、香港且到北京。这所有皆在微秒内在交换机之间实施。修复这些失效环的速度使得数据的丢失最小化，且在大多数情况下，甚至将不会被终端用户和其系统注意到。网关节点之间的所有环是自愈的，因此使网络在恢复和性能方面非常稳固。
全球网络控制中心
病毒分子网络由如图48中所示的三个全球网络控制中心(GNCC)控制。GNCC通过监测所有的国际、核心、ASM和质子交换机来在终端对终端基础上管理网络。此外，GNCC监测病毒轨道车辆。监测过程由跨全球接收所有网络装置和系统的系统状态组成。所有监测和性能报告皆是实时进行的。在任何时刻，GNCC都可即刻确定网络交换机和系统中的任一个的状态。
三个GNCC战略性地位于悉尼、伦敦和纽约。这些GNCC将每周7天每天24小时(24/7)操作，控制GNCC跟随太阳，控制GNCC开始于在东部(即悉尼)的第一GNCC，且随着地球随着太阳覆盖转动而从悉尼到伦敦到纽约。这意味着在英国和美国在夜间睡觉(工作人员最少)时，悉尼GNCC将负责其全日班工作人员的补充。在澳大利亚工作日结束且其工作人员最少情况下时，那么跟随太阳，伦敦现将在全工作人员情况下接替和运行并接管网络的初级控制。随着伦敦工作人员工作日结束，纽约随后控制这一过程。这一网络管理过程称作跟随太阳，且对于管理大规模全球网络非常有效。
GNCC将与全球网关集线器处于相同位置，且将配备有各种网络管理工具，例如病毒轨道车辆、质子、ASM、核心和国际交换NMS(网络管理系统)。GNCC将各自具有称作MOM的管理器的管理器(Manager of Manager)网络管理工具。MOM合并和整合从网络中的各种网络系统接收的所有报警和性能信息，且以逻辑和有序的方式呈现所述报警和性能信息。MOM将根据根因分析呈现所有报警和性能问题，使得技术操作工作人员可快速地隔离问题且恢复任何失效服务。此外，通过MOM综合实时报告系统，病毒分子网络操作工作人员将主动管理网络。
附图说明
图1是本发明的一实施例中示出的显示这一具有采用的移动骨干和接入水平的高速高容量太比特/秒(TBps)毫米波无线网络的分级布局的病毒分子网络体系结构的框图。
图2是示出相比于Attobahn体系结构的标准互联网传输控制(TCP)/互联网协议(IP)集的框图。
图3是示出由质子交换机中间交换层支持的核心交换机的超高速交换层以及连接到终端用户触点的V-ROVER、Nano-ROVER和Atto-ROVER接入交换层的Attobahn网络的分级层的图解。这一交换机网络分级是本发明的一实施例。
图4示出本发明的一实施例的Attobahn网络连接和管理的多种系统和通信服务的相互连接。
图5是本发明的一实施例的介接到终端用户的应用程序、网络加密服务和逻辑网络端口的Attobahn应用程序可编程接口(Attobahn Application ProgrammableInterface；AAPI)的图解。
图6是本发明的一实施例的符合Attobahn API(AAPI)和高速10以及高于吉比特/秒的Attobahn原生应用程序和相关联层的图解。
图7是本发明的一实施例的AttoView服务面板的图解。
图8是本发明的一实施例的示出具有习惯性应用程序、社交媒体、信息娱乐和应用程序四个区域的面板的详细布局的AttoView服务面板的图解。
图9是具有安全的应用程序和方法以允许宽带观看者通过利用嵌入于AttobahnAPPI中的广告覆盖服务技术同步观看广告来支付数字内容的替代方式的AttobahnAttoView ADS(Attobahn AttoView ADS；AAA)级别监测系统的图解。
图10是本发明的一实施例的跨网络基础设施提供7,200万亿地址的Attobahn单元帧地址模式的图解。
图11是本发明的一实施例的Attobahn装置地址的图解。
图12是本发明的一实施例的Attobahn用户唯一地址和应用程序扩展的图解。
图13是本发明的一实施例的由10字节标头和60字节有效负载组成的Attobahn单元帧快速分组协议(Attobahn's cell frame fast packet protocol；ACFP)的图解。
图14是本发明的一实施例的Attobahn单元帧交换分级的图解。
图15是本发明的一实施例的其中分解管理员逻辑端口描述的Attobahn单元帧快速分组协议(ACFP)的图解。
图16是本发明的一实施例的Attobahn主机到主机通信过程的图解。
图17-17A是本发明的一实施例的病毒轨道车辆V-ROVER接入通信装置壳体正视图以及非连接器端口侧视图的图解。
图17B是本发明的一实施例的病毒轨道车辆V-ROVER接入节点通信装置壳体后视图、连接器端口侧视图以及DC电源连接器底视图的图解。
图18示出本发明的一实施例的具有连接到一系列典型终端用户系统的装置的病毒轨道车辆V-ROVER接入节点通信装置壳体后视图、连接器端口侧视图以及DC电源连接器底视图。
图19是示出本发明的一实施例的病毒轨道车辆V-ROVER接入节点通信装置对终端用户信息和数字流的内部操作的一系列框图。
图20示出本发明的一实施例的数字单元帧流的阿托秒复用器(ASM)时分帧格式。
图21示出本发明的一实施例的其单元帧交换结构、ASM、QAM调制解调器、RF放大器和接收器、管理系统和CPU的V-ROVER技术示意性布局。
图22-22A是本发明的一实施例的病毒轨道车辆Nano-ROVER接入通信装置壳体正视图以及非连接器端口侧视图的图解。
图22B是本发明的一实施例的病毒轨道车辆Nano-ROVER接入节点通信装置壳体后视图、连接器端口侧视图以及DC电源连接器底视图的图解。
图23示出本发明的一实施例的具有连接到一系列典型终端用户系统的装置的病毒轨道车辆Nano-ROVER接入节点通信装置壳体后视图、连接器端口侧视图以及DC电源连接器底视图。
图24是示出本发明的一实施例的病毒轨道车辆Nano-ROVER接入节点通信装置对终端用户信息和数字流的内部操作的一系列框图。
图25示出本发明的一实施例的其单元帧交换结构、ASM、QAM调制解调器、RF放大器和接收器、管理系统和CPU的Nano-ROVER技术示意性布局。
图26-26A是本发明的一实施例的病毒轨道车辆Atto-ROVER接入通信装置壳体正视图以及非连接器端口侧视图的图解。
图26B是本发明的一实施例的病毒轨道车辆Atto-ROVER接入节点通信装置壳体后视图、连接器端口侧视图以及DC电源连接器底视图的图解。
图27示出本发明的一实施例的具有连接到一系列典型终端用户系统的装置的病毒轨道车辆Atto-ROVER接入节点通信装置壳体后视图、连接器端口侧视图以及DC电源连接器底视图。
图28是示出本发明的一实施例的病毒轨道车辆Atto-ROVER接入节点通信装置对终端用户信息和数字流的内部操作的一系列框图。
图29示出本发明的一实施例的其单元帧交换结构、ASM、QAM调制解调器、RF放大器和接收器、管理系统和CPU的Atto-ROVER技术示意性布局。
图30示出本发明的一实施例的安装于空中无人机中的提供质子交换层移动扩展中的一个的质子交换机通信装置。
图31是示出本发明的一实施例的质子交换机通信装置壳体前视图、针对其本地V-ROVER的连接器端口侧视图；用于本地系统配置和操作状态的显示器；以及30-3300GHz360°RF天线的框图。
图32示出显示对典型终端用户的PC、笔记本电脑、游戏控制台和动力学系统、服务器等的物理连接的质子交换机通信装置壳体。
图33是示出本发明的一实施例的质子交换机通信装置对终端用户信息和数字流的内部操作的一系列框图。
图34示出本发明的一实施例的其单元帧交换结构、ASM、QAM调制解调器、RF放大器和接收器、管理系统和CPU的质子交换机技术示意性布局。
图35示出整合在质子交换机中的V-ROVER。图34示出本发明的一实施例的V-ROVER单元帧交换结构、ASM、QAM调制解调器、RF放大器和接收器、管理系统和CPU。
图36示出本发明的一实施例的质子交换时分多址(TDMA)和用于16GBps数字流的阿托秒复用帧格式。
图37是本发明的一实施例的从接入级别网络V-ROVER、Nano-ROVER和Atto-ROVER到质子交换层质子交换机以及到核心交换层核心交换机的Attobahn TDMA连接路径的图解。
图38-38A是示出本发明的一实施例的具有用于本地系统配置和管理的核心交换机数字显示器、并行电路板(含有单元交换结构、ASM、计时系统控制、管理和操作状态光纤终端以及RF发射器和LNA接收器电路的叶片)以及电源电路的核心交换机通信装置壳体前视图的框图。
图38B示出本发明的一实施例的具有同轴、USB、RJ45和光纤连接器的核心交换机通信装置壳体的后视图，针对其本地V-ROVER的连接器端口侧视图；用于本地系统配置和操作状态的显示器；AC电连接器以及30-3300GHz 360°RF天线。
图39示出本发明的一实施例的显示对典型公司终端用户的服务器场、云端操作、ISP、运营商、有线电视提供商、Over The Top(OTT)视频操作员、社交媒体服务、搜索引擎、TV新闻广播台、无线电广播台、公司数据中心和私用网络的物理连接的核心交换机通信装置壳体。
图40示出本发明的一实施例的其单元帧交换结构、ASM、QAM调制解调器、RF放大器和接收器、管理系统和CPU的核心交换机技术示意性布局。
图41示出本发明的一实施例的病毒分子网络质子交换机和病毒轨道车辆接入节点原子分子域相互连接以及核心交换机/ASM集线器网络连接。
图42示出本发明的一实施例的病毒分子网络接入网络层(ANL)、质子交换层(PSL)和核心能量核心交换层(NSL)网络分级。
作为本发明实施例，图43示出病毒分子网络质子交换层，其在接入网络层处连接到V-ROVER且连接到核心交换层-本地原子分子域内和域间以及城际业务管理的交换管理。
图44示出本发明的部分的用于质子交换层的病毒分子网络质子交换车辆实施方案。
图45示出本发明的一实施例的涵盖使用核心交换机以向终端用户提供国家范围的通信的病毒分子网络北美核心骨干网络。
图46示出为本发明的关键实施例的网络的核心北骨干部分的病毒分子网络自愈和灾难恢复设计。
图47是本发明的一实施例的利用核心交换机的在其全球国际网关集线器之间的数字流的病毒分子网络全球业务管理的图解。
图48是本发明的实施例的连接关键国家核心交换集线器以向病毒分子网络客户提供国际连接的网络的病毒分子网络全球核心骨干国际部分的绘图。
图49显示本发明的一实施例的这一网络的全球核心骨干国际部分的病毒分子网络自愈和动态灾难恢复。
图50是本发明的一实施例的管理V-ROVER、Nano-ROVER、Atto-ROVER、质子交换机、核心交换机、音箱回旋TWA、迷你音箱回旋TWA、窗式安装毫米波天线中继器、门式和壁式毫米波天线中继器以及光纤终端设备的在美国纽约、英国伦敦和澳大利亚悉尼的Attobahn三个全球网络控制中心(GNCC)的图解。
图51是本发明的一实施例的位于三个全球网络控制中心(GNCC)处的Attobahn网络管理系统、其中心管理器的管理器(Manager of Managers；MOM)以及相关联报警根因和网络恢复系统的图解。
图52是本发明的一实施例的Atto服务管理系统、其管理工具系列以及馈送到MOM中的相关联安全管理系统的图解。
图53是本发明的一实施例的V-ROVER/Nano-ROVER/Atto-ROVER管理系统、其管理工具系列以及馈送到MOM中的相关联安全管理系统的图解。
图54是本发明的一实施例的质子交换机管理系统、其管理工具系列以及馈送到MOM中的相关联安全管理系统的图解。
图55是本发明的一实施例的核心交换机管理系统、其管理工具系列以及馈送到MOM中的相关联安全管理系统的图解。
图56是本发明的一实施例的毫米波RF管理系统、其管理工具系列以及馈送到MOM中的相关联安全管理系统的图解。
图57是本发明的一实施例的传输系统(光纤终端、光纤复用器、光纤交换机、卫星系统)管理系统、其管理工具系列以及馈送到MOM中的相关联安全管理系统的图解。
图58是本发明的一实施例的计时和同步系统管理系统、其管理工具系列以及馈送到MOM中的相关联安全管理系统的图解。
图59是本发明的一实施例的显示其在终端用户装置中从超功率音箱回旋TWA到低功率中继器天线的功能层的Attobahn毫米波射频(RF)网络传输体系结构的图解。
图60是本发明的一实施例的在城市或郊区区域在各种1/4平方英里配置中的其音箱回旋TWA和迷你音箱回旋TWA的Attobahn毫米波RF都市中心网络布局的图解。
图61是本发明的一实施例的分别在各种5平方英里网格和1/4平方英里网格、V-ROVER、Nano-ROVER、Atto-ROVER、质子交换机和核心交换机中的其音箱回旋TWA和迷你音箱回旋TWA的Attobahn毫米波RF网络配置的图解。
图62是本发明的一实施例的从V-ROVER、Nano-ROVER和Atto-ROVER到迷你音箱回旋TWA；质子交换机和核心交换机RF传输到迷你音箱回旋TWA；迷你箱回旋TWARF传输到音箱回旋TWA；以及音箱回旋TWA RF传输到V-ROVER、Nano-ROVER、Atto-ROVER、质子交换机和核心交换机的毫米波RF连接的图解。
图63是本发明的一实施例的从音箱回旋TWA到V-ROVER、Nano-ROVER和Atto-ROVER的毫米波RF广播传输服务的图解。
图64是本发明的一实施例的其QAM调制解调器；发射器放大器；LNA接收器，计时和同步集成到这些电路中；以及其360°喇叭天线的Attobahn V-ROVER毫米波RF设计的图解。
图65是本发明的一实施例的其QAM调制解调器；发射器放大器；LNA接收器，计时和同步集成到这些电路中；以及其360°喇叭天线的Attobahn Nano-ROVER毫米波RF设计的图解。
图66是本发明的一实施例的其QAM调制解调器；发射器放大器；LNA接收器，计时和同步集成到这些电路中；以及其360°喇叭天线的Attobahn Atto-ROVER毫米波RF设计的图解。
图67是本发明的一实施例的其QAM调制解调器；发射器放大器；LNA接收器，计时和同步集成到这些电路中；其双360°喇叭天线以及其到V-ROVER、Nano-ROVER、Atto-ROVER、迷你音箱回旋TWA以及音箱回旋TWA的RF传输的Attobahn质子交换机毫米波RF设计的图解。
图68是本发明的一实施例的其QAM调制解调器；发射器放大器；LNA接收器，计时和同步集成到这些电路中；其四360°喇叭天线以及其到质子交换机、迷你音箱回旋TWA以及音箱回旋TWA的RF传输的Attobahn核心交换机毫米波RF设计的图解。
图69是本发明的一实施例的范围介于较低功率触点装置到超高功率音箱回旋TWA天线的Attobahn网络基础设施毫米波天线体系结构的图解。
图70是本发明的一实施例的具有其360°喇叭天线的Attobahn天线层I(LAYER I)(两种类型的)超高功率音箱回旋TWA；具有其360°喇叭天线城市和郊区网格配置的层II(LAYER II)中等功率迷你音箱回旋TWA；具有其360°喇叭天线的层III(LAYER III)V-ROVER、Nano-ROVER和Atto-ROVER装置；以及具有其360°喇叭天线的层IV(LAYER IV)触点装置的图解。
图71是本发明的一实施例的具有其行波管放大器(TWA)、相关联LNA RF接收器电路、天线弹性毫米波导、碳花岗岩外壳以及360°喇叭天线的Attobahn多点超高功率音箱回旋TWA系统的图解。
图72是本发明的一实施例的具有其行波管放大器(TWA)、相关联LNA RF接收器电路、天线弹性毫米波导、碳花岗岩外壳以及20-60°喇叭天线的Attobahn骨干点对点超高功率音箱回旋TWA系统的图解。
图73是本发明的一实施例的Attobahn多点超高功率音箱回旋TWA系统在屋顶、塔或杆上的三个典型物理安装方法的图解。
图74是本发明的一实施例的Attobahn骨干点对点超高功率音箱回旋TWA系统在屋顶、塔或杆上的三个典型物理安装方法的图解。
图75是本发明的一实施例的具有其行波管放大器(TWA)、相关联LNA RF接收器电路、天线弹性毫米波导、碳花岗岩外壳以及360°喇叭天线的Attobahn多点中等功率迷你音箱回旋TWA系统的图解。
图76是本发明的一实施例的Attobahn多点中等功率迷你音箱回旋TWA系统在屋顶、塔或杆上的三个典型物理安装方法的图解。
图77是本发明的一实施例的Attobahn房屋外部窗式安装毫米波360°感应天线中继器放大器系统的图解。
图78是本发明的一实施例的Attobahn房屋外部窗式安装毫米波360°感应天线中继器放大器系统电路设计的图解。
图79是本发明的一实施例的Attobahn房屋外部窗式安装毫米波360°屏蔽线天线中继器放大器系统的图解。
图80是本发明的一实施例的Attobahn房屋外部窗式安装毫米波360°屏蔽线天线中继器放大器系统电路设计的图解。
图81是本发明的一实施例的Attobahn房屋外部窗式安装毫米波180°感应天线中继器放大器系统的图解。
图82是本发明的一实施例的Attobahn房屋外部窗式安装毫米波180°感应天线中继器放大器系统电路设计的图解。
图83是本发明的一实施例的Attobahn房屋外部窗式安装毫米波180°屏蔽线天线中继器放大器系统的图解。
图84是本发明的一实施例的Attobahn房屋外部窗式安装毫米波180°屏蔽线天线中继器放大器系统电路设计的图解。
图85是本发明的一实施例的Attobahn房屋外部窗式安装毫米波360°感应天线中继器放大器系统以及其到室内V-ROVER、Nano-ROVER、Atto-ROVER房屋的RF传输连接的图解。
图86是本发明的一实施例的Attobahn房屋外部窗式安装毫米波360°屏蔽线天线中继器放大器系统以及其到室内V-ROVER、Nano-ROVER、Atto-ROVER房屋的RF传输连接的图解。
图87是本发明的一实施例的Attobahn办公建筑内部天花板式安装毫米波360°感应天线中继器放大器系统以及其到室内V-ROVER、Nano-ROVER、Atto-ROVER房屋的RF传输连接的图解。
图88是本发明的一实施例的Attobahn房屋外部窗式安装毫米波180°感应天线中继器放大器系统以及其到室内V-ROVER、Nano-ROVER、Atto-ROVER房屋的RF传输连接的图解。
图89是本发明的一实施例的Attobahn房屋外部窗式安装毫米波180°屏蔽线天线中继器放大器系统以及其到室内V-ROVER、Nano-ROVER、Atto-ROVER房屋的RF传输连接的图解。
图90是本发明的一实施例的Attobahn办公建筑内部天花板式安装毫米波180°感应天线中继器放大器系统以及其到室内V-ROVER、Nano-ROVER、Atto-ROVER房屋的RF传输连接的图解。
图91是本发明的一实施例的Attobahn房屋外部窗式安装毫米波360°天线放大器中继器体系结构和其到迷你音箱回旋TWA和音箱回旋TWA以及在整个房屋中的室内V-ROVER、Nano-ROVER、Atto-ROVER、门式/壁式mmW天线中继器和触点装置的RF传输连接的图解。
图92是本发明的一实施例的Attobahn门道20-60°屏蔽线馈电喇叭毫米波中继器放大器的图解。
图93是本发明的一实施例的Attobahn门道20-60°屏蔽线馈电喇叭毫米波中继器放大器电路设计的图解。
图94是本发明的一实施例的Attobahn门道20-60°屏蔽线馈电喇叭毫米波中继器放大器安装配置的图解。
图95是本发明的一实施例的Attobahn门道180°屏蔽线馈电喇叭毫米波中继器放大器的图解。
图96是本发明的一实施例的Attobahn门道180°屏蔽线馈电喇叭毫米波中继器放大器电路设计的图解。
图97是本发明的一实施例的Attobahn门道180°屏蔽线馈电喇叭毫米波中继器放大器安装配置的图解。
图98是本发明的一实施例的安装在房间的外壁和内壁上的180°壁式安装天线放大器中继器的图解。
图99是本发明的一实施例的Attobahn壁式安装180°屏蔽线馈电喇叭毫米波中继器放大器电路设计的图解。
图100是本发明的一实施例的Attobahn壁式安装180°屏蔽线馈电喇叭毫米波中继器放大器安装配置的图解。
图101示出本发明的一实施例的Attobahn城市摩天楼(Skyscraper)天线体系结构设计。
图102示出本发明的一实施例的设计成用于办公建筑的天花板式安装360°mmW RF天线中继器放大器感应单元。
图103示出本发明的一实施例的设计成用于办公建筑的天花板式安装180°mmW RF天线中继器放大器感应单元。
图104示出Attobahn摩天楼办公空间毫米波天花板式和壁式安装天线设计。
图105示出典型Attobahn房屋/建筑窗式、门式、壁式和天花板式安装毫米波天线设计。
图106是本发明的一实施例的Attobahn计时和定时标准同步体系结构从其全球定位系统(GPS)参考源到其触点装置计时同步的图解。
图107是在参考GPS且将计时信号分布到全球Attobahn网络数字和RF系统计时基础设施的北美(NA)、欧洲、中东和非洲(EMEA)以及亚太平洋(ASPAC)区域铯原子时钟中的Attobahn三个全球计时、同步和分布中心的图解。图106是本发明的一实施例。
图108是Attobahn本能智慧集成电路(IWIC)芯片内部配置的图解，所述芯片具有其四个初级电路：单元帧交换电路；阿托秒复用器电路；本地振荡电路；以及具有其毫米波发射器放大器、接收器低噪声放大器、QAM调制解调器和360°喇叭天线的RF区段。图107本发明的一实施例。
图109是本发明的一实施例的称作IWIC芯片的Attobahn本能智慧集成电路物理规格的图解。
具体实施方式
本公开涉及病毒分子网络，其是一种具有采用的移动骨干和接入水平的高速高容量太比特/秒(TBps)毫米波30-3300GHz无线网络。所述网络包括使用三种类型通信装置的三层基础设施、美国国家宽网络以及在分子系统连接体系结构中利用三个通信装置的国际网络，以传输语音、数据、视频、演播室质量和4K/5K/8K超高清电视(TV)和多媒体信息。
网络设计为围绕分子体系结构，所述分子体系结构使用质子交换机作为充当质子本体的结点系统，其将最少400个病毒轨道车辆(V-ROVER、Nano-ROVER和Atto-ROVER)接入节点吸引到所述节点中的每一个(在车辆内，针对个人、家庭、公司办公室等)，且随后将其高容量业务集中到三个通信装置中的第三个：核心交换机，其在城市中充当通信集线器。核心交换机通信装置以城内和城际核心电信骨干方式彼此连接。在三个通信装置(病毒轨道车辆接入装置[V-ROVER、Nano-ROVER和Atto-ROVER]、质子交换机和核心交换机)之间传输信息的基础网络协议是单元成帧协议，其中这些装置在阿托秒时间帧中以超高速度交换语音、数据和视频分组化业务。基于快速单元的和阿托秒交换和轨道时隙复用的密钥分别是称作本能智慧集成电路(Instinctive Wise Integrated Circuit；IWIC)的特殊设计集成电路芯片，其在这三个装置中为初级电子电路。
病毒分子网络体系结构
作为本发明实施例，图1从应用程序到毫米波射频传输层示出病毒分子网络体系结构100。所述体系结构设计有三个终端用户应用程序接口：1。传统应用程序201A使用TCP/IP和MAC数据链路协议，随后通过其单元成帧和交换系统201来将所述协议封装到病毒分子网络单元帧中。此外，体系结构容纳称作数字流比特(64Kbps到10GBps)201B的第二类型应用程序(含或不含任何已知协议)，且由其单元成帧和交换系统201将所述数字流比特切碎为病毒分子网络单元帧格式。这一类型的应用程序可以是来自例如数字TDM复用器或具有专用协议的一些远程机器人机械设备的传输设备的高速数字信号，或使用病毒分子网络作为两个固定点之间的纯粹传输连接的广域网的传输信号。到终端用户应用程序的第三接口称作原生应用程序，由此终端用户的应用程序使用Attobahn应用程序可编程接口(AAPI)201B，其由其单元成帧和交换系统201直接插入到病毒分子网络单元帧形式中。这三种类型的应用程序仅可通过病毒轨道车辆(V-ROVER、Nano-ROVER和Atto-ROVER)200端口进入病毒分子网络。
Attobahn病毒分子网络体系结构的下一层是单元成帧和交换200，其将终端用户应用程序信息封装到单元格式化帧中且为每一帧分配源和目的标头以供用于在网络整个中的有效单元交换，所述单元帧随后由阿托秒复用器(ASM)212放置到轨道时隙214中。将终端用户应用程序信息封装到单元帧中全部是在病毒轨道车辆(V-ROVER、Nano-ROVER和Atto-ROVER)中实施的。
病毒分子网络体系结构的下一级别是质子交换机300，其以原子分子域设计连接到400个病毒轨道车辆，由此一旦病毒轨道车辆(V-ROVER、Nano-ROVER和Atto-ROVER)接通并进入病毒分子网络场所，每一病毒轨道车辆就由母代质子交换机采用。质子交换机连接到核心交换机400，所述核心交换机400在城市与国家之间充当城市中的网络的集线器。病毒轨道车辆(V-ROVER、Nano-ROVER和Atto-ROVER)、质子交换机和核心交换机由无线毫米波射频(RF)传输系统220A、328A和432A连接。
作为本发明实施例，图2示出当前在与病毒分子网络通信集100相比的互联网中使用的标准TCP/IP协议集之间的比较。如所示出，所述集在以下方面不同于互联网TCP/IP集：备注-Attobahn病毒分子网络并未使用TCP、IP或MAC协议。
1.Attobahn病毒分子网络使用AAPI 201B以介接原生应用程序信息
2.Attobahn病毒分子网络使用专属单元成帧格式和交换201。
3.Attobahn病毒分子网络利用轨道时隙(OTS)214和超高速阿托秒复用212技术来将单元帧复用为非常高速合计数字流，以用于在RF传输系统220A、328A和432A上传输。
4.Attobahn病毒分子网络使用病毒轨道车辆200作为其接入节点以介接客户的装置(触点220A)和系统，容纳其AAPI 201B、单元成帧和交换功能201、轨道时隙(OTS)214、ASM212以及RF传输系统220A、328A和432A；相反地，互联网基于客户数据的MAC帧层封装而使用局域网交换机。
5.Attobahn病毒分子网络进行单元交换且互联网进行IP路由。
6.互联网使用IP路由器作为连接结点装置，且相反地，Attobahn病毒分子网络使用质子交换机300，其在其操作域中使用所有病毒轨道车辆的单元成帧和交换以及原子分子域采用。
7.Attobahn病毒分子网络使用核心交换机400，其使用单元成帧和交换方法。相反地，互联网使用核心骨干路由器。
ATTOBAHN网络分级
作为本发明实施例，图3示出Attobahn网络分级，所述Attobahn网络分级由本发明实施例的三级级别组成，构成称作核心交换机400的核心骨干网络高速高容量太比特/秒单元帧系统。这些交换机设计有阿托秒复用(ASM)电路，所述阿托秒复用电路使用IWIC芯片来将交换单元帧放置到在十六个数字流中的轨道时隙(OTS)中，每一数字流在40吉比特/秒(GBps)下运行，从而提供640GBps的合计数据速率。核心交换机经由高容量光纤系统或Attobahn骨干点对点音箱回旋TWA毫米波RF传输链路连接到ISP、公共运营商、有线电视公司(cable company)、内容提供商、WEB服务器、云端服务器、公司和私用网络基础设施。经由Attobahn音箱和迷你音箱回旋TWA毫米波30-3300GHzRF信号将核心交换机从这些外部提供商接收的业务发送到质子交换机以及从所述质子交换机发送。
作为本发明实施例的网络的次级级别由质子交换机300组成，所述质子交换机300聚集病毒性获取的病毒轨道车辆高速单元帧且迅速地经由核心交换机将所述单元帧交换到病毒轨道车辆或互联网上的目的端口。这一交换层专用于仅在病毒轨道车辆与核心交换机之间交换单元帧。PSL的交换结构是病毒分子网络的工作基础。
作为本发明实施例的网络分级的初级级别是病毒轨道车辆(V-ROVER、Nano-ROVER和Atto-ROVER)200，其对于客户来说是网络的触点。V-ROVER、Nano-ROVER和Atto-ROVER直接从WiFi和WiGi以及WiGi数字流中收集呈语音、数据和视频形式的客户信息流。触点装置的应用程序100在这一数字级别处接入Attobahn API(AAPI)且接着接入病毒轨道车辆的单元帧电路。
作为本发明实施例的网络分级的RF传输区段由超高功率音箱回旋TWA毫米波放大器432A(其充当接收来自迷你音箱回旋TWA毫米波放大器328A的RF毫米波信号的大功率地面卫星)、病毒轨道车辆(V-ROVER、Nano-ROVER和Atto-ROVER)毫米波发射器RF放大器220A以及配备有IWIC芯片900的触点装置101组成。
ATTOBAHN网络服务连接
图4示出作为本发明实施例的Attobahn病毒分子网络的可操作功能，其包含本发明实施例的来自V-ROVER 200的10GBps到80GBps终端用户接入；来自Nano-ROVER 200A的10GBps到40GBps终端用户接入；以及来自Atto-ROVER 200B的10GBps到20GBps。
V-ROVER示出在提供针对以下各项的连接的家庭中：笔记本电脑101；平板电脑101；台式计算机PC 101；虚拟现实101；视频游戏101；物联网(Internet of Things；IoT)101；4K/5K/8K TV 101等。V-ROVER和Nano ROVER用作用于以下各项的接入装置：银行ATMs101；城市电源点101；中小型企业办公室101；以及从家庭方便地接入到新电影发行100。
作为本发明实施例的核心交换机400提供针对以下的接入点：远程医疗设施100；公司数据中心100；内容提供商，例如谷歌100、脸谱网100、网飞(Netflix)100等；金融股票市场100；以及大量客户和企业应用程序100。
Atto-ROVER是作为本发明实施例的应用程序聚合计算系统，提供：语音通话100；视频通话100；视频会议100；电影下载100；多媒体应用程序100；虚拟现实眼罩接口101；私用云端100；私用信息邮件100(视频邮件、FTP大文件邮件；电影附件邮件、多媒体邮件；现场交互视频传讯等)；个人社交媒体100；以及个人信息娱乐100。
上述应用程序100和触点装置101通过V-ROVER、Nano-ROVER和Atto-ROVER的网络的AAPI 201B、单元帧201、ASM 212整合且经由毫米波RF信号220发射到质子交换机300和核心交换机400。
核心交换机形成北美的核心骨干500以及全球(国际)网络600的网关节点，这是本发明的一实施例。
APPI(ATTOBAHN应用程序可编程接口)
图5示出本发明实施例的介接到本发明实施例的终端用户的应用程序100、逻辑端口分配100C、加密201C和单元帧交换功能的Attobahn AAPI 201B。AAPI的操作是一系列专有子程序和定义，其允许将用于Web、语义Web、IoT和非标准私用应用程序的各种应用程序介接到Attobahn网络。AAPI有库数据集，以供开发人员使用以将其专有应用程序(APPS)绑定到网络基础设施中。
作为本发明实施例的AAPI软件在客户触点装置中或在V-ROVER、Nano-ROVER和Atto-ROVER装置中作为应用程序存在。在触点AAPI应用程序的情况下，软件加载到以下各项上：客户的笔记本电脑、平板电脑、台式计算机PC、WEB服务器、云端服务器、视频服务器、智能手机、电子游戏系统、虚拟现实装置、4K/5K/8K TV、物联网(IoT)、ATM、自主车辆、信息娱乐系统、自主自动网络、各种应用程序等，但不限于上述应用程序。
在AAPI 201B在V-ROVER 200、Nano-ROVER 200和Atto-ROVER 200上时，客户的应用程序100数据转换为AAPI格式，经加密且发送到单元帧交换系统，并放置到Attobahn单元帧快速分组协议(Attobahn Cell Frame Fast Packet Protocol；ACFPP)中以用于在网络上传输。
图6提供可遍历作为本发明实施例的Attobahn病毒分子网络的APPI 201C、逻辑端口、数据加密/解密201B、Attobahn单元帧快速分组协议(ACFPP)201、各种(典型)应用程序100的更详细展示。
AAPI介接两组应用程序：
1.原生Attobahn应用程序100A
2.传统TCP/IP应用程序201A
原生ATTOBAHN应用程序
原生Attobahn应用程序是使用APPI以获得对网络的接入的应用程序。这些应用程序如下，但不限于此列表。
逻辑应用程序类型
端口
0.Attobahn管理数据总是在任何两个ROVER装置之间的第一单元帧中，所述两个ROVER装置帮助在应用程序之间设置面向连接协议。这一应用程序还控制用于付费服务的管理消息，所述付费服务例如对于新电影发行的Group按次付费、购买视频、在用户观看之后自动移除视频等。
1.Attobahn网络管理协议。这一端口专用于传输来自V-ROVER、Nano-ROVER、Atto-ROVER、质子交换机、回旋TWA音箱超高功率放大器、回旋TWA迷你音箱高功率放大器、光纤终端、窗式安装mmW RF天线放大器中继器以及门式/壁式mmW RF天线放大器中继器的所有Attobahn的网络管理信息。
2.个人信息邮件
3.个人信息娱乐
4.个人云端
5.个人社交媒体
6.快速分组承载语音(VOFP)
7.4K/5K/8K视频快速分组(VIFP)
8.乐器数字接口(MIDI)
9.移动手机
10.活动图像专家组(MPEG)
11.3D视频-视频快速分组(3DVIFP)
12.电影发布(新电影发行和4K/5K/8K电影下载-视频快速分组(MVIFP))
13.广播TV数字信号(TVSTD)
14.语义WEB-OWL(Web本体语言)
15.语义WEB-XML(可扩展标记语言)
16.语义WEB-RDF(资源描述框架)
17.ATTO-View(Attobahn对网络服务的用户界面)
18.物联网应用程序
19.例如原生Attobahn应用程序数据的19-399新应用程序。
Attobahn原生应用程序100A是编写以介接其APPI例程和专有单元帧协议的应用程序100。这些原生应用程序使用AAPI和单元帧作为其通信栈以获得对网络的接入。AAPI提供专有应用程序协议，其处理主机到主机通信、主机命名、验证以及使用私用密钥数据加密和解密。AAPI应用程序协议直接插入到单元帧中而无需任何中间会话和传输协议。
APPI为客户端/服务器应用程序之间的会话管理网络请求-响应交易，且在会话建立处分配相关联V-ROVER、Nano-ROVER和Atto-ROVER单元帧地址的逻辑端口。AttobahnAPPI可容纳所有常用操作系统100B，但不限于此列表：
Windows OS
Mac OS
Linux(各种)
Unix(各种)
Android
Apple IOS
IBM OS
传统应用程序
传统应用程序201A是使用TCP/IP协议的应用程序。在这种应用程序介接Attobahn网络时，不涉及AAPI。这一协议经由加密系统直接发送到单元帧交换机。
为传统应用程序分配的逻辑端口是：
逻辑 应用程序类型
端口
400到512 传统应用程序
传统应用程序经由Attobahn WiFi连接接入网络，所述Attobahn WiFi连接连接到加密电路且随后进入到单元帧交换结构中。单元成帧交换机并不读取TCP/IP包，而是将TCP/IP包数据流切碎成离散70字节数据单元帧且将所述数据单元帧跨网络传输到最接近的IP结点位置。V-ROVER、Nano-ROVER和Atto-ROVER设计成在不影响数据包的初始状态的情况下从WiFi和WiGi数据流获取TCP/IP业务且自动地将这些IP包放置到单元帧中。以极高数据速率跨Attobahn网络交换和传输单元帧。
每一IP包流在最靠近的核心交换机处自动地被分配物理端口，所述最靠近的核心交换机与ISP、有线电视公司、内容提供商、本地交换运营商(LEC)或长途交换运营商(IXC)共置。核心交换机将IP业务传递到Attobahn网关路由器(Attobahn Gateway Router；AGR)。AGR读取IP地址，将所述地址的副本存储在其AGR IP到单元帧地址系统中，且随后将IP包传递到指定ISP、有线电视公司、内容提供商、LEC或IXC网络接口(统称为“提供商”)。AGR IP到单元帧地址系统(IP-to-Cell Frame Address；IPCFA)跟踪传递到提供商的全IP初始地址(从初始TCP/IP装置连接到ROVER)以及其相关的ROVER端口地址(WiFi和WiGi)。
随着提供商将返回的IP包传递回到AGR(其与连接到ROVER的终端用户TCP/IP装置通信)，AGR查找初始IP地址且使所述初始IP地址与ROVER的端口相关并将所述IP数据流分配到正确的ROVER单元帧端口地址。这一布置允许TCP/IP应用程序以极高数据速率遍历网络，这使得WiFi平均信道6.0MBps数据流达到10GBps，快了1,000以上。在Attobahn上适应类似于TCP/IP的早期数据应用程序的设计极大地减少了用户端应用程序与web服务器之间的时延。除了减少的时延的益处以外，Attobahn网络还通过其单独的应用程序加密和RF链路加密电路保护数据。
ATTOVIEW服务面板
图7示出Attobahn AttoView 100A是一种多媒体多功能用户界面应用程序(称为AttoView服务面板)，其不仅是作为本发明实施例的简单浏览器。AttoView服务面板100B利用OWL/XML语义Web功能，如图6中所示出。AttoView是终端用户接入网络服务的虚拟触点。Attobahn网络服务范围包括高速带宽服务，以使用例如个人云端、个人社交媒体、个人信息邮件和个人信息娱乐的P2技术(个人和私用)。AttoView还提供对所有免费和付费服务的接入，所述免费和付费服务如以下所列：
互联网接入
车辆车载诊断
视频和电影下载
新电影发行发布
网上手机通话
直播视频/TV发布
直播视频/TV广播
高分辨率图形
移动视频会议
主机到主机
私用公司网络服务
个人云端
个人社交媒体
个人信息邮件
个人信息娱乐
ADS监测用途显示
虚拟现实显示界面和网络服务
智能传输网络服务(ITS)
自主车辆网络服务
基于位置的服务
AttoView应用程序下载在终端用户的计算装置上，所述应用程序自身在装置显示器上显示为图标。用户点击AttoView以接入Attobahn网络服务。图标打开为允许用户通过AttoView登录到Attobahn网络中的浏览器帧。
出于安全目的，AttoView服务面板提示用户认证他们自身以获得对Attobahn网络服务的接入。一旦用户登录到网络中，用户就针对高速带宽、P2和互联网接入无成本(免费网络服务)地每周7天每天24小时不间断地接入到所有Attobahn网络服务。用户将能够在他们空闲时接入所有现有免费服务，例如谷歌、脸谱网、推特、必应等。用户经由Attobahn接入的例如网飞、Hulu等的订购服务将取决于用户与那些服务提供商的服务协定。
如图8中所示，AttoView允许用户通过使用语音命令、点击服务图标或键入来登录到Attobahn中且接入所有服务，其为本发明的一实施例。AttoView保留用户的习惯性应用程序(Habitual APPS；HA)服务100A和活动的配置文件且自动地将最新信息更新呈现在用户的HA服务上。在用户打开服务面板100B时，向他或她(he or she)呈现HA更新服务信息。这一特征向用户提供在不需要做任何事的情况下就拥有可供用于精读的所有所述用户的服务当前信息的便利性。这节省了时间且在无需额外工作的情况下向用户提供他们想要的东西，所述额外工作如打开Web浏览器、键入URL、等待这些网站和相关联服务响应。
如图8中所示的作为本发明实施例的AttoView用户界面称作AttoView服务面板，这是因为与例如Chrome、因特网浏览器(Internet Explorer；IE)、Microsoft Edge、Firefox或Safari的传统浏览器相比，AttoView用户界面服务多样且可操作功能丰富。一旦用户计算装置接入网络，AttoView就呈现在用户的计算装置(台式计算机PC、笔记本电脑、平板电脑、手机TV等)屏幕上。AttoView服务面板在用户的装置显示器底部提供信息横幅100E。这一横幅用于引入突发新闻、紧急通知、天气信息和流动广告信息100F。在用户点击横幅时，AttoView将用户连接到所述信息源。AttoView允许小型叠加广告视频100G在计算装置显示器的下部部分上间歇地淡入和淡出持续几秒。用户具有从他们的装置显示器移除AttoView信息横幅和间歇地淡入/淡出视频以及接受额定Attobahn服务收费以接入网络带宽的选择。
AttoView服务面板利用如图6中所示出的语义Web 100H功能，由此所述AttoView服务面板可分析通过电子邮件、文档、图像视频等接收的用户数据。服务面板使用数据以甚至在将信息传递给用户之前作出如何处理所述信息的决策。AttoView可打开电子邮件、决定对所述电子邮件做什么、分析数据内容以及甚至设置通知和响应。取决于数据是否含有一些文档(用户等待着将所述文档放置到另一文档或文件中)(例如电子表格程序)，AttoView随后将在无用户发明的情况下将数据添加到文档或文件。AttoView将通知用户上述已完成。用户可在文档被接收之前提前设置应如何处理所述文档的一些条件。AttoView将基于那些预设条件且响应于电子邮件、特定请求来执行指令，且在用户参与之前基于各种准则执行工作。
AttoView使用相同语义Web功能以基于用户的行为习惯动态地准备用户信息且设置其服务(浏览器)面板。在用户点击Attobahn图标以开始他们的一天或使用Attobahn服务时，将所述用户的所有自定义数据和服务与当前更新信息一起呈现给用户。
在当今传统浏览器环境中，这一功能完全地独立于计算系统的其它界面。因此，在使用微软Windows操作系统时，对微软应用程序和系统上的其它应用程序的接入是经由若干单独的界面而不是浏览器界面。因此，用户必须在界面与windows之间跳跃以接入各种应用程序。
相反地，AttoView服务面板是用以接入计算装置上的所有应用程序的一个公共界面和视图。作为本发明实施例的服务面板的布局将以下功能合并到一个视图中：
Attobahn网络服务
谷歌、脸谱网、亚马逊、苹果、推特、微软
网飞、Hulu、HBO、其它OTT服务
CNN、CBS、ABC、其它TV新闻
金融服务(银行和股票市场)
社交媒体服务
其它互联网服务
信息娱乐服务
信息邮件
视频游戏网络
虚拟现实网络服务
Windows、IOS和Android娱乐应用程序
图8中示出作为本发明实施例的服务面板界面布局。面板具有四个应用程序组区域和一个常用服务区域，所述常用服务区域显示信息横幅100E以及广告数据100F和100G。
界面区I
AttoView服务面板界面区I是本发明的一实施例，由用户的习惯性行为服务组成，所述习惯性行为服务由以下组成：
个人信息邮件
个人社交媒体
个人信息娱乐
个人云端
谷歌
推特
企业电子邮件
传统邮件
TV新闻OTT
金融服务(银行和股票市场)
线上报纸(华盛顿邮报(Washington Post)、Wall Street、芝加哥论坛报(ChicagoTribune)等)
文字处理、电子表格程序、演示、数据库、绘图应用程序
界面区II
AttoView服务面板界面区II是本发明的一实施例，由用户的社交媒体服务组成，所述社交媒体服务由以下组成：
脸谱网
推特
领英
Instagram
谷歌+
界面区III
AttoView服务面板界面区III是本发明的一实施例，由用户的信息娱乐服务组成，所述信息娱乐服务由以下组成：
网飞
亚马逊Prime
苹果音乐和视频下载
Hulu
HBO
迪士尼
新电影发行(环球唱片(Universal)、MGM、迪斯尼、索尼、时代华纳(TimesWarner)、迪士尼等)
在线视频租赁
视频游戏网络
虚拟现实网络服务
现场音乐会
界面区IV
AttoView服务面板界面区IV是本发明的一实施例，由用户的习惯性行为服务组成，所述习惯性行为服务由以下组成：
Adobe
地图
天气频道
苹果应用程序商店
Play Store
JW Library
录音机
Messenger
Phone
联系人
相机
Parkmobile
Skype
优步
Yelp
Earth
Google Sheets
AttoView服务面板设计关注于对用户的服务和便利性。
ATTOVIEW广告级别监测系统
如作为本发明实施例的图9中所示出，Attobahn AttoView ADS级别监测系统(Attobahn AttoView ADS Level Monitoring System；AAA)280F具有安全应用程序和方法，以通过同时使用嵌入于APPI中的广告覆盖服务技术281F观看广告来允许宽带观看者以另一方式为数字内容付费。APPI具有ADS VIEW应用程序，其在逻辑端口13Attobahn广告应用程序地址EXT＝.00D、唯一地址.EXT＝32F310E2A608FF.00D上运行，且允许广告在以下逻辑端口中的视频上叠加他们自身281F：
1.逻辑端口7 4K/5K/8K VIFP/视频地址EXT＝.007
唯一地址.EXT＝32F310E2A608FF.007
2.逻辑端口10 广播TV地址EXT＝.00A
唯一地址.EXT＝32F310E2A608FF.00A
3.逻辑端口11 3D视频3DVIFP地址EXT＝.00B
唯一地址.EXT＝32F310E2A608FF.00B
4.逻辑端口12 电影发布MVIFP地址EXT＝.00C
唯一地址.EXT＝32F310E2A608FF.00C
AAA应用程序方法和系统允许宽带观看者通过同步观看覆盖视频内容的广告来购买授权内容。接入视频内容的客户通常将需要许可、订购或其它费用才能观看它们。客户现可观看这些内容而无需支付费用。相反地，因为系统已嵌入具有预协商的广告布置(其基于观看周期对客户进行积分)的广告覆盖，所以客户可获得内容。客户观看的广告数目由广告级别监测灯/指示器捕获和显示。
AAA应用程序系统附有广告观看级别仪表，其提供与传统的月度计费周期对应的空到满计量(由灯/指示器识别)。系统还允许客户基于协商内容布置(其具有用于过度观看广告的信用条款)来关闭和任选地为服务付费。
AAA应用程序是装置中的一个，通过所述装置，Attobahn免费信息娱乐服务平台将为其自身付费，使得用户可通过在月度基础上观看特定数目的广告来享受免费信息娱乐。实际上，Attobahn AAA应用程序允许Attobahn为观看广告向客户付费。Attobahn的支付采用积分形式，所述积分允许客户通过使用他们的AAA应用程序广告观看来免费观看付费内容以在月度或年度基础上为内容付费。
AAA应用程序设计可从智能手机、平板电脑、TV和计算机接入。Attobahn使用视频作为用于此技术的新HTML，这是一种非常智能的文字覆层，其叠加在视频上且用于服务配置、管理、视频邮件(信息邮件)、社交媒体语音以及包含数据存储管理的视频通信。
ATTOBAHN单元帧寻址模式
图10示出作为本发明实施例的Attobahn单元帧地址模式。单元帧由70字节组成，其中地址标头为10字节且有效负载由60字节组成。
单元帧地址分解为表示网络中的各种资源的以下区段：
1.四个世界区域(2位)102
2.64地理区域代码(6位)103
3.在每一地理区域代码中，281,474,976,700,000唯一标识符(ID)地址104用于Attobahn装置(48位)：V-ROVER、Nano-ROVER、Atto-ROVER、质子交换机和核心交换机。这意味着每一世界区域(World Region)(全球代码)将具有64×281,474,976,700,000＝18,014,398,510,000,000Attobahn单元帧地址。因此，在全球范围内总共72,057,594,040,000,000(超过72,000万亿)Attobahn单元帧地址。这一地址模式将确定地容纳当前在互联网和迅速发展的物联网(IoT)上的众多装置和应用程序。
4.地址模式使用3个位以供用于每一V-ROVER、Nano-ROVER和Atto-ROVER上的8个端口105。
5.地址模式使用9个位以供用于将应用程序连接到单元帧的APPI的512个逻辑端口100C。
6.单元帧标头使用4个位成帧序列号108来跟踪在逻辑端口与其相关联应用程序之间发送和确认的帧。
7.单元帧标头使用4个位以供用于在连接到网络的计算装置之间的可靠通信的确认107和重新传输过程。
8.单元帧标头具有用于单元帧中的误差检测的4位校验和106。
四个世界区域配备有承载全球代码的全球网关核心交换机。全球代码分配是：
具有包括281万亿装置地址的64区域代码的每一世界区域具有连接到其的64区域代码核心交换机。在每一区域代码之间分布了超过281万亿Attobahn装置地址。因此，每一区域代码具有超过18,000万亿地址的寻址容量，所述地址分配到Attobahn装置。因此，全球地Attobahn具有超过72,000万亿地址的全球网络寻址容量。
ATTOBAHN网络地址操作
每一Attobahn装置地址由全球代码102、区域代码103和装置ID地址104组成，如作为本发明实施例的图11中所示。
14字符32F310E2A608FF地址109是Attobahn网络地址的一实例。14字符地址来源于十六进制的格式化数字。由14半字节组成的十六进制位来自如图10中所示出的7字节的单元帧地址标头102、103和104。
第一字节分解到两个区段中。第一区段由两个数字102(从左到右)组成，所述数字表示以下的全球代码：北美(NA)＝00；欧洲、中东和非洲(EMEA)＝01；亚太平洋(ASPAC)＝10；以及加勒比海、中美洲和南美洲(CCSA)＝11。
如图11中所示，每一全球代码附有64区域代码111，其形成7-字节Attobahn地址的第一字节的第二区段。作为本发明实施例的每一区域代码由介于000000＝区域代码1到111111＝区域代码64范围内的6个位组成。举例来说，北美全球代码和其第一区域代码将是00000000；其中前两个零，00(从左到右)是NA全球代码且随后六个零，000000(从左到右)是区域代码1。另一实例，ASPAC全球代码和其区域代码55由10110110表示；由此10是全球代码且110110是区域代码55。
Attobahn地址的第一字节构成地址的前两个半字节。图11中的模拟地址的前两个半字节是32。这一半字节来自为NA代码的全球代码00以及为区域代码51的区域代码110010。
全球代码 和区域代码
00 110010
组合到以下字节中：
00110010。
这八个数字00110010分级为两个半字节：
0011＝3，以及
0010＝2。
因此，0011 0010＝32
是Attobahn地址32F310E2A608FF的前两个字符或半字节。所述地址分解为三个区段：
区段1：全球代码NA＝00＝2个位，容纳4个全球代码
区段2：区域代码51＝110010＝6个位，容纳64个区域代码。将区段1和2组合以产生第一字节：
00110010。
区段3：Attobahn装置ID/地址＝6字节＝48个位104，容纳281,474,976,700,000个装置ID/地址。图10中的6字节的模拟地址是：
11110011 00010000 11100010 10100110 00001000 11111111。
在将这些字节添加到全球代码和区域代码字节中时，完整Attobahn地址是：
00110010 11110011 00010000 11100010 10100110 00001000 11111111
将7字节布置成14半字节，
作为本发明实施例的Attobahn地址32F310E2A608FF以上文如图11中所示出的格式导出。
在如图11中所示出的结构Attobahn地址中，每一字节或八位字节111从右到左；2^8提供从最右八位字节的256地址。从右到左的每一后续八位字节使地址增加256的整倍数。因此，地址模式的设计按以下方式在四个全球代码和其64区域代码上产生72,057,594,040,000,000地址：
八位字节1从右到左＝256地址112
八位字节1和2从右到左＝65,536地址112
八位字节1、2和3从右到左＝16,777,216地址112
八位字节1、2、3和4从右到左＝4,294,967,296地址112
八位字节1、2、3、4和5从右到左＝1,099,511,628,地址112
八位字节1、2、3、4、5和6从右到左＝281,474,976,700,000地址112
八位字节1、2、3、4、5、6和7从右到左＝72,057,594,040,000,000地址112
Attobahn地址模式允许用户具有用于他/她的所有服务的唯一地址。每一用户被分配14字符地址和他/她的所有服务，所述服务例如个人信息邮件、个人社交媒体、个人云端、个人信息娱乐、网络虚拟现实、游戏服务和移动手机。用户的分配地址绑定到他/她的V-ROVER、Nano-ROVER或Atto-ROVER。分配地址具有基于逻辑端口数目的应用程序扩展。举例来说，用户的信息邮件地址是基于他/她的14字符地址和信息邮件逻辑端口数目(扩展)。这一地址模式布置将用户通信ID简化用于所有服务的一个地址。当今，用户具有单独的电子邮件地址、社交媒体ID、移动手机数目、云服务ID、FTP服务、虚拟现实服务等。.Attobahn网络服务原生应用程序允许用户具有用于多个服务的一个地址。
用户唯一地址和应用程序扩展
图12示出作为本发明实施例的Attobahn用户唯一地址109和应用程序扩展100C，从一系列应用程序ID推进用户识别过程，所述应用程序ID例如单独的手机号码、电子邮件地址、FTP服务、社交媒体、云服务等。用户和他或她想要与之通信的人和系统必须记得所有这些碎片式服务/应用程序ID。这对参与通信过程的各方来说都是繁重的。相反地，Attobahn消除这些负担且提供单一解决方案通信ID，用户消费实际用户而非服务/应用程序。
Attobahn通过向用户分配唯一Attobahn地址来实现单一用户ID通信过程，所述用户唯一Attobahn地址与他们的Attobahn V-ROVER、Nano-ROVER和Atto-ROVER相关联。想要经由Attobahn的原生应用程序与另一Attobahn用户通信的任何Attobahn用户仅需要知道所述用户的Attobahn地址。发起服务请求的用户确实需要知道其他用户的电话号码以便呼叫他/她。呼叫用户所做的所有事情就是选择被呼叫用户唯一Attobahn地址以及点击手机图标。用户并不需要呼叫手机号码。Attobahn网络并不使用手机号码、电子邮件地址、社交媒体名称、FTP等。服务发起用户仅仅选择用户的唯一地址以及在AttoView服务面板上点击他/她需要的服务的图标。
这一设计改变了人与传统通信服务进行通信的方式。
用户可使用他们的V-ROVER、Nano-ROVER或Atto-ROVER进行传播，这使得唯一地址移动以允许任何人与他们通信。
图12示出作为本发明实施例的用户唯一地址109和其应用程序扩展100C的构造。第一14字符32F310E2A608FF是用户的AttobahnV-ROVER、Nano-ROVER和Atto-ROVER装置地址。应用程序扩展＝.EXT由所述9个位表示。这些9个位＝2^9＝512应用程序逻辑端口。应用程序EXT由从左到右的两个半字节和第九位自身表示。
用户唯一Attobahn地址和应用程序扩展100C将呈现如下：
用户唯一地址：32F310E2A608FF
1.逻辑端口0 ADMIN地址EXT＝.000
唯一地址.EXT＝32F310E2A608FF.000
2.逻辑端口1 ANMP地址EXT＝.001
唯一地址.EXT＝32F310E2A608FF.001
3.逻辑端口2 信息邮件地址EXT＝.002
唯一地址.EXT＝32F310E2A608FF.002
4.逻辑端口3 信息娱乐地址EXT＝.003
唯一地址.EXT＝32F310E2A608FF.003
5.逻辑端口4 云端地址EXT＝.004
唯一地址.EXT＝32F310E2A608FF.004
6.逻辑端口5 社交媒体地址EXT＝.005
唯一地址.EXT＝32F310E2A608FF.005
7.逻辑端口6 VOFP地址EXT＝.006
唯一地址.EXT＝32F310E2A608FF.006
8.逻辑端口7 4K/5K/8K VIFP/视频地址EXT＝.007
唯一地址.EXT＝32F310E2A608FF.007
9.逻辑端口8 HTTP地址EXT＝.008
唯一地址.EXT＝32F310E2A608FF.008
10.逻辑端口9 移动手机地址EXT＝.009
唯一地址.EXT＝32F310E2A608FF.009
11.逻辑端口10 广播TV地址EXT＝.00A
唯一地址.EXT＝32F310E2A608FF.00A
12.逻辑端口11 3D视频3DVIFP地址EXT＝.00B
唯一地址.EXT＝32F310E2A608FF.00B
13.逻辑端口12 电影发布MVIFP地址EXT＝.00C
唯一地址.EXT＝32F310E2A608FF.00C
14.逻辑端口13 Attobahn Ads应用程序地址EXT＝.00D
唯一地址.EXT＝32F310E2A608FF.00D
15.逻辑端口14 OWL地址EXT＝.00E
唯一地址.EXT＝32F310E2A608FF.00E
16.逻辑端口15 XML地址EXT＝.00F
唯一地址.EXT＝32F310E2A608FF.00F
17.逻辑端口16 RDF地址EXT＝.010
唯一地址.EXT＝32F310E2A608FF.010
18.逻辑端口17 ATTOVIEW地址EXT＝.011
唯一地址.EXT＝32F310E2A608FF.011
19.逻辑端口18 IoT地址EXT＝.012
唯一地址.EXT＝32F310E2A608FF.012
20.逻辑端口19到399原生应用程序
21.逻辑端口400到512传统应用程序
ATTOBAHN单元帧快速分组协议(ACF2P2)
图13示出作为本发明的一实施例的Attobahn单元帧快速分组协议(ACF2P2)201。
ACF2P2单元帧具有10字节标头和60字节有效负载。标头由以下组成：
1.全球代码寻址和全球网关核心交换机
全球代码102用于识别单元帧装置位于世界中的地理区域。存在将世界划分成地理和经济区域的四个全球代码。四个Attobahn区域模仿四个世界商业区域：
北美(NA)
欧洲、中东和非洲(EMEA)
亚太平洋(ASPAC)
加勒比海、中美洲和南美洲(CCSA)
如作为本发明的一实施例的图14中所示出，ACF2P2单元帧中的每一个全球代码利用560位帧的前两个位(位-1和位-2)102A。Attobahn全球网关与国内骨干核心交换机300为网络中读取这两个位并使用其值以作出交换决策的唯一装置。此网络交换设计策略减小了每一个单元帧确保通过全球网关与国内骨干核心交换机的时延，从而增加这些交换机的交换速度。因此，这些交换机仅对两个位作出其交换决策且完全地忽略了单元帧中的其它558个位。这些交换机的交换表极小且极大地减小了每一次交换的单元处理时间。因此，这些交换机具有非常高的以高速度交换单元帧的能力。
全球网关核心交换机将单元帧发送到其连接到具有全球代码的国内骨干核心交换机的输出端口，在所述输出端口中指定终止帧。骨干交换机仅读取650位帧的区域代码6位地址103，所述650位帧从全球网关交换机进入并将其路由到与指定区域代码相关的国内网络中。
2.区域代码地址和国内、城市和数据中心核心交换机
ACF2P2使用6个位表示网络和特定城际/城内和数据中心核心交换机300分布其中的国家的64个区域代码。如图13中所示，每一个全球代码在其下具有64个区域代码103且涵盖作为本发明的一实施例的560位帧的位-3到位-8。
国内、城际/城内和数据中心核心交换机为基于区域代码六(6)个位和全球代码两(2)个位103A读取并作出交换决策的唯一装置。这些交换机并不读取接入装置的地址但只关注如图14中所示的单元帧的前8个位。
这些交换机接收来自如作为本发明的一实施例的图13中所示的质子交换机300的单元帧，且分析前两个位以确定单元帧是否指定用于其全球代码内的系统或用于外国全球代码。如果单元帧指定用于其本地全球代码，那么核心交换机检查接下来的六个位以确定哪个区域代码发送帧。如果全球代码不为本地的，那么核心交换机仅读取帧中的前两个位且不查看接下来的六个区域代码位，这是因为帧将离开邻域，所以其不为必需的。交换机将单元帧切换到与其地理区域相关的最近全球网关交换机。
在处理外国全球代码的情况下，仅读取并分析两个全球代码位的这种有效交换方法简化了网络交换处理程序且相继地从根本上减小了交换时间或时延。这种交换设计还减小了核心交换机中的交换表的尺寸，这是因为其只须处理每一个单元帧的前两个或八个位103A。
3.接入装置地址和交换
ACF2P2使用48个位来表示接入网络装置地址104，例如V-ROVER 200、Nano-ROVER200和Atto-ROVER 200。同样，质子交换机读取这些地址以做出交换决策以连接其分子域内的接入装置。如图13中所示出，每个接入装置地址涵盖560位帧的位-9到位-64，其为本发明的一实施例。
如图13中所示出，V-ROVER 200、Nano-ROVER 200、Atto-ROVER 200、质子交换机是基于从位位置9到64个位104的48个位读取且做出交换决策的唯一装置。如图14中所示出的这些装置交换功能不读取全球和地区代码，但仅聚焦于单元帧的位9-64地址104A。
如作为本发明的一实施例的图14中所示出，V-ROVER、Nano-ROVER和Atto-ROVER读取每个单元帧位9到位64，即48个位104A，以确定所述帧是否被指定在其装置中终止。如果针对V-ROVER、Nano-ROVER和Atto-ROVER装置指定，那么其读取接下来三个位，位65到位67，即3个位105A，其为端口地址105(图12)且鉴别哪些八(8)个端口终止单元帧。装置此时读取位68到位76的接下来9个位，逻辑端口地址100C。Rover从那些九(9)个位选择正确逻辑端口地址，其中将有效负荷数据发送到解密过程以恢复初始应用数据。
V-ROVER、Nano-ROVER和Atto-ROVER接入装置在其检查单元帧时主要焦点为首先分析48位接入装置目的地址。在分析这个地址之后，一旦未针对接入装置指定单元帧，其紧接着查找其交换表，以查看地址是否匹配其两个邻近接入装置中的一个。如果帧针对其中的一个而指定，那么装置将所述帧交换到其指定邻近者。如果帧未针对其邻近者中的一个指定，那么将所述帧发送到其最初采用的质子交换机。这种设计布置允许装置通过仅读取48位地址针对接入装置快速交换单元帧且完全地忽略全球代码、地区代码、端口和逻辑端口地址。这减少到接入装置的时延且改善了整个网络基础设施中的交换时间，其为本发明的一实施例。
4.质子地址交换
如作为本发明的一实施例的图13和图14中所示出，质子交换机充当区域代码和全球代码核心交换机与接入装置(V-ROVER、Nano-ROVER和Atto-ROVER)之间的交换胶体。这些交换机仅聚焦于图13中的48-位接入装置104和图14中的104A，且忽略单元帧中的所有全球代码、区域代码、接入装置硬件和逻辑端口地址。这种在Attobahn网络交换体系结构的中间级别的交换方法在网络分层交换责任，其减少在交换机和接入装置内的处理时间。此改善基础设施上的效率和交换时延。
质子交换机从接入装置接收单元帧且检查来自帧104A中的位9到位56的48个位接入装置地址。交换机查找其交换表以确定指定的地址是否在其分子域内且接着所述帧其是否交换到相关接入装置。如果地址不在质子交换机域内，那么将单元帧交换到其两个相连城市内核心交换机的一个，如作为本发明的一实施例的图13中所示出。
如果单元帧在质子交换机分子域内，那么交换机将单元帧发送到指定的接入装置。
5.主机到主机通信
图15和图16示出作为本发明的一实施例的单元帧协议。当原生Attobahn应用APP1需要跨网络与对应的APP 2服务通信时，激活以下过程：
1.APP 1 100请求服务向本地Attobahn应用和安全目录服务(ASDS)100D发送Attobahn APP服务请求(AASR)100E消息以与APP2通信，如作为本发明的一实施例的图15和16中所示出。
2.在本地Attobahn应用和安全目录服务(ASDS)100D之后，如作为本发明的一实施例的图15和图16中所示出，接收AASR消息。其检查远程APP 2的数据库；其相关逻辑端口地址100C；Attobahn远程网络目的地硬件资源(V-ROVER、Nano-ROVER、Atto-ROVER或数据中心核心交换机)地址104，其中连接应用的计算机系统；和与APP1相关的初始硬件资源地址109。
3.本地ASDS安全性进行认证检查以确定最终用户是否具有在APP 2处请求所需服务的权利。如果给予权利，那么本地ASDS将审批消息发送到APP 1。如果不给予权利，那么拒绝请求。同时，APPI使用获自本地ASDS的审批信息以激活对指定本地逻辑端口(LP3 100C)的加密201C过程以保护遍历端口的所有数据。
4.接着，AAPI 201B通过远程APP 2从本地ASDS发送消息；其相关逻辑端口LP3100C地址；Attobahn远程网络硬件资源(V-ROVER、Nano-ROVER、Atto-ROVER或数据中心核心交换机)地址，其中连接应用的计算机系统；和与远程网络装置ASDS的APP 1相关的初始硬件资源地址。
远程ASDS接收接入APP 2的消息且进行安全认证检查以查看请求APP 1是否具有接入APP 2的权利。如果请求APP 1经过批准，那么经由其指定的逻辑端口接入请求的APP2。如果APP 1请求不通过远程ASDS批准，那么拒绝接入APP 2。
5.在APP认证过程之后，远程AAPI打开到逻辑端口和APP 2的连接件。
6.针对请求APP 1指定的所有外出APP 2数据激活所选择的逻辑端口的加密过程。
7.一旦接通加密，远程AAPI发送回主机到主机通信服务(HHCS)控制消息以设置APP 1与APP 2之间的连接件。
8.HHCS连接件设置紧接着调用标记来自0-15编号顺序的每个单元帧的4位序号(SN)106。这个过程允许两个逻辑端口之间的至多16个未完成的单元帧和其跨Attobahn网络的相关应用程序通信。
9.每个单元帧在其通过远端逻辑端口接收时被确认。将确认(ACK)4-位字107发送到单元帧发起的发送端。ACK字为发送单元帧序号的精确副本。当单元帧与其序号一起发出时，相同序号值以ACK值发送回发起端。
如果发出范围介于0-15 4-位序号的十六帧且不返回范围内的0-15 4-位ACK号的确认且接收新顺序的0-15 4-位字，那么未接收到帧且通过APPI重新发射与丢失帧序号相关的丢失帧ACK号。
作为一实例，如果帧序号(SN)0-15，即0000到1111，通过网络从一个逻辑端口发送到远处接入装置逻辑端口。接收到序号0000到1110而非SN 1111，那么远处接入装置处的AAPI将发送回ACK号0000到1110而非1111，因为其不被接收。
当初始接入装置继续发送新的一组SN 0000到1111且远端在接收第一组ACK 1111之前开始发送回ACK号0000时，发起端处的AAPI将紧接着识别出未接收到与所述第一组十六帧相关的单元帧1111。一旦初始接入装置AAPI识别出未确认帧1111，其紧接着重新发射丢失帧。如图14和图15中所示出的这种单元帧顺序编号和确认过程是本发明的一实施例。
AAPI允许最多十六个未完成的帧，如作为本发明的一实施例的图16中所示出。发送的十六个帧的复本保存在存储器内直至其全部由远处的接入装置AAPI确认且ACK由初始接入装置AAPI接收。一旦这些帧已确认，那么初始装置将其从存储器中去除。
11如作为本发明的一实施例的图15和图16中所示出，每个单元帧伴有4个位的校验和以确保跨Attobahn网络的主机到主机通信的两端处接收的数据位的完整性。
12当远程装置上的应用程序需要跨网络与另一个应用程序通信时，重复步骤1到9中描述的过程，如作为本发明的一实施例的图11和图16中所示出。
6.面向连接的协议
Attobahn单元帧快速分组协议是面向连接的协议，如作为本发明的一实施例的图15和图16中所示出。单元帧由包含以下的10字节开销组成：全球代码102、区域代码103、目的地装置地址104、目的地逻辑端口100C、硬件端口号105、帧序号位106、确认位107、校验和位108和480位有效负载201A。
协议被设计成在每个单元帧的开销位中仅具有目的地装置地址104且在开销位中不携载初始装置地址。这种设计布置减少V-ROVER、Nano-ROVER、Atto-ROVER、质子交换机和核心交换机必须处理的信息量。在整个全部主机到主机通信中，将初始装置地址一次发送到目的地装置。
初始地址109含于单元帧有效负载前48个位中，如作为本发明的一实施例的图15中所示出。从ASDS到远程ASDS携载本地APP 1消息以请求接入以与AAP 2通信的第一单元帧含有初始装置地址109、与Attobahn ADMIN APP 100F(图6)相关的逻辑端口0、与APP 2ID信息相关的远程逻辑端口100C。
经由连接到逻辑端口0 100C的Attobahn ADMIN PP将初始地址放置到初始单元帧有效负载前48个位中，如作为本发明的一实施例发图6中所示出。逻辑端口0地址100C同样被分配到发送到远程接入装置的第一单元帧的位49到57中。一旦在远端处接收初始地址且建立主机到主机通信，针对APP 1与APP 2之间的通信持续时间连接两个逻辑端口100C。此连接件允许两个Attobahn装置仅使用每个装置的目的地址以在其之间发送数据(单元帧)。不再需要来自APP 1的初始地址，这是因为应用程序之间的连接件保持向上直至实现其目的且向下撕掉连接件。
ADMIN应用程序仅用于发送网络管理数据，例如初始硬件地址、网络公共消息和成员公告网络运行状态更新等。
V-ROVER设计
1.物理接口
作为本发明实施例，图17A和17B示出实际尺寸为5英寸长、3英寸宽以及1/2英寸高的病毒轨道车辆V-ROVER通信装置200。装置具有在装置的正面上带玻璃显示屏幕203的硬式耐用塑料罩盖外壳202。装置配备有最少8个物理端口206，所述端口可从局域网(LAN)接口接受介于64Kbps到10GBps范围内的高速数据流，这不限于USB端口且可以是：高清多媒体接口(HDMI)端口、以太网端口、RJ45模块化连接器、IEEE1394接口(也称为火线)和/或承载来自Attobahn应用程序可编程接口(AAPI)的TCP/IP包或数据流、PCM语音或IP承载语音(VOIP)或视频IP包的短程通信端口，例如蓝牙、Zigbee、近场通信或红外接口。
V-ROVER装置具有用于充电器电缆的DC电源端口204以允许对装置中的电池充电。装置设计有高频RF天线220，其允许接收和传输介于30到3300GHz的范围内的频率。为了允许与WiFi和WiGi、蓝牙以及其它下层频率系统通信，装置具有用于接收和传输那些信号的第二天线208。
ADS监测和观看级别指示器
如作为本发明实施例的图17A中所示，V-ROVER在玻璃显示器的正面上具有配备有三个LED灯/指示器的三个倾斜凹孔280。这些灯用作针对其内的由家庭、企业办公室或车辆接收方/用户观看的广告(ADS)的级别的指示器。
LED灯/指示器ADS指示器按以下方式操作：
1.在Attobahn宽带网络服务的用户每月暴露于特定高数目的ADS时，灯/指示器ALED照亮。
2.在Attobahn宽带网络服务的用户每月暴露于特定中等数目的ADS时，灯/指示器B LED照亮。
3.在Attobahn宽带服务的用户每月暴露于特定低数目的ADS时，灯/指示器C LED照亮。
这些LED由定位于逻辑端口13Attobahn Ads应用程序地址EXT＝.00D、唯一地址.EXT＝32F310E2A608FF.00D上的APPI的ADS应用程序控制。ADS应用程序将ADS视图(文字、图像和视频)驱动到观看者显示屏幕(手机、智能手机、平板电脑、笔记本电脑、PC、TV、VR、游戏系统等)，且设计有ADS计数器，所述ADS计数器跟踪在这些显示器上示出的每一AD。在显示的ADS量满足特定阈值时，计数器馈送三个LED以开启和关闭所述三个LED。这些显示器让用户在任何给定时刻知道他们暴露于多少ADS。这一AD监测和指示级别是V-ROVER装置上的本发明实施例。
如作为本发明实施例的图8中展示，ADS应用程序还提供待显示在终端用户的显示屏幕(手机、智能手机、平板电脑、笔记本电脑、PC、TV、VR、游戏系统等)上的ADS监测和观看级别指示器。ADS监测和观看级别指示器(AMVI)呈竖直条形式显示在用户屏幕上，所述竖直条将其自身叠加在屏幕上示出的任何内容上。AMVI竖直条遵循与在V-ROVER、Nano-ROVER和Atto-ROVER的正面玻璃斜面上显示的颜色相同的颜色指示。竖直条AMVI设计成如下显示在用户屏幕上：
1.在Attobahn宽带网络服务的用户每月暴露于特定高数目的ADS时，竖直条上的灯/指示器A点亮(同时灯/指示器B和C保持暗淡)。
2.在Attobahn宽带网络服务的用户每月暴露于特定中等数目的ADS时，竖直条上的灯/指示器B点亮(同时灯/指示器A和C保持暗淡)。
3.在Attobahn宽带网络服务的用户每月暴露于特定低数目的ADS时，竖直条上的灯/指示器C点亮(同时灯/指示器A和B保持暗淡)。
2.物理连接
作为本发明实施例，图18示出V-ROVER装置端口206、WiFi和WiGi、蓝牙和其它下层频率天线208以及高频RF天线220与以下之间的物理连接：1)终端用户装置和系统，但不限于笔记本电脑、手机、路由器、动力学系统、游戏控制台、台式计算机PC、LAN交换机、服务器、4K/5K/8K超高清TV等；以及2)质子交换机。
3.内部系统
作为本发明实施例，图19示出V-ROVER通信装置200的内部操作。终端用户数据、语音和视频信号进入装置端口206和低频天线(WiFi和WiGi、蓝牙等)208且使用高度稳定计时系统805C以及其内部振荡器805B和锁相环805A计时到单元成帧和交换系统中，所述锁相环参考从调制解调器220接收数字流解调器区段获得的恢复计时信号。一旦终端用户信息计时到单元成帧系统中，所述终端用户信息就封装成病毒分子网络单元成帧格式，其中位于在本地和远程Attobahn网络装置(参见图15和16以获得更详细的初始地址信息)之间的主机-主机通信的帧1的初始地址以及使用4字节/位的半字节的目的地端口48位数目(6字节)模式地址标头插入在单元帧10字节标头中。终端用户信息流破碎成附有其10字节标头的60字节有效负载单元。
如作为本发明实施例的图19中所示出，单元帧放置到病毒轨道车辆(V-ROVER、Nano-ROVER和Atto-ROVER)高速总线上且传递到IWIC芯片210的单元交换区段。如果业务在原子分子域内本地停留，那么IWIC芯片交换所述单元且将其经由高速总线发送到ASM 212并放置到特定轨道时隙(OTS)214中，以用于将信号传输到质子交换机或其邻近病毒轨道车辆中的一个。在单元帧穿过ASM之后，所述单元帧提交到调制解调器220的4096比特QAM调制器。ASM产生四个高速数字流，所述高速数字流发送到调制解调器且在单独地调制之后，每一数字流发送到四个中频(IF)信号中。四个IF发送到RF系统220A混频器平台，其中IF频率与其RF载波混频(四个RF载波/病毒轨道车辆装置)且在天线208上发射。
4.TDMA ASM成帧和时隙
作为本发明实施例，图20示出ASM 212成帧格式，其由0.25微秒的轨道时隙(OTS)214组成，在所述时间段内移动10,000比特。0.25微秒的十(10)个OTS 214A帧构成一个具有2.5微秒的轨道时段的ASM帧。ASM电路每秒移动400,000ASM帧212A。OTS 10,000比特每0.25微秒产生40GBps。这一成帧格式跨病毒分子网络产生在病毒轨道车辆、质子交换机和核心交换机中。这些帧中的每一个放置到与质子交换机和邻近ROVER两个通信的时分多址(TDMA)帧的时隙中。
5.V-ROVER系统示意图
图21是作为本发明实施例的V-ROVER设计电路示意图的图解，提供所述装置的内部组件的详细布局。八(8)个数据端口206配备有10GBps的输入计时速度，其与来自网络铯束振荡器的导出/恢复时钟信号同步，稳定性为10万亿分之一。每一端口接口提供高度稳定计时信号805C以开始或暂停对来自终端用户系统的数据信号的计时。
终端用户端口接口
V-ROVER的端口206由以下组成：一(1)个到八(8)个物理USB；(HDMI)；以太网端口、RJ45模块化连接器；IEEE 1394接口(也称为火线)和/或短程通信端口，例如蓝牙、Zigbee、近场通信、WiFi和WiGi以及红外接口。这些物理端口接收终端用户信息。客户信息来自：计算机，可以是笔记本电脑、台式计算机、服务器、大型主机或超级计算机；平板电脑，经由WiFi或直接电缆连接；手机；语音音频系统；来自视频服务器的分布和广播视频；广播TV；广播无线电台立体声、音频播音员视频以及无线电社交媒体数据；Attobahn移动手机通话；新闻TV演播室质量TV系统视频信号；3D体育活动TV相机信号、4K/5K/8K超高清TV信号；电影下载信息信号；现场实时TV新闻报道视频流；广播电影影院网络视频信号；局域网数字流；游戏控制台；虚拟现实数据；动力学系统数据；互联网TCP/IP数据；非标准数据；住宅和商业建筑安全系统数据；遥控遥测系统信息，用于远程机器人制造机器装置信号和命令；建筑管理和操作系统数据；物联网数据流，包含(但不限于)家用电子系统和装置；家用电器管理和控制信号；工厂车间机械系统性能监测、管理；以及控制信号数据；个人电子装置数据信号等。
微寻址分配交换表(MAST)
V-ROVER端口经由小型缓冲器240计时每一数据类型，所述小型缓冲器负责传入数据信号和计时信号相位差。一旦数据信号与V-ROVER计时信号同步，单元帧系统(CFS)241就使单元帧目的地址的复本脱离脚本且将其发送到微寻址分配交换表(MAST)系统250。MAST随后确定目的地址装置ROVER是否在相同分子域(400V-ROVER、Nano-ROVER以及Atto-ROVER)内作为初始地址ROVER装置。
如果初始地址和目的地址在相同域中，那么经由四个40GBps中继端口242中的任一个来交换单元帧，其中所述帧发射到质子交换机或邻近ROVER。如果单元帧目的地址不在相同分子域中作为初始地址ROVER装置，那么单元交换机将帧交换到中继端口1和2，所述中继端口连接到控制分子域的两个质子交换机。
将其目的地址ROVER装置并不在本地分子域内的帧自动地发送到网络的质子交换层(PSL)的设计将减少通过网络的交换时延。如果这种帧交换到邻近ROVER中的一个，代替直接进入到质子交换机，那么帧在其离开分子域到其在另一域中的最终目的地前将必须通过许多ROVER装置。
交换吞吐量
作为本发明实施例的V-ROVER单元帧交换结构使用在2TBps下运行的四(4)个独立总线243。这一布置为每一V-ROVER单元交换机提供8GBps的组合交换吞吐量。交换机可在平均280皮秒内移动任何单元帧进出所述交换机。交换机可在小于5毫秒内清空数据的40GBps中继242中的任一个。四(4)个40GBps数据中继242数字流通过4×40GHz高度稳定铯束800(图107)参考源时钟信号来计时进入或离开单元交换机，这是本发明一实施例。
阿托秒复用(ASM)
V-ROVER ASM四个中继信号经由加密系统201C馈送到阿托秒复用器(ASM)244中。ASM将4×40GBps数据流放置到轨道时隙(OTS)帧中，如图19中所展示。ASM端口245一(1)个和两(2)个输出数字流插入到TDMA时隙中，随后发送到QAM调制器246以用于在毫米波射频(RF)链路上发射。ASM从QAM解调器接收TDMA数字帧，将针对其V-ROVER和OTS指定的TDMA时隙信号解复用回到40GBps数据流中。单元交换中继端口242监测来自两个质子交换机(总是在ASM端口1和2以及单元交换机T1和T2上)的传入单元帧以及两个邻近ROVER(总是在ASM端口3和4以及单元交换机T3和T4上)。
单元交换中继监测单元帧中的四个传入40GBps数据流48位目的地址且将其发送到MAST 250。MAST检查地址且在识别本地ROVER的地址时，MAST读取3位物理端口地址且发指令给交换机以将那些单元帧交换到其指定端口。
在MAST确定48位目的地址不用于其本地ROVER或其邻近者中的一个时，那么其发指令给交换机以将那一单元帧朝向两个质子交换机中的一个交换到T1或T2。如果地址是邻近ROVER中的一个，那么MAST发指令给交换机以将单元帧交换到指定邻近ROVER。
链路加密
V-ROVER ASM两个中继终止于链路加密系统201D。链路加密系统是在位于如图6中所示出的AAPI下的应用程序加密系统下方的额外安全层。
作为本发明实施例的如图21中所示出的链路加密系统对来自ASM的所有四个V-ROVER的40GBps数据流进行加密。这一过程确保在Attobahn数据遍历毫米波频谱时网络对手不能查看所述Attobahn数据。链路加密系统使用ROVER、质子交换机以及核心交换机之间的私用密钥密码。这一加密系统至少满足AES加密级别，但在以下方面上超过所述AES加密级别：在网络的接入网络层、质子交换层以及核心交换层之间实施所述加密方法。
QAM调制解调器
本发明实施例的如图21中所示出的V-ROVER正交振幅调制解调器(QuadratureAmplitude Modem；QAM)246是四区段调制器和解调器。每一区段接受40GBps的数字基带信号，所述数字基带信号调制由本地铯束参考振荡器电路805ABC生成的30GHz到3300GHz载波信号。
QAM调制解调器最大数字带宽容量
V-ROVER QAM调制器使用64-4096比特正交自适应调制方案。调制器使用允许传输比特率根据毫米波RF传输链路信噪比(S/N)的情况而变化的自适应方案。调制器监测接收S/N比且当这一水平满足其最低预定阈值时，QAM调制器将比特调制增大到其最大的4096比特格式，从而引起12:1符号率。因此，对于每一赫兹的带宽，系统可发射12比特。这一布置允许V-ROVER具有12×24GHz(当使用带宽240GHz载波时)＝288GBps的最大数字带宽容量。采用所有四个V-ROVER 240GHz载波，在240GHz的载波频率下所述ROVER的全容量是4×288GBps＝1.152TBps。
在整个30-3300GHz的Attobahn毫米波RF信号操作的全谱中，在最大4096比特QAM下V-ROVER的范围将是：
30GHz载波，3GHz带宽：12×3GHz×4载波信号＝144吉比特/秒(GBps)
3300GHz，330GHz带宽：12×330GHz×4载波信号＝15.84太比特/秒(TBps)
因此，V-ROVER具有15.84TBps的最大数字带宽容量。
QAM调制解调器最小数字带宽容量
V-ROVER QAM调制器监测接收S/N比且当这一水平满足其最高预定阈值时，QAM调制器将比特调制减小到其最小的64比特格式，从而引起6:1符号率。因此，对于每一赫兹的带宽，系统可发射6比特。这一布置允许V-ROVER具有6×24GHz(当使用带宽240GHz载波时)＝1.44GBps的最大数字带宽容量。采用所有四个V-ROVER 240GHz载波，在240GHz的载波频率下所述ROVER的全容量是4×1.44GBps＝5.76GBps。
在整个30-3300GHz的Attobahn毫米波RF信号操作的全谱中，在最小64比特QAM下V-ROVER的范围将是：
30GHz载波，3GHz带宽：6×3GHz×4载波信号＝72吉比特/秒(GBps)
3300GHz，330GHz带宽：6×330GHz×4载波信号＝7.92太比特/秒(TBps)
因此，V-ROVER具有7.92TBps的最小数字带宽容量。
因此，V-ROVER在整个30GHz到3300GHz的毫米和超高频率范围中的数字带宽范围是72GBps到15.84TBps。V-ROVER QAM调制解调器自动地调整调制器在64比特到4096比特之间的其星座点。如果星座点保持相同，那么当S/N减小时，所接收的数字比特的误码率增大。因此，调制器设计成随着S/N比水平协调地减小其星座点、符号率，因此维持在更宽带宽上用于优质服务传递的误码率。这一动态性能设计允许Attobahn的数据服务在高质量下缓慢地操作而不使终端用户意识到服务性能的降低。
调制解调器数据性能管理
作为本发明实施例的V-ROVER QAM调制器数据管理分离器(Data ManagementSplitter；DMS)248电路监测调制器链路的性能且使四(4)个RF链路S/N比中的每一个与适用于调制方案的符号率相关。调制器同时承受链路劣化和后续符号率减小，紧接着减少(throttle back)指派给劣化链路的数据，且将其数据业务分流到较佳执行的调制器。
因此，如果1号调制器检测到其RF链路劣化，那么调制解调器系统从那一劣化的调制器取走业务并将其导入到2号调制器以跨越网络发射。这一设计布置允许V-ROVER系统甚至在传输链路劣化期间极有效地管理其数据业务且维持系统性能。DMS在其将数据信号分离成用于QAM调制过程的同相(I)和90°异相、正交(Q)电路251的两个串流前执行这些数据管理功能。
解调器
V-ROVER QAM解调器252在其调制器的反向中起作用。其接受来自RF低噪声放大器(Low Noise Amplifier；LNA)254的RF I-Q信号且将所述RF I-Q信号馈送到I-Q电路255，在所述I-Q电路中初始组合的数字在解调后在一起。解调器追踪传入I-Q信号符号率且将自身自动地调整到传入速率且在正确数字速率下和谐地解调信号。因此，如果RF传输链路劣化且调制器将符号率从其最大4096比特率降低到64比特率，那么解调器自动地追踪较低符号率且在较低速率下解调数字比特。这一布置确保通过暂时降低数字比特率来维持端到端数据连接的质量直到链路性能提高为止。
V-ROVER RF电路
V-ROVER毫米波(mmW)射频(RF)电路247A设计成在30GHz到3300GHz范围内操作且在各种气候条件下以1/1十亿到1/1万亿的误码率(BER)来传递宽带数字数据。
mmW RF发射器
V-ROVER mmW RF发射器(TX)平台247由高频上变频器混频器251A组成，所述高频上变频器混频器允许频率范围为30GHz到3300GHz的本地振荡器频率(LO)与具有RF 30GHZ到330GHz载波信号的3GHz到330GHz带宽基带I-Q调制解调器信号混频。将混频器RF调制的载波信号馈送到超高频(30-3300GHz)发射器放大器253。mmW RF TX具有1.5dB到20dB的功率增益。将TX放大器输出信号馈送到矩形mmW波导256。波导连接到本发明实施例的mmW360°圆形天线257。
mmW RF接收器
作为本发明实施例的图21示出由mmW 360°天线257组成的V-ROVER mmW接收器(RX)平台247A，所述mmW 360°天线连接到接收矩形mmW波导256。传入mmWRF信号由360°天线接收，其中所接收的mmW 30GHz到3300GHz信号经由矩形波导发送到具有高达30dB增益的低噪声放大器(LNA)254。
在信号离开LNA后，所述信号穿过接收器带通滤波器254A且馈送到高频混频器。高频下变频器混频器252A允许频率范围为30GHz到3300GHz的本地振荡器频率(localoscillator frequency；LO)将I和Q相位振幅30GHz到3300GHz的载波信号解调回到3GHz到330GHz的基带带宽。将带宽基带I-Q信号255馈送到64-4096QAM解调器252，在所述解调器中将分离I-Q数字数据信号组合回到初始单一40GBps数据流中。QAM解调器252将四(4)个40GBps数据流馈送到解密电路且经由ASM馈送到单元交换机。
V-ROVER计时和同步电路
图21示出由从恢复时钟信号805接收其参考控制电压的锁相环(PLL)电路805A控制的V-ROVER内部振荡器805ABC。恢复时钟信号来源于从LNA输出接收的mmWRF信号。所接收的mmW RF信号是样本且如作为本发明实施例的图21中所示出的由RF-数字转换器805E转换成数字脉冲。
由V-ROVER接收的mmW RF信号来自质子交换机或位于同一域中的邻近ROVER。由于每一域的装置(质子交换机和ROVER)RF和数字信号参考上行链路核心交换机，且核心交换机参考如作为本发明实施例的图107中所示出的国内骨干和全球网关核心交换机，因此每一质子交换机和ROVER实际上参考铯原子束高稳定性振荡系统。由于铯原子束振荡系统参考全球定位卫星(GPS)，因此其是指全球所有的Attobahn系统参考GPS。
这种计时和同步设计使得在世界范围内每一核心交换机、质子交换机、V-ROVER、Nano-ROVER、Atto-ROVER和Attobahn辅助通信系统(诸如光纤终端和网关路由器)中的所有数字计时振荡器均参考GPS。
来源于V-ROVER mmW RF信号的参考GPS计时信号与在其正弦波的0°到360°之间的于全球网络控制中心(GNCC)原子铯振荡器处所接收的GPS参考信号相位一致地改变PLL输出电压。PLL输出电压控制V-ROVER本地振荡器的输出频率，所述输出频率实际上与参考GPS的GNCC处的原子铯时钟同步。
V-ROVER计时系统配备有倍频器和分频器电路以将不同时钟频率提供到系统的以下区段：
1.RF混频/上变频器/下变频器1×30-3300GHz
2.QAM调制解调器1×30-3300GHz信号
3.单元交换机4×2THz信号
4.ASM 4×40GHz信号
5.终端用户端口8×10GHz-20GHz信号
6.CPU和云端存储1×2GHz信号
7.WiFi和WiGi系统1×5GHz和1×60GHz信号
V-ROVER计时系统设计确保Attobahn数据信息与原子铯时钟源和GPS完全地同步，使得整个网络中的所有应用程序与根本上使误码最小化且明显改进服务性能的网络基础设施以数字方式同步。
V-ROVER多核处理器和服务
V-ROVER配备有双四核4GHz、8GB ROM，管理云端存储服务、网络管理数据和各种管理功能(诸如装置中的系统配置、报警消息显示和用户服务显示)的500GB存储CPU。
CPU监测系统性能信息且经由逻辑端口1(图6)Attobahn网络管理端口(ANMP)EXT.001将信息传送到ROVER网络管理系统(RNMS)。最终用户具有与V-ROVER交互以设置密码、接入服务、购买展示、与客户服务通信等的触摸屏界面。
Attobahn终端用户服务应用程序管理器在V-ROVER CPU上运行。终端用户服务应用程序管理器与存在于终端用户台式计算机PC、笔记本电脑、平板电脑、智能手机、服务器、视频游戏台等上的Attobahn应用程序介接和通信。以下终端用户个人服务和管理功能在CPU上运行：
1.个人信息邮件
2.个人社交媒体
3.个人信息娱乐
4.个人云端
5.手机通话服务
6.新电影发行服务下载存储/删除管理
7.广播音乐服务
8.广播TV服务
9.在线WORD、SPREAD SHEET、DRAW和DATABASE
10.习惯性应用程序服务
11.GROUP按次付费服务
12.音乐会按次付费
12.在线虚拟现实
13.在线视频游戏服务
14.Attobahn广告显示服务管理(横幅和视频淡入和淡出)
15.AttoView面板管理
16.伙伴服务管理
17.按次付费管理
18.视频下载存储/删除管理
19.常用应用程序(谷歌、脸谱网、推特、亚马逊、What's Up等)
这些服务、云服务接入以及存储管理中的每一个均由V-ROVER CPU中的云端应用程序(Cloud APP)控制。
Nano-ROVER设计
1.物理接口
作为本发明实施例，图22A和22B示出实际尺寸为5英寸长、3英寸宽以及1/2英寸高的病毒轨道车辆Nano-ROVER通信装置200。装置具有在装置的正面上带玻璃显示屏幕203的硬式耐用塑料罩盖外壳202。装置配备有最少4个物理端口206，所述端口可从局域网(LAN)接口接受介于64Kbps到10GBps范围内的高速数据流，这不限于USB端口且可以是：高清多媒体接口(HDMI)端口、以太网端口、RJ45模块化连接器、IEEE 1394接口(也称为火线)和/或承载来自应用程序可编程接口(AAPI)的TCP/IP包或数据流、PCM语音或IP承载语音(VOIP)或视频IP包的短程通信端口，例如蓝牙、Zigbee、近场通信或红外接口。
Nano-ROVER装置具有用于充电器电缆的DC电源端口204以允许对装置中的电池充电。装置设计有高频RF天线220，其允许接收和传输介于30到3300GHz的范围内的频率。为了允许与WiFi和WiGi、蓝牙以及其它下层频率系统通信，装置具有用于接收和传输那些信号的第二天线208。
ADS监测和观看级别指示器
如作为本发明实施例的图22A中所示，Nano-ROVER在玻璃显示器的正面上具有配备有三个LED灯/指示器的三个倾斜凹孔280。这些灯用作针对其内的由家庭、企业办公室或车辆接收方/用户观看的广告(ADS)的级别的指示器。
LED灯/指示器ADS指示器按以下方式操作：
1.在Attobahn宽带网络服务的用户每月暴露于特定高数目的ADS时，灯/指示器ALED照亮。
2.在Attobahn宽带网络服务的用户每月暴露于特定中等数目的ADS时，灯/指示器B LED照亮。
3.在Attobahn宽带服务的用户每月暴露于特定低数目的ADS时，灯/指示器C LED照亮。
这些LED由定位于逻辑端口13Attobahn Ads应用程序地址EXT＝.00D、唯一地址.EXT＝32F310E2A608FF.00D上的APPI的ADS应用程序控制。ADS应用程序将ADS视图(文字、图像和视频)驱动到观看者显示屏幕(手机、智能手机、平板电脑、笔记本电脑、PC、TV、VR、游戏系统等)，且设计有ADS计数器，所述ADS计数器跟踪在这些显示器上示出的每一AD。在显示的ADS量满足特定阈值时，计数器馈送三个LED以开启和关闭所述三个LED。这些显示器让用户在任何给定时刻知道他们暴露于多少ADS。这一AD监测和指示级别是Nano-ROVER装置上的本发明实施例。
如作为本发明实施例的图8中展示，ADS应用程序还提供待显示在终端用户的显示屏幕(手机、智能手机、平板电脑、笔记本电脑、PC、TV、VR、游戏系统等)上的ADS监测和观看级别指示器。ADS监测和观看级别指示器(AMVI)呈竖直条形式显示在用户屏幕上，所述竖直条将其自身叠加在屏幕上示出的任何内容上。AMVI竖直条遵循与在V-ROVER、Nano-ROVER和Atto-ROVER的正面玻璃斜面上显示的颜色相同的颜色指示。竖直条AMVI设计成如下显示在用户屏幕上：
1.在Attobahn宽带网络服务的用户每月暴露于特定高数目的ADS时，竖直条上的灯/指示器A点亮(同时灯/指示器B和C保持暗淡)。
2.在Attobahn宽带网络服务的用户每月暴露于特定中等数目的ADS时，竖直条上的灯/指示器B点亮(同时灯/指示器A和C保持暗淡)。
3.在Attobahn宽带网络服务的用户每月暴露于特定低数目的ADS时，竖直条上的灯/指示器C点亮(同时灯/指示器A和B保持暗淡)。
2.物理连接
作为本发明实施例，图23示出Nano-ROVER装置端口206、WiFi和WiGi、蓝牙和其它下层频率天线208以及高频RF天线220与以下之间的物理连接：1)终端用户装置和系统，但不限于笔记本电脑、手机、路由器、动力学系统、游戏控制台、台式计算机PC、LAN交换机、服务器、4K/5K/8K超高清TV等；以及2)质子交换机。
3.内部系统
作为本发明实施例，图24示出Nano-ROVER通信装置200的内部操作。终端用户数据、语音和视频信号进入装置端口206和低频天线(WiFi和WiGi、蓝牙等)208且使用高度稳定计时系统805C以及其内部振荡器805B和锁相环805A计时到单元成帧和交换系统中，所述锁相环参考从调制解调器220接收数字流解调器区段获得的恢复计时信号。一旦终端用户信息计时到单元成帧系统中，所述终端用户信息就封装成病毒分子网络单元成帧格式，其中位于在本地和远程Attobahn网络装置(参见图15和16以获得更详细的初始地址信息)之间的主机-主机通信的帧1的初始地址以及使用4字节/位的半字节的目的地端口48位数目(6字节)模式地址标头插入在单元帧10字节标头中。终端用户信息流破碎成附有其10字节标头的60字节有效负载单元。
如作为本发明实施例的图24中所示出，单元帧放置到Nano-ROVER高速总线上且传递到IWIC芯片210的单元交换区段。如果业务在原子分子域内本地停留，那么IWIC芯片交换所述单元且将其经由高速总线发送到ASM 212并放置到特定轨道时隙(OTS)214中，以用于将信号传输到质子交换机或其邻近病毒轨道车辆中的一个。在单元帧穿过ASM之后，所述单元帧提交到调制解调器220的4096比特QAM调制器。ASM产生两(2)个高速数字流，所述高速数字流发送到调制解调器且在单独地调制之后，每一数字流发送到两个中频(IF)信号中。两个IF发送到RF系统220A混频器平台，其中IF频率与其RF载波混频(两个RF载波/病毒轨道车辆装置)且在天线208上发射。
4.TDMA ASM成帧和时隙
作为本发明实施例，图20示出Nano-ROVER ASM 212成帧格式，其由0.25微秒的轨道时隙(OTS)214组成，在所述时间段内移动10,000比特。0.25微秒的十(10)个OTS 214A帧构成一个具有2.5微秒的轨道时段的ASM帧。ASM电路每秒移动400,000ASM帧212A。OTS 10,000比特每0.25微秒产生40GBps。这一成帧格式跨病毒分子网络产生在病毒轨道车辆、质子交换机和核心交换机中。这些帧中的每一个放置到与质子交换机和邻近ROVER两个通信的时分多址(TDMA)帧的时隙中。
5.Nano-ROVER系统示意图
图25是作为本发明实施例的Nano-ROVER设计电路示意图的图解，提供所述装置的内部组件的详细布局。四(4)个数据端口206配备有10GBps的输入计时速度，其与来自网络铯束振荡器的导出/恢复时钟信号同步，稳定性为10万亿分之一。每一端口接口提供高度稳定计时信号805C以开始或暂停对来自终端用户系统的数据信号的计时。
终端用户端口接口
Nano-ROVER的端口206由以下组成：一(1)个到两(2)个物理USB；(HDMI)；以太网端口、RJ45模块化连接器；IEEE 1394接口(也称为火线)和/或短程通信端口，例如蓝牙、Zigbee、近场通信、WiFi和WiGi以及红外接口。这些物理端口接收终端用户信息。
客户信息来自：计算机，可以是笔记本电脑、台式计算机、服务器、大型主机或超级计算机；平板电脑，经由WiFi或直接电缆连接；手机；语音音频系统；来自视频服务器的分布和广播视频；广播TV；广播无线电台立体声、音频播音员视频以及无线电社交媒体数据；Attobahn移动手机通话；新闻TV演播室质量TV系统视频信号；3D体育活动TV相机信号、4K/5K/8K超高清TV信号；电影下载信息信号；现场实时TV新闻报道视频流；广播电影影院网络视频信号；局域网数字流；游戏控制台；虚拟现实数据；动力学系统数据；互联网TCP/IP数据；非标准数据；住宅和商业建筑安全系统数据；遥控遥测系统信息，用于远程机器人制造机器装置信号和命令；建筑管理和操作系统数据；物联网数据流，包含(但不限于)家用电子系统和装置；家用电器管理和控制信号；工厂车间机械系统性能监测、管理；以及控制信号数据；个人电子装置数据信号等。
微寻址分配交换表(MAST)
Nano-ROVER端口经由小型缓冲器240计时每一数据类型，所述小型缓冲器负责传入数据信号和计时信号相位差。一旦数据信号与Nano-ROVER计时信号同步，单元帧系统(CFS)241就使单元帧目的地址的复本脱离脚本且将其发送到微寻址分配交换表(MAST)系统250。MAST随后确定目的地址装置ROVER是否在相同分子域(400V-ROVER、Nano-ROVER以及Atto-ROVER)内作为初始地址ROVER装置。
如果初始地址和目的地址在相同域中，那么经由两个40GBps中继端口242中的任一个来交换单元帧，其中所述帧发射到质子交换机或邻近ROVER。如果单元帧目的地址不在相同分子域中作为初始地址ROVER装置，那么单元交换机将帧交换到中继端口1，所述中继端口连接到控制分子域的质子交换机。
将其目的地址ROVER装置并不在本地分子域内的帧自动地发送到网络的质子交换层(PSL)的设计将减少通过网络的交换时延。如果这种帧交换到邻近ROVER中的一个，代替直接进入到质子交换机，那么帧在其离开分子域到其在另一域中的最终目的地前将必须通过许多ROVER装置。
交换吞吐量
作为本发明实施例的单元帧交换结构使用在2TBps下运行的两(2)个独立总线243。这一布置为每一Atto-ROVER单元交换机提供4GBps的组合交换吞吐量。交换机可在平均280皮秒内移动任何单元帧进出所述交换机。交换机可在小于5毫秒内清空数据的40GBps中继242中的任一个。两(2)个40GBps数据中继242数字流通过2×40GHz高度稳定铯束800(图84)参考源时钟信号来计时进入或离开单元交换机，这是本发明一实施例。
阿托秒复用(ASM)
两个中继信号经由加密系统201C馈送到阿托秒复用器(ASM)244中。ASM将2×40GBps数据流放置到轨道时隙(OTS)帧中，如图20中所展示。ASM端口245一(1)个和两(2)个输出数字流插入到TDMA时隙中，随后发送到QAM调制器246以用于在毫米波射频(RF)链路上发射。ASM从QAM解调器接收TDMA数字帧，将针对其Nano-ROVER和OTS指定的TDMA时隙信号解复用回到40GBps数据流中。单元交换中继端口242监测来自质子交换机(总是在ASM端口1和单元交换机T1上)的传入单元帧以及一个邻近ROVER(总是在ASM端口2和单元交换机T2上)。
Nano-ROVER单元交换中继监测单元帧中的两个传入40GBps数据流48位目的地址且将其发送到MAST 250。MAST检查地址且在识别本地ROVER的地址时，MAST读取3位物理端口地址且发指令给交换机以将那些单元帧交换到其指定端口。
在MAST确定48位目的地址不用于其本地ROVER或其邻近者时，那么其发指令给交换机以将那一单元帧朝向质子交换机交换到T1。如果地址是用于邻近ROVER，那么MAST发指令给交换机以将单元帧交换到指定邻近ROVER。
链路加密
Nano-ROVER ASM两个中继终止于链路加密系统201D。链路加密系统是在位于如图6中所示出的AAPI下的应用程序加密系统下方的额外安全层。
作为本发明实施例的如图25中所示出的链路加密系统对来自ASM的两个Nano-ROVER的40GBps数据流进行加密。这一过程确保在Attobahn数据遍历毫米波频谱时网络对手不能查看所述Attobahn数据。链路加密系统使用ROVER、质子交换机以及核心交换机之间的私用密钥密码。这一加密系统至少满足AES加密级别，但在以下方面上超过所述AES加密级别：在网络的接入网络层、质子交换层以及核心交换层之间实施所述加密方法。
QAM调制解调器
本发明实施例的如图25中所示出的Nano-ROVER正交振幅调制解调器(QuadratureAmplitude Modem；QAM)246是二区段调制器和解调器。每一区段接受40GBps的数字基带信号，所述数字基带信号调制由本地铯束参考振荡器电路805ABC生成的30GHz到3300GHz载波信号。
QAM调制解调器最大数字带宽容量
Nano-ROVER QAM调制器使用64-4096比特正交自适应调制方案。调制器使用允许传输比特率根据毫米波RF传输链路信噪比(S/N)的情况而变化的自适应方案。调制器监测接收S/N比且当这一水平满足其最低预定阈值时，QAM调制器将比特调制增大到其最大的4096比特格式，从而引起12:1符号率。因此，对于每一赫兹的带宽，系统可发射12比特。这一布置允许Nano-ROVER具有12×24GHz(当使用带宽240GHz载波时)＝288GBps的最大数字带宽容量。采用两个Nano-ROVER 240GHz载波，在240GHz的载波频率下Nano-ROVER的全容量是2×288GBps＝576GBps。
在整个30-3300GHz的Attobahn毫米波RF信号操作的全谱中，在最大4096比特QAM下Nano-ROVER的范围将是：
30GHz载波，3GHz带宽：12×3GHz×2载波信号＝72吉比特/秒(GBps)
3300GHz，330GHz带宽：12×330GHz×2载波信号＝7.92太比特/秒(TBps)
因此，Nano-ROVER具有7.92TBps的最大数字带宽容量。
QAM调制解调器最小数字带宽容量
Nano-ROVER QAM调制器监测接收S/N比且当这一水平满足其最高预定阈值时，QAM调制器将比特调制减小到其最小的64比特格式，从而引起6:1符号率。因此，对于每一赫兹的带宽，系统可发射6比特。这一布置允许Nano-ROVER具有6×24GHz(当使用带宽240GHz载波时)＝1.44GBps的最大数字带宽容量。采用两个Nano-ROVER 240GHz载波，在240GHz的载波频率下所述ROVER的全容量是2×1.44GBps＝2.88GBps。
在整个30-3300GHz的Attobahn毫米波RF信号操作的全谱中，在最小64比特QAM下V-ROVER的范围将是：
30GHz载波，3GHz带宽：6×3GHz×2载波信号＝36吉比特/秒(GBps)
3300GHz，330GHz带宽：6×330GHz×2载波信号＝3.96太比特/秒(TBps)
因此，Nano-ROVER具有3.96TBps的最小数字带宽容量。因此，Nano-ROVER在整个30GHz到3300GHz的毫米和超高频率范围中的数字带宽范围是36GBps到7.92TBps。
Nano-ROVER QAM调制解调器自动地调整调制器在64比特到4096比特之间的其星座点。如果星座点保持相同，那么当S/N减小时，所接收的数字比特的误码率增大。因此，调制器设计成随着S/N比水平协调地减小其星座点、符号率，因此维持在更宽带宽上用于优质服务传递的误码率。这一动态性能设计允许Attobahn的数据服务在高质量下缓慢地操作而不使终端用户意识到服务性能的降低。
调制解调器数据性能管理
作为本发明实施例的Nano-ROVER调制器数据管理分离器(Data ManagementSplitter；DMS)248电路监测调制器链路的性能且使两(2)个RF链路S/N比中的每一个与适用于调制方案的符号率相关。调制器同时承受链路劣化和后续符号率减小，紧接着减少(throttle back)指派给劣化链路的数据，且将其数据业务分流到较佳执行的调制器。
因此，如果1号调制器检测到其RF链路劣化，那么调制解调器系统从那一劣化的调制器取走业务并将其导入到2号调制器以跨越网络发射。这一设计布置允许Nano-ROVER系统甚至在传输链路劣化期间极有效地管理其数据业务且维持系统性能。DMS在其将数据信号分离成用于QAM调制过程的同相(I)和90°异相、正交(Q)电路251的两个串流前执行这些数据管理功能。
解调器
Nano-ROVER QAM解调器252在其调制器的反向中起作用。其接受来自RF低噪声放大器(Low Noise Amplifier；LNA)254的RF I-Q信号且将所述RF I-Q信号馈送到I-Q电路255，在所述I-Q电路中初始组合的数字在解调后在一起。解调器追踪传入I-Q信号符号率且将自身自动地调整到传入速率且在正确数字速率下和谐地解调信号。因此，如果RF传输链路劣化且调制器将符号率从其最大4096比特率降低到64比特率，那么解调器自动地追踪较低符号率且在较低速率下解调数字比特。这一布置确保通过暂时降低数字比特率来维持端到端数据连接的质量直到链路性能提高为止。
Nano-ROVER RF电路
Nano-ROVER毫米波(mmW)射频(RF)电路247A设计成在30GHz到3300GHz范围内操作且在各种气候条件下以1/1十亿到1/1万亿的误码率(BER)来传递宽带数字数据。
mmW RF发射器
Nano-ROVER mmW RF发射器(TX)平台247由高频上变频器混频器251A组成，所述高频上变频器混频器允许频率范围为30GHz到3300GHz的本地振荡器频率(LO)与具有RF30GHZ到330GHz载波信号的3GHz到330GHz带宽基带I-Q调制解调器信号混频。将混频器RF调制的载波信号馈送到超高频(30-3300GHz)发射器放大器253。mmW RF TX具有1.5dB到20dB的功率增益。将TX放大器输出信号馈送到矩形mmW波导256。波导连接到本发明实施例的mmW360°圆形天线257。
mmW RF接收器
作为本发明实施例的图25示出由mmW 360°天线257组成的V-ROVER mmW接收器(RX)平台247A，所述mmW 360°天线连接到接收矩形mmW波导256。传入mmWRF信号由360°天线接收，其中所接收的mmW 30GHz到3300GHz信号经由矩形波导发送到具有高达30dB增益的低噪声放大器(LNA)254。
在信号离开LNA后，所述信号穿过接收器带通滤波器254A且馈送到高频混频器。高频下变频器混频器252A允许频率范围为30GHz到3300GHz的本地振荡器频率(localoscillator frequency；LO)将I和Q相位振幅30GHz到3300GHz的载波信号解调回到3GHz到330GHz的基带带宽。将带宽基带I-Q信号255馈送到64-4096QAM解调器252，在所述解调器中将分离I-Q数字数据信号组合回到初始单一40GBps数据流中。QAM解调器252将两(2)个40GBps数据流馈送到解密电路且经由ASM馈送到单元交换机。
Nano-ROVER计时和同步电路
图25示出由从恢复时钟信号805接收其参考控制电压的锁相环(PLL)电路805A控制的Nano-ROVER内部振荡器805ABC。恢复时钟信号来源于从LNA输出接收的mmW RF信号。所接收的mmW RF信号是样本且如作为本发明实施例的图25中所示出的由RF-数字转换器805E转换成数字脉冲。
由Nano-ROVER接收的mmW RF信号来自质子交换机或位于同一域中的邻近ROVER。由于每一域的装置(质子交换机和ROVER)RF和数字信号参考上行链路核心交换机，且核心交换机参考如作为本发明实施例的图107中所示出的国内骨干和全球网关核心交换机，因此每一质子交换机和ROVER实际上参考铯原子束高稳定性振荡系统。由于铯原子束振荡系统参考全球定位卫星(GPS)，因此其是指全球所有的Attobahn系统参考GPS。
这种计时和同步设计使得在世界范围内每一核心交换机、质子交换机、V-ROVER、Nano-ROVER、Atto-ROVER和Attobahn辅助通信系统(诸如光纤终端和网关路由器)中的所有数字计时振荡器均参考GPS。
来源于Nano-ROVER mmW RF信号的参考GPS计时信号与在其正弦波的0°到360°之间的于全球网络控制中心(GNCC)原子铯振荡器处所接收的GPS参考信号相位一致地改变PLL输出电压。PLL输出电压控制Nano-ROVER本地振荡器的输出频率，所述输出频率实际上与参考GPS的GNCC处的原子铯时钟同步。
Nano-ROVER计时系统配备有倍频器和分频器电路以将不同时钟频率提供到系统的以下区段：
1.RF混频/上变频器/下变频器1×30-3300GHz
2.QAM调制解调器1×30-3300GHz信号
3.单元交换机2×2THz信号
4.ASM 2×40GHz信号
5.终端用户端口8×10GHz-20GHz信号
6.CPU和云端存储1×2GHz信号
7.WiFi和WiGi系统1×5GHz和1×60GHz信号
Nano-ROVER计时系统设计确保Attobahn数据信息与原子铯时钟源和GPS完全地同步，使得整个网络中的所有应用程序与根本上使误码最小化且明显改进服务性能的网络基础设施以数字方式同步。
Nano-ROVER多核处理器和服务
Nano-ROVER配备有双四核4GHz、8GB ROM，管理云端存储服务、网络管理数据和各种管理功能(诸如装置中的系统配置、报警消息显示和用户服务显示)的500GB存储CPU。
Nano-ROVER CPU监测系统性能信息且经由逻辑端口1(图6)Attobahn网络管理端口(ANMP)EXT.001将信息传送到ROVER网络管理系统(RNMS)。最终用户具有与Nano-ROVER交互以设置密码、接入服务、购买展示、与客户服务通信等的触摸屏界面。
Attobahn终端用户服务应用程序管理器在Nano-ROVER CPU上运行。终端用户服务应用程序管理器与存在于终端用户台式计算机PC、笔记本电脑、平板电脑、智能手机、服务器、视频游戏台等上的Attobahn应用程序介接和通信。以下终端用户个人服务和管理功能在CPU上运行：
1.个人信息邮件
2.个人社交媒体
3.个人信息娱乐
4.个人云端
5.手机服务
6.新电影发行服务下载存储/删除管理
7.广播音乐服务
8.广播TV服务
9.在线WORD、SPREAD SHEET、DRAW和DATABASE
10.习惯性应用程序服务
11.GROUP按次付费服务
12.音乐会按次付费
12.在线虚拟现实
13.在线视频游戏服务
14.Attobahn广告显示服务管理(横幅和视频淡入和淡出)
15.AttoView面板管理
16.伙伴服务管理
17.按次付费管理
18.视频下载存储/删除管理
19.常用应用程序(谷歌、脸谱网、推特、亚马逊、What's Up等)
这些服务、云服务接入以及存储管理中的每一个均由Nano-ROVER CPU中的云端应用程序控制。
Atto-ROVER设计
1.物理接口
作为本发明实施例，图26A和26B示出实际尺寸为5英寸长、3英寸宽以及1/2英寸高的病毒轨道车辆Atto-ROVER通信装置200。装置具有在装置的正面上带玻璃显示屏幕203的硬式耐用塑料罩盖外壳202。装置配备有最少4个物理端口206，所述端口可从局域网(LAN)接口接受介于64Kbps到10GBps范围内的高速数据流，这不限于USB端口且可以是：高清多媒体接口(HDMI)端口、以太网端口、RJ45模块化连接器、IEEE1394接口(也称为火线)和/或承载来自应用程序可编程接口(AAPI)的TCP/IP包或数据流、PCM语音或IP承载语音(VOIP)或视频IP包的短程通信端口，例如蓝牙、Zigbee、近场通信或红外接口。
Atto-ROVER装置具有用于充电器电缆的DC电源端口204以允许对装置中的电池充电。装置设计有高频RF天线220，其允许接收和传输介于30到3300GHz的范围内的频率。为了允许与WiFi和WiGi、蓝牙以及其它下层频率系统通信，装置具有用于接收和传输那些信号的第二天线208。
ADS监测和观看级别指示器
如作为本发明实施例的图26A中所示，Atto-ROVER在玻璃显示器的正面上具有配备有三个LED灯/指示器的三个倾斜凹孔280。这些灯用作针对其内的由家庭、企业办公室或车辆接收方/用户观看的广告(ADS)的级别的指示器。
LED灯/指示器ADS指示器按以下方式操作：
1.在Attobahn宽带网络服务的用户每月暴露于特定高数目的ADS时，灯/指示器ALED照亮。
2.在Attobahn宽带网络服务的用户每月暴露于特定中等数目的ADS时，灯/指示器B LED照亮。
3.在Attobahn宽带服务的用户每月暴露于特定低数目的ADS时，灯/指示器C LED照亮。
这些LED由定位于逻辑端口13Attobahn Ads应用程序地址EXT＝.00D、唯一地址.EXT＝32F310E2A608FF.00D上的APPI的ADS应用程序控制。ADS应用程序将ADS视图(文字、图像和视频)驱动到观看者显示屏幕(手机、智能手机、平板电脑、笔记本电脑、PC、TV、VR、游戏系统等)，且设计有ADS计数器，所述ADS计数器跟踪在这些显示器上示出的每一AD。在显示的ADS量满足特定阈值时，计数器馈送三个LED以开启和关闭所述三个LED。这些显示器让用户在任何给定时刻知道他们暴露于多少ADS。这一AD监测和指示级别是Atto-ROVER装置上的本发明实施例。
如作为本发明实施例的图8中展示，ADS应用程序还提供待显示在终端用户的显示屏幕(手机、智能手机、平板电脑、笔记本电脑、PC、TV、VR、游戏系统等)上的ADS监测和观看级别指示器。ADS监测和观看级别指示器(AMVI)呈竖直条形式显示在用户屏幕上，所述竖直条将其自身叠加在屏幕上示出的任何内容上。AMVI竖直条遵循与在V-ROVER、Nano-ROVER和Atto-ROVER的正面玻璃斜面上显示的颜色相同的颜色指示。竖直条AMVI设计成如下显示在用户屏幕上：
1.在Attobahn宽带网络服务的用户每月暴露于特定高数目的ADS时，竖直条上的灯/指示器A点亮(同时灯/指示器B和C保持暗淡)。
2.在Attobahn宽带网络服务的用户每月暴露于特定中等数目的ADS时，竖直条上的灯/指示器B点亮(同时灯/指示器A和C保持暗淡)。
3.在Attobahn宽带网络服务的用户每月暴露于特定低数目的ADS时，竖直条上的灯/指示器C点亮(同时灯/指示器A和B保持暗淡)。
2.物理连接
作为本发明实施例，图27示出Atto-ROVER装置端口206、WiFi和WiGi、蓝牙和其它下层频率天线208以及高频RF天线220与以下之间的物理连接：1)终端用户装置和系统，但不限于笔记本电脑、手机、路由器、动力学系统、游戏控制台、台式计算机PC、LAN交换机、服务器、4K/5K/8K超高清TV等；以及2)质子交换机。
3.内部系统
作为本发明实施例，图28示出Atto-ROVER通信装置200的内部操作。终端用户数据、语音和视频信号进入装置端口206和低频天线(WiFi和WiGi、蓝牙等)208且使用高度稳定计时系统805C以及其内部振荡器805B和锁相环805A计时到单元成帧和交换系统中，所述锁相环参考从调制解调器220接收数字流解调器区段获得的恢复计时信号。一旦终端用户信息计时到单元成帧系统中，所述终端用户信息就封装成病毒分子网络单元成帧格式，其中位于在本地和远程Attobahn网络装置(参见图15和16以获得更详细的初始地址信息)之间的主机-主机通信的帧1的初始地址以及使用4字节/位的半字节的目的地端口48位数目(6字节)模式地址标头插入在单元帧10字节标头中。终端用户信息流破碎成附有其10字节标头的60字节有效负载单元。
如作为本发明实施例的图28中所示出，单元帧放置到Atto-ROVER高速总线上且传递到IWIC芯片210的单元交换区段。如果业务在原子分子域内本地停留，那么IWIC芯片交换所述单元且将其经由高速总线发送到ASM 212并放置到特定轨道时隙(OTS)214中，以用于将信号传输到质子交换机或其邻近病毒轨道车辆中的一个。在单元帧穿过ASM之后，所述单元帧提交到调制解调器220的4096比特QAM调制器。ASM产生两(2)个高速数字流，所述高速数字流发送到调制解调器且在单独地调制之后，每一数字流发送到两个中频(IF)信号中。两个IF发送到RF系统220A混频器平台，其中IF频率与其RF载波混频(两个RF载波/病毒轨道车辆装置)且在天线208上发射。
4.ASM成帧和时隙
作为本发明实施例，图20示出Atto-ROVER ASM 212成帧格式，其由0.25微秒的轨道时隙(OTS)214组成，在所述时间段内移动10,000比特。0.25微秒的十(10)个OTS 214A帧构成一个具有2.5微秒的轨道时段的ASM帧。ASM电路每秒移动400,000ASM帧212A。OTS 10,000比特每0.25微秒产生40GBps。这一成帧格式跨病毒分子网络产生在病毒轨道车辆、质子交换机和核心交换机中。这些帧中的每一个放置到与质子交换机和邻近ROVER两个通信的时分多址(TDMA)帧的时隙中。
5.Atto-ROVER系统示意图
图29是作为本发明实施例的Atto-ROVER设计电路示意图的图解，提供所述装置的内部组件的详细布局。四(4)个数据端口206配备有10GBps的输入计时速度，其与来自网络铯束振荡器的导出/恢复时钟信号同步，稳定性为10万亿分之一。每一端口接口提供高度稳定计时信号805C以开始或暂停对来自终端用户系统的数据信号的计时。
终端用户端口接口
Atto-ROVER的端口206由以下组成：一(1)个到两(2)个物理USB；(HDMI)；以太网端口、RJ45模块化连接器；IEEE 1394接口(也称为火线)和/或短程通信端口，例如蓝牙、Zigbee、近场通信、WiFi和WiGi以及红外接口。这些物理端口接收终端用户信息。客户信息来自：计算机，可以是笔记本电脑、台式计算机、服务器、大型主机或超级计算机；平板电脑，经由WiFi或直接电缆连接；手机；语音音频系统；来自视频服务器的分布和广播视频；广播TV；广播无线电台立体声、音频播音员视频以及无线电社交媒体数据；Attobahn移动手机通话；新闻TV演播室质量TV系统视频信号；3D体育活动TV相机信号、4K/5K/8K超高清TV信号；电影下载信息信号；现场实时TV新闻报道视频流；广播电影影院网络视频信号；局域网数字流；游戏控制台；虚拟现实数据；动力学系统数据；互联网TCP/IP数据；非标准数据；住宅和商业建筑安全系统数据；遥控遥测系统信息，用于远程机器人制造机器装置信号和命令；建筑管理和操作系统数据；物联网数据流，包含(但不限于)家用电子系统和装置；家用电器管理和控制信号；工厂车间机械系统性能监测、管理；以及控制信号数据；个人电子装置数据信号等。
微寻址分配交换表(MAST)
Atto-ROVER端口经由小型缓冲器240计时每一数据类型，所述小型缓冲器负责传入数据信号和计时信号相位差。一旦数据信号与Atto-ROVER计时信号同步，单元帧系统(CFS)241就使单元帧目的地址的复本脱离脚本且将其发送到微寻址分配交换表(MAST)系统250。MAST随后确定目的地址装置ROVER是否在相同分子域(400V-ROVER、Nano-ROVER以及Atto-ROVER)内作为初始地址ROVER装置。
如果初始地址和目的地址在相同域中，那么经由两个40GBps中继端口242中的任一个来交换单元帧，其中所述帧发射到质子交换机或邻近ROVER。如果单元帧目的地址不在相同分子域中作为初始地址ROVER装置，那么单元交换机将帧交换到中继端口1，所述中继端口连接到控制分子域的质子交换机。
将其目的地址ROVER装置并不在本地分子域内的帧自动地发送到网络的质子交换层(PSL)的设计将减少通过网络的交换时延。如果这种帧交换到其邻近ROVER，代替直接进入到质子交换机，那么帧在其离开分子域到其在另一域中的最终目的地前将必须通过许多ROVER装置。
交换吞吐量
作为本发明实施例的Atto-ROVER单元帧交换结构使用在2TBps下运行的两(2)个独立总线243。这一布置为每一Atto-ROVER单元交换机提供4GBps的组合交换吞吐量。交换机可在平均280皮秒内移动任何单元帧进出所述交换机。交换机可在小于5毫秒内清空数据的40GBps中继242中的任一个。两(2)个40GBps数据中继242数字流通过2×40GHz高度稳定铯束800(图84)参考源时钟信号来计时进入或离开单元交换机，这是本发明一实施例。
阿托秒复用(ASM)
两个中继信号经由加密系统201C馈送到阿托秒复用器(ASM)244中。ASM将2×40GBps数据流放置到轨道时隙(OTS)帧中，如图19中所展示。ASM端口245一(1)个和两(2)个输出数字流插入到TDMA时隙中，随后发送到QAM调制器246以用于在毫米波射频(RF)链路上发射。ASM从QAM解调器接收TDMA数字帧，将针对其Atto-ROVER和OTS指定的TDMA时隙信号解复用回到40GBps数据流中。单元交换中继端口242监测来自质子交换机(总是在ASM端口1和单元交换机T1上)的传入单元帧以及一个邻近ROVER(总是在ASM端口2和单元交换机T2上)。
Atto-ROVER单元交换中继监测单元帧中的两个传入40GBps数据流48位目的地址且将其发送到MAST 250。MAST检查地址且在识别本地ROVER的地址时，MAST读取3位物理端口地址且发指令给交换机以将那些单元帧交换到其指定端口。
在MAST确定48位目的地址不用于其本地ROVER或其邻近者时，那么其发指令给交换机以将那一单元帧朝向质子交换机交换到T1。如果地址是用于邻近ROVER，那么MAST发指令给交换机以将单元帧交换到指定邻近ROVER。
链路加密
Atto-ROVER ASM两个中继终止于链路加密系统201D。链路加密系统是在位于如图6中所示出的AAPI下的应用程序加密系统下方的额外安全层。
如作为本发明实施例的图29中所示出的链路加密系统对来自ASM的两个Atto-ROVER的40GBps数据流进行加密。这一过程确保在Attobahn数据遍历毫米波频谱时网络对手不能查看所述Attobahn数据。链路加密系统使用ROVER、质子交换机以及核心交换机之间的私用密钥密码。这一加密系统至少满足AES加密级别，但在以下方面上超过所述AES加密级别：在网络的接入网络层、质子交换层以及核心交换层之间实施所述加密方法。
QAM调制解调器
如作为本发明实施例的图29中所示出的Atto-ROVER正交振幅调制解调器(QAM)246是二区段调制器和解调器。每一区段接受40GBps的数字基带信号，所述数字基带信号调制由本地参考铯束的振荡器电路805ABC生成的30GHz到3300GHz载波信号。
QAM调制解调器最大数字带宽容量
Atto-ROVER QAM调制器使用64-4096比特正交自适应调制方案。调制器使用允许传输比特率根据毫米波RF传输链路信噪比(S/N)的情况而变化的自适应方案。调制器监测接收S/N比且当这一水平满足其最低预定阈值时，QAM调制器将比特调制增大到其最大的4096比特格式，从而引起12:1符号率。因此，对于每一赫兹的带宽，系统可发射12比特。这一布置允许Atto-ROVER具有12×24GHz(当使用带宽240GHz载波时)＝288GBps的最大数字带宽容量。采用两个Atto-ROVER 240GHz载波，在240GHz的载波频率下Atto-ROVER的全容量是2×288GBps＝576GBps。
在整个30-3300GHz的Attobahn毫米波RF信号操作的全谱中，在最大4096比特QAM下Atto-ROVER的范围将是：
30GHz载波，3GHz带宽：12×3GHz×2载波信号＝72吉比特/秒(GBps)
3300GHz，330GHz带宽：12×330GHz×2载波信号＝7.92太比特/秒(TBps)
因此，Atto-ROVER具有7.92TBps的最大数字带宽容量。
QAM调制解调器最小数字带宽容量
Atto-ROVER调制器监测接收S/N比且当这一水平满足其最高预定阈值时，QAM调制器将比特调制减小到其最小的64比特格式，从而引起6:1符号率。因此，对于每一赫兹的带宽，系统可发射6比特。这一布置允许Atto-ROVER具有6×24GHz(当使用带宽240GHz载波时)＝1.44GBps的最大数字带宽容量。采用两个Atto-ROVER 240GHz载波，在240GHz的载波频率下ROVER的全容量是2×1.44GBps＝2.88GBps。
在整个30-3300GHz的Attobahn毫米波RF信号操作的全谱中，在最小64比特QAM下V-ROVER的范围将是：
30GHz载波，3GHz带宽：6×3GHz×2载波信号＝36吉比特/秒(GBps)
3300GHz，330GHz带宽：6×330GHz×2载波信号＝3.96太比特/秒(TBps)
因此，Atto-ROVER具有3.96TBps的最小数字带宽容量。因此，Atto-ROVER在整个30GHz到3300GHz的毫米和超高频率范围中的数字带宽范围是36GBps到7.92TBps。
Atto-ROVER QAM调制解调器自动地调整调制器在64比特到4096比特之间的其星座点。如果星座点保持相同，那么当S/N减小时，所接收的数字比特的误码率增大。因此，调制器设计成随着S/N比水平和谐地减小其星座点、符号率，因此维持在更宽带宽上用于优质服务传递的误码率。这一动态性能设计允许Attobahn的数据服务在高质量下缓慢地操作而不使终端用户意识到服务性能的降低。
调制解调器数据性能管理
作为本发明实施例的Atto-ROVER调制器数据管理分离器(DMS)248电路监测调制器链路的性能且使两(2)个RF链路S/N比中的每一个与其应用到调制方案的符号率相关。调制器同时承受链路劣化和后续符号率减小，紧接着减少(throttle back)指定用于劣化链路的数据，且将其数据业务分流到较佳执行的调制器。
因此，如果1号调制器检测到其RF链路劣化，那么调制解调器系统从那一劣化的调制器取走业务并将其导入到2号调制器以跨越网络发射。这一设计布置允许Atto-ROVER系统甚至在传输链路劣化期间极有效地管理其数据业务且维持系统性能。DMS在其将数据信号分离成用于QAM调制过程的同相(I)和90度异相、正交(Q)电路251的两个串流前执行这些数据管理功能。
解调器
Atto-ROVER QAM解调器252在其调制器的反向中起作用。其接受来自RF低噪声放大器(LNA)254的RF I-Q信号且将所述RF I-Q信号馈送到I-Q电路255，在所述I-Q电路中初始组合的数字在解调后在一起。解调器追踪传入I-Q信号符号率且将自身自动地调整到传入速率且在正确数字速率下和谐地解调信号。因此，如果RF传输链路劣化且调制器将符号率从其最大4096比特率降低到64比特率，那么解调器自动地追踪较低符号率且在较低速率下解调数字比特。这一布置确保通过暂时降低数字比特率来维持端对端数据连接的质量直到链路性能提高为止。
Atto-ROVER RF电路
Atto-ROVER毫米波(mmW)射频(RF)电路247A设计成在30GHz到3300GHz范围内操作且在各种气候条件下以1/十亿到1/1万亿的误码率(BER)来传递宽带数字数据。
mmW RF发射器
Atto-ROVER mmW RF发射器(TX)平台247由高频上变频器混频器251A组成，所述高频上变频器混频器允许频率范围为30GHz到3300GHz的本地振荡器频率(LO)使3GHz到330GHz带宽基带I-Q调制解调器信号与RF 30GHZ到330GHz载波信号进行混频。将混频器RF调制的载波信号馈送到超高频(30-3300GHz)发射器放大器253。mmW RF TX具有1.5dB到20dB的功率增益。将TX放大器输出信号馈送到矩形mmW波导256。波导连接到作为本发明实施例的mmW 360°圆形天线257。
mmW RF接收器
作为本发明实施例的图28示出Atto-ROVER mmW接收器(RX)平台247A由连接到接收矩形mmW波导256的mmW 360°天线257组成。传入mmW RF信号由360°天线接收，其中所接收的mmW 30GHz到3300GHz信号经由矩形波导发送到具有高达30dB增益的低噪声放大器(LNA)254。
在信号离开LNA后，所述信号传递通过接收器带通滤波器254A且馈送到高频混频器。高频下变频器混频器252A允许频率范围为30GHz到3300GHz的本地振荡器频率(LO)将I和Q相位振幅30GHz到3300GHz的载波信号解调回到3GHz到330GHz的基带带宽。将带宽基带I-Q信号255馈送到64-4096QAM解调器252，在所述解调器中将分离I-Q数字数据信号组合回到初始单一40GBps数据流。将QAM解调器252两(2)个40GBps数据流馈送到解密电路且经由ASM馈送到单元交换机。
Atto-ROVER计时和同步电路
图29示出由从恢复时钟信号805接收其参考控制电压的锁相环(PLL)电路805A控制的Atto-ROVER内部振荡器805ABC。恢复时钟信号由来自LNA输出的所接收mmWRF信号导出。所接收的mmW RF信号是样本且如作为本发明的实施例的图29中所示出的由RF-数字转换器805E转换成数字脉冲。
由Atto-ROVER接收的mmW RF信号来自质子交换机或位于同一域中的邻近ROVER。由于每一域的装置(质子交换机和ROVER)RF和数字信号参考上行链路核心交换机，且核心交换机参考如作为本发明实施例的图107中所示出的国内骨干和全球网关核心交换机，因此每一质子交换机和ROVER实际上参考原子铯束高稳定性振荡系统。由于原子铯束振荡系统参考全球定位卫星(GPS)，因此其是指全球所有的Attobahn系统参考GPS。
这种Atto-ROVER计时和同步设计使得在世界范围内每一核心交换机、质子交换机、V-ROVER、Nano-ROVER、Atto-ROVER和Attobahn辅助通信系统(例如光纤终端和网关路由器)中的所有数字计时振荡器均参考GPS。
由Atto-ROVER mmW RF信号导出的参考GPS计时信号与在全球网络控制中心(GNCC)原子铯振荡器处的处于其正弦波的0°到360°之间的所接收的GPS参考信号相位一致地改变PLL输出电压。PLL输出电压控制Atto-ROVER本地振荡器的输出频率，所述Atto-ROVER本地振荡器实际上与参考GPS的GNCC处的原子铯时钟同步。
Atto-ROVER计时系统配备有倍频器和分频器电路以将不同时钟频率提供到系统的以下区段：
1.RF混频/上变频器/下变频器1×30-3300GHz
2.QAM调制解调器1×30-3300GHz信号
3.单元交换机2×2THz信号
4.ASM 2×40GHz信号
5.终端用户端口8×10GHz-20GHz信号
6.CPU和云存储器1×2GHz信号
7.WiFi和WiGi系统1×5GHz和1×60GHz信号
Atto-ROVER计时系统设计确保Attobahn数据信息与原子铯时钟源和GPS完全地同步，使得整个网络中的所有应用程序与根本上使误码最小化且明显改进服务性能的网络基础设施以数字方式同步。
Atto-ROVER屏幕投影仪
如作为本发明实施例的图26A和图29中所示出，Atto-ROVER配备有投影仪电路290和高强度灯，所述高强度灯将图像从Atto-ROVER屏幕投影到任何清晰表面上以在其屏幕上显示图像。投影仪电路设计成接收来自Atto-ROVER屏幕信号的图像，以数字方式处理所述信号，且接着将所述信号馈送到灯投影仪。
投影仪技术规范：
1.亮度：4-8流明
2.纵横比：4:3
3.原始分辨率：320×240(720p)
4.聚集：自动
5.显示器覆盖区域：12-48英寸
投影仪灯是在Atto-ROVER的右侧(正视图)上。投影灯290具有1/4英寸的圆周。定位所述灯使得可使用Atto-ROVER可调支架291以正确角度定位Atto-ROVER。
Atto-ROVER多核处理器和服务
Atto-ROVER配备有双四核4GHz，8GB ROM，管理云存储服务、网络管理数据和各种管理功能(例如装置中的系统配置、报警消息显示和用户服务显示)的500GB存储CPU。
Atto-ROVER CPU监测系统性能信息且经由逻辑端口1(图6)Attobahn网络管理端口(ANMP)EXT.001将信息传送到ROVER网络管理系统(RNMS)。终端用户具有与V-ROVER交互以设置密码、接入服务、购买展示、与客户服务通信等的触摸屏界面。
Atto-ROVER CPU运行以下终端用户个人服务应用程序和管理功能：
1.个人信息邮件
2.个人社交媒体
3.个人信息娱乐
4.个人云端
5.手机服务
6.新电影发行服务下载存储/删除管理
7.广播音乐服务
8.广播TV服务
9.在线WORD、SPREAD SHEET、DRAW和DATABASE
10.习惯性应用程序服务
11.GROUP按次付费服务
12.音乐会按次付费
12.在线虚拟现实
13.在线视频游戏服务
14.Attobahn广告显示服务管理(横幅和视频淡入和淡出)
15.AttoView面板管理
16.合作服务管理
17.按次付费管理
18.视频下载存储/删除管理
19.常用应用程序(谷歌、脸谱网、推特、亚马逊、What's Up等)
20.相机
21.投影到白色表面(甚至弃置纸张)上的显示屏幕投影
这些服务、云服务接入以及存储管理中的每一个均由Atto-ROVER CPU中的云端应用程序控制。
质子交换机
作为本发明的实施例，图30示出质子交换机300空中无人机300A设计的布局。质子交换机与回旋TWA音箱300B组合，所述质子交换机和回旋TWA音箱安装于无人机中且设计成在超过70,000英尺的高度和-80℉到-40℉的温度下操作。质子交换机使用来自无人机的太阳能功率单元的功率，且将覆盖跨越20英里的介于30GHz到3300GHz范围内的mmW RF信号发射到其最近的地面核心交换机400或配对的地面质子交换机300B以转送高速交换机单元帧。无人机质子交换机从其地面的两个配对质子交换机和核心交换机接收四个RF信号。RF信号由16比特DPSK调制解调器解调，且传送到ASMOTS上，其中单元帧发送到高速单元交换电路。交换的单元插入到OTS中且随后发送回到地面的质子交换机和核心交换机。
作为本发明的实施例，图31示出质子交换机通信单元300。所述单元具有用于介于30到3300GHz范围内的RF信号的接收和发射的两个天线，和用于接收和发射WiFi和WiGi、蓝牙和其它较低频率的两个天线316。所述单元在病毒轨道车辆装置中建构一个天线以使得在其家庭、车辆中或在极近距离内具有装置的终端用户接入到病毒分子网络。为了将终端用户连接到内部病毒轨道车辆(V-ROVER)，单元壳体最少配备有8个物理端口314，所述物理端口可从局域网(LAN)接口接受介于64Kbps到10GBps范围内的高速数据流，这不限于USB端口且可以是高清多媒体接口(HDMI)端口、以太网端口、RJ45模块化连接器、IEEE 1394接口(也称为火线)，和/或承载来自应用程序可编程接口(AAPI)的TCP/IP包或数据流、IP承载语音(VOIP)或视频IP包的短程通信端口，例如蓝牙、Zigbee、近场通信或红外接口。
单元具有玻璃面板LCD显示器310，所述前玻璃面板LCD显示器为终端用户提供配置和故障处理访问。壳体盒308是6英寸长，5英寸宽，以及3.5英寸高。所述单元设计成放置在车辆、家庭、空中无人机、咖啡馆、办公室、台式计算机(desktops)、台式计算机(tabletops)等中。所述单元具有用于DC功率插头的DC功率连接器，所述DC功率插头为内部电池充电。
作为本发明的实施例，图32示出与质子交换机内部病毒轨道车辆的终端用户物理连接。单元的端口314可连接到桌上型PC、游戏控制台/动力学、服务器、4K/5K/8K超高清TV、数字HDTV等。质子交换机较低频率天线316将WiFi和WiGi、蓝牙、无线连接提供到路由器、手机、笔记本电脑和大量无线装置。
作为本发明的实施例，图33显示质子交换机300的内部操作。质子交换机定位、安装且放置于以下中：家庭；咖啡馆，例如星巴克、帕尼罗面包店(Panera Bread)等；车辆(汽车、卡车、RV等)；学校教室和通信室(communications closets)；人口袋或口袋书店(person's pocket or pocket books)；公司办公室通信室、工作人员的台式计算机；空中无人机或热气球；数据中心、云计算场所、公共运营商、ISP、新闻TV广播台；等。
PSL交换结构由核心单元交换节点302组成，所述核心单元交换节点由16个ASM复用器332环绕，其中每一复用器运行四个个别64-4096比特QAM调制解调器328和相关联的RF系统328A。四个ASM/64-4096比特QAM调制解调器/RF系统驱动介于16×40GBps到16×1TBps数字流范围内的总带宽，为高容量数字交换系统添加高达0.64太比特/秒(0.64TBps)或640,000,000,000比特/秒到16TBps的巨大带宽。单元交换结构的核心由若干高速总线306组成，所述高速总线容纳来自ASM轨道时隙的数据通过且将其放置在队列中以由MAST读取ROVER单元帧目的位址。来自ROVER中的不去往质子交换机服务的同一分子域中的ROVER的单元自动地交换到时隙，所述时隙连接到核心骨干网络中的中央交换节点处的核心交换集线器。不查找用于转变质子交换机的全局和区域代码地址的路由表的这一布置根本上减少通过质子节点的时延。
这有助于改进整个基础设施中的总体网络性能且增大数据吞吐量。ASM和单元交换高速能力由本能智慧集成电路(IWIC)芯片318提供。IWIC、高速总线以及调制解调器使用由内部振荡器324生成的计时信号326。计时稳定性从来自从调制解调器接收的数字流的时钟恢复信号获得，所述时钟恢复信号控制随后使振荡器输出计时信号稳定的锁相环(PLL)装置330。这是由于从质子交换机接收的数字信号来自核心交换机集线器的数字流，所述核心交换机集线器与参考全球定位系统的原子铯束主计时系统同步。
借由网络的分级设计，ROVER的确仅与彼此通信，且质子节点简化网络交换过程且允许简单算法以适应质子节点与其所获得围绕运行的ROVER之间的交换。分级设计也允许质子节点仅在ROVER与核心交换节点之间交换单元。当MAST单元交换表启用且由交换机获得时，质子交换存储器中的所述MAST单元交换表320仅承载其获得的ROVER指定地址且跟踪这些ROVER轨道状态。质子交换机从核心交换机读取传入单元，查找原子单元路由表，且接着将其插入到ASM中的轨道时隙中，所述ASM连接到其中所述单元终止的那一指定ROVER。
在PSL处建构网络以不仅在ROVER由质子交换机采用时且还在其因质子交换机失效而失去采用时允许ROVER的病毒行为。当质子交换机断开或其电池衰竭，或组件在装置中失效时，围绕作为其初级采用者的那一交换机运行的所有的ROVER自动地由其次级质子交换机采用。ROVER的业务即刻交换到其新的采用者且服务继续正常运行。在本地Attobahn语音或视频信号的情况下，在ROVER的超快速采用转变期间，失效的初级质子交换机与次级质子交换机之间的任何数据丢失在终端用户终止主机或数字缓冲器处得到补偿。
在因失效所致的网络恢复中ROVER与质子交换机一起发挥至关重要的作用。ROVER紧接着识别其初级采用者(质子交换机)何时失效或断开，且即刻将使用其初级采用者路由的所有上游和暂时性数据交换到其次级采用者其它链路。丢失其初级采用者的ROVER现使得其次级采用者作为其初级采用者。这些新采用的V-ROVER随后在其操作网络分子内找到新的次级采用质子交换机。这种布置适当地保持直到另一失效发生于其初级采用者为止，随后再次引发相同的病毒采用处理。
每一质子交换节点配备有收集本端用户业务的本地V-ROVER，使得可向容纳这些交换机的汽车、咖啡店、城市电力点(city power spots)(热点)、家庭等提供网络接入。本地附接的V-ROVER硬布线到质子交换机的ASM中的一个。这是PSL层容纳的唯一的起始和终止端口。所有其它PSL端口是单纯的输送端口，也就是说，端口在接入网络层(病毒轨道车辆)与核心交换层(核心能量层)之间输送业务。
本地V-ROVER在其网络分子域中具有也将其连接到其它V-ROVER的次级mmW射频(RF)端口。这一V-ROVER硬布线连接到其质子交换机(其最近的)作为其初级采用者，且连接到其RF端口的采用者作为其次级采用者。如果本地质子交换机失效，那么本地V-ROVER进入弹性采用和网络恢复过程。
质子交换机最少配备有八个外部端口接口，所述外部端口接口用于其本地V-ROVER装置终端用户的连接。这一内部V-ROVER以40GBps运行，且将其数据从病毒轨道车辆转移到分子网络。质子交换机的其它接口处于以16×40GBps运行的跨越四个200-3300GHz信号的RF级下。这种交换基本上自含式的，且在其超高太比特/秒总线中具有所有的其数字信号移动，所述总线连接其交换结构、ASM以及64-4096比特QAM调制器。
使用较高级别标准振荡器的恢复环回计时模式使质子交换层(PSL)与核心交换层(NSL)和接入网络层(ANL)系统同步。标准振荡器参考世界范围内的GPS服务，从而允许时钟稳定性。
当经由NSL系统和无线电链路分布到PSL级时，这种高水平的计时稳定性提供1/10^13的计时和同步稳定性。
PSL节点均设置用于从解调器处的中频恢复的时钟。恢复时钟信号控制内部振荡器且参考其输出数字信号，所述输出数字信号随后驱动高速总线、ASM闸极和IWIC芯片。这确保交换和插入在ASM的轨道时隙中的所有数字信号精确地同步且因此减少误码率。
质子交换机是病毒分子网络的第二通信装置且其具有壳体，所述壳体配备有单元成帧高速交换机。质子交换机包含将70字节单元帧放置到被称作IWIC的专用集成电路(ASIC)中的功能，所述IWIC表示本能智慧集成电路。
IWIC是病毒轨道车辆(ROVER)、质子交换机以及核心交换机的单元交换结构。这种芯片在太赫频率速率下操作且其采用单元帧，所述单元帧封装客户数字流信息且将其放置到高速交换总线上。质子交换机具有十六(16)个平行高速交换总线。每一总线在2太比特/秒(TBps)下运行且十六个平行总线以32太比特/秒(TBps)的组合数字速度来移动封装于单元帧中的客户数字流。单元交换机提供连接到其的其病毒轨道车辆(ROVER)与核心交换机之间的32TBps交换吞吐量。
质子交换机壳体具有阿托秒复用(ASM)电路，所述阿托秒复用电路使用IWIC芯片以跨越以40吉比特/秒(GBps)到1太比特/秒(TBps)运行的十六个数字流将所交换的单元帧放置到时分多址(TDMA)轨道时隙(OTS)中，每一个所述数字流提供640GBps到16TBps的合计数据速率。
如作为本发明实施例的图20中所示出，ASM采用来自单元交换机的高速总线的单元帧且将其放置到0.25微秒时间间隔、容纳10,000比特/时隙的TDMA轨道时隙(OTS)中。这些轨道时隙中的十个生成阿托秒复用(ASM)帧中的一个，因此每一ASM帧每隔2.5微秒具有100,000比特。
在每一40GBps数字流中每秒存在400,000个ASM帧。二十五(25)个ASM帧配合1TBps的质子交换机端口数字流中的一(1)个。这些ASM帧中的每一个插入到与ROVER装置相关联的指定TDMA时隙中，所述TDMA时隙在网络中与所述ROVER装置通信。质子交换机ASM经由16个数字流将640GBps到16TBps移动到射频区段的中频(IF)QAM调制解调器。这些数字流传递通过链路加密电路，如作为本发明实施例的图33中所示出。质子交换机具有射频(RF)区段，所述射频区段由四(4)个四中频(IF)调制解调器和具有16个RF信号的RF发射器/接收器组成。
IF调制解调器是64-4096比特QAM，所述QAM采用来自用16个RF载波中的一个对其进行调节的ASM的16个个别40GBps到16TBps数字流。RF载波处于30到3300吉赫(GHz)范围内。质子交换机壳体具有振荡器电路，所述振荡器电路生成用于需要数字计时信号以为其操作定时的所有电路的所有数字计时信号。这些电路是端口接口驱动器、高速总线、ASM、IF调制解调器和RF设备。振荡器通过恢复来自质子交换机的所接收数字流的计时信号来与全球定位系统同步。振荡器具有锁相环电路，所述锁相环电路使用来自所接收数字流的恢复时钟信号且控制振荡器输出数字信号的稳定性。
质子交换机系统示意图
图34是作为本发明实施例的质子交换机设计电路示意图的图解，且提供交换机的内部组件的详细布局。十六(16)个高速40GBps到1TBps数据端口306配备有与来自具有1/10万亿的稳定性的网络铯束振荡器的导出/恢复时钟信号同步的40GBps到1TBps的输入计时速度。每一端口接口提供高度稳定计时信号805C以开始或暂停对来自网络的数据信号的定时。
本地V-ROVER终端用户端口接口
如作为本发明实施例的图35中所示出，本地V-ROVER由8个物理端口组成，所述物理端口具有USB；(HDMI)；以太网端口、RJ45模块化连接器；IEEE 1394接口(也称为火线)和/或短程通信端口，例如蓝牙；ZigBee；近场通信；WiFi和WiGi；以及红外接口。这些物理端口接收终端用户信息。客户信息来自：计算机，可以是笔记本电脑、台式计算机、服务器、大型主机或超级计算机；平板电脑，经由WiFi或直接电缆连接；手机；语音音频系统；来自视频服务器的分布和广播视频；广播TV；广播无线电台立体声、音频播音员视频以及无线电社交媒体数据；Attobahn移动手机通话；新闻TV演播室质量TV系统视频信号；3D体育活动TV相机信号、4K/5K/8K超高清TV信号；电影下载信息信号；现场实时TV新闻报道视频流；广播电影影院网络视频信号；局域网数字流；游戏控制台；虚拟现实数据；动力学系统数据；互联网TCP/IP数据；非标准数据；住宅和商业建筑安全系统数据；遥控遥测系统信息，用于远程机器人制造机器装置信号和命令；建筑管理和操作系统数据；物联网数据流，包含(但不限于)家用电子系统和装置；家用电器管理和控制信号；工厂车间机械系统性能监测、管理；以及控制信号数据；个人电子装置数据信号等。
V-ROVER(MAST)
如作为本发明实施例的图35中所示出，(质子交换机的)本地V-ROVER端口在每一数据类型中经由处理传入数据信号和计时信号相位差的小型缓冲器240来计时。在数据信号与V-ROVER计时信号同步后，单元帧系统(CFS)241使单元帧目的地址的复本脱离脚本且将其发送到微地址指派交换表(MAST)系统250。MAST随后确定目的地址装置ROVER是否在相同分子域(400V-ROVER、Nano-ROVER以及Atto-ROVER)内作为初始地址ROVER装置。
如果初始地址和目的地址在相同域中，那么经由两个40GBps中继端口242中的任一个来交换单元帧，其中所述帧发射到质子交换机或邻近ROVER。如果单元帧目的地址不在相同分子域中作为初始地址ROVER装置，那么单元交换机将帧交换到中继端口1，所述中继端口连接到控制分子域的质子交换机。
将其目的地址ROVER装置并不在本地分子域内的帧自动地发送到网络的质子交换层(PSL)的设计将减少通过网络的交换时延。如果这种帧交换到其邻近ROVER，代替直接进入到质子交换机，那么帧在其离开分子域到其在另一域中的最终目的地前将必须通过许多ROVER装置。
质子交换机MAST
如作为本发明实施例的图34中所示出，质子交换机16×1TBps高速数字端口306在来自ASM的数据中经由处理传入数据信号和计时信号相位差的缓冲器340来计时。在数据信号与交换机计时信号同步后，单元帧系统(CFS)341使单元帧ROVER目的地址(48位)的复本脱离脚本且将其发送到微地址指派交换表(MAST)系统350。MAST随后确定ROVER目的地址是否在相同分子域(400V-ROVER、Nano-ROVER以及Atto-ROVER)内作为初始地址ROVER装置。
如果初始地址和目的地址在相同域中，那么单元帧交换到其ROVER ASM时隙242，其中所述帧发射到那一指定ROVER。如果单元帧目的地址不在相同或紧邻分子域中作为初始地址ROVER装置，那么单元交换机将帧交换到网络的NSL层的核心交换机。当核心交换机读取那一单元帧时，其读取全球和区域代码地址且确定是否将其发送到另一区域代码、全球代码或是否发送到质子交换机，所述质子交换机控制目的ROVER地址驻留的分子域。
将其ROVER目的地址装置并不在本地分子域或邻近域内的帧自动地发送到网络的质子交换层(PSL)的设计将减少通过网络的交换时延。如果这种帧交换到其邻近ROVER，代替直接进入到质子交换机，那么帧在其离开分子域到其在另一域中的最终目的地前将必须通过许多ROVER装置。
质子交换吞吐量
作为本发明实施例的质子交换机单元帧交换结构使用以2TBps/总线运行的两组八(8)个个别总线343。16个交换机端口中的每一个以1TBps操作。这一布置为质子交换机单元交换机提供32GBps的组合交换吞吐量。交换机可在280皮秒的平均时间内将任何560比特单元帧移入和移出交换机。交换机可在小于5毫秒内清空数据的40GBpsROVER数字流中的任一个。通过作为本发明实施例的16×2GHz高度稳定铯束800(图84)参考源时钟信号，数字流是单元交换机的时钟输入和时钟输出。
质子交换机时分多址(TDMA)
如作为本发明实施例的图36中所示出，质子交换机300使用时分多址(TDMA)360设计以处理连接到其的400×ROVER装置传输通信200。交换机的TDMA帧容纳所有400×ROVER的高速40GBps数字流/秒。TDMA帧361指派用于400个ROVER中的每一个的2.5毫秒的时隙362以将其数据移入和移出交换机。每一ROVER在其2.5毫秒的指定时间内发射其40GBps。将用于ROVER的TDMA帧再分成16个帧，其中每一帧是25×40GBps＝1TBps。因此，在每一TDMA子帧中，存在占用62.5毫秒(ms)时隙的25个ROVER数据信号。来自16个端口的16个TDMA帧在一秒内的总带宽是用于400个ROVER的16TBps 306，如图33中所示出。
如作为本发明实施例的图34中所示出，质子交换机370的端口15和16用于连接网络的NSL级处的两个核心交换机400。这两个端口中的每一个与25个ROVER共用1TBps且与核心交换机中的一个共用1TBps。因此，每一质子交换机到核心交换机TDMA帧连接最大为1TBps。
如作为本发明实施例的图34中所示出，质子交换机在从QAM调制解调器346到16个TDMA ASM系统344中的TDMA帧突发数字流中计时，其中TDMA帧解复用成ASM OTS且传递到单元交换机的16×1TBps端口306。单元交换机将单元帧发送到MAST 350，所述MAST读取ROVER地址标头以确定单元帧是否指定用于在其分子域内的ROVER中的一个。如果单元帧并不用于其域，那么交换机将其发送到网络的核心交换机层以用于进一步分布。如果单元用于质子交换机服务的域中的ROVER中的一个，那么那一帧交换到正确ASM帧且放置在用于指定ROVER的相关联TDMA突发时隙中。
阿托秒复用(ASM)
如作为本发明实施例的图34中所示出，经由加密系统301D将质子交换机高速16×1TBps端口数字流馈送到阿托秒复用器(ASM)344中。将ASM帧组织成轨道时隙(OTS)帧，如图19中所显示。将16个ASM数字帧放置到TDMA时隙中且离开ASM端口345且接着发送到QAM调制器346以跨越毫米波射频(RF)链路发射。
TDMA ASM从QAM解调器接收数字帧且将其从OTS解复用回到16×1TBps数据流中。单元交换机中继端口342监测来自ROVER的传入单元帧以及来自网络的NSL级的两个核心交换机，且接着将单元帧发送到MAST以供处理。质子交换机MAST读取单元帧中的数据流48位目的地址，检查所述地址，且当识别出用于本地ROVER的地址时，MAST读取3位物理端口地址且指示交换机将那些单元帧交换到其指定端口。
当MAST确定48位目的地址并不用于其本地ROVER时，如果地址与其分子域内的ROVER中的一个相关联，那么其指示交换机将那一单元帧交换到ROVER。如果地址并不用于其域内的任何ROVER，那么交换机将那一单元帧发送到服务两个核心交换机的交换端口中的一个，在网络的NSL级内所述交换端口连接到所述核心交换机。
链路加密
质子交换机ASM 16中继终止到链路加密系统301D中。链路加密系统是位于AAPI下的应用程序加密系统下方的额外安全层，如图6中所示出。如作为本发明实施例的图34中所示出的链路加密系统对来自ASM的十六个40GBps到16TBps数据流进行加密。这一过程确保在Attobahn数据遍历毫米波频谱时网络对手不能查看所述Attobahn数据。链路加密系统使用ROVER、质子交换机以及核心交换机之间的私用密钥密码。这一加密系统至少满足AES加密级别，但在以下方面上超过所述AES加密级别：在网络的接入网络层、质子交换层以及核心交换层之间实施所述加密方法。
质子交换机QAM调制解调器
如作为本发明实施例的图34中所示出的质子交换机正交振幅调制解调器(QAM)346是四区段调制器和解调器。每一区段接受40GBps到16TBps的16个数字基带信号，所述数字基带信号调制由本地铯束参考振荡器电路805ABC生成的30GHz到3300GHz载波信号。
QAM调制解调器最大数字带宽容量
质子交换机QAM调制器使用64-4096比特正交自适应调制方案。调制器使用允许传输比特率根据毫米波RF传输链路信噪比(S/N)的情况而变化的自适应方案。调制器监测接收S/N比且当这一水平满足其最低预定阈值时，QAM调制器将比特调制增大到其最大的4096比特格式，从而引起12:1符号率。因此，对于每一赫兹的带宽，系统可发射12比特。这一布置允许质子交换机具有12×24GHz(当使用带宽240GHz载波时)＝288GBps的最大数字带宽容量。采用16×240GHz载波，质子交换机在240GHz载波频率下的全容量是16×288GBps＝4.608TBps。
在整个30-3300GHz的Attobahn毫米波RF信号操作的全谱中，在最大4096比特QAM下Atto-ROVER的范围将是：
30GHz载波，3GHz带宽：12×3GHz×16载波信号＝576吉比特/秒(GBps)
3300GHz，330GHz带宽：12×330GHz×16载波信号＝63.36太比特/秒(TBps)
因此，质子交换机具有63.36TBps的最大数字带宽容量。
QAM调制解调器最小数字带宽容量
质子交换机调制器监测接收S/N比且当这一水平满足其最高预定阈值时，QAM调制器将比特调制减小到其最小的64比特格式，从而引起6:1符号率。因此，对于每一赫兹的带宽，系统可发射6比特。这一布置允许质子交换机具有6×24GHz(当使用带宽240GHz载波时)＝1.44GBps的最大数字带宽容量。采用十六个240GHz载波，在240GHz的载波频率下质子交换机的全容量是16×1.44GBps＝23.04GBps。
在整个30-3300GHz的Attobahn毫米波RF信号操作的全谱中，在最小64比特QAM下V-ROVER的范围将是：
30GHz载波，3GHz带宽：6×3GHz×16载波信号＝288吉比特/秒(GBps)
3300GHz，330GHz带宽：6×330GHz×16载波信号＝31.68太比特/秒(TBps)
因此，质子交换机具有288GBps的最小数字带宽容量。因此，质子交换机在整个30GHz到3300GHz的毫米和超高频率范围中的数字带宽范围是288GBps到63.36TBps。
质子交换机QAM调制解调器自动地调整调制器在64比特到4096比特之间的其星座点。如果星座点保持相同，那么当S/N减小时，所接收的数字比特的误码率增大。因此，调制器设计成随着S/N比水平协调地减小其星座点和符号率，因此维持在更宽带宽上用于优质服务传递的误码率。这一动态性能设计允许Attobahn的数据服务在高质量下缓慢地操作而不使终端用户意识到服务性能的降低。
调制解调器数据性能管理
作为本发明实施例的质子交换机调制器数据管理分离器(DMS)348电路监测调制器链路的性能且使十六(16)个RF链路S/N比中的每一个与其应用到调制方案的符号率相关。调制器同时考虑到链路的劣化和后续符号率减小，且紧接着减少指定用于劣化链路的数据，且将其数据业务分流到较佳执行的调制器。
因此，如果1号调制器检测到其RF链路劣化，那么调制解调器系统从那一劣化的调制器取走业务并将其导入到2号调制器以跨越网络发射。这一设计布置允许质子交换机系统甚至在传输链路劣化期间极有效地管理其数据业务且维持系统性能。DMS在其将数据信号分离成用于QAM调制过程的同相(I)和90度异相、正交(Q)电路351的两个串流前执行这些数据管理功能。
解调器
质子交换机QAM解调器352在其调制器的反向中起作用。其接受来自RF低噪声放大器(LNA)354的16个RF I-Q信号且将所述RF I-Q信号馈送到16个I-Q电路355，在所述I-Q电路中初始数字流在解调后组合在一起。解调器追踪传入I-Q信号符号率且将自身自动地调整到传入速率且在正确数字速率下和谐地解调信号。因此，如果RF传输链路劣化且调制器将符号率从其最大4096比特率降低到64比特率，那么解调器自动地追踪较低符号率且在较低速率下解调数字比特。这一布置确保通过暂时降低数字比特率来维持端对端数据连接的质量直到链路性能提高为止。
质子交换机RF电路
质子交换机毫米波(mmW)射频(RF)电路347A设计成在30GHz到3300GHz范围内操作且在各种气候条件下以1/十亿到1/1万亿的误码率(BER)来传递宽带数字数据。
质子交换机mmW RF发射器
质子交换机mmW RF发射器(TX)平台347由高频上变频器混频器351A组成，所述高频上变频器混频器允许频率范围为30GHz到3300GHz的本地振荡器频率(LO)使3GHz到330GHz带宽基带I-Q调制解调器信号与RF 30GHZ到3330GHz载波信号进行混频。将混频器RF调制的载波信号馈送到超高频(30-3300GHz)发射器放大器353。mmW RF TX具有1.5dB到20dB的功率增益。将TX放大器输出信号馈送到矩形mmW波导356。波导连接到作为本发明实施例的mmW 360°圆形天线357。
质子交换机mmW RF接收器
作为本发明实施例的图34示出由连接到接收矩形mmW波导356的mmW 360°天线357组成的质子交换机mmW接收器(RX)平台。传入mmW RF信号由360°天线接收，其中所接收的mmW 30GHz到3300GHz信号经由矩形波导发送到具有高达30dB增益的低噪声放大器(LNA)354。
在信号离开LNA后，所述信号传递通过接收器带通滤波器354A且馈送到高频混频器。高频下变频器混频器352A允许频率范围为30GHz到3300GHz的本地振荡器频率(LO)将I和Q相位振幅30GHz到3300GHz的载波信号解调回到3GHz到330GHz的基带带宽。将带宽基带I-Q信号355馈送到64-4096QAM解调器352，在所述解调器中将分离的16个I-Q数字数据信号组合回到初始单一40GBps数据流。将QAM解调器352十六(16)个40GBps到16TBps数据流馈送到解密电路且经由TDMA ASM馈送到单元交换机。
质子交换机计时和同步电路
图34示出由从恢复时钟信号805接收其参考控制电压的锁相环(PLL)电路805A控制的质子交换机内部振荡器805ABC。恢复时钟信号由来自两个LNA输出的所接收的mmW RF信号导出，所述mmW RF信号来自连接到质子交换机的两个核心交换机。这两个LNA输出用作用于振荡器的初级计时信号和备份计时信号。所接收的mmW RF信号是样本且如作为本发明实施例的图34中所示出的由RF-数字转换器805E转换成数字脉冲。
mmW RF信号由来自服务质子交换机分子域的两个核心交换机的质子交换机接收。由于每一核心交换机RF和数字信号参考连接到Attobahn时钟标准原子铯束主振荡器的上行链路国内骨干和全球核心交换机，如作为本发明实施例的图107中所示出。质子交换机实际上参考原子铯束高稳定性振荡系统。由于原子铯束振荡系统参考全球定位卫星(GPS)，因此其是指全球所有的Attobahn系统参考GPS。
这种Attobahn计时和同步设计使得在世界范围内每一核心交换机、质子交换机、V-ROVER、Nano-ROVER、Atto-ROVER和Attobahn辅助通信系统(例如光纤终端和网关路由器)中的所有数字计时振荡器均参考GPS。
由质子交换机mmW RF信号导出的参考GPS计时信号与在全球网络控制中心(GNCC)原子铯振荡器处的处于其正弦波的0°到360°之间的所接收的GPS参考信号相位一致地改变PLL输出电压。PLL输出电压控制质子交换机本地振荡器的输出频率，所述输出频率实际上与参考GPS的GNCC处的原子铯时钟同步。
质子交换机本地V-ROVER计时系统配备有倍频器和分频器电路以将不同时钟频率提供到系统的以下区段：
1.RF混频器/上变频器/下变频器1×30-3300GHz
2.QAM调制解调器1×30-3300GHz信号
3.单元交换机2×2THz信号
4.ASM 2×40GHz信号
5.终端用户端口8×10GHz-20GHz信号
6.CPU和云存储器1×2GHz信号
7.WiFi和WiGi系统1×5GHz和1×60GHz信号
质子交换机计时系统设计确保Attobahn数据信息与原子铯时钟源和GPS完全地同步，使得整个网络中的所有应用程序与根本上使误码最小化且明显改进服务性能的网络基础设施以数字方式同步。
多核处理器和服务
质子交换机配备有双四核4GHz，8GB ROM，管理云存储服务、网络管理数据和各种管理功能(例如装置中的系统配置、报警消息显示和用户服务显示)的500GB存储CPU。
CPU监测系统性能信息且经由其本地V-ROVER的逻辑端口1(图6)Attobahn网络管理端口(ANMP)EXT.001将信息传送到质子交换机网络管理系统(RNMS)。终端用户具有与本地V-ROVER交互以设置密码、接入服务、购买展示、与客户服务通信等的触摸屏界面。
本地V-ROVER CPU运行以下终端用户个人服务应用程序和管理功能：
1.个人信息邮件
2.个人社交媒体
3.个人信息娱乐
4.个人云端
5.手机服务
6.新电影发行服务下载存储/删除管理
7.广播音乐服务
8.广播TV服务
9.在线WORD、SPREAD SHEET、DRAW和DATABASE
10.习惯性应用程序服务
11.GROUP按次付费服务
12.音乐会按次付费
12.在线虚拟现实
13.在线视频游戏服务
14.Attobahn广告显示服务管理(横幅和视频淡入和淡出)
15.AttoView面板管理
16.合作服务管理
17.按次付费管理
18.视频下载存储/删除管理
19.常用应用程序(谷歌、脸谱网、推特、亚马逊、What's Up等)
20.相机
用于本地ROVER的这些服务、云服务接入以及存储管理中的每一个均由质子交换机CPU中的云端应用程序控制。
核心交换机
作为本发明实施例的图38显示核心交换机单元400。所述单元容纳在金属外壳402中，在所述金属外壳的侧部、底部以及顶部具有硬塑料前面板，所述硬塑料前面板具有用于系统配置和现场管理的LCD显示器404。所述单元是24英寸长，19英寸宽，以及8英寸高。所述单元具有卡盒，所述卡盒固持TDMA阿托秒复用器(ASM)424、光纤终端420、高速单元交换结构425、RF传输系统408以及计时和系统控制和管理436。所述单元设计成使用螺钉法兰来机架/机柜/机箱式安装，或任选地所述单元设计成独立的、壁式安装的或搁置于桌子或机箱上。
核心交换机的背部配置有(但不限于)：RJ45端口414，以n×10GBps的数字速度运行；共轴端口416，处于n×10GBps的数字速度下；USB端口438，处于n×10GBps的数字速度下；光纤端口418，处于10GBps到768GBps的速度下；等。所述单元具有用于高频200到3300GHz RF信号的五个天线端口410。所述单元使用标准120VAC电连接器406。
作为本发明实施例的图39示出核心交换机单元400与终端用户系统440的物理连接。核心交换机设计成直接地连接(但不限于)以39.8到768GBps运行的光纤端口以连接到城内、城际和国际核心集线器位置的其它病毒分子网络；高容量企业客户系统；互联网服务提供商；长途交换运营商、本地交换运营商；云计算系统；TV演播室广播客户；3D TV体育活动体育馆；电影流媒体公司；影院实时电影发布；大型内容供应商等。
核心交换机装置壳体实施例包含将70字节单元帧放置到称作IWIC的专用集成电路(ASIC)中的功能，所述IWIC代表本能智慧集成电路。IWIC是病毒轨道车辆、质子交换机以及核心交换机的单元交换结构。这种芯片在太赫频率速率下操作且其采用单元帧，所述单元帧封装客户数字流信息且将其放置到高速交换总线上。视在核心集线器位置处实施的核心交换机的量而定，核心交换机具有从96到960个并行高速交换总线。
核心交换机设计成通过经由其光纤端口最多相互连接所述核心交换机中的10个来堆叠在一起，以形成核心交换机的连续矩阵，从而提供最多960个并行总线×2太比特/秒(TBps)/总线。每一总线在2TBps下运行且960个堆叠的并行总线以1.92艾比特/秒(Exabitsper second；EBps)的组合数字速度来移动封装于单元帧中的客户数字流。10个堆叠的单元交换机在以下之间提供1.92EBps交换吞吐量：其连接的质子交换机；其它病毒分子网络城内、城际和国际核心集线器位置；高容量公司客户系统；互联网服务提供商；长途交换运营商、本地交换运营商；云计算系统；TV演播室广播客户；3D TV体育活动体育场；电影流媒体公司；影院实时电影发布；大型内容提供商等。
核心交换机壳体具有TDMA阿托秒复用(ASM)电路，所述阿托秒复用电路使用IWIC芯片来将交换单元帧放置到在96个数字流中的轨道时隙(OTS)中，每一数字流在40吉比特/秒(GBps)到1TBps下运行，从而提供640GBps到96TBps的合计数据速率。
如作为本发明实施例的图20中所示出，ASM采用来自单元交换机的高速总线的单元帧且将其放置到0.25微秒时间间隔、容纳10,000比特/时隙的轨道时隙(OTS)中。这些轨道时隙中的十个生成阿托秒复用(ASM)帧中的一个，因此每一ASM帧每隔2.5微秒具有100,000比特。在每一40GBps数字流中每秒存在400,000个ASM帧。ASM经由160个数字流将640GBps到160TBps移动到核心交换机的射频区段的中频(IF)调制解调器。
核心交换机系统示意图
图40是作为本发明实施例的质子交换机设计电路示意图的图解，且提供交换机的内部组件的详细布局。九十六(96)个高速40GBps到1TBps数据端口406配备有与来自具有1/10万亿的稳定性的网络铯束振荡器的导出/恢复时钟信号805ABC同步的40GBps到1TBps的输入计时速度。每一端口接口提供高度稳定计时信号805C以开始或暂停对来自网络的数据信号的定时。
核心交换机MAST
如作为本发明实施例的图40中所示出，核心交换机96×1TBps高速数字端口406在来自ASM的数据中经由处理传入数据信号和计时信号相位差的缓冲器440来计时。在数据信号与交换机计时信号同步后，单元帧系统(CFS)441使单元帧全球代码(2位)和城市代码地址(6位)的复本脱离脚本且将其发送到微地址指派交换表(MAST)系统450。MAST随后确定目的地址是否在其服务的相同全球区域(NA、EMEA、ASPAC以及CCSA)或城市代码国家区域(V-ROVER、Nano-ROVER、Atto-ROVER、连接核心交换机的服务器、服务器群、大型计算机、公司网络、ISP、通用运营商、有限电视公司、OTT供应商、内容供应商等)内。
如果全球和城市代码地址在相同全球和国家区域中，那么单元帧交换到与TDMAASM时隙442相关联的核心单元交换机端口，其中单元帧发射到其指定装置。如果单元帧全球或城市代码不在相同区域中，那么单元交换机将帧交换到核心交换机，所述核心交换机将那一帧导入到服务那一地区性或国家区域的网络的NSL层。
全球网关核心交换机MAST
如作为本发明实施例的图14中所描绘，全球网关核心交换机400G设计成通过其交换结构来尽可能快速地移动单元帧。除超高速交换总线和92TBps的组合吞吐量之外，交换机的MAST设计成仅读取每一单元帧中的全球代码两(2)个位102A且忽略其它558个位。交换机快速确定其是哪一全球代码：
在读取两个位后，全球网关核心交换机将单元帧发送到连接到指定全球网关核心交换机的输出端口。所述帧放置到与远端全球网关交换机相关联的ASM中的TDMA时隙中。
全球代码的仅读取两个位的单元帧寻址模式设计允许全球网关核心交换机通过这些交换机根本上减少交换时延。通过交换机的时延大约是10纳秒到1微秒。
国内核心交换机MAST
如图14和40中所示出的国内核心交换机400是本发明的实施例。这些交换机配备有MAST 450(图40)，所述MAST仅致力于读取作为每一单元帧的全球代码的帧的前两个位。在MAST确定全球代码并不是其本地区域后，随后其紧接着将帧发送到网络的国际交换层中的全球网关核心交换机400G(图14)。
一旦MAST读取出全球代码并不用于其本地区域，那么其读取紧接着的六个位(位编号3到编号8)103A(图14)以确定其指定用于哪一本地区域代码，且将帧交换到与那一区域代码相关联的端口。如果区域代码六个位(位3到位8)与国内核心交换机相关联，那么那一交换MAST读取作为指定ROVER或商业核心交换机(服务器、服务器群、大型计算机、公司网络、ISP、通用运营商、有限电视公司、OTT供应商、内容供应商等)地址的紧接着的48个位(如图14中示出的位9到位56)。交换机随后将单元帧发送到其中具有指定地址的ROVER装置位于的质子交换机域，或发送到商业核心交换机。
核心交换吞吐量
作为本发明实施例的核心交换机单元帧交换结构使用以2TBps/总线运行的六(6)个组八(8)个个别总线443。96个交换机端口中的每一个以1TBps操作。这一布置为核心交换机单元交换机提供96GBps的组合交换吞吐量。交换机可在280皮秒的平均时间内将任何560比特单元帧移入和移出交换机。交换机可在小于5毫秒内清空数据的40GBps ROVER数字流中的任一个。通过作为本发明实施例的48×2GHz高度稳定铯束800(图107)参考源时钟信号，数字流是单元交换机的时钟输入和时钟输出。
核心交换机时分多址(TDMA)
如作为本发明实施例的图40中所示出，核心交换机400具有可跨越以16TBps/帧运行的6个时分多址TDMA帧460来处理2,400×40GBps ROVER的96TBps。交换机的TDMA帧容纳所有2,400×ROVER的高速40GBps数字流/秒。TDMA帧461指派用于2,400个ROVER中的每一个的2.5毫秒(ms)的时隙以将其数据移入和移出交换机。每一ROVER在其每帧2.5ms的指定时间362内发射其40GBps(图36)。将核心交换机TDMA帧再分成16个帧，其中每一帧是25×40GBps＝1TBps。因此，在每一TDMA帧中存在25个ROVER数据信号的16个子帧，其中每一子帧占用62.5毫秒(ms)时隙363(图36)。每一核心TDMA时隙是2.5ms，其中40GBps流在核心交换机与质子交换机之间传输。在一秒内来自96个端口的核心交换机TDMA帧的总带宽是用于2,400个ROVER的96TBps 462(图40)。
如作为本发明实施例的图40中所示出，核心交换机在从QAM调制解调器446到96个TDMA ASM系统444中的TDMA帧突发数字流中计时，其中TDMA帧解复用成ASM OTS且传递到单元交换机的96×1TBps端口462。单元交换机将单元帧发送到MAST 450，所述MAST读取全球和区域代码地址标头以确定单元帧是否指定用于四个全球区域(NA、EMEA、ASPAC以及CCSA)中的一个或在其区域代码内。交换机经由正确ASM帧来将单元帧发送到其全球区域或其本地区域代码且分别放置在用于指定全球网关核心交换机或质子交换机的相关联TDMA突发时隙中。
阿托秒复用(ASM)
如作为本发明实施例的图40中所示出，经由加密系统401C将核心交换机高速96×1TBps端口数字流馈送到阿托秒复用器(ASM)444中。将ASM帧组织成轨道时隙(OTS)帧，如图19中所显示。将96个ASM数字帧放置到TDMA时隙中，离开ASM端口445，且接着发送到QAM调制器446以跨越毫米波射频(RF)链路发射。
TDMA ASM从QAM解调器接收数字帧且将其从OTS解复用回到96×1TBps数据流中。单元交换机中继端口442监测来自TDMA ASM时隙的传入单元帧，将其发送到MAST 450以供处理。质子交换机MAST读取单元帧中的数据流48位目的地址，检查地址，指示交换机将那些单元帧交换到其指定端口。
链路加密
核心交换机ASM 96中继终止到链路加密系统401D中。核心交换机中的链路加密系统是位于AAPI下的应用程序加密系统下方的额外安全层，如图6中所示出。如作为本发明实施例的图40中所示出的链路加密系统对来自ASM的九十六(96)个40GBps数据流进行加密。
核心交换机链路加密系统使用自身与质子交换机之间的私用密钥密码以确保在Attobahn数据跨越网络遍历毫米波频谱时网络对手不能查看Attobahn数据。端对端链路加密系统满足AES加密级别，但在以下方面上超过所述AES加密级别：在网络的接入网络层、质子交换层以及核心交换层之间实施所述加密方法。
核心交换机QAM调制解调器
如作为本发明实施例的图40中所示出的核心交换机正交振幅调制解调器(QAM)446是十六区段调制器和解调器。每一区段接受40GBps到96TBps的16个数字基带信号，所述数字基带信号调制由本地铯束参考振荡器电路805ABC生成的30GHz到3300GHz载波信号。
核心交换机QAM调制解调器最大数字带宽容量
核心交换机QAM调制器使用64-4096比特正交自适应调制方案。调制器使用允许传输比特率根据毫米波RF传输链路信噪比(S/N)的情况而变化的自适应方案。核心交换机调制器监测接收S/N比且当这一水平满足其最低预定阈值时，QAM调制器将比特调制增大到其最大的4096比特格式，从而引起12:1符号率。因此，对于每一赫兹的带宽，系统可发射12比特。这一布置允许核心交换机具有12×24GHz(当使用带宽240GHz载波时)＝288GBps的最大数字带宽容量。采用96×240GHz载波，核心交换机在240GHz载波频率下的全容量是96×288GBps＝27.648TBps。
30-3300GHz的核心交换机毫米波RF信号操作，4096比特QAM下的最大带宽将是：
30GHz载波，3GHz带宽：12×3GHz×96载波信号＝3.456太比特/秒(TBps)
3300GHz，330GHz带宽：12×330GHz×96载波信号＝380.16太比特/秒(TBps)
因此，核心交换机具有380.16TBps的最大数字带宽容量。
核心交换机QAM调制解调器最小数字带宽容量
核心交换机调制器监测接收S/N比且当这一水平满足其最高预定阈值时，QAM调制器将比特调制减小到其最小的64比特格式，从而引起6:1符号率。因此，对于每一赫兹的带宽，系统可发射6比特。这一布置允许核心交换机具有6×24GHz(当使用带宽240GHz载波时)＝1.44GBps的最大数字带宽容量。采用十六个240GHz载波，在240GHz的载波频率下核心交换机的全容量是96×1.44GBps＝138.24GBps。
在整个30-3300GHz的核心交换机毫米波RF信号操作的全谱中，在最小64比特QAM下交换机的范围将是：
30GHz载波，3GHz带宽：6×3GHz×96载波信号＝1.728太比特/秒(TBps)
3300GHz，330GHz带宽：6×330GHz×96载波信号＝190.08太比特每秒(TBps)
因此，核心交换机具有1.728TBps的最小数字带宽容量。因此，核心交换机在整个30GHz到3300GHz的毫米和超高频率范围中的数字带宽范围是1.728TBps到380.16TBps。
核心交换机QAM调制解调器自动地调整调制器在64比特到4096比特之间的其星座点。如果星座点保持相同，那么当S/N减小时，所接收的数字比特的误码率增大。因此，核心交换机调制器设计成随着S/N比水平协调地减小其星座点和符号率，因此维持在更宽带宽上用于优质服务传递的误码率。这一动态性能设计允许Attobahn的数据服务在高质量下缓慢地操作而不使终端用户意识到服务性能的降低。
核心交换机调制解调器数据性能管理
作为本发明实施例的核心交换机调制器数据管理分离器(DMS)448电路监测调制器链路的性能且使九十六(96)个RF链路S/N比中的每一个与其应用到调制方案的符号率相关。调制器同时考虑到链路的劣化和后续符号率减小，且紧接着减少指定用于劣化链路的数据，且将其数据业务分流到较佳执行的调制器。
因此，如果1号调制器检测到其RF链路劣化，那么调制解调器系统从那一劣化的调制器取走业务并将其导入到2号调制器以跨越网络发射。这一设计布置允许核心交换机系统甚至在传输链路劣化期间极有效地管理其数据业务且维持系统性能。DMS在其将数据信号分离成用于QAM调制过程的同相(I)和90度异相、正交(Q)电路451的两个串流前执行这些数据管理功能。
核心交换机解调器
核心交换机QAM解调器452在其调制器的反向中起作用。其接受来自RF低噪声放大器(LNA)454的96个RF I-Q信号且将所述RF I-Q信号馈送到96个I-Q电路455，在所述I-Q电路中于解调后组合初始数字流。解调器追踪传入I-Q信号符号率且将自身自动地调整到传入速率且在正确数字速率下和谐地解调信号。因此，如果RF传输链路劣化且调制器将符号率从其最大4096比特率降低到64比特率，那么解调器自动地追踪较低符号率且在较低速率下解调数字比特。这一布置确保通过暂时降低数字比特率来维持端对端数据连接的质量直到链路性能提高为止。
核心交换机RF电路
作为本发明实施例的图40示出核心交换机毫米波(mmW)射频(RF)电路447A，所述电路设计成在30GHz到3300GHz范围内操作且在各种气候条件下以1/1十亿到1/1万亿的误码率(BER)来传递宽带数字数据。
核心交换机mmW RF发射器
作为本发明实施例的图40示出由高频上变频器混频器451A组成的核心交换机mmWRF发射器(TX)平台447，所述高频上变频器混频器允许频率范围为30GHz到3300GHz的本地振荡器频率(LO)使3GHz到330GHz带宽基带I-Q调制解调器信号与RF 30GHz到3330GHz载波信号进行混频。将混频器RF调制的载波信号馈送到超高频(30-3300GHz)发射器放大器453。mmW RF TX具有1.5dB到20dB的功率增益。将TX放大器输出信号馈送到矩形mmW波导456。波导连接到作为本发明实施例的mmW 360°圆形天线457。
核心交换机mmW RF接收器
作为本发明实施例的图40示出由连接到接收矩形mmW波导456的mmW 360°天线457组成的核心交换机mmW接收器(RX)平台447A。传入mmW RF信号由360°天线接收，其中所接收的mmW 30GHz到3300GHz信号经由矩形波导发送到具有高达30dB增益的低噪声放大器(LNA)454。
在信号离开LNA后，所述信号传递通过接收器带通滤波器454A且馈送到高频混频器。高频下变频器混频器452A允许频率范围为30GHz到3300GHz的本地振荡器频率(LO)将I和Q相位振幅30GHz到3300GHz的载波信号解调回到3GHz到330GHz的基带带宽。将带宽基带I-Q信号455馈送到64-4096QAM解调器452，在所述解调器中将分离的96个I-Q数字数据信号组合回到初始单一40GBps数据流。将QAM解调器452九十六(96)个40GBps到96TBps数据流馈送到解密电路且经由TDMA ASM馈送到单元交换机。
核心交换机计时和同步电路
图40示出由从恢复时钟信号805接收其参考控制电压的锁相环(PLL)电路805A控制的核心交换机内部振荡器805ABC。恢复时钟信号由来自两个LNA输出的所接收的mmW RF信号导出，所述mmW RF信号来自连接到核心交换机的两个全球网关和国内核心交换机。这两个LNA输出用作用于振荡器的初级计时信号和备份计时信号。所接收的mmW RF信号是样本且如作为本发明实施例的图40中所示出的由RF-数字转换器805E转换成数字脉冲。
mmW RF信号由来自服务质子交换机分子域的两个核心交换机的核心交换机接收。由于每一核心交换机RF和数字信号参考连接到Attobahn时钟标准原子铯束主振荡器的上行链路国内骨干和全球核心交换机，如作为本发明实施例的图107中所示出。质子交换机实际上参考原子铯束高稳定性振荡系统。由于原子铯束振荡系统参考全球定位卫星(GPS)，因此其是指全球所有的Attobahn系统参考GPS。
这种Attobahn计时和同步设计使得在世界范围内每一核心交换机、质子交换机、V-ROVER、Nano-ROVER、Atto-ROVER和Attobahn辅助通信系统(例如光纤终端和网关路由器)中的所有数字计时振荡器均参考GPS。
由核心交换机mmW RF信号导出的参考GPS计时信号与在全球网络控制中心(GNCC)原子铯振荡器处的处于其正弦波的0°到360°之间的所接收的GPS参考信号相位一致地改变PLL输出电压。PLL输出电压控制核心交换机本地振荡器的输出频率，所述输出频率实际上与参考GPS的GNCC处的原子铯时钟同步。
核心交换机计时系统配备有倍频器和分频器电路以将不同时钟频率提供到系统的以下区段：
1.RF混频器/上变频器/下变频器1×30-3300GHz
2.QAM调制解调器1×30-3300GHz信号
3.单元交换机8×2THz信号
4.ASM 40GHz信号
5.CPU和云存储器1×2GHz信号
核心交换机计时系统设计确保Attobahn数据信息与原子铯时钟源和GPS完全地同步，使得整个网络中的所有应用程序与根本上使误码最小化且明显改进服务性能的网络基础设施以数字方式同步。
核心交换机多核处理器和服务
核心交换机配备有双四核4GHz，8GB ROM，管理云存储服务、网络管理数据和各种管理功能(例如装置中的系统配置、报警消息显示和用户服务显示)的500GB存储CPU。
CPU监测系统性能信息且经由逻辑端口1(图6)Attobahn网络管理端口(ANMP)EXT.001将信息传送到核心交换机网络管理系统(NNMS)。终端用户具有与核心交换机交互以设置密码、接入服务且与客户服务通信等的触摸屏界面。
本地V-ROVER CPU运行用于网络个人服务应用程序和管理功能的以下终端用户云存储：
1.个人信息邮件
2.个人社交媒体
3.个人信息娱乐
4.个人云端
5.手机服务
6.新电影发行服务下载存储/删除管理
7.广播音乐服务
8.广播TV服务
9.在线WORD、SPREAD SHEET、DRAW和DATABASE
10.习惯性应用程序服务
11.GROUP按次付费服务
12.音乐会按次付费
12.在线虚拟现实
13.在线视频游戏服务
14.Attobahn广告显示服务管理(横幅和视频淡入和淡出)
15.AttoView面板管理
16.合作服务管理
17.按次付费管理
18.视频下载存储/删除管理
19.常用应用程序(谷歌、脸谱网、推特、亚马逊、What's Up等)
20.相机
用于核心交换机的这些服务、云存储服务接入以及管理中的每一个均由核心交换机CPU中的云端应用程序控制。
ATTOBAHN交换结构
作为本发明实施例的图41示出Attobahn病毒分子网络质子交换机和病毒轨道车辆接入节点原子分子域相互连接以及核心交换机/ASM集线器网络连接。
图41展示作为核心交换层450的病毒分子网络的高容量骨干，所述核心交换层由太比特/秒核心交换机/ASM 424、超高速交换结构以及基于宽带光纤SONET的城内和城际设施444组成。网络的这一区段是到互联网、公共本地交换和长途交换通用运营商、国际运营商、公司网络、内容供应商(TV、新闻、电影等)以及政府机构(非军事)中的初级接口。
核心交换机400(NSL)单元结构是经由RF信号连接到质子交换机300(PSL)的其TDMA ASM的前端。集线器核心交换机/ASM 424充当PSL 350与核心骨干交换机(CSL)550之间的中间交换机。这些核心交换机/ASM NSL 450配备有交换结构，所述交换结构用作对核心骨干核心交换机的屏蔽。城内级下的核心交换机/ASM通过保持本地城内业务免于接入核心骨干城际核心交换结构550来管理数据业务。
这一布置通过使用城内核心交换机/ASM以仅交换非核心骨干网络业务且使核心骨干核心交换机仅交换城际和全球数据业务来消除网络带宽利用低效率。这一布置保持接入交换层(ASL)250、质子交换机处的ROVER节点200之间的本地暂时性业务，以及本地ANL和PSL级内的城内集线器核心交换机/ASM数据业务。
集线器ASM选择指定用于以下的所有业务：互联网；本地区域外部的其它城市；主机对主机高速数据业务；私人公司网络信息；本地语音和视频信号，去到特定终端用户的系统；对内容供应商的视频和电影下载请求；网络手机通话；10吉比特以太网LAN服务等。图15示出使本地业务保持在本地分子网络域内的ASM交换控制。
ATTOBAHN三交换级
作为本发明实施例的图42示出病毒分子网络接入网络层(ANL)250、质子交换层(PSL)350以及核心交换层(NSL)450三级分级结构。网络建构于分别包含病毒轨道车辆(ROVER)200、质子交换机300以及核心交换机400的这三个层中，以通过在称作原子分子域的小型可管理域中阻断网络、ANL的大多数拥挤部分来允许通过基础设施的单元帧的高效交换。由质子交换机控制的这些域称作网络分子350。
ASL将其业务馈送到PSL，所述PSL管理所有本地业务且使所述业务保持在本地，且确保其并不去到NSL和浪费NSL处的带宽和单元交换资源。因此，在相同域中去往另一病毒轨道车辆(ROVER)的来自病毒轨道车辆(ROVER)200的任何业务通过在相同域中如250层处所示出的从病毒轨道车辆去到病毒轨道车辆或遍历其采用的质子交换机300到预定病毒轨道车辆来保持在ASL处。去往另一病毒轨道车辆的来自病毒轨道车辆的所有业务必须遍历PSL和NSL处的核心交换机，所述另一病毒轨道车辆去往互联网或远端的另一病毒轨道车辆。
ATTOBAHN网络交换分级结构
作为本发明实施例的图43示出病毒分子网络质子交换层以及本地原子分子域内和域间和城际业务管理的集线器ASM交换管理。网络层允许病毒轨道车辆200经由质子交换机300在彼此之间交换业务。如果单元指定用于连接到其的本地病毒轨道车辆，那么病毒轨道车辆与质子交换机单元交换通过质子交换机读取单元帧目的地址且判定是否将单元上行链路发送到核心交换层450或是否将单元帧交换向下回到ANL 250来实现。在涉及病毒轨道车辆#1和病毒轨道车辆#231的这张图中所示出的实例中，病毒轨道车辆#1选择最短路径以通过直接进入将单元帧发送到集线器ASM 424的其采用的质子交换机来到达目的病毒轨道车辆ID231且随后到达终止与目的病毒轨道车辆的连接的邻近质子交换机。
所示出的第二实例是将数据发送到远方城市中的病毒轨道车辆(ROVER)的病毒轨道车辆(ROVER)ID264。单元通过采用病毒轨道车辆的质子交换机来交换，所述质子交换机读取单元标头且确定所述单元必须去到NSL 450中的核心交换机400，所述核心交换机将所述单元交换到远方城市。这一布置通过不将去往本地连接的单元发送向上到NSL来管理重要带宽和交换资源的利用。
ATTOBAHN车辆传输基础设施
作为本发明实施例的图44示出用于质子交换层的病毒分子网络质子交换机300和病毒轨道车辆(ROVER)200车辆实施方案。车辆质子交换机336和ROVER 200安装于用于Attobahn车辆传输网络(AVTN)的汽车、卡车、SUV、车队等中。当车辆移动时这些交换机336处于开动中且当其邻近病毒轨道车辆时采用各种病毒轨道车辆(ROVER)。质子交换机与其采用的病毒轨道车辆(ROVER)之间的毫米波(mmW)RF连接链路228随着这些车辆移动通过城市而不断地改变。病毒轨道车辆和质子交换机设计成在这种移动环境中以高达1/一(1)万亿BER的高质量数据速率来起作用。
Attobahn车辆传输网络(AVTN)设计成允许自主驱动车辆在连续网络内单独地和在彼此之间操作。车辆碰撞和定向信号通过ROVER和质子交换机毫米波RF信号来传输。自主车辆管理应用程序存在于独立ROVER装置和每一车辆中的内部ROVER两者中。在每一车辆中这些自主车辆和普通车辆应用程序以10GBps数字信号速度与彼此通信。这些应用程序也安装于普通车辆中，其中其可在AVTN内与自主车辆通信。普通和自主车辆可彼此共享道路情况；交通信息；环境条件；来自彼此外部相机的视频；信息娱乐数据等。
AVTN分离成由4×400个病毒轨道车辆与4个质子交换机组成的称作车辆分子域的操作域226。来自每一域的质子交换机经由多RF链路来连接到经由病毒分子网络城市集线器处的集线器TDMA ASM的若干核心交换机。这些域连接在一起以在城市内和在整个区域中形成连续AVTN。AVTN基础设施技术遵循Attobahn网络基础设施中的ROVER、质子交换机以及核心交换机的前述详细设计。
北美骨干网络
图45示出作为本发明实施例的涵盖使用核心交换机以向终端用户提供国家范围的通信的病毒分子网络北美核心骨干网络。骨干交换机以高容量带宽三级来连接主要NFL城市，且在较小城市中整合核心的次级层。国际骨干层连接主要国际城市。网络按比例缩放成：主要东海岸集线器501，由纽约、华盛顿哥伦比亚特区、亚特兰大多伦多、蒙特利尔以及迈阿密组成；主要中西部集线器502，由芝加哥、圣路易斯以及德克萨斯组成；主要西海岸集线器503，由西雅图、旧金山、洛杉矶以及菲尼克斯组成。
这些主要集线器经由Attobahn骨干mmW超大功率回旋TWA音箱RF链路(见图58、59、60、68以及70)和在核心交换机之间以多个768GBps操作的高容量光纤链路504来彼此连接。这些光纤链路在路由、电缆沟(cable trench)、存在点(Point-of-Presence；POP)方面彼此不同，以确保病毒分子网络在骨干网络上没有共同失效点。这种冗余设计与核心交换机单元交换模式的设计一致地起作用，使得当在光纤链路或核心交换机上出现失效时，没有城市被隔离且因此那一城市中的用户仍没有服务。
核心交换机光纤失效报警警告和关于所述失效的单元交换机重路由通过算法来确定，所述算法利用在单元交换机过早地开始对单元进行重路由前光纤终端倒换到其备份链路所花费的时间来起作用，使得系统的恢复时间延长。病毒分子网络核心交换机设计成利用光纤终端起作用且交换以协调网络失效的设施恢复。
如图45中所示出的病毒分子北美骨干网络最初由配备有核心核心交换机的以下主要城市网络集线器组成：波士顿、纽约、费城、华盛顿哥伦比亚特区、亚特兰大、迈阿密、芝加哥、圣路易斯、达拉斯、菲尼克斯、洛杉矶、旧金山、西雅图、蒙特利尔以及多伦多。这些集线器之间的设施是在核心交换机上终止的多个光纤SONET OC-768电路。这些位置是基于其都市的人口集中：纽约市都市总计约19,000,000；洛杉矶具有超过13,000,000；芝加哥具有9,555,000；达拉斯和休斯顿各自具有超过6,700,000；华盛顿哥伦比亚特区、迈阿密和亚特兰大都市各自都超过约5,500,000等。
北美网络自愈和灾难恢复
图46示出作为本发明重要实施例的网络的核心北骨干部分的Attobahn病毒分子网络自愈和灾难恢复设计。网络在主要集线器城市之间设计有自愈环。在光纤设施失效时，所述环允许核心交换机自动地重路由业务。交换机在几微秒之后识别到设施数字信号的丢失并且紧接着进入服务恢复过程，且将发送到失效设施的所有业务交换到其它路由且根据其初始目的地来在那些路由中分布业务。
举例来说，如果旧金山与西雅图之间的多个OC-768SONET纤维设施或Attobahn骨干mmW超大功率回旋TWA音箱RF链路(见图58、59、60、68以及70)中的一个失效，那么这两个位置之间的核心交换机紧接着识别到这一失效情况且采取校正动作。西雅图交换机开始重路由去往旧金山位置的业务以及通过芝加哥和圣路易斯交换机并回到旧金山的暂时性业务。
在芝加哥和蒙特利尔之间发生失效时，引发相同系列的动作和网络自愈过程，其中交换机将去往芝加哥的恢复业务泵送通过多伦多和纽约并回到芝加哥。华盛顿哥伦比亚特区和亚特兰大之间的交换机将采取类似的动作集合，以由通过芝加哥和圣路易斯交换业务来恢复在华盛顿哥伦比亚特区与亚特兰大这两个位置之间丢失的业务。所有这些动作是在终端用户不知情的情况下即刻执行的，且不对其服务产生任何影响。这种重路由进行的速度比终端系统可响应于mmW RF超大功率回旋TWA RF系统或纤维设施的失效更快。
大多数终端系统(例如TCP/IP装置)的固有响应是重新发射任何少量的丢失数据，且大多数数字语音和视频系统的线路缓冲将补偿数据流的短暂丢失。网络的这一自愈能力使其操作性能保持在99.9百分位。网络的所有这些性能和自校正活动由网络管理系统和全球网络控制中心(GNCC)人员捕获。
ATTOBAHN业务管理
全球业务交换管理
图47是作为本发明实施例的利用核心交换机400的在其全球国际网关集线器500之间的数字流的病毒分子网络全球业务管理的图解。交换机路由和映射系统配置成基于成本因素和带宽分布效率来管理国内和国际级别上的网络业务。全球核心骨干网络划分成馈送到网络的三级全球层(全球代码-见图10)中的国家级上的分子域(区域代码-见图10)。
全球规模内的整个业务管理过程由接入网络层(ANL)250、质子交换层(PSL)350、核心交换层(NSL)450和国际交换层(ISL)处的交换机自行管理。
接入网络层业务管理
如作为本发明实施例的图47中所示出，病毒轨道车辆(ROVER)的接入交换层(ASL)250水平取决于单元帧目的节点或其采用质子交换机来确定哪些业务发射到其节点且将其交换到其两个邻近病毒轨道车辆200中的一个。在ASL级处，遍历病毒轨道车辆之间的所有业务在原子域中的病毒轨道车辆中的一个上终止。质子交换机300充当其主管的原子域的网闸。因此，一旦业务在ASL内移动，所述业务要么在从其源病毒轨道车辆到其主管的质子交换机的路上(已将其采用作为其初级采用者)，要么其正朝向其目的病毒轨道车辆输送。因此，原子域中的所有业务皆针对域，呈在其路上离开其病毒轨道车辆到质子交换机300以朝向核心交换机400进入的形式，且随后发送到互联网、公司主机、本地视频或网上语音/通话、电影下载等，或输送以在域中的病毒轨道车辆中的一个上终止。这一业务管理确保其它原子域的业务不使用带宽且在另一域中交换资源，因此在ASL内实现带宽效率。
质子交换层业务管理
如作为本发明实施例的图47中所示出，质子交换机350对管理其原子分子域中的业务和阻断去到另一原子分子域的所有业务进入其本地附接域具有主管职责。此外，质子交换机负责将所有业务交换到集线器ASM。质子交换机读取单元帧标头且将所述单元导入到国内核心交换机/ASM 400以用于原子分子域间业务760；城内或城际业务；国内或国际业务770。质子交换机不必要分离前述业务群，相反其简单地查找流入和流出业务上的其原子域业务。
如果流入业务单元帧标头并未具有其原子域标头，那么质子交换机阻断所述流入业务单元帧标头进入其原子域且将所述流入业务单元帧标头交换回到其集线器ASM交换机。来自病毒轨道车辆的所有流出业务由质子交换机直接交换到其主管的集线器ASM交换机。质子交换机的这一交换和业务管理设计使交换机执行的交换管理量最小化，因此加快交换速度并减少通过交换机的业务时延。
核心和集线器ASM交换/业务管理
如作为本发明实施例的图47中所示出，国内集线器ASM和核心交换机760将来自PSL 350级的所有业务导入到其监管的分子域内的其它原子域250。另外，集线器国内核心交换机/ASM 760在NSL 450处交换去往其它核心交换机/ASM分子域的业务或将业务发送到ISL级550处的国际核心交换机770。因此，集线器国内集线器核心交换机/ASM管理分子域之间的所有城内业务且国际核心交换机在全球代码之间交换国际业务。
这些ASM阻断所有本地业务进入核心交换机和国内网络。ASM和核心交换机国际集线器770读取单元帧标头以确定业务的目的地且将去往另一城市或去往国际的所有业务交换到核心交换机。这一布置使所有本地业务不会进入国内或国际核心骨干。
核心交换机战略性地位于世界各主要城市。这些交换机负责管理国内网络内的城市之间的业务。交换机读取单元帧标头，且将业务路由到其国内网络内和国际交换机之间的对等机。这些交换机确保国内业务在国际核心骨干以外，这消除了使用昂贵的国际设施的国内业务、减少网络时延、提高带宽利用效率。
全球核心骨干网络
作为本发明实施例的图48是连接重要国家核心交换集线器以向病毒分子网络客户提供作为本发明重要部分的国际连接的网络的病毒分子网络全球核心骨干国际部分600的描述。
国际交换机主管从国内网络传递到其的去到其它国家的业务，如图48中所示出。这些交换机仅聚焦于国内交换机传递到其且不涉及国内业务分布的单元。国际交换机检查单元帧标头且确定所述单元去到的全球代码且将所述单元交换到正确的国际节点和相关联Sonet设施。
若干国际交换机充当介接四个全球区域中的每一个的全球网关交换机：在美国旧金山和洛杉矶的全球网关交换机601充当北美(NA)地区性集线器，其在澳大利亚悉尼和日本东京处连接ASPAC区域602。在美国东海岸的纽约603和华盛顿哥伦比亚特区的四个网关交换机连接在英国伦敦和法国巴黎的欧洲、中东和非洲(EMEA)欧洲网关604。在亚特兰大和迈阿密605的两个网关节点连接位于巴西里约热内卢和委内瑞拉加拉加斯城市的加勒比海、中美洲和南美洲(CCSA)区域606中的网关节点。
在巴黎的全球网关节点连接到在非洲的尼日利亚拉各斯和吉布提市中的网关节点。伦敦市节点连接以色列特拉维夫中的亚洲西部部分。这一设计提供一种对各个区域隔离业务的分级配置。举例来说，在吉布提市和拉各斯中的网关节点读取进出非洲的所有业务的单元帧且仅允许在所述大陆上终止的业务通过。此外，这些交换机仅允许去往另一区域的业务离开所述大陆。这些交换机阻断所有大陆内业务传递到其它区域的网关交换机。这些交换机的这种能力管理大陆业务和其它区域的输送业务。
全球骨干网络自愈和灾难恢复
作为本发明实施例的图49显示作为本发明实施例的这一网络的全球核心骨干国际部分的病毒分子网络自愈和动态灾难恢复。如图49中所描绘的全球核心网络设计有连接全球网关交换机的自愈环750。
第一个环形成于纽约、华盛顿哥伦比亚特区、伦敦以及巴黎之间。第二个环经由布宜诺斯艾利斯在亚特兰大、迈阿密、加拉加斯以及里约热内卢之间。第三个环经由开普敦、约翰内斯堡以及亚的斯亚贝巴在伦敦、巴黎、拉各斯以及吉布提之间。第四个环经由吉布提、迪拜以及孟买在伦敦、巴黎、特拉维夫、北京、香港之间。第五个环在北京、香港、墨尔本、悉尼、夏威夷、东京、旧金山以及洛杉矶之间。这些环以此方式设计使得如果Sonet设施中的一个失效，那么环中的网关交换机将立即围绕失效进入重路由业务的动作，如图48中所示。
网关交换机配置成使得如果Sonet设施在亚特兰大与里约热内卢之间的第二环中失效，那么交换机立即识别出问题且开始重路由业务，所述业务使用通过在亚特兰大、加拉加斯、圣保罗中的交换机和设施且随后到其在里约热内卢中的初始目的地的这一路径。相同情况在以色列与北京之间的失效之后发生在第四环上。
两个设施之间的交换机围绕失效设施将业务从特拉维夫重路由到伦敦，随后通过巴黎、吉布提市、迪拜、孟买、香港且到北京。这所有皆在微秒内在交换机之间实施。修复这些失效环的速度使得数据的丢失最小化，且在大多数情况下，甚至将不会被终端用户和其系统注意到。网关节点之间的所有环是自愈的，因此使网络在恢复和性能方面非常稳固。
全球网络控制中心
图50描绘作为本发明实施例的在北美、亚太平洋(ASPAC)以及欧洲、中东和非洲(EMEA)中的全球网络控制中心700。病毒分子网络由三个全球网络控制中心(GNCC)控制，如图49中所示出。GNCC通过监测所有国际和国内核心交换机/ASM以及质子交换机来管理端对端基础上的网络。另外，GNCC监测病毒轨道车辆(ROVER)、RF系统、网关路由器以及光纤终端。
监测过程由跨越全球网络基础设施接收所有网络装置和系统的系统状态组成。所有监测和性能报告皆是实时进行的。在任何时刻，GNCC可即刻确定前述网络交换机和系统中的任一个的状态。
三个GNCC战略性地位于悉尼701、伦敦702以及纽约703。这些GNCC将运行每日24小时每周7天(24/7)，其中控制GNCC跟随太阳，控制GNCC开始于东方位于悉尼的第一GNCC且当地球随着太阳转动时，从悉尼到伦敦到纽约覆盖地球。这意味着在英国和美国在夜间睡觉(工作人员最少)时，悉尼GNCC将负责其全日班工作人员的补充。
在澳大利亚工作日结束且其工作人员最少情况下时，那么跟随太阳，伦敦现将在全工作人员情况下接替和运行并接管网络的初级控制。随着伦敦工作人员工作日结束，纽约随后控制这一过程。这一网络管理过程称作跟随太阳，且对于管理大规模全球网络非常有效。
GNCC将与全球网关集线器处于相同位置，且将配备有各种网络管理工具，例如病毒轨道车辆、质子、ASM、核心和国际交换机NMS(网络管理系统)。将各自具有称作ATTOMOM的管理器的管理器(MOM)网络管理工具。ATTOMOM合并和整合从网络中的各种网络系统接收的所有报警和性能信息，且以逻辑和有序的方式呈现所述报警和性能信息。ATTOMOM将根据根因分析呈现所有报警和性能问题，使得技术操作工作人员可快速地隔离问题且恢复任何失效服务。此外，通过MOM综合实时报告系统，病毒分子网络操作工作人员将主动管理网络。
ATTOBAHN管理器的管理器(ATTOMOM)
如作为本发明实施例的图51中所示出，ATTOMOM 700是定制的集中网络管理系统，所述系统基于系统性能劣化、间歇性中断、中断以及灾难性中断的根因问题分析函数700A来收集、分析且做出服务重建决策。
ATTOMOM整合以下Attobahn网络系统：
1.Atto服务管理系统(ASMS)701
2.ROVER网络管理系统(RNMS)702
3.质子交换机网络管理系统(PNMS)703
4.核心交换机网络管理系统(NNMS)704
5.毫米波RF网络管理系统(RFNMS)705
6.路由器和传输网络管理系统(RTNMS)706
7.计时和同步管理系统707
8.安全管理系统(SMS)708
这些管理系统中的每一个将以下信息发送到ATTOMOM：
1.系统报警状态报告。
2.网络系统配置改变。
3.系统实时操作性能报告。
4.安全接入、威胁、驳回、保护动作以及改变。
5.接入控制管理报告。
6.网络失效恢复动作信息
7.计划的例行维护和应急维护状态报告。
8.实施灾难恢复计划和动作的报告
ATTOMOM和其所有的从属网络管理系统信息聚集在一起且经由APPI逻辑端口1ANMP发送。向ATTOMOM连续地供应前述网络管理系统信息且在数据分析、根因问题判定后，利用预编程动作和适当人为干预对报警和性能信息采取行动。ATTOMOM系统有助于全球网络控制中心技术人员迅速地解决网络问题。
ATTOBAHN ATTO服务管理系统
如作为本发明实施例的图52中所示出，Attobahn Atto服务管理系统(ASMS)位于纽约、伦敦以及悉尼的三个全球网络控制中心(GNCC)处。GNCC技术人员管理ASMS以视每一ROVER上的需要远程地配置和控制APPI逻辑端口将其指派、激活和去激活成处于服务状态和不在服务状态。ASMS监测以下应用程序和服务性能：
1.视频应用程序操作统计-ASMS监测用于以下服务的视频业务701A：
A.4K/5K/8K视频
B.广播TV视频
C.3D视频
D.新发行电影
这些视频应用程序如图6和16中所示出的遍历逻辑端口7、10、11以及12，且跨越网络跟踪客户端与服务器应用程序之间的时延。性能统计例如：
-主体之间的应用程序请求过程时间
-视频下载时间
-视频服务中断
2.遍历逻辑端口17的AttoView面板701B用户界面由ASMS监测以捕获针对以下的性能：习惯性服务；广告呈现统计；就播放器与游戏服务器之间的响应时间而言的游戏应用程序接入和服务质量；就服务接入、云端VR服务器与用户眼镜之间的时延而言的虚拟现实实时服务性能等。
3.监测广播立体声音频应用程序701C质量且如果信噪比下降到某一值，那么用报警将这一情况报告到ASMS系统。
4.监测应用程序加密系统701D端对端性能和私用密钥管理且将其报告到ASMS。
5.监测遍历逻辑端口6、14到16、18到29以及未来端口129到512的语音通话和高速数据应用程序701E，且监测其跨越网络在客户端与服务器主体之间的时延。性能统计例如：
-主体之间的应用程序请求过程时间
-下载时间
-服务中断
-语音通话质量
-BER
6.遍历逻辑端口2、3、4以及5的个人社交媒体、云端、信息娱乐以及消息邮件就服务质量、应用程序性能统计以及总体服务可用性和正常运行时间而言不断地受到监测。
7.ASMS安全管理：对ASMS系统的接入由三个GNCC内的Attobahn安全管理部门管理。访问表、用户认证以及系统使用级别由作为本发明实施例的Attobahn安全管理系统708提供。
ASMS监测来自Attobahn应用程序和安全目录、APPI以及逻辑端口的信息，且从这些信息输入建立性能统计以确定跨越网络的服务质量。
ROVER网络管理系统
图53示出作为本发明实施例的ROVER网络管理系统(RNMS)702。RNMS位于三个GNCC处且由技术人员使用来远程地配置、控制以及监测V-ROVER、Nano-ROVER以及Atto-ROVER的实时性能。
RNMS设计有以下功能：
1.为了报告，捕获IWIC芯片702A性能统计，例如每秒交换的单元、平均缓冲器容量利用率、MAST存储器利用率、操作温度等，且经由APPI ANMP逻辑端口将其发送到RNMS。
2.配置管理702B：配置12个端口交换的能力；用户接口端口速度管理；端口电接口类型；WiFi/WiGi系统配置和管理。
3.单元交换机702C报警和性能报告。捕获BER水平、单元地址损坏的单元地址、缓冲区溢出、时钟同步相移和抖动等，且经由APPI ANMP逻辑端口45将其报告到GNCC处的RNMS。
4.当这些参数低于预定义参数时，单元表702D更新、配置以及交换性能监测和报警报告。
5.TDMA ASM 702E配置、性能管理以及报警报告。
6.监测加密系统702F端对端链路性能和私用密钥管理且将其报告到RNMS。
7.允许、捕获且报告计时系统702G配置、管理以及性能统计。基于预定义参数的性能信息例如时钟抖动标准、时钟滑移以及信噪比。
8.允许、捕获且报告调制解调器和RF发射/接收系统702H配置、管理以及性能统计。性能信息例如信噪比(S/N)标准、BER等，以及相关联的报警和电路失效报告。
9.CPU处理器702I管理和报警报告。将来自每一ROVER的性能信息提交到位于GNCC处的RNMS，所述性能信息例如CPU利用率、存储器利用率、使用中的过程、正常运行时间、使用中的服务、社交媒体存储器利用率、使用中的处理器、快取存储器利用率、速度等。
10.云存储702K配置和管理。将性能数据发送到GNCC处的RNMS，所述性能数据例如存储器利用率、消息邮件存储、社交媒体存储、手机联系存储、电影/视频存储等。
11.电源702K性能监视和备份管理。
12.RNMS安全管理702L：对RNMS系统的接入由三个GNCC内的Attobahn安全管理部门管理。访问表、用户认证以及系统使用级别由作为本发明实施例的Attobahn安全管理系统708提供。
质子网络管理系统
图54示出作为本发明实施例的质子网络管理系统(PNMS)703。PNMS位于三个GNCC处且由技术人员使用以远程地配置、控制以及监测质子交换机的实时性能。
PNMS设计有以下功能：
1.为了报告，捕获IWIC芯片703A性能统计，例如每秒交换的单元、平均缓冲器容量利用率、MAST存储器利用率、操作温度等，且经由APPI ANMP逻辑端口将其发送到PNMS。
2.配置管理703B：配置16×1TBps端口交换机的能力；本地V-ROVER用户接口端口速度管理；端口电接口类型；WiFi/WiGi系统配置和管理。
3.单元交换机703C报警和性能报告。捕获BER水平、单元地址损坏的单元地址、缓冲区溢出、时钟同步相移和抖动等，且经由APPI ANMP逻辑端口45将其报告到GNCC处的PNMS。
4.当这些参数低于预定义参数时，单元表703D更新、配置以及交换性能监测和报警报告。
5.TDMA ASM 703E配置、性能管理以及报警报告。
6.监测加密系统703F端对端链路性能和私用密钥管理且将其报告到PNMS。
7.允许、捕获和报告计时系统703G配置、管理以及性能统计。基于预定义参数的性能信息例如时钟抖动标准、时钟滑移以及信噪比。
8.允许、捕获且报告调制解调器和RF发射/接收系统703H配置、管理以及性能统计。性能信息例如信噪比(S/N)标准、BER等，以及相关联的报警和电路失效报告。
9.CPU处理器703I管理和报警报告。将来自每一质子交换机的性能信息提交到位于GNCC处的PNMS，所述性能信息例如CPU利用率、存储器利用率、使用中的过程、正常运行时间、使用中的服务、社交媒体存储器利用率、使用中的处理器、快取存储器利用率、速度等。
10.云存储703K配置和管理。将性能数据发送到GNCC处的PNMS，所述性能数据例如存储器利用率、消息邮件存储、社交媒体存储、手机联系存储、电影/视频存储等。
11.电源703K性能监视和备份管理。
12.RNMS安全管理703L：对PNMS系统的接入由三个GNCC内的Attobahn安全管理部门管理。访问表、用户认证以及系统使用级别由作为本发明实施例的Attobahn安全管理系统708提供。
核心网络管理系统
图55示出作为本发明实施例的核心网络管理系统(NNMS)704。NNMS位于三个GNCC处且由技术人员使用以远程地配置、控制以及监测质子交换机的实时性能。
NNMS设计有以下功能：
1.为了报告，捕获IWIC芯片704A性能统计，例如每秒交换的单元、平均缓冲器容量利用率、MAST存储器利用率、操作温度等，且经由APPI ANMP逻辑端口将其发送到NNMS。
2.配置管理704B：配置96×1TBps端口交换机的能力；端口速度管理；以及端口系统配置和管理。
3.单元交换机704C报警和性能报告。捕获BER水平、单元地址损坏的单元地址、缓冲区溢出、时钟同步相移和抖动等，且经由APPI ANMP逻辑端口45将其报告到GNCC处的NNMS。
4.当这些参数低于预定义参数时，单元表704D更新、配置以及交换性能监测和报警报告。
5.TDMA ASM 704E配置、性能管理以及报警报告。
6.监测加密系统704F端对端链路性能和私用密钥管理且将其报告到NNMS。
7.允许、捕获和报告计时系统704G配置、管理以及性能统计。基于预定义参数的性能信息例如时钟抖动标准、时钟滑移以及信噪比。
8.允许、捕获且报告调制解调器和RF发射/接收系统704H配置、管理以及性能统计。性能信息例如信噪比(S/N)标准、BER等，以及相关联的报警和电路失效报告。
9.CPU处理器704I管理和报警报告。将来自每一核心交换机的性能信息提交到位于GNCC处的NNMS，所述性能信息例如CPU利用率、存储器利用率、使用中的过程、正常运行时间、使用中的服务、社交媒体存储器利用率、使用中的处理器、快取存储器利用率、速度等。
10.云存储704K配置和管理。将性能数据发送到GNCC处的NNMS，所述性能数据例如存储器利用率、消息邮件存储、社交媒体存储、手机联系存储、电影/视频存储等。
11.电源704K性能监视和备份管理。
12.NNMS安全管理704L：对NNMS系统的接入由三个GNCC内的Attobahn安全管理部门管理。访问表、用户认证以及系统使用级别由作为本发明实施例的Attobahn安全管理系统708提供。
毫米波RF管理系统
图56示出作为本发明实施例的毫米波RF管理系统(MRMS)705。MRMS位于三个GNCC处且设计有以下功能：
1.监测V-ROVER毫米波RF 705A发射器放大器输出功率水平且经由ANMP逻辑端口将其报告到GNCC处的MRMS。V-ROVER RF接收器低噪声放大器(LNA)的信噪比(S/N)比率由MRMS监测，且当其下降到某一阈值时，生成报警以供GNCC技术人员采取动作以在其降低到失效点前修正所述问题。
2.监测Nano-ROVER毫米波RF 705B发射器放大器输出功率水平且经由ANMP逻辑端口将其报告到GNCC处的MRMS。Nano-ROVER RF接收器低噪声放大器(LNA)的信噪比(S/N)比率由MRMS监测，且当其下降到某一阈值时，生成报警以供GNCC技术人员采取动作以在其降低到失效点前修正所述问题。
3.监测Atto-ROVER毫米波RF 705C发射器放大器输出功率水平且经由ANMP逻辑端口将其报告到GNCC处的MRMS。Atto-ROVER RF接收器低噪声放大器(LNA)的信噪比(S/N)比率由MRMS监测，且当其下降到某一阈值时，生成报警以供GNCC技术人员采取动作以在其降低到失效点前修正所述问题。
4.监测质子交换机毫米波RF 705D发射器放大器输出功率水平且经由ANMP逻辑端口将其报告到GNCC处的MRMS。质子交换机RF接收器低噪声放大器(LNA)的信噪比(S/N)比率由MRMS监测，且当其下降到某一阈值时，生成报警以供GNCC技术人员采取动作以在其降低到失效点前修正所述问题。
5.监测核心交换机毫米波RF 705E发射器放大器输出功率水平且经由ANMP逻辑端口将其报告到GNCC处的MRMS。核心交换机RF接收器低噪声放大器(LNA)的信噪比(S/N)比率由MRMS监测，且当其下降到某一阈值时，生成报警以供GNCC技术人员采取动作以在其降低到失效点前修正所述问题。
6.回旋TWA音箱705F大功率管、阴极以及集电极区段电路性能和温度控制操作标准由MRMS监测。MRMS监测TWA水冷却系统且将液体温度报告到GNCC。
7.回旋TWA迷你音箱705G大功率管、阴极以及集电极区段电路性能和温度控制操作标准由MRMS监测。MRMS监测TWA水冷却系统且将液体温度报告到GNCC。
8.窗式安装mmW 180°喇叭天线中继器RF放大器705H信噪比(S/N)比率由GNCC处的MRMS监测。
9.门/壁式安装mmW 20°-60°喇叭天线中继器RF放大器705I信噪比(S/N)比率由GNCC处的MRMS监测。
10.门/壁式安装mmW 180°喇叭天线中继器RF放大器705J信噪比(S/N)比率由GNCC处的MRMS监测。
11.将回旋TWA音箱和迷你音箱电源705K性能监视和备份管理信息发送到GNCC处的MRMS。
12.MRMS安全管理705L：对NRMS系统的接入由三个GNCC内的Attobahn安全管理部门管理。访问表、用户认证以及系统使用级别由作为本发明实施例的Attobahn安全管理系统708提供。
传输系统管理系统
图57示出作为本发明实施例的传输系统管理系统(TSMS)706位于三个GNCC处。TSMS的功能能力如下：
1.数字40GBps链路之间的馈送OC-768光纤终端(Fiber Optic Terminals；FOT)配置管理和性能统计报告传信的独立链路加密40GBps装置706A由TSMS控制。这些独立加密装置操作性能报警消息将由TSMS捕获。
2.光纤终端(FOT)706B配置和报警报告信息将由TSMS控制。TSMS将监测BER、缓冲器过载、时钟滑移以及网络链路中断，这将允许GNCC技术人员在系统和设施变为网络中断前前瞻性地修正劣化的系统和设施。
3.介接核心交换机和互联网的网关路由器706C由GNCC处的TSMS来配置和管理。
4.馈送FOT的光波复用器706D由GNCC处的TSMS来配置和管理。
5.TSMS安全管理706E：对TSMS系统的接入由三个GNCC内的Attobahn安全管理部门管理。访问表、用户认证以及系统使用级别由作为本发明实施例的Attobahn安全管理系统708提供。
计时和同步管理系统
图58示出作为本发明实施例的Attobahn计时和同步管理系统(CSMS)707位于三个GNCC处。CSMS设计有以下功能能力：
1.铯束振荡器707A由CSMS配置、控制以及管理。CSMS监测振荡器系统时钟输出稳定性、实时温度控制且跟踪时钟精度稳定性。如果时钟稳定性下降到预定义水平以下，那么CSMS接收系统劣化报警。
2.计时分布系统(CDS)707B由CSMS配置、控制以及管理。将在GNCC处并列在一起的来自CDS的报警消息发送到CSMS。
3.冗余和不同的GPS接收器707C由CSMS配置、控制以及管理。将在GNCC处并列在一起的来自GPS系统的报警消息发送到CSMS。
4.由铯束GPS参考计时系统馈送的全球网关核心交换机和国内FOT 707D以及其光波复用器是网络的第一阶段。这些全球和国家级系统是实时监测的计时和同步，且其时钟稳定性由CSMS持续地追踪。如果这些时钟信号的稳定性降低，那么生成报警且将其发送到CSMS。
5.计时和同步系统初级和备份电源707E由CSMS监测。如果电源性能降低，那么将报警消息发送到CSMS。
6.CSMS安全管理706E：对CSMS系统的接入由三个GNCC内的Attobahn安全管理部门管理。访问表、用户认证以及系统使用级别由作为本发明实施例的Attobahn安全管理系统708提供。
ATTOBAHN毫米波RF系统体系结构
图59示出作为本发明实施例的Attobahn毫米波(mmW)射频(RF)传输体系结构1000。Attobahn mmW RF体系结构是基于高频电磁无线电信号，从而在毫米波段的超高端下操作且进入红外波段。频带是约30到3300吉赫(GHz)范围1006，处于毫米波频谱的上端且进入红外光谱。200到3300GHz分配之间的这一频带的上端是在常用的FCC操作频带之外，因此允许病毒分子网络将宽带宽用于其太比特数字流。
Attobahn RF传输系统体系结构1000示出于图58中。所述体系结构由以下RF层组成：
1.层I：Attobahn病毒轨道车辆(V-ROVER、Nano-ROVER以及Atto-ROVER)RF系统1001。
2.层II：质子交换机RF系统1002。
3.层III：核心交换机RF系统1003。
4.层IV：超大功率(Ultra High Power；UHP)回旋行波管放大器(TWA)RF系统，称作音箱层1004(迷你音箱)和1005(音箱)。
ATTOBAHN mmW战略传输基础设施
Attobahn RF传输系统体系结构层I到III位于如图60中所示的称作音箱层1005的层IV(超大功率(UHP)回旋行波管放大器(TWA)RF系统)的顶部上。音箱1004和1005层为其它三个RF传输层共用。
如作为本发明实施例的图60中所示出，ROVER 1001RF信号由回旋TWA迷你音箱网格1004A内的每一回旋TWA迷你音箱RF 1004接收器所接收，且放大到1.5瓦特到100瓦特。重新发射这些放大的RF信号且由其音箱网格1005A内的较大UHP回旋TWA音箱1005所接收，其中这些信号进一步放大到高达10,000瓦特。将这些UHP RF信号重新发射到质子交换机RF系统1002和UHP回旋TWA音箱网格1005A内的任何位置处的其它ROVER RF系统1001。
质子交换机RF系统1002接收mmW RF信号。这些交换机将I-Q QAM信号解调到其初始高速数字信号，将其发送到TDMA ASM，其中对TDMA时隙和后续ASM OTS进行解复用且将数据流馈送到单元交换机中。单元交换机将高速单元分布到其适当端口，所述端口将高容量链路馈送到核心交换机。质子交换机RF放大器将mmW信号发射到服务其分子域的迷你音箱网格1004A。回旋TWA迷你音箱1004A接收、放大mmWRF信号且将其重新发射到UHP回旋TWA音箱网格1005A。音箱将RF信号重新发射到核心交换机。
将迷你音箱和音箱战略性配置到城市和郊区大功率mmW传输网格中对AttobahnmmW网络基础设施的可靠性性能是关键的。
mmW RF大功率网络矩阵
图61示出作为本发明实施例的Attobahn mmW大功率网络矩阵(High Power GridMatrix；HPGM)1000。HPGM建构且设计有端对端服务可靠性作为其初级目的。Attobahn mmWHPGM技术策略是使这些微妙的RF信号功率水平保持高的，以减缓与mmW传输相关联的固有大气压衰减现象。为了解决这种现象的物理学，HPGM设计有使1/4英里城市和郊区街道饱和的迷你音箱网格1004A输出功率，以及主导围绕城市和郊区区域的5英里网格的UHP音箱网格1005A输出功率。
回旋TWA迷你音箱1004和回旋TWA音箱1005分别放大1.5到10,000瓦特的mmW信号。来自ROVER RF系统1001、质子交换机RF系统1002以及核心交换机RF系统1003的mmW RF信号放置到300英尺到1/4英里矩阵内的迷你音箱较小网格中，且在这一布置中，这些网格内的所有ROVER可易于彼此通信。
覆盖1/4英里到5英里矩阵的较大音箱网格允许ROVER、质子交换机以及核心交换机RF信号的较低发射功率以进一步达到且提供用于整个网络的可靠信号强度以在99.9％可靠性百分比下运行。通过使用如图59、60、69、71以及73中所示的骨干回旋TWA音箱将mmWRF传输增大到超长距离。这一工程HPGM体系结构对Attobahn病毒分子网络的操作至关重要。
回旋TWA系统
Attobahn网络利用分别称作迷你音箱和音箱的回旋TWA大功率和超大功率mmW放大器。相比于硅和GAN类型放大器，这些回旋TWA以一种方式分布和连接使得其保证mmW波在极大距离下的传递。
图62示出作为本发明实施例的回旋TWA 1004和1005的工程设计配置、其地面卫星类中继器布置的连接方法以及其喇叭天线结构1004B和1004C。迷你音箱和音箱战略性地位于建筑屋顶、房屋屋顶、设施杆(utility poles)、设施塔(utility towers)等上。
TWA的战略位置允许其从ROVER、质子交换机以及核心交换机接收mmW RF信号，且将这些放大的信号重新发射到这些装置。每一TWA伴有从ROVER 200、质子交换机200以及核心交换机300接收mmW RF信号1000A的LNA mmW接收器1005B。如图62中所示且将这些信号馈送到回旋TWA音箱1005中。放大信号且在遍历mmW波导1005D后将其发送到360°馈电喇叭1005C。
回旋TWA迷你音箱配备有从ROVER 200、质子交换机300以及核心交换机400接收mmW RF信号1000A的mmW LNA RF接收器1004B，如图62中所示且将这些信号馈送到回旋TWA迷你音箱1004中。放大信号且在遍历mmW波导1004D后将其发送到360°馈电喇叭1004C。
如作为本发明实施例的图62中所示，ROVER 220、质子交换机328以及核心交换机428mmW发射器放大器220处理30GHz到3300GHz的频率范围。LNA接收器取决于其接收到的信号的S/N来从音箱和迷你音箱接收UHP mmW RF信号。LNA接收器设计成选择其接收的较强信号且传递到其QAM解调器。
ATTOBAHN mmW RF 4-8K TV和HD无线电广播服务
4-8K TV广播
图63示出作为本发明实施例的Attobahn mmW TV和无线电广播传输网络基础设施。将4-8K TV广播服务应用程序110发送到Atto-ROVER APPI逻辑端口10。以10GBps将来自其4-8K TV相机100TV的4-8K TV广播数字流计时到Atto-ROVER 200中。单元交换机经由其mmW RF发射器220将广播TV向外发送。
将Atto-ROVER RF发射信号1000A发送到回旋TWA迷你音箱1004，其中放大所述信号且将其重新发射到回旋TWA音箱1005。所述音箱放大TV广播信号且以10,000瓦特将其发射到周围区域中。广播网格内的任何V-ROVER、Nano-ROVER或Atto-ROVER可接收广播TV信号。
4-8K TV广播信号传输范围通过将信号馈送通过作为本发明实施例的如图60、61、70、72以及74中所示的Attobahn骨干回旋TWA UHP音箱来延伸数英里。
广播电影、视频、直播3D体育和音乐会
图63示出作为本发明实施例的Attobahn mmW TV和电影、视频以及3D直播体育和直播音乐会广播传输网络基础设施。将电影、视频以及直播体育和直播音乐会广播服务应用程序121、122、111以及124发送到Atto-ROVER APPI逻辑端口21、22、11以及24。4-8K电影、视频以及3D直播4-8K视频和来自其电影和视频服务器的伴随HD音频广播数字流以及直播体育和直播音乐会分别馈送100MV、100VD、100SP以及100LC，以每信号10GBps计时到Atto-ROVER 200中。单元交换机向外发送电影和视频服务器，且直播体育和直播音乐会经由其mmW RF发射器220馈送广播信号。
将Atto-ROVER RF发射的信号1000A发送到回旋TWA迷你音箱1004，其中放大所述信号且将其重新发射到回旋TWA音箱1005。音箱放大mmW TV和电影、视频以及3D直播体育和直播音乐会广播信号，且以10,000瓦特将其发射到周围区域中。广播网格内的任何V-ROVER、Nano-ROVER或Atto-ROVER可接收广播TV信号。
4-8K电影、视频、直播4-8K视频和来自其电影和视频服务器的伴随HD音频广播数字流以及直播体育和直播音乐会广播信号传输范围通过将其馈送通过作为本发明实施例的如图60、61、70、72以及74中所示出的Attobahn骨干回旋TWA UHP音箱来延伸数英里。
HD音频无线电广播
图63示出作为本发明实施例的Attobahn mmW TV和无线电广播传输网络基础设施。将HD(44KHz-96KHz)音频无线电广播服务应用程序120发送到Atto-ROVER APPI逻辑端口20。以10GBps将来自无线电台广播员100RD的HD音频无线电广播数字流计时到Atto-ROVER 200中。单元交换机经由其mmW RF发射器220将广播无线电信号向外发送。
将Atto-ROVER RF发射的信号1000A发送到回旋TWA迷你音箱1004，其中放大所述信号且将其重新发射到回旋TWA音箱1005。所述音箱放大HD音频广播信号且以10,000瓦特将其发射到周围区域中。广播网格内的任何V-ROVER、Nano-ROVER或Atto-ROVER可接收HD音频广播信号。
HD音频广播信号传输范围通过将信号馈送通过作为本发明实施例的如图60、61、70、72以及74中所示的Attobahn骨干回旋TWA UHP音箱来延伸数英里。
ROVER、质子交换机以及核心交换机RF设计
RF体系结构基础设施网络网格网络设计示出于图60中。如作为本发明实施例的图40、34、29以及25中所示出，病毒轨道车辆(V-ROVER、Nano ROVER以及Atto ROVER)、质子交换机以及核心交换机的RF区段将宽带64-4096比特正交振幅调制(QAM)调制器和解调器用于分别去到RF发射器和接收器的和来自所述RF发射器和接收器的其多个40GBps到1TBps数字基带。
ROVER、质子交换机以及核心交换机RF发射器输出功率，在回旋TWA迷你音箱和音箱的组合的情况下，向待由具有一定分贝(dB)水平的装置所接收的RF信号提供足够高的瓦数，所述分贝水平允许来自解调器的恢复数字流处于1/1,000,000,000到1/1,000,000,000,000(即每1十亿到1万亿比特中分别有1比特错误)的误码率(BER)范围内。这确保在长期基础上的数据吞吐量非常高。
RF传输配置-V-ROVER到音箱
如作为本发明实施例的图64中所示出，V-ROVER配备有连接到客户的终止装置的八(8)个物理10吉比特/秒(GBps)输入/输出端口，所述终止装置例如4K/8K UHDF TV、计算装置、智能手机、服务器、游戏系统、虚拟现实装置等。这些10GBps端口连接到具有四(4)个40GBps合计数字流1001VA的高速交换机，所述合计数字流连接到四个64-4096比特正交振幅调制(QAM)1001VB调制器/解调器(调制解调器)。四(4)个QAM调制器输出RF信号中的每一个在30到3300GHz范围内运行。
V-ROVER四(4)个输出30到3300GHz RF信号各自具有40GBps带宽。四(4)个30到3300GHz RF信号经由毫米单片集成电路(Millimeter Monolithic Integrated Circuit；MMIC)RF放大器1001VC来发射。四(4)个输出RF信号经由mmW 360°全指向性喇叭天线1001VD来发射。RF信号在所有方向上从V-ROVER发射且由其300英尺到1/4英里网格内的迷你音箱和音箱360°全指向性天线1004F和1004G接收。将由迷你音箱或音箱接收的V-ROVER输出RF信号馈送到回旋TWA超大功率放大器中。
迷你音箱回旋TWA超大功率1004放大器将V-ROVER接收的RF信号放大到1.5到100瓦特，且音箱回旋TWA超大功率放大器1005将这些RF信号放大500到10,000瓦特。将音箱放大的RF输出馈送到360°全指向性喇叭天线。迷你音箱和音箱网格的RF辐射覆盖高达10英里的半径距离，且取决于大气压情况在一些情况下甚至覆盖更远距离。这些互连的网格组合以覆盖围绕郊区区域和城市之间的数百英里。
来自迷你音箱和音箱的所发射的RF信号由音箱RF网格内的V-ROVER、Nano-ROVER、Atto-ROVER以及质子交换机以极高功率电平来接收。因此，音箱作用如同放大V-ROVER、Nano-ROVER、Atto-ROVER、质子交换机以及核心交换机的RF传输中继器或地面通信卫星。音箱放置于建筑(商业或选定住宅建筑)屋顶顶部、通信塔以及空中无人机上。
RF传输配置-Nano-ROVER到音箱
如作为本发明实施例的图65中所示出，Nano-ROVER配备有连接到客户的终止装置的四(4)个物理10吉比特/秒(GBps)输入/输出端口，所述终止装置例如4K/8K UHDFTV、计算装置、智能手机、服务器、游戏系统、虚拟现实装置等。这些10GBps端口连接到具有两(2)个40GBps合计数字流1001NA的高速交换机，所述合计数字流连接到两(2)个64-4096比特正交振幅调制(QAM)调制器/解调器(调制解调器)。两(2)个QAM 1001NB调制器输出RF信号中的每一个在30到3300GHz范围内运行。
Nano-ROVER两(2)个输出30到3300GHz RF信号各自具有40GBps带宽。两(2)个30到3300GHz RF信号经由毫米单片集成电路(MMIC)RF放大器1001NC来发射。两(2)个输出RF信号经由mmW 360°全指向性喇叭天线1001ND来发射。RF信号在所有方向上从Nano-ROVER发射且由其300英尺到1/4英里网格内的迷你音箱和音箱360°全指向性天线1004F和1005F接收。将接收器的输出馈送到音箱回旋TWA超大功率放大器中。
迷你音箱回旋TWA超大功率放大器1004将Nano-ROVER接收的RF信号放大到10到500瓦特，且音箱回旋TWA超大功率放大器1005将这些RF信号放大500到10,000瓦特。将音箱放大的RF输出馈送到360°全指向性喇叭天线。迷你音箱和音箱网格的RF辐射覆盖高达10英里的半径距离，且取决于大气压情况在一些情况下甚至覆盖更远距离。这些互连的网格组合以覆盖围绕郊区区域和城市之间的数百英里。
来自迷你音箱和音箱的所发射的RF信号由这些音箱RF网格内的Nano-ROVER、V-ROVER、Atto-ROVER以及质子交换机以极高功率电平来接收。因此，音箱作用如同放大Nano-ROVER、V-ROVER、Atto-ROVER、质子交换机以及核心交换机的RF传输中继器或地面通信卫星。音箱放置于建筑(商业或选定住宅建筑)屋顶顶部、通信塔以及空中无人机上。
RF传输配置-Atto-ROVER到音箱
如作为本发明实施例的图66中所示出，Atto-ROVER配备有连接到客户的终止装置的两(2)个物理10吉比特/秒(GBps)输入/输出端口，所述终止装置例如4K/8K UHDFTV、计算装置、智能手机、服务器、游戏系统、虚拟现实装置等。这些10GBps端口连接到具有两(2)个40GBps合计数字流1001AA的高速交换机，所述合计数字流连接到两(2)个64-4096比特正交振幅调制(QAM)1001AB调制器/解调器(调制解调器)。两(2)个QAM调制器输出RF信号中的每一个在30到3300GHz范围内运行。
Atto-ROVER两(2)个输出30到3300GHz RF信号各自具有40GBps带宽。两(2)个30到3300GHz RF信号经由毫米单片集成电路(MMIC)RF放大器1001AC来发射。两(2)个输出RF信号经由mmW 360°全指向性喇叭天线1001AD来发射。RF信号在所有方向上从Atto-ROVER发射且由其300英尺到1/4英里网格内的迷你音箱和音箱360°全指向性天线1004F和1005F接收。将接收器的输出馈送到音箱回旋TWA超大功率放大器中。
迷你音箱回旋TWA超大功率放大器1004将Atto-ROVER接收的RF信号放大到10到500瓦特，且音箱回旋TWA超大功率放大器1005将这些RF信号放大500到10,000瓦特。将音箱放大的RF输出馈送到360°全指向性喇叭天线。迷你音箱和音箱网格的RF辐射覆盖高达10英里的半径距离，且取决于大气压情况在一些情况下甚至覆盖更远距离。这些互连的网格组合以覆盖围绕郊区区域和城市之间的数百英里。
来自迷你音箱和音箱的所发射的RF信号由这些音箱RF网格内的Atto-ROVER、V-ROVER、Nano-ROVER以及质子交换机以极高功率电平来接收。因此，音箱作用如同放大Atto-ROVER、V-ROVER、Nano-ROVER、质子交换机以及核心交换机RF信号且将其重新发射回到其网格内的开放区域中的RF传输中继器或地面通信卫星。音箱放置于建筑(商业或选定住宅建筑)屋顶顶部、通信塔以及空中无人机上。
RF层II：质子交换机RF设计
如作为本发明实施例的图67中所示出，Attobahn质子交换机RF系统1002是配备有具有自动调整调制功能的16个调制解调器1002A的毫米波通信装置，由此所述系统使用64比特到4096比特QAM的范围来编码(映射)来自TDMA ASM复用器的16个基带1TBps数字流中的每一个。
调制解调器取决于RF通信链路的信噪比(S/N)水平(dBm)来作出调整。质子交换机接收器监测所接收的RF信号信噪比(S/N)水平。如果dBm水平下降到所定义阈值，那么将消息馈送到QAM调制解调器以将其比特编码(解映射)从其最大的4096比特向下减小低到64比特，且对应地解调器也同样操作且类似地减小其比特解码水平。
Attobahn RF体系结构的每一RF载波的带宽是载波频率的大致10％。因此，在其240GHz的初级载波频率中的一个下，可用带宽将是大致24GHz。因此，当64-4096QAM调制解调器具有使用其最大4096比特QAM的其最大信噪比时，产生10比特/Hz，从而引起每载波240GBps的最大调制带宽。
质子交换机配备有十六(16)个64-4096比特QAM调制解调器。将这些调制解调器的信号中的每一个馈送到混频器/上变频器30GHz到3300GHz RF载波和对应输出RF放大器1002B。放大的输出RF信号经由360°喇叭天线1002C传播到通信网格区域中，其中这些信号由服务那一通信网格区域的音箱和/或迷你音箱接收器来接收。迷你音箱1004和音箱1005接收核心交换机RF信号且利用回旋TWA放大器将其放大1.5瓦特到10,000瓦特之间。这些UHP放大器将RF信号重新发射回到通信网格中以由质子交换机和核心交换机以及各种通信装置接收。
质子交换机mmW RF发射器
如作为本发明实施例的图67中所示出，质子交换机mmW RF发射器(TX)平台由MMICmmW放大器1002B组成。放大器由高频上变频器混频器馈送，所述高频上变频器混频器允许频率范围为30GHz到3300GHz的本地振荡器频率(LO)1002D使3GHz到330GHz带宽基带I-Q调制解调器信号与RF 30GHz到3330GHz载波信号进行混频。将混频器RF调制的载波信号馈送到超高频(30-3300GHz)发射器放大器。MMIC mmWRF TX具有1.5dB到20dB的功率增益。将TX放大器输出信号馈送到矩形mmW波导1002E。波导连接到作为本发明实施例的mmW 360°圆形天线。
质子交换机mmW RF接收器
作为本发明实施例的图67示出由连接到接收矩形mmW波导的mmW 360°天线组成的质子交换机mmW接收器(RX)平台。360°喇叭天线从音箱和迷你音箱接收来源于V-ROVER、Nano-ROVER、Atto-ROVER 200、核心交换机400以及其它质子交换机300的超大功率重新发射的RF信号。mmW 30GHz到3300GHz信号经由矩形波导发送到具有高达30dB增益的低噪声放大器(LNA)1002F。
在信号离开LNA后，所述信号传递通过接收器带通滤波器且馈送到高频混频器。高频下变频器混频器允许频率范围为30GHz到3300GHz的本地振荡器频率(LO)1002D将I和Q相位振幅30GHz到3300GHz的载波信号解调回到3GHz到330GHz的基带带宽。将带宽基带I-Q信号馈送到64-4096QAM解调器1002G，在所述解调器中将分离的16个I-Q数字数据信号组合回到初始单一40GBps到1TBps数据流。将QAM解调器十六(16)个40GBps到16TBps数据流馈送到解密电路且经由TDMA ASM馈送到单元交换机。
RF层III：核心交换机RF设计
如作为本发明实施例的图68中所示出，Attobahn核心交换机RF系统1003是配备有具有自动调整调制功能的96个调制解调器1003A的毫米波通信装置，由此所述系统使用64比特到4096比特QAM的范围来编码(映射)来自TDMA ASM复用器的96个基带1TBps数字流中的每一个。
调制解调器取决于RF通信链路的信噪比(S/N)水平(dBm)来作出调整。核心交换机接收器监测所接收的RF信号信噪比(S/N)水平。如果dBm水平下降到所定义阈值，那么将消息馈送到QAM调制解调器以将其比特编码(解映射)从其最大的4096比特向下减小低到64比特，且对应地解调器也同样操作且类似地减小其比特解码水平。
Attobahn RF体系结构的每一RF载波的带宽是载波频率的大致10％。因此，在其240GHz的初级载波频率中的一个下，可用带宽将是大致24GHz。因此，当64-4096QAM调制解调器具有使用其最大4096比特QAM的其最大信噪比时，产生10比特/Hz，从而引起每载波240GBps的最大调制带宽。
核心交换机配备有九十六(96)个64-4096比特QAM调制解调器。将这些调制解调器的信号中的每一个馈送到混频器/上变频器30GHz到3300GHz RF载波和对应输出RF放大器1003B。放大的输出RF信号经由360°喇叭天线1003C传播到通信网格区域中，其中这些信号由服务那一通信网格区域的音箱和/或迷你音箱接收器来接收。迷你音箱1004和音箱1005接收核心交换机RF信号且利用回旋TWA放大器将其放大1.5瓦特到10,000瓦特之间。这些UHP放大器将RF信号重新发射回到通信网格中以由质子交换机和核心交换机以及各种通信装置接收。
核心交换机mmW RF发射器
如作为本发明实施例的图68中所示出，核心交换机mmW RF发射器(TX)平台由MMICmmW放大器组成。放大器由高频上变频器混频器馈送，所述高频上变频器混频器允许频率范围为30GHz到3300GHz的本地振荡器频率(LO)1003D使3GHz到330GHz带宽基带I-Q调制解调器信号与RF 30GHz到3330GHz载波信号进行混频。将混频器RF调制的载波信号馈送到超高频(30-3300GHz)发射器放大器。mmW RF TX具有1.5dB到20dB的功率增益。将TX放大器输出信号馈送到矩形mmW波导。波导1003E连接到作为本发明实施例的mmW 360°圆形天线。
核心交换机mmW RF接收器
作为本发明实施例的图68示出由连接到接收矩形mmW波导的mmW 360°天线组成的核心交换机mmW接收器(RX)平台。360°喇叭天线从音箱和迷你音箱接收来源于其它质子交换机和其它核心交换机的超大功率重新发射的RF信号。mmW 30GHz到3300GHz信号经由矩形波导发送到具有高达30dB增益的低噪声放大器(LNA)1003F。
在信号离开LNA后，所述信号传递通过接收器带通滤波器且馈送到高频混频器。高频下变频器混频器允许频率范围为30GHz到3300GHz的本地振荡器频率(LO)1003D将I和Q相位振幅30GHz到3300GHz的载波信号解调回到3GHz到330GHz的基带带宽。将带宽基带I-Q信号馈送到64-4096QAM解调器1003G，在所述解调器中将分离的96个I-Q数字数据信号组合回到初始单一40GBps到1TBps数据流。将QAM解调器九十六(96)个40GBps到96TBps数据流馈送到解密电路且经由TDMA ASM馈送到单元交换机。
ATTOBAHN基础设施mmW天线体系结构
Attobahn mmW网络基础设施由5层毫米波天线体系结构组成，如作为本发明实施例的图69中所示出。天线体系结构设计于以下层中：
1.层I是回旋TWA音箱mmW天线1005A。
2.层II是回旋TWA迷你音箱mmW天线1004A。
3.层III mmW天线由以下组成：
i.核心交换机mmW天线1003C。
ii.质子交换机mmW WiFi/WiGi天线1002C。
iii.V-ROVER mmW WiFi/WiGi天线1001VD。
iv.Nano-ROVER mmW WiFi/WiGi天线1001ND。
v.Atto-ROVER mmW WiFi/WiGi天线1001AD。
vi.窗式安装mmW天线放大器中继器1006A。
vii.门式安装mmW天线放大器中继器1006B。
viii壁式安装mmW天线放大器中继器1006D。
4.层IV是触点装置mmW天线1007(笔记本电脑、平板电脑、手机、TV、服务器、大型主机计算机、超级计算机、游戏控制台、虚拟现实系统、动力学系统、IoT、机械自动化系统、自主车辆、汽车、卡车、重型设备、电力系统等)。
天线功率标准
如作为本发明实施例的图70中所示出，Attobahn mmW天线体系结构具有逆分层功率设计，由此输出瓦数随着层减小而增大。分层天线功率输出范围是：
1.层I-操作30-3300GHz RF信号的UHP回旋TWA音箱天线1005OD和1005PP具有500到10,000瓦特的输出功率。
2.层II-操作30-3300GHz RF信号的回旋TWA迷你音箱天线1004A具有1.5到100瓦特的输出功率
3.层III
-以30-3300GHz RF信号操作的核心交换机mmW天线1003C具有50毫瓦到3瓦特的输出功率。
-以30-3300GHz RF信号操作的质子交换机mmW天线1002C具有50毫瓦到3瓦特的输出功率。
-以30-3300GHz RF信号操作的V-ROVER mmW天线1001VD具有50毫瓦到3瓦特的输出功率。
-以30-3300GHz RF信号操作的Nano-ROVER mmW天线1001ND具有50毫瓦到3瓦特的输出功率。
-以30-3300GHz RF信号操作的Atto-ROVER mmW天线1001AD具有50毫瓦到3.0瓦特的输出功率。
-以30-3300GHz RF操作的窗式安装mmW天线放大器中继器1006A具有50毫瓦到3.0瓦特的输出功率。
-以30-3300GHz RF操作的门式安装mmW天线放大器中继器1006B具有50毫瓦到2.0瓦特的输出功率。
-以30-3300GHz RF操作的壁式安装mmW天线放大器中继器1006C具有50毫瓦到2.0瓦特的输出功率。
4.层IV-以30-3300GHz RF操作的触点装置mmW天线1007具有25毫瓦到1.5瓦特的输出功率。(笔记本电脑、平板电脑、手机、TV、服务器、大型主机计算机、超级计算机、游戏控制台、虚拟现实系统、动力学系统、IoT、机械自动化系统、自主车辆、汽车、卡车、重型设备、电力系统等)
mmW回旋TWA音箱系统设计
Attobahn回旋TWA音箱1005是将回旋行波放大器管1005B用于介于30GHz到3300GHz RF范围内的极高mmW信号放大的超大功率放大器。回旋TWA音箱的两种类型是：
1.全指向性UHP mmW音箱1005OD
2.点对点UHP mmW音箱1005PP
这两种回旋TWA音箱示分别出于图71和72中，且是本发明的实施例。
全指向性UHP mmW音箱
全指向性UHP音箱(OD-UHP音箱)1005OD示出于作为本发明实施例的图71中。其回旋行波放大器(TWA)1004B具有500到10,000瓦特连续和脉冲模式的输出功率。OD-UHP音箱用于网络以放大和重新发射来自回旋TWA迷你音箱、V-ROVER、Nano-ROVER、Atto-ROVER、质子交换机以及核心交换机的毫米波信号。
回旋TWA附有在30GHz到3300GHz RF范围内操作的毫米波RF接收器1005C。接收器经由毫米波导1005D连接到360°定向性喇叭天线1005A。接收器具有增益为20DB的低噪声放大器(LNA)。将LNA输出mmW信号馈送到前置放大器，随后馈送到回旋TWA。
OD-UHP音箱配备有在连续或脉冲模式下操作的100到150千伏电源1005E。
放大器容纳于具有以下标准和尺寸的特定设计碳纤维外壳1005F中：
-360°全指向性喇叭天线1005A
-长度：30英寸。
-宽度：16英寸。
-高度：20英寸。
-重量：50磅。
-电源：110/240-VAC电源/100-150KV连续和非连续操作。
-冷却系统：连续密闭水冷却系统。
-冷却风扇：6英寸×6英寸110/240VAC。
点对点UHP mmW音箱
点对点UHP mmW音箱(PP-UHP音箱)1005PP示出于作为本发明实施例的图72中。其回旋行波放大器(TWA)1004B具有500到10,000瓦特连续和脉冲模式的输出功率。
PP-UHP音箱设计为Attobahn网络城内/城际集线器、分子网络域以及长途链路之间的点对点骨干网络RF传输链路。PP-UHP回旋TWA音箱附有在30GHz到3300GHz RF范围下操作的毫米波RF接收器1005C。接收器经由毫米波导1005D连接到20°-60°定向性喇叭天线1005A。接收器具有增益为20DB的低噪声放大器(LNA)。将LNA输出mmW信号馈送到前置放大器，随后馈送到回旋TWA。
PP-UHP音箱配备有在连续或脉冲模式下操作的100到150千伏电源1005E。
放大器容纳于具有以下标准和尺寸的特定设计碳纤维外壳1005F中：
-20°-60°定向性喇叭天线
-长度：30英寸。
-宽度：16英寸。
-高度：20英寸。
-重量：50磅。
-电源：110/240-VAC电源/100-150KV连续和非连续操作。
-冷却系统：连续密闭水冷却系统。
-冷却风扇：6英寸×6英寸110/240VAC。
回旋TWA音箱设施设计
当回旋TWA音箱位于比朝向其辐射所述音箱的RF信号的其它mmW装置更高的高度时，回旋TWA音箱1005提供地理区域中的最佳RF传输覆盖率。Attobahn用来安装OD-UHP和PP-UHP音箱的典型安装方法中的一些分别示出于作为本发明实施例的图73和74中。
全指向性UHP mmW音箱安装
图73中示出的OD-UHP音箱的安装设施由三种方法组成，但安装设计不限于仅这三种方法作为本发明的部分。图73中所示出的三种方法是：
1.屋顶安装1005G
2.塔式安装1005H
3.设施杆安装1005I
屋顶安装
OD UHP音箱屋顶安装1005G设计通过使四个安装点安装于容纳TWA放大器和其它电路的碳纤维箱结构的底板处来布置。使用用于混凝土安装的四(4)个3/4×4英寸长度混凝土螺钉1005GA；用于木梁安装的3/4×4英寸木材螺钉；以及用于金属梁安装的具有螺母的3/4×4英寸螺钉来将50磅碳纤维箱外壳1005F紧固到屋顶结构。安装方法以及螺栓和螺钉强度设计成取决于屋顶结构和OD UHP音箱安装得多好而承受120英里/小时的风。
塔式安装
如作为本发明实施例的图73中所示出，OD UHP音箱安装于标准通信塔1005H上。Attobahn将这些音箱安装于各种类型的塔1005H上。Attobahn将租借这些塔上的空间且在特殊情况下，Attobahn将建造和安装其自身的塔。塔式安装设计通过使四个安装点安装于容纳TWA放大器和其它电路的碳纤维箱结构的底板处来布置。使用用于金属梁安装的具有螺母的四(4)个3/4×4英寸长度螺栓1005HA来将50磅碳纤维箱外壳1005F紧固到塔顶部结构的楼板。安装方法和螺栓强度设计成取决于屋顶结构和OD UHP音箱安装得多好而承受120英里/小时的风。
杆式安装
如作为本发明实施例的图73中所示出，OD UHP音箱安装于标准设施杆上。Attobahn将这些音箱安装于从电线杆(electrical utility poles)到城郊社区灯杆(suburbanneighborhood light poles)范围的各种类型的杆1005I上。Attobahn将租借这些设施杆上的空间且在特殊情况下，Attobahn将建造和安装其自身的杆以安装OD UHP音箱。杆式安装设计通过使四个安装点安装于容纳TWA放大器和其它电路的碳纤维箱结构的底板处来布置。使用用于金属梁安装的具有螺母的四(4)个3/4×4英寸长度螺栓1005IA来将50磅碳纤维箱外壳1005F紧固到杆结构。安装方法和螺栓强度设计成取决于屋顶结构和OD UHP音箱安装得多好而承受120英里/小时的风。
点对点UHP mmW音箱安装
如作为本发明实施例的图74中所示出，PP-UHP音箱1005PP的安装设施需要这些装置中的两个之间的瞄准线(line-of-sight)。所采用的所选安装技术必须确保瞄准线得到维持。三种安装设计示出于图74中，但本发明不限于仅这三种设计。图74中所示出的三种方法是：
1.屋顶安装1005G
2.塔式安装1005H
3.设施杆安装1005I
屋顶安装
PP-UHP音箱屋顶安装1005G设计通过使四个安装点安装于容纳TWA放大器和其它电路的碳纤维箱结构的底板处来布置。使用用于混凝土安装的四(4)个3/4×4英寸长度混凝土螺钉1005GA；用于木梁安装的3/4×4英寸木材螺钉；以及用于金属梁安装的具有螺母的3/4×4英寸螺钉来将50磅碳纤维箱外壳1005F紧固到屋顶结构。安装方法以及螺栓和螺钉强度设计成取决于屋顶结构和PP-UHP音箱安装得多好而承受120英里/小时的风。
塔式安装
如作为本发明实施例的图74中所示出，PP-UHP音箱安装于标准通信塔1005H上。Attobahn将这些音箱安装于各种类型的塔上。Attobahn将租借这些塔上的空间且在特殊情况下，Attobahn将建造和安装其自身的塔。塔式安装设计通过使四个安装点安装于容纳TWA放大器和其它电路的碳纤维箱结构的底板处来布置。使用用于金属梁安装的具有螺母的四(4)个3/4×4英寸长度螺栓来将50磅碳纤维箱外壳1005F紧固到塔顶部结构的楼板。安装方法和螺栓强度设计成取决于屋顶结构和PP-UHP音箱安装得多好而承受120英里/小时的风。
杆式安装
如作为本发明实施例的图74中所示出，PP-UHP音箱安装于标准设施杆1005I上。Attobahn将这些音箱安装于从电线杆到城郊社区灯杆范围的各种类型的杆上。Attobahn将租借这些设施杆上的空间且在特殊情况下，Attobahn将建造和安装其自身的杆以安装PP-UHP音箱。杆式安装设计通过使四个安装点安装于容纳TWA放大器和其它电路的碳纤维箱结构的底板处来布置。使用用于金属梁安装的具有螺母的四(4)个3/4×4英寸长度螺栓1005IA来将50磅碳纤维箱外壳1005F紧固到杆结构。安装方法和螺栓强度设计成取决于屋顶结构和PP-UHP音箱安装得多好而承受120英里/小时的风。
mmW回旋TWA迷你音箱系统设计
如作为本发明实施例的图75中所示出，Attobahn回旋TWA迷你音箱1004是将行波放大器(TWA)管1004B用于介于30GHz到3300GHz RF范围内的极高mmW信号放大的大功率放大器。
其具有1.5到100瓦特连续模式的输出功率。迷你音箱用于网络以放大和重新发射来自回旋TWA音箱、V-ROVER、Nano-ROVER、Atto-ROVER、质子交换机以及核心交换机的毫米波信号。
回旋TWA附有在30GHz到3300GHz RF范围内操作的毫米波RF接收器1004C。接收器经由毫米波导1004D连接到360°定向性喇叭天线1004A。接收器具有增益为20DB的低噪声放大器(LNA)。将LNA输出mmW信号馈送到前置放大器，随后馈送到回旋TWA。
回旋TWA音箱配备有在连续或脉冲模式下操作的100到150千伏电源1005E。
放大器容纳于具有以下标准和尺寸的特定设计碳纤维外壳1004F中：
-360°全指向性喇叭天线
-长度：16英寸。
-宽度：10英寸。
-高度：12英寸。
-重量：30磅。
-电源：110/240-VAC电源/100-150KV连续操作。
-冷却系统：连续密闭水冷却系统。
-冷却风扇：6英寸×6英寸110/240VAC。
mmW迷你音箱安装
图76中示出的迷你音箱的安装设施由三种方法组成，但安装设计不限于仅这三种方法作为本发明的部分。图75中所示出的三种方法是：
1.屋顶安装1004G
2.塔式安装1004H
3.设施杆安装1004I
屋顶安装
迷你音箱屋顶安装1004G设计通过使四个安装点安装于容纳TWA放大器和其它电路的碳纤维箱结构的底板处来布置。使用用于混凝土安装的四(4)个3/4×4英寸长度混凝土螺钉1004GA；用于木梁安装的3/4×4英寸木材螺钉；以及用于金属梁安装的具有螺母的3/4×4英寸螺钉来将30磅碳纤维箱外壳紧固到屋顶结构。安装方法以及螺栓和螺钉强度设计成取决于屋顶结构和迷你音箱安装得多好而承受120英里/小时的风。
塔式安装
如作为本发明实施例的图76中所示出，迷你音箱安装于标准通信塔1004H上。Attobahn将这些音箱安装于各种类型的塔上。Attobahn将租借这些塔上的空间且在特殊情况下，Attobahn将建造和安装其自身的塔。塔式安装设计通过使四个安装点安装于容纳TWA放大器和其它电路的碳纤维箱结构的底板处来布置。使用用于金属梁安装的具有螺母的四(4)个3/4×4英寸长度螺栓1004HA来将30磅碳纤维箱外壳紧固到塔顶部结构的楼板。安装方法和螺栓强度设计成取决于屋顶结构和迷你音箱安装得多好而承受120英里/小时的风。
杆式安装
如作为本发明实施例的图76中所示出，迷你音箱安装于标准设施杆上。Attobahn将这些音箱安装于从电线杆到城郊社区灯杆范围的各种类型的杆1004I上。Attobahn将租借这些设施杆上的空间且在特殊情况下，Attobahn将建造和安装其自身的杆以安装迷你音箱。杆式安装设计通过使四个安装点安装于容纳TWA放大器和其它电路的碳纤维箱结构的底板处来布置。使用用于金属梁安装的具有螺母的四(4)个3/4×4英寸长度螺栓1004IA来将30磅碳纤维箱外壳紧固到杆结构。安装方法和螺栓强度设计成取决于屋顶结构和迷你音箱安装得多好而承受120英里/小时的风。
房屋/建筑外部窗式安装mmW天线
图77示出作为本发明实施例的房屋/建筑外部窗式安装mmW天线1006A。窗式安装mmW天线(WMMA)1006A的目的是在房屋或建筑外部捕获由音箱、迷你音箱、质子交换机、V-ROVER、Nano-ROVER以及Atto-ROVER传播的毫米波，且重新发射这些mmW信号以渗透房屋/建筑内部。WMMA安装于窗1006上，如图77中所示出。
存在两种类型的WMMA。
1.360°天线放大器中继器(360-WMMA)1006AA。
2.180°天线放大器中继器(180-WMMA)1006BB。
360-WMMA感应藕合连接设计
360°天线放大器中继器(360-WMMA)1006AA是全指向性喇叭天线。360-WMMA是安装于用户窗玻璃1006上的自组式(Do-It-Yourself；DYI)装置。天线安装于外部和内部两者上的窗玻璃上，如作为本发明实施例的图77中所示出。通过如图77中所示的天线装置的窗侧面上的薄型自粘带1006AAA将两个天线段粘附到窗玻璃。
360-WMMA由两个区段组成：
1.具有增益为10dB的集成mmW RF LNA的室外360°喇叭天线1006AB。室外装置具有整合到单元中的太阳能功率再充电电池，如图77中所示。室外装置具有与360-WMMA的第二区段的感应藕合。
2,360-WMMA的第二区段是安装在窗内部上的室内装置。室内装置1006AC以感应方式耦合到室外区段并配备有将mmW RF信号重新发射到房屋/建筑的内部空间中的20°-60°喇叭天线。窗式安装的室内装置还配备有太阳能可再充电电池。
360-WMMA感应电路配置
如作为本说明的实施例的图78中所示出，360°WMMA 1006AA感应电路配置由装置的外部区段上的360°喇叭天线组成。外部喇叭天线1006AB在输出功率为50毫瓦到3.0瓦特的30GHz到3300GHz RF的频率范围中操作。喇叭天线与其低噪声放大器(LNA)1006AD整合。
将从喇叭天线所接收的30GHz到3300GHz mmW RF信号发送到LNA，所述LNA提供10dB增益且经由基带滤波器1006AF将放大的信号传递到发射器放大器1006AE。RF信号以感应方式耦合到室内20°-60°室内喇叭天线2006AC。
捕获LNA信噪比(S/N)1006AG和太阳能可再充电电池1006AH电荷水平信息且将其发送到360-WMMA装置中的Attobahn网络管理系统(ANMS)1006AI代理。经由360-WMMA中的WiFi系统1006AJ将ANMS输出信号发送到最近的V-ROVER、Nano-ROVER、Atto-ROVER或质子交换机本地V-ROVER。ANMS信息到达ROVER WiFi接收器，其中将所述信息解调和传递到APPI逻辑端口1。信息随后遍历Attobahn网络到全球网络管理中心(GNCC)处的毫米波RF管理系统。
360-WMMA感应系统计时和同步设计
如作为本发明实施例的图78中所说明，360-WMMA装置在LNA处使用从所接收的mmWRF信号恢复的时钟。将恢复的计时信号传递到锁相环(PLL)和本地振荡器电路805A和805B，后者供给WiFi发射器和接收器系统。恢复的计时信号参考位于三个GNCC处的Attobahn铯束原子时钟，所述原子时钟有效地锁相到GPS。
360-WMMA屏蔽线连接设计
如作为本发明实施例的图79中所示出，360-WMMA屏蔽线连接窗安装装置是360°天线放大器中继器(360-WMMA)1006AA。其具有全指向性喇叭天线。室内和室外单元由室外mmWLNA和室内RF放大器与相关联的20°-60°喇叭天线之间的屏蔽线连接。360-WMMA屏蔽线装置是安装于用户的窗玻璃1006上的自组式(DYI)装置。天线安装于外部和内部两者上的窗玻璃上，如作为本发明实施例的图79中所示。通过如图79中所示的天线装置段的窗侧面上的薄型自粘带将两个天线段粘附到窗玻璃。
360-WMMA由两个区段组成：
1.具有增益为10dB的集成mmW RF LNA的室外360°喇叭天线。室外装置具有整合到单元中的太阳能功率可再充电电池，如图79中所示。室外装置经由屏蔽线连接到360-WMMA的第二区段。
2,360-WMMA的第二区段是安装在窗内部上的室内装置。室内装置经由屏蔽线连接到室外区段。室内装置配备有将mmW RF信号重新发射到房屋/建筑的内部空间中的20°-60°喇叭天线。窗式安装的室内装置还配备有太阳能可再充电电池。
360-WMMA屏蔽线电路配置
如作为本说明的一实施例的图80中所说明，360°WMMA (360-WMMA)1006AA屏蔽线配置由装置的外部区段上的360°喇叭天线组成。外部喇叭天线1006AB在输出功率为50毫瓦到3.0瓦特的30GHz到3300GHz RF的频率范围中操作。喇叭天线与其低噪声放大器(LNA)1006AD整合。
从喇叭天线所接收的30GHz到3300GHz mmW RF信号发送到LNA，所述LNA提供10dB增益且经由基带滤波器1006AF将放大的信号传递到发射器放大器1006AE。RF信号经由屏蔽线连接到室内20°-60°室内喇叭天线2006AC。
捕获LNA信噪比(S/N)1006AG和太阳能可再充电电池电荷水平信息1006AH且将其发送到360-WMMA装置中的Attobahn网络管理系统(ANMS)1006AI代理。经由360-WMMA中的WiFi系统1006AJ将ANMS输出信号发送到最近的V-ROVER、Nano-ROVER、Atto-ROVER或质子交换机本地V-ROVER。ANMS信息到达ROVER WiFi接收器，在其中将所述ANMS信息解调并传递到APPI逻辑端口1。信息接着遍历Attobahn网络到全球网络管理中心(GNCC)处的毫米波RF管理系统。
360-WMMA屏蔽线系统时钟和同步设计
如作为本发明实施例的图80中所说明，360-WMMA装置在LNA处使用从所接收的mmWRF信号恢复的时钟。将恢复的计时信号传递到锁相环(PLL)和本地振荡器电路805A和805B，后者供给WiFi发射器和接收器系统。恢复的计时信号参考位于三个GNCC处的Attobahn铯束原子时钟，所述原子时钟有效地锁相到GPS。
180-WMMA感应耦合连接设计
180°天线放大器中继器(180-WMMA)1006BB为全指向性喇叭天线。180-WMMA为安装在用户的窗玻璃1006上的自组式(DYI)装置。天线安装在如作为本发明实施例的图81中所说明的外部和内部上的窗玻璃上。通过如图81中所说明的天线装置的窗侧面上的薄型自粘带将两条天线段粘附到窗玻璃。
180-WMMA由两个区段组成：
1.具有增益为10dB的集成mmW RF LNA的室外180°喇叭天线1006AB。室外装置具有整合到如图81中所示的单元中的太阳能再充电电池。室外装置具有与360-WMMA的第二区段的感应耦合。
2,180-WMMA的第二区段为安装在窗内部上的室内180°喇叭天线1006AC装置。室内装置以感应方式耦合到室外区段并配备有将mmW RF信号重新发射到房屋/建筑的内部空间中的180°喇叭天线。窗式安装的室内装置还配备有太阳能可再充电电池。
180-WMMA感应电路配置
如作为本说明的一实施例的图82中所说明，180°WMMA 1006BB感应电路配置由装置的外部区段上的180°喇叭天线组成。外部喇叭天线1006AB在输出功率为50毫瓦到3.0瓦特的30GHz到3300GHz RF的频率范围中操作。喇叭天线与其低噪声放大器(LNA)1006AD整合。
从喇叭天线所接收的30GHz到3300GHz mmW RF信号发送到LNA，所述LNA提供10dB增益且经由基带滤波器1006AF将放大的信号传递到发射器放大器1006AE。RF信号以感应方式耦合到室内180°室内喇叭天线2006AC。
捕获LNA信噪比(S/N)1006AG和太阳能可再充电电池电荷水平信息1006AH且将其发送到180-WMMA装置中的Attobahn网络管理系统(ANMS)1006AI代理。经由180-WMMA中的WiFi系统1006AJ将ANMS输出信号发送到最近的V-ROVER、Nano-ROVER、Atto-ROVER或质子交换机本地V-ROVER。ANMS信息到达ROVER WiFi接收器，在其中将所述ANMS信息解调并传递到APPI逻辑端口1。信息接着遍历Attobahn网络到全球网络管理中心(GNCC)处的毫米波RF管理系统。
180-WMMA感应系统系统时钟和同步设计
如作为本发明实施例的图82中所说明，180-WMMA装置在LNA处使用从所接收的mmWRF信号恢复的时钟。将恢复的计时信号传递到锁相环(PLL)和本地振荡器电路805A和805B，后者供给WiFi发射器和接收器系统。恢复的计时信号参考位于三个GNCC处的Attobahn铯束原子时钟，所述原子时钟有效地锁相到GPS。
180-WMMA屏蔽线连接设计
如作为本发明实施例的图83中所说明，180-WMMA屏蔽线连接窗式安装装置为180°天线放大器中继器(360-WMMA)1006BB。其具有全指向性喇叭天线。室内和室外单元通过室外mmW LNA和室内RF放大器与相关180°喇叭天线之间的屏蔽线连接。180-WMMA屏蔽线装置为安装在用户的窗玻璃1006上的自组式(DYI)装置。天线安装在如作为本发明实施例的图83中所说明的外部和内部上的窗玻璃上。通过如图83中所说明的天线装置的窗侧面上的薄型自粘带将两个天线段粘附到窗玻璃。
180-WMMA由两个区段组成：
1.具有增益为10dB的集成mmW RF LNA的室外180°喇叭天线。室外装置具有整合到如图83中所示的单元中的太阳能可再充电电池。室外装置经由屏蔽线连接到180-WMMA的第二区段。
2.180-WMMA的第二区段为安装在窗内部上的室内装置。室内装置经由屏蔽线连接到室外区段。室内装置配备有将mmW RF信号重新发射到房屋/建筑的内部空间中的180°喇叭天线。窗式安装的室内装置还配备有太阳能可再充电电池。
180-WMMA屏蔽线电路配置
如作为本说明的一实施例的图84中所说明，180°WMMA 1006BB屏蔽线配置由装置的外部区段上的180°喇叭天线组成。外部喇叭天线1006AB在输出功率为50毫瓦到3.0瓦特的30GHz到3300GHz RF的频率范围中操作。喇叭天线与其低噪声放大器(LNA)1006AD整合。
从喇叭天线所接收的30GHz到3300GHz mmW RF信号发送到LNA，所述LNA提供10dB增益且经由基带滤波器1006AF将放大的信号传递到发射器放大器1006AE。RF信号经由屏蔽线连接到室内180°室内喇叭天线2006AC。
捕获LNA信噪比(S/N)1006AG和太阳能可再充电电池电荷水平信息1006AH且将其发送到360-WMMA装置中的Attobahn网络管理系统(ANMS)1006AI代理。经由180-WMMA中的WiFi系统1006AJ将ANMS输出信号发送到最近的V-ROVER、Nano-ROVER、Atto-ROVER或质子交换机本地V-ROVER。ANMS信息到达ROVER WiFi接收器，在其中将所述ANMS信息解调并传递到APPI逻辑端口1。信息接着遍历Attobahn网络到全球网络管理中心(GNCC)处的毫米波RF管理系统。
180-WMMA屏蔽线系统时钟和同步设计
如作为本发明实施例的图84中所说明，360-WMMA装置在LNA处使用从所接收的mmWRF信号恢复的时钟。将恢复的计时信号传递到锁相环(PLL)和本地振荡器电路805A和805B，后者供给WiFi发射器和接收器系统。恢复的计时信号参考位于三个GNCC处的Attobahn铯束原子时钟，所述原子时钟有效地锁相到GPS。
360-感应窗式安装mmW天线安装
其外部1006AB和室内1006AC区段的感应360°mmW天线(360-WMMA)设计通过仅使其在窗玻璃的相对侧面上彼此邻近对齐而使得安装过程简单。这在作为本发明实施例的图77中说明。系统设计有自组式(DIY)安装过程的简单性，其中：
1.用户只需取下粘合带覆盖物，使粘合带暴露在外部(external/outside)1006ABO和面向窗玻璃板的室内1006ACI区段上。
2.接着将彼此相对的外部和内部天线段紧紧地放置到窗玻璃上。
3.使(360-WMMA)的外和室内区段对齐。用户确保两条天线段在如图77中所示的窗玻璃两侧上恰当地面向彼此。
360-屏蔽线窗式安装mmW天线安装
其外部(室外)1006AB和室内1006AC区段的感应360°mmW天线(360-WMMA)设计通过仅使其在窗玻璃的相对侧面上彼此邻近对齐而使得安装过程简单。这在作为本发明实施例的图79中说明。系统设计有自组式(DIY)安装过程的简单性，其中：
1.用户只需取下粘合带覆盖物，使粘合带暴露在外部(external/outside)1006ABO和面向窗玻璃板的室内1006ACI区段上。
2.接着将彼此相对的外部和内部天线段分别紧紧地放置到窗玻璃的外部和内部上。
3.将屏蔽线的一端插入外部360°喇叭天线的侧面上的孔中。使屏蔽线在窗口下边缘的下方运行并在窗口内部上的室内20°-60°喇叭天线的侧面上连接屏蔽线的另一端。
4.将360-WMMA的外部和室内区段对齐。用户确保两条天线段在如图79中所示的窗玻璃两侧上恰当地面向彼此。
180-感应窗式安装mmW天线安装
其外部(室外)1006AB和室内1006AC区段的感应180°mmW天线(160-WMMA)设计通过仅使其在窗玻璃的相对侧面上彼此邻近对齐而使得安装过程简单。这在作为本发明实施例的图81中说明。系统设计有自组式(DIY)安装过程的简单性，其中：
1.用户只需取下粘合带覆盖物，使粘合带暴露在外部(external/outside)1006ABO和面向窗玻璃板的室内1006ACI区段上。
2.接着将彼此相对的外部和内部天线段分别紧紧地放置到窗玻璃的外部和内部上。
3.将屏蔽线的一端插入外部180°喇叭天线的侧面上的孔中。使屏蔽线在窗口下边缘的下方运行并在窗口内部上的室内180°喇叭天线的侧面上连接屏蔽线的另一端。
4.将180-WMMA的外部和室内区段对齐。用户确保两条天线段在如图81中所示的窗玻璃两侧上恰当地面向彼此。
180-屏蔽线窗式安装mmW天线安装
其外部(室外)1006AB和室内1006AC区段的屏蔽线180°mmW天线(180-WMMA)设计通过仅使其在窗玻璃的相对侧面上彼此邻近对齐而使得安装过程简单。这在作为本发明实施例的图83中说明。系统设计有自组式(DIY)安装过程的简单性，其中：
1.用户只需取下粘合带覆盖物，使粘合带暴露在外部(external/outside)1006ABO和面向窗玻璃板的室内1006ACI区段上。
2.接着将彼此相对的外部和内部天线段分别紧紧地放置到窗玻璃的外部和内部上。
3.将屏蔽线的一端插入外部180°喇叭天线的侧面上的孔中。使屏蔽线在窗口下边缘的下方运行并在窗口内部上的室内180°喇叭天线的侧面上连接屏蔽线的另一端。
4.将180-WMMA的外部和室内区段对齐。用户确保两条天线段在如图83中所示的窗玻璃两侧上恰当地面向彼此。
房屋窗式安装360°mmW RF通信
感应设计
360°mmW RF天线中继器放大器(360-WMMA)感应单元1006AA被设计成用于家庭及建筑，其中从网络接收的毫米波RF信号较低或不可穿透墙壁。单元在其外部(室外)与室内区段之间提供10-20dB增益。
技术规范：
1.喇叭天线角度：外部360°
2.喇叭天线角度：内部20°-60°
3.输出功率：50毫瓦-3.0瓦特
4.喇叭天线长度：3英寸
5.喇叭天线高度：3英寸
6.喇叭天线宽度：3英寸
7.面向窗口的喇叭天线重量：3盎司
8.面向内部的喇叭天线重量：2盎司
图85示出作为本发明实施例的360-WMMA 1006AA。来自回旋TWA音箱1005的传入RF毫米波通过360-WMMA室外单元1006AB接收，所述室外单元通过其LNA以10dB的增益放大信号。接着以感应方式将信号耦合到360-WMMA的室内单元1006AC。室内单元放大信号且将所述信号从其20°-60°喇叭天线发射到V-ROVER、Nano-ROVER和Atto-ROVER。
V-ROVER、Nano-ROVER和Atto-ROVER 200发射的信号通过360-WMMA室内区段来接收，其中将所述信号放大且传递给360°喇叭天线并发射出回旋TWA迷你音箱1004。迷你音箱放大毫米波RF信号且将其重新发射到迷你音箱，其中所述信号进一步放大到超高功率。信号从音箱发射到其它V-ROVER、Nano-ROVER、Atto-ROVER和质子交换机。
在房屋内，V-ROVER、Nano-ROVER和Atto-ROVER经由高速串联缆线、WiFi和WiGi系统连接到用户触点装置，例如平板电脑、笔记本电脑、PC、智能手机、虚拟现实单元、游戏控制台、4K/5K/8K TV等。
房屋窗式安装360°mmW RF通信
屏蔽线设计
360°mmW RF天线中继器放大器(360-WMMA)屏蔽线单元1006BB被设计成用于家庭及建筑，其中从网络接收的毫米波RF信号较低或不可穿透墙壁。单元在其外部(室外)与室内区段之间提供10-20dB增益。
技术规范：
1.喇叭天线角度：外部360°
2.喇叭天线角度：内部20°-60°
3.输出功率：50毫瓦-3.0瓦特
4.喇叭天线长度：3英寸
5.喇叭天线高度：3英寸
6.喇叭天线宽度：3英寸
7.面向窗口的喇叭天线重量：3盎司
8.面向内部的喇叭天线重量：2盎司
图86示出作为本发明实施例的360°mmW RF天线中继器放大器(360-WMMA)1006BB。来自回旋TWA音箱1005的传入RF毫米波通过360-WMMA室外单元1006AB接收，所述室外单元通过其LNA以10dB的增益放大信号。接着以感应方式将信号耦合到360-WMMA的室内单元1006AC。室内单元放大信号且将所述信号从其20°-60°喇叭天线发射到V-ROVER、Nano-ROVER和Atto-ROVER 200。
V-ROVER、Nano-ROVER和Atto-ROVER 200发射的信号通过360-WMMA室内区段来接收，其中将所述信号放大且传递给360°喇叭天线并发射出回旋TWA迷你音箱1004。迷你音箱放大毫米波RF信号且将其重新发射到迷你音箱，其中所述信号进一步放大到超高功率。信号从音箱发射到其它V-ROVER、Nano-ROVER、Atto-ROVER和质子交换机。
在房屋内，V-ROVER、Nano-ROVER和Atto-ROVER经由高速串联缆线、WiFi和WiGi系统连接到用户触点装置，例如平板电脑、笔记本电脑、PC、智能手机、虚拟现实单元、游戏控制台、4K/5K/8K TV等。
建筑天花板安装360°mmW RF通信
感应设计
360°天花板式安装mmW RF天线中继器放大器(360-CMMA)感应单元1006AA被设计成用于家庭和1-4层楼建筑，其中从网络接收的毫米波RF信号较低或不可穿透墙壁。单元在其面向窗口与面向内部的区段之间提供10-20dB增益。
技术规范：
1.喇叭天线角度：360°面向窗口
2.喇叭天线角度：面向外部20°-60°
3.输出功率：50毫瓦-3.0瓦特
4.喇叭天线长度：3英寸
5.喇叭天线高度：3英寸
6.喇叭天线宽度：3英寸
7.面向窗口的喇叭天线重量：3盎司
8.面向内部的喇叭天线重量：2盎司
图87示出作为本发明实施例的360-WMMA 1006AA。360-CMMA安装于接近办公楼玻璃窗1006的天花板中。来自回旋TWA音箱1005的传入RF毫米波通过360-CMMA室外单元1006AB接收，所述室外单元通过其LNA以10dB的增益放大信号。接着以感应方式将信号耦合到360-CMMA的室内单元1006AC。室内单元放大信号且将所述信号从其20°-60°喇叭天线发射到建筑中的V-ROVER、Nano-ROVER和Atto-ROVER。
V-ROVER、Nano-ROVER和Atto-ROVER 200发射的信号通过360-CMMA室内区段来接收，其中将所述信号放大且传递给360°喇叭天线并发射出回旋TWA迷你音箱1004。迷你音箱放大毫米波RF信号且将其重新发射到迷你音箱，其中所述信号进一步放大到超高功率。信号从音箱发射到其它V-ROVER、Nano-ROVER、Atto-ROVER和质子交换机。
在1-4层办公楼内，V-ROVER、Nano-ROVER和Atto-ROVER经由高速串联缆线、WiFi和WiGi系统连接到用户触点装置，例如平板电脑、笔记本电脑、PC、智能手机、虚拟现实单元、游戏控制台、4K/5K/8K TV等。
房屋窗式安装180°mmW RF通信
感应设计
180°mmW RF天线中继器放大器(180-WMMA)感应单元1006BB被设计成用于家庭及建筑，其中从网络接收的毫米波RF信号较低或不可穿透墙壁。单元在其外部(室外)与室内区段之间提供10-20dB增益。
技术规范：
1.喇叭天线角度：180°
2.输出功率：50毫瓦-3.0瓦特
3.喇叭天线长度：2英寸
4.喇叭天线高度：1英寸
5.喇叭天线宽度：1英寸
6.走廊的喇叭天线重量：2盎司
7.房间的喇叭天线重量：2盎司
图88示出作为本发明实施例的180-WMMA 1006AA。来自回旋TWA音箱1005的传入RF毫米波由180-WMMA室外单元1006AB接收，所述室外单元通过其LNA以10dB的增益放大信号。接着以感应方式将信号耦合到180-WMMA的室内单元1006AC。室内单元放大信号且将其从其180°喇叭天线发射到V-ROVER、Nano-ROVER和Atto-ROVER 200。
V-ROVER、Nano-ROVER和Atto-ROVER 200发射的信号通过180-WMMA室内区段来接收，其中将所述信号放大且传递给180°喇叭天线并发射出回旋TWA迷你音箱1004。迷你音箱放大毫米波RF信号且将其重新发射到迷你音箱，其中所述信号进一步放大到超高功率。信号从音箱发射到其它V-ROVER、Nano-ROVER、Atto-ROVER和质子交换机。
在房屋内，V-ROVER、Nano-ROVER和Atto-ROVER经由高速串联缆线、WiFi和WiGi系统连接到用户触点装置，例如平板电脑、笔记本电脑、PC、智能手机、虚拟现实单元、游戏控制台、4K/5K/8K TV等。
房屋窗式安装180°mmW RF通信
屏蔽线设计
180°mmW RF天线中继器放大器(180-WMMA)屏蔽线单元1006BB被设计成用于家庭及建筑，其中来自网络的所接收的毫米波RF信号较低或不可渗透墙壁。单元在其外部(室外)与室内区段与之间提供10-20dB增益。
技术规范：
1.喇叭天线角度：180°
2.输出功率：50毫瓦-3.0瓦特
3.喇叭天线长度：2英寸
4.喇叭天线高度：1英寸
5.喇叭天线宽度：1英寸
6.走廊的喇叭天线重量：2盎司
7.房间的喇叭天线重量：2盎司
图89示出作为本发明实施例的180°窗式安装件mmW RF天线中继器放大器(180-WMMA)1006BB。来自回旋TWA音箱1005的传入RF毫米波由180-WMMA室外单元1006AB接收，所述室外单元通过其LNA以10dB的增益放大信号。接着经由屏蔽线将信号发送到180-WMMA的室内单元1006AC。室内单元放大信号且将其从其180°喇叭天线发射到V-ROVER、Nano-ROVER和Atto-ROVER 200。
V-ROVER、Nano-ROVER和Atto-ROVER 200发射的信号由180-WMMA室内区段1006AC来接收，其中将其放大且传递给180°喇叭天线并发射出到回旋TWA迷你音箱1004。迷你音箱放大毫米波RF信号且将其重新发射到迷你音箱，其中所述信号进一步放大到超高功率。信号从音箱发射到其它V-ROVER、Nano-ROVER、Atto-ROVER和质子交换机。
在房屋内，V-ROVER、Nano-ROVER和Atto-ROVER经由高速串联缆线、WiFi和WiGi系统连接到用户触点装置，例如平板电脑、笔记本电脑、PC、智能手机、虚拟现实单元、游戏控制台、4K/5K/8K TV等。
建筑天花板式安装180°mmW RF通信感应设计
180°天花板式安装mmW RF天线中继器放大器(180-CMMA)感应单元1006AA被设计成用于1-4层楼建筑的小办公室，其中来自网络的所接收的毫米波RF信号较低或不可渗透墙壁。单元在其面向窗口与面向内部的区段之间提供10-20dB增益。
技术规范：
1.喇叭天线角度：180°
2.输出功率：50毫瓦-3.0瓦特
3.喇叭天线长度：2英寸
4.喇叭天线高度：1英寸
5.喇叭天线宽度：1英寸
6.面向窗口的喇叭天线重量：2盎司
7.面向内部的喇叭天线重量：2盎司
图90示出作为本发明实施例的180-CMMA 1006AA。所述180-CMMA安装于办公楼玻璃窗1006上。来自回旋TWA音箱1005的传入RF毫米波由180-CMMA室外单元1006AB接收，所述室外单元通过其LNA以10dB的增益放大信号。接着以感应方式将信号耦合到180-CMMA的室内单元1006AC。室内单元放大信号且将其从其180°喇叭天线发射到建筑中的V-ROVER、Nano-ROVER和Atto-ROVER。
V-ROVER、Nano-ROVER和Atto-ROVER 200发射的信号由180-CMMA面向内部的区段来接收，其中将其放大且被传递到面向窗口的180°喇叭天线并发射出到回旋TWA迷你音箱1004。迷你音箱放大毫米波RF信号且将其重新发射到迷你音箱，其中所述信号进一步放大到超高功率。信号从音箱发射到其它V-ROVER、Nano-ROVER、Atto-ROVER和质子交换机。
在办公楼内，V-ROVER、Nano-ROVER和Atto-ROVER经由高速串联缆线、WiFi和WiGi系统连接到用户触点装置，例如平板电脑、笔记本电脑、PC、智能手机、虚拟现实单元、游戏控制台、4K/5K/8K TV等。
mmW房屋和建筑分布设计
如图91中所说明的mmW房屋和建筑分布设计为本发明的一实施例。设计考虑以下：
1.所接收的mmW RF信号和其如何分布在整个房屋中；
2.来自V-ROVER、Nano-ROVER、Atto-ROVER和质子交换机的发射mmW信号和如何通过窗式安装360-WMMA 1006AA和180-WMMA 1006BB mmW天线放大器中继器集中这些信号。
所接收的mmW RF分布
来自回旋TWA音箱1005的传入mmW RF信号进入窗口上的360-WMMA 1006AA或180-WMMA 1006BB天线。将信号放大且经由单元的20°-60°或180°喇叭天线区段重新发射到房屋的内部。信号通过开放通道渗透到靠近窗口的区域和周围区域，如图91中所说明。
在mmW RF信号由于墙壁过于厚、含有显著地吸收这些信号的材料或具有电磁屏蔽效果而不可渗透墙壁的情况下，本设计使用门式安装和壁式安装天线放大器中继器以使得所述信号进入房间和房屋的其它区域。
门式和壁式安装天线中继器放大器
如作为本发明实施例的图91中所说明，mmW RF门式安装天线中继器放大器(DMMA)1006B从360-WMMA 1006AB或180-WMMA 1006AC接收毫米波RF信号，放大这些信号且将所述信号重新发射到使用其的房间中。任何Attobahn mmW装置(例如触点装置的V-ROVER、Nano-ROVER、Atto-ROVER 200)可拾取进入房间的放大的毫米波信号。
mmW RF壁式安装天线放大器中继器(WLMA)1006C经由面向WMMA的墙壁上的其喇叭天线中的一个从360-WMMA或180-WMMA接收毫米波RF信号，放大这些信号，且经由其墙壁的另一侧上的内部区域中的其它天线将所述信号重新发射到使用其的房间中。任何AttobahnmmW装置(例如触点装置1007的V-ROVER、Nano-ROVER、Atto-ROVER 200)可拾取进入房间的放大的毫米波信号。
从窗式安装360-WMMA和180-WMMA 1006AB和1006AC到房屋中的RF重新发射的信号同样直接地通过V-ROVER、Nano-ROVER、Atto-ROVER 200或质子交换机300或经由房屋的墙壁的反射来直接地接收，如图91中所说明。
来自音箱1005的超高功率mmW RF信号足够强以渗透大部分房屋墙壁且直接地或经由墙壁的反射到达V-ROVER、Nano-ROVER、Atto-ROVER 200或质子交换机300在房屋中。
mmW RF门式安装天线放大器中继器
门式安装天线放大器中继器的两个设计由以下组成：
1.20°-60°门式安装天线放大器中继器(20-60-DMMA)。
2.180°门式安装天线放大器(180-DMMA)。
mmW 20°-60°门式安装天线
20°-60°门式安装天线放大器中继器(20-60-DMMA)1006B如图92中所说明安装在门道上方，其为本发明的一实施例。
技术规范：
1.喇叭天线角度：20°-60°
2.输出功率：50毫瓦-2.0瓦特
3.喇叭天线长度：2英寸
4.喇叭天线高度：1英寸
5.喇叭天线宽度：1英寸
6.走廊的喇叭天线重量：2盎司
7.房间的喇叭天线重量：2盎司
20-60-DMMA 1006B具有走廊喇叭天线1006BA，其接收毫米波信号且将其发射到安装于窗口上的360-WMMA和180-WMMA。走廊喇叭天线1006BA同样可从音箱1005接收超高功率毫米波信号，所述信号可穿过房屋的墙壁，如图92中所示出。走廊天线区段放大毫米波信号且将其传递到房间喇叭天线1006BC上。房间喇叭天线进一步放大RF信号且将其重新发射到房间中，朝向V-ROVER、Nano-ROVER、Atto-ROVER、质子交换机和配备有Attobahn毫米波RF电路的触点装置。
mmW 20°-60°门式安装天线电路配置
如作为本说明的一实施例的图93中所说明，20°-60°DMMA(20-60-DMMA)1006B屏蔽线电路配置由装置的走廊区段上的20°-60°喇叭天线1006BA组成。走廊喇叭天线1006BA在输出功率为50毫瓦到2.0瓦特的30GHz到3300GHz RF的频率范围中操作。喇叭天线与其低噪声放大器(LNA)1006BD整合。
将来自20°-60°喇叭天线的所接收的30GHz到3300GHz mmW RF信号发送到LNA，其提供10dB增益且经由基带滤波器1006BF将放大的信号传递到发射器放大器1006BE。RF信号经由屏蔽线连接到20°-60°房间喇叭天线2006BC。
捕获LNA信噪比(S/N)1006AG和太阳能可再充电电池电荷水平信息1006AH且将其发送到360-WMMA装置中的Attobahn网络管理系统(ANMS)1006AI代理。经由360-WMMA中的WiFi系统1006AJ将ANMS输出信号发送到最近的V-ROVER、Nano-ROVER、Atto-ROVER或质子交换机本地V-ROVER。ANMS信息到达ROVER WiFi接收器，在其中将所述ANMS信息解调并传递到APPI逻辑端口1。信息接着遍历Attobahn网络到全球网络管理中心(GNCC)处的毫米波RF管理系统。
20-60-DMMA系统计时和同步设计
如作为本发明实施例的图93中所说明，20-60-DMMA装置在LNA处使用从所接收的mmW RF信号恢复的时钟。将恢复的计时信号传递到锁相环(PLL)和本地振荡器电路805A和805B，后者供给WiFi发射器和接收器系统。恢复的计时信号参考位于三个GNCC处的Attobahn铯束原子时钟，所述原子时钟有效地锁相到GPS。
20°-60°门式安装mmW天线安装
20°-60°门式安装天线放大器中继器(20-60-DMMA)1006B走廊和房间天线区段通过仅在门上部横向饰板1006B1的对置侧上将其对准而使安装过程简化。这在图93中说明，其为本发明的一实施例。系统设计有自组式(DIY)安装过程的简单性，其中：
1.用户简单的撕掉暴露走廊天线1006BA和房间天线1006BC区段上的胶带的胶带覆盖物，如图93中所示出。
2.接着将彼此相对的走廊和房间天线片段牢固地放置到门道的门上部饰板上，如图93中所示出。
3.将屏蔽线1006B2的一端插入走廊20°-60°喇叭天线的一侧上的孔中。在门道下边缘下延展屏蔽线且将屏蔽线的另一端连接到门道内侧的房间20°-60°喇叭天线的一侧。
4.对准20-60-DMMA的走廊和房间区段。用户确保两个天线片段在门的两侧上恰当地面向彼此，如图93中所示出。
mmW 180°门式安装天线
180°门式安装天线放大器中继器(180-DMMA)1006C如图94中所说明安装在门道上方，其为本发明的一实施例。
技术规范：
1.喇叭天线角度：180°
2.输出功率：50毫瓦-2.0瓦特
3.喇叭天线长度：2英寸
4.喇叭天线高度：1英寸
5.喇叭天线宽度：1英寸
6.走廊的喇叭天线重量：2盎司
7.房间的喇叭天线重量：2盎司
180-DMMA 1006C具有走廊喇叭天线1006CA，其接收毫米波信号且将其发射到安装于窗口上的360-WMMA 1006AB和180-WMMA 1006AC。走廊喇叭天线1006CA同样可从音箱1005接收超高功率毫米波信号，所述信号可穿过房屋的墙壁，如图93中所示出。走廊天线区段放大毫米波信号且将其传递到房间喇叭天线1006CB上。房间喇叭天线进一步放大RF信号且将其重新发射到房间中，朝向V-ROVER、Nano-ROVER、Atto-ROVER 200、质子交换机和配备有Attobahn毫米波RF电路的触点装置1007。
mmW 180°门式安装天线电路配置
如作为本说明的一实施例的图96中所说明，180°DMMA(180-DMMA)1006C屏蔽线电路配置由装置的走廊区段上的180°喇叭天线1006CA组成。走廊喇叭天线1006CA在输出功率为50毫瓦到2.0瓦特的30GHz到3300GHz RF的频率范围中操作。喇叭天线与其低噪声放大器(LNA)1006CD整合。
将来自180°喇叭天线的所接收的30GHz到3300GHz mmW RF信号发送到LNA，其提供10dB增益且经由基带滤波器1006CF将放大的信号传递到发射器放大器1006CE。RF信号经由屏蔽线连接到180°房间喇叭天线2006CC。
捕获LNA信噪比(S/N)1006CG和太阳能可再充电电池电荷水平信息1006CH且将其发送到360-WMMA装置中的Attobahn网络管理系统(ANMS)1006CI代理。经由360-WMMA中的WiFi系统1006CJ将ANMS输出信号发送到最近的V-ROVER、Nano-ROVER、Atto-ROVER或质子交换机本地V-ROVER。ANMS信息到达ROVER WiFi接收器，在其中将所述ANMS信息解调并传递到APPI逻辑端口1。信息接着遍历Attobahn网络到全球网络管理中心(GNCC)处的毫米波RF管理系统。
180-DMMA系统计时和同步设计
如作为本发明实施例的图96中所说明，180-DMMA装置在LNA处使用从所接收的mmWRF信号恢复的时钟。将恢复的计时信号传递到锁相环(PLL)和本地振荡器电路805A和805B，后者供给WiFi发射器和接收器系统。恢复的计时信号参考位于三个GNCC处的Attobahn铯束原子时钟，所述原子时钟有效地锁相到GPS。
180°门式安装mmW天线安装
180°门式安装天线放大器中继器(180-DMMA)1006C走廊和房间天线区段通过仅在门上部横向饰板1006C1的对置侧上将其对准而使安装过程简化。这在图97中说明，其为本发明的一实施例。系统设计有自组式(DIY)安装过程的简单性，其中：
1.用户简单的撕掉暴露走廊天线1006CA和房间天线1006CB区段上的胶带的胶带覆盖物，如图97中所示出。
2.接着将彼此相对的走廊和房间天线片段牢固地放置到门道的门上部饰板上，如图97中所示出。
3.将屏蔽线1006B2的一端插入走廊180°喇叭天线1006CA的一侧上的孔中。在门道下边缘下延展屏蔽线且将屏蔽线的另一端连接到门道内侧的房间180°喇叭天线1006CB的一侧。
4.对准180-DMMA的走廊和房间区段。用户确保两个天线片段在门的两侧上恰当地面向彼此，如图97中所示出。
mmW RF壁式安装天线放大器中继器
180°壁式安装天线放大器中继器(180-WAMA)1006D如图98中所说明安装于房间的外壁和内壁上，其为本发明的一实施例。
技术规范：
1.喇叭天线角度外壁：180°
2.喇叭天线角度内壁：180°
3.输出功率：50毫瓦-2.0瓦特
4.喇叭天线长度：2英寸
5.喇叭天线高度：1英寸
6.喇叭天线宽度：1英寸
7.走廊的喇叭天线重量：2盎司
8.房间的喇叭天线重量：2盎司
180-WAMA 1006D具有外侧房间墙壁天线1006DA，其从安装于窗口上的360-WMMA1006AB和180-WMMA 1006AC接收毫米波信号且将其发射到安装于窗口上的360-WMMA1006AB和180-WMMA 1006AC。外侧房间墙壁天线1006DA同样可从音箱1005接收超高功率毫米波信号，所述信号可穿过房屋或建筑的墙壁，如图97中所示出。外侧房间墙壁天线区段放大毫米波信号且经由屏蔽线将其传递到内侧房间墙壁喇叭天线1006CB上。内侧房间墙壁天线进一步放大RF信号且将其重新发射到房间中，朝向V-ROVER、Nano-ROVER、Atto-ROVER200、质子交换机和配备有Attobahn毫米波RF电路的触点装置1007。
mmW 180°壁式安装天线电路配置
如作为本说明的一实施例的图99中所说明，180°WAMA(180-WAMA)1006D屏蔽线电路配置由装置的外侧房间墙壁区段上的180°喇叭天线1006DA组成。外侧房间墙壁喇叭天线1006DA在输出功率为50毫瓦到2.0瓦特的30GHz到3300GHz RF的频率范围中操作。喇叭天线与其低噪声放大器(LNA)1006CD整合。
将来自180°喇叭天线的所接收的30GHz到3300GHz mmW RF信号发送到LNA，其提供10dB增益且经由基带滤波器1006DF将放大的信号传递到发射器放大器1006DE。RF信号经由屏蔽线连接到180°房间喇叭天线2006DB。
捕获LNA信噪比(S/N)100DG和太阳能可再充电电池电荷水平信息1006DH且将其发送到360-WMMA装置中的Attobahn网络管理系统(ANMS)1006DI代理。经由360-WMMA中的WiFi系统1006DJ将ANMS输出信号发送到最近的V-ROVER、Nano-ROVER、Atto-ROVER或质子交换机本地V-ROVER。ANMS信息到达ROVER WiFi接收器，在其中将所述ANMS信息解调并传递到APPI逻辑端口1。信息接着遍历Attobahn网络到全球网络管理中心(GNCC)处的毫米波RF管理系统。
180-WAMA屏蔽线系统计时和同步设计
如作为本发明实施例的图99中所说明，180-WAMA装置在LNA处使用从所接收的mmWRF信号恢复的时钟。将恢复的计时信号传递到锁相环(PLL)和本地振荡器电路805A和805B，后者供给WiFi发射器和接收器系统。恢复的计时信号参考位于三个GNCC处的Attobahn铯束原子时钟，所述原子时钟有效地锁相到GPS。
180°壁式安装mmW天线安装
180°壁式安装天线放大器中继器(180-WAMA)1006D外侧房间墙壁和内侧房间墙壁天线区段通过仅在墙壁1006D1的对置侧上将其对准而使安装过程简化。这在图100中说明，其为本发明的一实施例。系统设计有自组式(DIY)安装过程的简单性，其中：
1.用户简单的撕掉暴露外侧房间墙壁天线1006DA和内侧房间墙壁天线1006DB区段上的胶带的胶带覆盖物，如图100中所示出。
2.接着将彼此相对的内侧和外侧房间墙壁天线片段牢固地放置到墙壁上，如图100中所示出。
3.钻取1/4英寸孔穿过墙壁，对准将安装两个天线区段的外侧房间墙壁和内侧房间墙壁上的点。
4.将屏蔽线1006D2的一端插入走廊外侧房间墙壁180°喇叭天线1006DA的一侧上的孔中。在门道下边缘下延展屏蔽线且将屏蔽线的另一端连接到内侧房间墙壁180°喇叭天线1006DB的一侧中。
5.对准180-WAMA的外侧房间墙壁。用户确保两个天线片段在墙壁的两侧上恰当地面向彼此，如图99中所示出。
城市摩天楼建筑天线体系结构
Attobahn城市摩天楼天线体系结构设计由配备有360°全指向性和视线喇叭天线的多个策略性安置的回旋TWA音箱系统组成。体系结构在图101中说明，其为本发明的一实施例。
超高功率回旋TWA音箱系统1005安置于1/4英里网格中的城市中的最高建筑上。这些音箱全指向性360°喇叭天线在每个方向上导引超高功率毫米波RF信号朝向栅格内的相邻建筑。这些信号的功率足够强以渗透大部分建筑墙壁和双窗口窗格，由位于每个办公室楼层(或公寓/共有公寓)的室内天花板式安装mmW RF天线中继器放大器(CMMA)1006A接收。
存在两种类型的天花板式安装mmW RF天线中继器放大器(CMMA)装置。
1.天花板式安装360°mmW RF天线中继器放大器。
2.天花板式安装180°mmW RF天线中继器放大器。
建筑天花板式安装360°mmW RF天线中继器放大器
感应设计
天花板式安装360°mmW RF天线中继器放大器(360-CMMA)感应单元1006CM被设计成用于建筑，其中来自网络的所接收的毫米波RF信号足够强以渗透墙壁和双窗格玻璃窗到建筑楼层区域的内部。单元在其面向窗口与面向内部空间的区段之间提供10-20dB增益。
技术规范：
1.喇叭天线角度：360°面向窗口
2.喇叭天线角度：20°-60°面向内部
3.输出功率：1.0瓦特-1.5瓦特
4.喇叭天线长度：3英寸
5.喇叭天线高度：3英寸
6.喇叭天线宽度：3英寸
7.面向窗口的喇叭天线重量：3盎司
8.面向内部的喇叭天线重量：2盎司
图102示出作为本发明实施例的天花板式安装360°mmW RF天线中继器放大器(360-CMMA)1006ACM。来自回旋TWA音箱1005的传入RF毫米波由单元1006CMA的360-CMMA面向窗口的区段接收，所述单元通过其LNA以10dB的增益放大信号。接着经由感应耦合将信号发送到360-CMMA的单元1006CMB的面向内部的区段。面向内部的区段放大毫米波RF信号且将其从20°-60°喇叭天线发射到V-ROVER、Nano-ROVER、Atto-ROVER 200、质子交换机或配备有Attobahn毫米波RF电路的触点装置。
V-ROVER、Nano-ROVER、Atto-ROVER 200、质子交换机或配备有Attobahn毫米波RF电路的触点装置发射的信号由360-CMMA装置的面向内部的区段的20°-60°喇叭天线接收。接着将接收信号放大且传递到360°喇叭天线且发射出到回旋TWA迷你音箱1004。迷你音箱放大毫米波RF信号且将其重新发射到迷你音箱，其中所述信号进一步放大到超高功率。信号从音箱发射到其它V-ROVER、Nano-ROVER、Atto-ROVER和质子交换机。
在建筑内，V-ROVER、Nano-ROVER和Atto-ROVER经由高速串联缆线、WiFi和WiGi系统连接到用户触点装置，例如服务器、安全系统、环境系统、平板电脑、笔记本电脑、PC、智能手机、4K/5K/8K TV等。
360-CMMA感应电路配置
如作为本说明的一实施例的图102中所说明，360°WMMA 1006CM感应电路配置由装置的面向窗口的区段1006CMA上的360°喇叭天线组成。面向窗口的360°喇叭天线1006CMA在输出功率为1.0瓦特到1.5瓦特的30GHz到3300GHz RF的频率范围中操作。喇叭天线与其低噪声放大器(LNA)1006CMD整合。
将来自喇叭天线的所接收的30GHz到3300GHz mmW RF信号发送到LNA，其提供10dB增益且经由基带滤波器1006CME将放大的信号传递到发射器放大器1006CMF。RF信号以感应方式耦合到面向内部的20°-60°室内喇叭天线1006CMC。
捕获LNA信噪比(S/N)1006CMG和太阳能可再充电电池电荷水平信息1006CMH且将其发送到360-CMMA装置中的Attobahn网络管理系统(ANMS)1006CMI代理。经由360-CMMA中的WiFi系统1006CMJ将ANMS输出信号发送到最近的V-ROVER、Nano-ROVER、Atto-ROVER或质子交换机本地V-ROVER。ANMS信息到达ROVER WiFi接收器，在其中将所述ANMS信息解调并传递到APPI逻辑端口1。信息接着遍历Attobahn网络到全球网络管理中心(GNCC)处的毫米波RF管理系统。
360-CMMA感应系统计时和同步设计
如作为本发明实施例的图102中所说明，360-CMMA装置在LNA处使用从所接收的mmW RF信号恢复的时钟。将恢复的计时信号传递到锁相环(PLL)和本地振荡器电路805A和805B，后者供给WiFi发射器和接收器系统。恢复的计时信号参考位于三个GNCC处的Attobahn铯束原子时钟，所述原子时钟有效地锁相到GPS。
建筑天花板式安装180°mmW RF天线中继器放大器
感应设计
180°mmW RF天线中继器放大器(180-CMMA)感应单元1006CM被设计成用于建筑，其中来自网络的所接收的毫米波RF信号足够强以渗透墙壁和双窗格玻璃窗到建筑楼层区域的内部。单元在其面向窗口与面向内部空间的区段之间提供10-20dB增益。
技术规范：
1.喇叭天线角度：180°面向窗口
2.喇叭天线角度：180°面向内部
3.输出功率：1.0瓦特-1.5瓦特
4.喇叭天线长度：3英寸
5.喇叭天线高度：3英寸
6.喇叭天线宽度：3英寸
7.面向窗口的喇叭天线重量：2盎司
8.面向内部的喇叭天线重量：2盎司
图103示出作为本发明实施例的天花板式安装180°mmW RF天线中继器放大器(180-CMMA)1006BCM。来自回旋TWA音箱1005的传入RF毫米波由单元1006BCA的180-CMMA面向窗口的区段接收，所述单元通过其LNA以10dB的增益放大信号。接着经由感应耦合将信号发送到180-CMMA的单元1006BCB的面向内部的区段。面向内部的区段放大毫米波RF信号且将其从180°喇叭天线发射到V-ROVER、Nano-ROVER、Atto-ROVER 200、质子交换机或配备有Attobahn毫米波RF电路的触点装置1007。
V-ROVER、Nano-ROVER、Atto-ROVER 200、质子交换机或配备有Attobahn毫米波RF电路的触点装置1007发射的信号由180-CMMA装置1006BCB的面向内部区段的180°喇叭天线接收。接着将所接收的信号放大且传递到面向窗口的180°喇叭天线1006BCA并发射出到回旋TWA迷你音箱1004。迷你音箱放大毫米波RF信号且将其重新发射到回旋TWA音箱1005，在其中信号进一步放大到超高功率。信号从音箱发射到其它V-ROVER、Nano-ROVER、Atto-ROVER和质子交换机。
在建筑内，V-ROVER、Nano-ROVER和Atto-ROVER 200经由高速串联缆线、WiFi和WiGi系统连接到用户触点装置1007，例如服务器、安全系统、环境系统、平板电脑、笔记本电脑、PC、智能手机、4K/5K/8K TV等。
180-CMMA感应电路配置
如作为本说明的一实施例的图103中所示出，180°CMMA 1006BCM感应电路配置由装置的面向窗口的区段1006BCA上的180°喇叭天线组成。180°喇叭天线1006BCA在输出功率为1.0瓦特到1.5瓦特的30GHz到3300GHz RF的频率范围中操作。面向窗口的180°喇叭天线与其低噪声放大器(LNA)1006BCD整合。
将来自面向窗口的180°喇叭天线的所接收的30GHz到3300GHz mmW RF信号发送到LNA，其提供10dB增益且经由基带滤波器1006BCF将放大的信号传递到发射器放大器1006BCE。RF信号以感应方式耦合到面向内部的180°室内喇叭天线2006BCB。
捕获LNA信噪比(S/N)1006BCG和太阳能可再充电电池电荷水平信息1006BCH且将其发送到180-CMMA装置中的Attobahn网络管理系统(ANMS)1006BCI代理。经由180-CMMA中的WiFi系统1006BCJ将ANMS输出信号发送到最近的V-ROVER、Nano-ROVER、Atto-ROVER或质子交换机本地V-ROVER。ANMS信息到达ROVER WiFi接收器，在其中将所述ANMS信息解调并传递到APPI逻辑端口1。信息接着遍历Attobahn网络到全球网络管理中心(GNCC)处的毫米波RF管理系统。
180-CMMA感应系统计时和同步设计
如作为本发明实施例的图103中所示出，180-CMMA装置在LNA处使用从所接收的mmW RF信号恢复的时钟。将恢复的计时信号传递到锁相环(PLL)和本地振荡器电路805A和805B，后者供给WiFi发射器和接收器系统。恢复的计时信号参考位于三个GNCC处的Attobahn铯束原子时钟，所述原子时钟有效地锁相到GPS。
摩天楼办公室空间mmW分布设计
Attobahn毫米波RF信号分布体系结构包含在整个办公楼空间中渗透这些波的设计。图103示出以下Attobahn设计的毫米波RF天线的利用：
1.天花板式安装360°mmW RF天线中继器放大器(360-CMMA)感应单元1006CM。
2.天花板式安装180°mmW RF天线放大器中继器(180-CMMA)感应单元1006BM。
3.20°-60°门式安装天线放大器中继器(20-60-DMMA)1006B。
4.180°门式安装天线放大器中继器(180-DMMA)1006B。
如作为本发明实施例的图104中所示出，将这些天线策略性布置于办公室空间中以确保全部空间饱和有毫米RF信号。这种设计消除服务空间中的任何死点。360-CMMA1006CM和180-CMMA 1006BM沿窗口以大约每30英尺分布在天花板中，距窗玻璃约两(2)英寸安置。
大约每二十(20)英尺，从天花板式安装360-CMMA和180-CMMA天线朝向办公室的内部方向，在隔间区(开放区域)中的20英尺网格中安置20-60-DMMA 1006B和180-DMMA1006B。这些装置充当在办公室中和外面在接收和发射两个方向上放大网格内的这些信号风毫米波RF信号中继器放大器。
办公室楼层接收信号处理
来自回旋TWA音箱1005的传入毫米波RF信号通过窗户1008处的CMMA 1006CM天线接收和放大。接着这些天线重新发射通过DMMA天线接收的信号，所述DMMA天线再次增强信号且将其分布到开放办公室空间(隔间)中的20英尺网格内的周围触点装置。为服务关闭的办公室、会议房间、公用房间和壁橱，将360-DMMA 1006B和180-DMMA 1006C安放在这些办公室和房间的门的上方，如图94和图97中分别示出，其为本发明的一实施例。信号分布到办公室或房间中的V-ROVER、Nano-ROVER、Atto-ROVERs和质子交换机。同样，那些办公室和房间中的配备有Attobahn毫米波RF电路的触点装置接收所述信号。
在具有墙壁厚或墙壁由高毫米波衰减材料制成的房间的办公室空间的情况中，接着壁式安装180°mmW RF信号中继器放大器(180-WAMA)1006C用于放大信号且将信号从墙壁的外部重新发射到墙壁的内部，如图98中所示出，其为本发明的一实施例。接着重新发射的信号分布到房间中的触点装置。
办公室楼层发射信号处理
通过配备有Attobahn毫米波RF电路触点装置1007、V-ROVER、Nano-ROVER、Atto-ROVER和质子交换机发射的毫米波由其服务网格、办公室和房间内的360-DMMA、180-DMMA和180-WAMA单元捕获。这些单元放大RF信号且朝向CCMA 1006CM重新发射所述信号。
沿着办公室楼层的窗户1006安装于天花板中的CMMA接收RF信号，将其放大，且接着将其重新发射到服务办公楼所在的网格的回旋TWA迷你音箱1004。迷你音箱再次放大信号且将其发送到超高功率回旋TWA音箱1005，在所述超高功率回旋TWA音箱中信号放大且以100瓦特到10,000瓦特范围内的功率重新发射。
ATTOBAHN mmW RF天线中继器放大器
Attobahn mmW RF天线中继器放大器为整个毫米波RF体系结构的重要部件。这种体系结构为本发明的一实施例。网络体系结构内的这些装置的设计和实施方案有助于减轻这些信号移动穿过房屋或其它类型的建筑时的信噪比(S/N)快速下降。
图105示出一系列Attobahn mmW RF天线中继器放大器，其为本发明的一实施例。这些装置采集减弱毫米波信号且将其放大到更强水平，接着将其重新发射到其在放大之前不能到达的房屋或建筑的区域中。本设计使得网络服务可靠和稳固。其向用户提供良好超宽带网服务体验，不管用户是否位于房屋或建筑中。
图105中所示出的以下Attobahn mmW RF天线中继器放大器是：
1.窗式安装360°天线放大器中继器(360-WMMA)1006AA。
2.窗式安装180°天线放大器中继器(180-WMMA)1006BB。
3.20°-60°门式安装天线放大器中继器(20-60-DMMA)。
4.180°门式安装天线放大器中继器(180-DMMA)1006C。
5.180°壁式安装天线放大器中继器(180-WAMA)1006D。
6.天花板式安装360°mmW RF天线中继器放大器1006CM。
7.天花板式安装180°mmW RF天线中继器放大器1006CM。
ATTOBAHN计时和同步体系结构
如作为本发明实施例的图106中所示出，Attobahn协调定时(ACT)计时和同步体系结构800由利用最高可用原子计时振荡系统中的一个的定时标准组成。体系结构具有与共用计时源同步的八(8)个数字发射层，因此允许从最高级别网络系统到终端用户触点系统的全数字信号锁相网络。
体系结构的八(8)个层为：
1.在30GHz与3300GHz之间的高毫米波RF范围中运作的回旋TWA音箱系统振荡电路800A。
2.在30GHz与3300GHz之间的高毫米波RF范围中运作的回旋TWA音箱系统振荡电路800B。
3.在光学频率和高速数字范围中操作的SONET光纤终端和数字多路复用器振荡电路810。
4.核心交换机高速数字信元交换和毫米波RF系统振荡电路803。
5.质子交换机高速数字信元交换和毫米波RF系统振荡电路804。
6.ROVER交换机高速数字信元交换和毫米波RF系统振荡电路805。
7.在30GHz与3300GHz之间高毫米波RF的中运作的mmW RF天线中继器放大器振荡电路807、809。
8.终端用户触点装置数字电路同步800H。如作为本发明实施例的图107中所示出，Attobahn计时和同步体系结构(ACSA)使用全球定位系统(GPS)801作为其三个定时和同步位置之间的全球定时参考。ACSA具有三个铯束高度稳定的振荡器800，其战略性地位于Attobahn全球四大商业区中的三个处。
铯束振荡器800位于以下区域中的Attobahn全球网络控制中心(GNCC)处：
1.北美(NA)GNCC。
2.欧洲、中东和非洲(EMEA)GNCC。
3.亚太平洋(ASPAC)GNCC。
Attobahn设计具有三个GPS卫星站接收器801的ACSA与三个GNCC处的铯束振荡器800并置。在三个位置处接收的这些GPS定时信号被比较其结果以传达铯束振荡器定时，从而研发Attobahn协调定时(ACT)。ACT变为网络参考定时信号以使回旋TWA音箱和迷你音箱中的所有本地振荡器、核心交换机、质子交换机、V-ROVER、Nano-ROVER、Atto-ROVER和触点装置同步。
整个Attobahn网络中ACT计时和同步分布以如作为本发明实施例的图107中所示出的以下方式实现：
1.ACT输出参考数字计时信号将铯束振荡器800发出到三个GNCC位置处的时钟分布系统(CDS)802。
2.CDS在一系列驱动器上分解输入的主要和次要ACT参考数字信号以产生若干参考计时信号802AB。
3.来自CDS的计时信号802A接着分布到：
i.SONET光纤系统810。
ii.回旋TWA音箱806。
iii.回旋TWA音箱808。
iv.核心交换机803。
所有这些网络系统从被调谐到这一参考计时信号频率的其锁相环(PLL)806A电路处的CDS接收计时信号。PLL校正电压电平随着传入参考计时信号的数字脉冲的相位一致变化。PLL校正电压馈送到前述网络系统的本地振荡器。PLL控制本地振荡器输出频率与传入参考计时信号一致。这种布置在三个GNCC处使本地振荡器频率准确度与ACT参考计时铯束振荡器同步。
例如质子交换机804、V-ROVER 805、Nano-ROVER 805A、Atto-ROVER 805B、mmWRF天线中继器放大器809和配备有Attobahn IWIC芯片的终端用户触点装置的其余网络系统利用恢复环计时方法。恢复环计时方法通过从所接收的毫米波信号恢复计时信号且将其转换成馈入本地振荡器的PLL电路的数字信号来起作用。本地振荡器的输出频率受参考ACT高稳定性铯束时钟系统的其PLL控制电压控制。这种布置实际上导致所有计时系统在整个网络中被同步且参考三个GNCC处的ACT高稳定性铯束振荡器计时系统。
ATTOBAHN本能智慧集成电路(IWIC)
如作为本发明实施例非图108中所示出，称为IWIC芯片的Attobahn本能智慧集成电路是定制设计专用集成电路(ASIC)。IWIC芯片是Attobahn网络系统的主要组件。IWIC芯片在V-ROVER、Nano-ROVER、Atto-ROVER、质子交换机和核心交换机的操作中起突出作用。
IWIC芯片的主要功能是其高速太比特/每秒交换结构，如由四个区段组成的图中所描述。五个区段为：
1.单元帧交换结构电路901。
2.Atto-second复用电路902。
3.毫米波RF放大器、LNA和QAM调制解调器电路903。
4.本地振荡器和PLL电路904。
5.CPU电路905。
如作为本发明实施例的图107中所示出，IWIC芯片利用用于单元帧交换和atto-second复用功能和相关端口驱动器的特定电路设计。芯片使用多个高速2THz数字计时信号以用于通过芯片的交换结构来定时输入和输出数据。
毫米波RF放大器、LNA和QAM调制解调器电路在芯片的单独区域中。芯片的此区段使用用于发射器和接收器放大器的MMIC衬底。
本地振荡器和PLL在IWIC芯片的单独区域中。到芯片的所有连接件使用光微影层压衬底。IWIC芯片是数字和模拟电路的混合信号电路。IWIC芯片的硬件描述语言(HDL)提供逻辑电路的操作的特定指示；端口之间的电路门交换速度；通过V-ROVER、Nano-ROVER、Atto-ROVER、质子交换机和核心交换机中的微处理分配交换表(MAST)的单元交换端口交换决策。
IWIC芯片还具有为双四核4GHz、8GB ROM、500GB存储CPU的CPU区段，所述存储CPU在装置中管理云存储服务、网络管理数据、应用级加密和链路加密和各种管理功能，例如系统配置、报警消息显示和用户服务显示。
CPU监测系统性能信息且经由逻辑端口1(图6)Attobahn网络管理端口(ANMP)EXT.001将所述信息传达给核心交换机网络管理系统(NNMS)。终端用户具有与核心交换机交互以设置密码、接入服务和与客户服务通信等的触摸屏接口。
IWIC芯片的实体大小示出于图109中，其为本发明的一实施例。
技术规范
1.0实体大小：
i.长度：3英寸
ii.宽度：2英寸
iii.高度：0.25英寸
2.0供电电压：-1.0到-5VDC
3.0电流：10微安培到40毫安
4.0 68引脚
5.0工作温度：-55℃到125℃
总结
在一个实施例中，用于高速、高容量专用移动网络系统的30GHz-3300GHz毫米波无线通信装置包括：具有至少一个USB端口的壳体，用于从以10MBps和更高的数字速度运行的终端用户应用接收信息流；在壳体内侧连接的至少一个集成电路芯片；端口，用于从无线局域网接收信息流；至少一个时钟；attosecond多路复用器TDMA；本地振荡器；至少一个锁相环；至少一个轨道时隙；和至少一个毫米波RF单元，具有64-4096比特QAM调制器；其中集成电路芯片将来自至少一个端口的信息流转换为至少一个固定单元帧；其中至少一个固定单元帧通过attosecond多路复用器TDMA处理且传递到至少一个轨道时隙以供作为超高数字数据流传递到终接网络；并且其中毫米波无线通信装置与至少一个其它无线通信装置一起创建高速、高容量专用分子网络。
在一个实施例中，至少一回旋TWA音箱超高功率30GHz-3300GHz毫米波放大器具有至少一30GHz-3300GHz接收器；360°喇叭天线；20°-60°喇叭天线；柔性毫米波波导；高压DC连续和脉动(非连续)电力供应器和包封回旋TWA和相关组件的外壳。回旋TWA音箱超高功率放大器具有100瓦特到10,000瓦特的输出功率瓦数。
在一个实施例中，至少一回旋TWA迷你音箱超高功率30GHz-3300GHz毫米波放大器具有至少一30GHz-3300GHz接收器；360°喇叭天线；20°-60°喇叭天线；柔性毫米波波导；高压DC连续和脉动(非连续)电力供应器和包封回旋TWA和相关组件的外壳。回旋TWA音箱超高功率放大器具有1.5瓦特到100瓦特的输出功率瓦数。
根据权利要求1所述的30GHz-3300GHz无线通信装置，其中至少一个端口接受来自包括以下的群组的高速数据流：主机包、TCP/IP包、IP承载语音包、视频IP包、单元承载视频帧、单元承载语音帧、图形包、MAC帧和数据包。至少一个端口将非专用原始资料从主机包、TCP/IP包、IP承载语音包、视频IP包、单元承载视频帧、单元承载语音帧、图形包、MAC帧和至少一个固定单元帧的数据包发射到终接网络。集成电路芯Attobahn单元帧协议针对其端口指定地址不断地读取至少一个固定单元帧的标头。固定单元帧至多80字节。
在一个实施例中，高速、高容量专用分子网络包括：存取网路层(ANL)；质子交换层(PSL)；核心交换层(NSL)；其中ANL包含至少一个30GHz-3300GHz毫米波无线通信装置，所述无线通信装置发射和接收至少一个固定大小单元帧的信息流，所述单元帧为在PSL中的无线信息流的至少一个轨道时隙中无线地发射和接收的30GHz-3300GHz毫米波。PSL包含用于与来自互联网、电缆、手机和私用网络的信息流的至少一个轨道时隙通信的至少一个质子交换机以经由NSL将至少一个固定大小单元帧发射到额外30GHz-3300GHz毫米波无线通信装置的至少一个端口且从其接收所述至少一个固定大小单元帧；并且其中NSL包含位于固定位置处的至少一个核心交换机以在PSL与互联网、手机、电缆和私用网络之间创建初级接口。
在一个实施例中，一种高速、高容量专用30GHz-3300GHz毫米波移动网络系统包括：接入网络层(ANL)；质子交换层(PSL)；核心交换层(NSL)；其中ANL包含至少一个30GHz-3300GHz毫米波无线通信装置，所述无线通信装置包括：具有至少一个USB端口的壳体，用于从终端用户应用接收信息流；在壳体内侧连接的至少一个集成电路芯片；端口，用于从无线局域网接收信息流；至少一个时钟；attosecond多路复用器TDMA；本地振荡器；至少一个锁相环；至少一个轨道时隙；和至少一个RF单元，具有64-4096比特QAM调制器；其中PSL包含具有至少一个30GHz-3300GHz毫米波无线通信装置的至少一个质子交换机，所述无线通信装置包括：具有至少一个USB端口的壳体，用于从终端用户应用接收信息流；在壳体内侧连接的至少一个集成电路芯片；至少一个时钟；attosecond多路复用器TDMA；本地振荡器；至少一个锁相环；至少一个轨道时隙；和至少一个30RF单元，具有64-4096比特QAM调制器；来自互联网、电缆、手机和私用网络的信息流的至少一个轨道时隙，以经由NSL将至少一个固定大小单元帧发射到额外30GHz-3300GHz毫米波无线通信装置的至少一个端口且从其接收所述至少一个固定大小单元帧；且其中NSL包含位于固定位置处的至少一个核心交换机以在PSL与互联网、手机、电缆和私用网络之间创建初级接口。NSL包含具有至少一个30GHz-3300GHz毫米波无线通信装置的至少一个核心交换机，所述无线通信装置包括：具有至少一个USB端口的壳体，用于接收由用户应用组成的信息流；在壳体内侧连接的至少一个集成电路芯片；至少一个时钟；Attosecond多路复用器TDMA；本地振荡器；至少一个锁相环；至少一个轨道时隙和至少一个30GHz-3300GHz毫米波RF单元，具有64-4096比特QAM调制器；来自互联网、电缆、手机和私用网络的信息流的至少一个轨道时隙，以将至少一个固定大小单元帧发射到额外30GHz-3300GHz毫米波无线通信装置的至少一个端口且从其接收所述至少一个固定大小单元帧。
多个Attosecond多路复用器TDMA，其互连到彼此和至少一个核心交换机，其中每个attosecond多路复用器无线地耦接到PSL，且充当PSL、其它attosecond多路复用器TDMA与至少一个核心交换机之间的中间物。
在一个实施例中，一种通过高速、高容量移动30GHz-3300GHz毫米波无线网络系统发射信息流的方法，包括以下步骤：接收从接入网层(ANL)到30GHz-3300GHz毫米波无线通信装置的信息流，所述无线通信装置包括用于从终端用户应用接收信息流具有至少一个端口的壳体、在壳体内侧连接的至少一个集成电路芯片、用于从无线局域网接收信息流的端口、至少一个时钟、attosecond多路复用器TDMA、本地振荡器、至少一个锁相环、至少一个轨道时隙和具有64-4096比特QAM调制器的至少一个30GHz-3300GHz毫米波RF单元；通过集成电路芯片将来自至少一个端口的信息流转换为至少一个固定单元帧；经由质子交换层(PSL)将信息流的至少一个固定单元帧从额外30GHz-3300GHz毫米波无线通信装置的至少一个端口发射到至少一个轨道时隙；和通过位于固定位置处的至少一个核心交换机接收信息流的至少一个固定单元帧以在PSL与互联网、手机、电缆和终端用户的私用网络之间创建初级接口核心交换层(NSL)。
对于所属领域的技术人员显而易见的是，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可对本发明进行各种改变，且因此本发明涵盖除本说明书中具体公开的那些实施例以外的实施例，但是仅如所附权利要求书中所指示。
Claims (90)
1.一种用于创建高速高容量专用病毒分子网络的方法，包括：
对轨道时隙数字信号进行加密；以及
将加密的轨道时隙数字信号放入到时分多址(TDMA)帧中以创建TDMA信号。
2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：上变频所述TDMA信号以形成射频(RF)信号。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述上变频包含用高速数字信号调制所述TDMA信号以形成所述RF信号。
4.根据权利要求2或权利要求3所述的方法，进一步包括从所述RF信号创建毫米波RF信号。
5.根据权利要求4所述的方法，其中所述创建所述毫米波RF信号包括创建具有在30GHz与3,300GHz之间的RF频率的所述毫米波RF信号。
6.根据权利要求4或权利要求5所述的方法，其中所述创建所述毫米波RF信号包括上变频和放大所述RF信号。
7.根据权利要求5或权利要求6所述的方法，其中所述创建所述毫米波RF信号包含发射所述毫米波RF信号。
8.根据权利要求7所述的方法，进一步包括接收发射的毫米波RF信号。
9.根据权利要求8所述的方法，其中所述接收所述发射的毫米波RF信号包含下变频所述发射的毫米波RF信号。
10.根据权利要求9所述的方法，其中所述下变频所述发射的毫米波RF信号包括用所述高速数字信号解调所述TDMA信号。
11.根据权利要求7到10中任一项所述的方法，其中所述发射所述毫米波RF信号包括在回旋行波放大器之间收发所述发射的毫米波RF信号。
12.根据权利要求11所述的方法，其中所述收发所述发射的毫米波RF信号包含在高输出功率回旋行波放大器之间收发所述发射的毫米波RF信号。
13.根据权利要求11或权利要求12所述的方法，其中所述收发所述发射的毫米波RF信号包含在回旋行波管放大器之间收发所述发射的毫米波RF信号。
14.根据前述权利要求中任一项所述的方法，进一步包括以下各项中的至少一个：
提供应用程序编程接口(API)以用于与软件应用程序介接，所述API配置成便于接收数据；
将接收的数据封装到至少一个固定单元帧中；
处理所述至少一个固定单元帧；以及
通过阿托秒复用器将至少一个处理的固定单元帧传送到轨道时隙，
其中所述轨道时隙配置成经由所述轨道时隙数字信号以太比特/秒的速度将所述固定单元帧发射到所述病毒分子网络。
15.一种用于创建高速高容量专用病毒分子网络的系统，包括用于实施根据前述权利要求中任一项所述的方法的构件。
16.一种配置成创建高速高容量专用病毒分子网络的无线通信装置，所述装置包括：
应用程序编程接口(API)，配置成与以通信方式耦合到所述装置的软件应用程序介接，且其中所述API配置成便于接收数据；
同步单元成帧协议，配置成将所述数据封装到至少一个固定单元帧中；
阿托秒复用器，配置成处理所述固定单元帧；
数据总线，配置成通过阿托秒复用器将所述固定单元帧传送到轨道时隙，其中所述轨道时隙配置成经由轨道时隙数字信号以太比特/秒的速度将所述固定单元帧发射到所述病毒分子网络；
本地振荡器，具有锁相环电路；
加密电路，配置成对所述轨道时隙数字信号进行加密；
时分多址(TDMA)电路，配置成将加密的轨道时隙数字信号放入到TDMA帧中，由此创建TDMA信号；
调制解调器，配置成在射频(RF)上变频器与下变频器之间用高速数字信号调制和解调所述TDMA信号；
RF放大器，配置成创建毫米波RF信号；
RF接收器，配置成接收毫米波RF信号；以及
毫米波天线，配置成在高输出功率回旋行波放大器输出之间收发毫米波RF信号。
17.根据权利要求16所述的装置，其中所述毫米波RF信号具有在30GHz与3,300GHz之间的RF频率。
18.一种用于在病毒分子网络内操作的方法，包括：
将数据单元帧从至少一个通信装置连接到接收器装置；以及
将所述数据单元帧存储、读取以及映射到互联网协议(IP)地址。
19.根据权利要求18所述的方法，进一步包括使数据端口与所述通信装置和所述接收器装置以通信方式耦合。
20.根据权利要求18或权利要求19所述的方法，其中所述数据端口是光纤数据端口。
21.根据权利要求18到20中任一项所述的方法，其中所述连接所述数据单元帧包含经由映射电路将所述数据单元帧从所述通信装置连接到所述接收器装置，其中所述存储、读取以及映射所述数据单元帧包含经由处理器将所述数据单元帧存储、读取以及映射到所述IP地址，且其中所述映射电路、所述处理器以及所述数据端口耦合到共同数据总线。
22.根据权利要求18到21中任一项所述的方法，进一步包括将所述数据端口配置成发射和接收具有在30GHz与3,300GHz之间的频率的毫米波射频(RF)信号。
23.一种用于在病毒分子网络内操作的系统，包括用于实施根据权利要求18到22中任一项所述的方法的构件。
24.一种用于在病毒分子网络内操作的方法，包括：
放大和输出范围介于1.5瓦到10,000瓦的毫米波RF信号；以及
放大具有在30GHz与3,330GHz之间的频率的毫米波射频(RF)信号。
25.根据权利要求24所述的方法，其中所述放大和输出所述毫米波RF信号经由高输出功率回旋行波放大器执行。
26.一种用于在病毒分子网络内操作的系统，包括用于实施根据权利要求24或权利要求25所述的方法的构件。
27.一种配置成在病毒分子网络内操作的放大器，所述放大器包括：
回旋行波放大器，配置成放大和输出范围介于1.5瓦到10,000瓦的毫米波RF信号，且进一步配置成放大具有在30GHz与3,330GHz之间的频率的毫米波射频(RF)信号。
28.根据权利要求27所述的放大器，其中所述回旋行波放大器包括高输出功率回旋行波放大器。
29.根据权利要求27或权利要求28所述的放大器，其中所述回旋行波放大器包括回旋行波管放大器。
30.一种用于在病毒分子网络内操作的方法，包括：
经由毫米RF信号天线放大器中继器收发具有在30GHz与3,300GHz之间的RF频率的毫米波射频(RF)信号；以及
将所述毫米波RF信号天线放大器中继器安装到结构。
31.根据权利要求30所述的方法，其中所述安装包含经由以下各项来将所述毫米波RF信号天线放大器中继器安装到所述结构：壁式安装；窗口安装；安装到面板、柜台、表面以及其它结构中使用的玻璃/塑料/木质或其它类型材料上和所述材料中；门式安装；顶部安装；或其组合。
32.一种用于在病毒分子网络内操作的系统，包括用于实施根据权利要求30或权利要求31所述的方法的构件。
33.一种在病毒分子网络内操作的毫米RF信号天线放大器中继器，包括：
毫米波天线，配置成收发具有在30GHz与3,300GHz之间的RF频率的毫米波射频(RF)信号；以及
硬件，配置成将所述天线安装到结构，其中所述硬件选自由以下组成的群组：壁式安装；安装到面板、柜台、表面以及其它结构中使用的玻璃/塑料/木质或其它类型材料上和所述材料中；窗口安装；门式安装；顶部安装或其组合。
34.一种用于在病毒分子网络内操作的原子计时和同步方法，包括：
同步到共同原子振荡计时源；以及
产生同步数字信号，所述数字信号配置成将计时频率和数字定时信号中的至少一个的控制扩展到：
单一锁相网络；
计算和通信装置，连接到所述病毒分子网络；
回旋行波放大器；以及
光纤终端和耦合到每一光纤终端的相应振荡电路。
35.根据权利要求34所述的方法，其中所述产生所述同步数字信号包含产生配置成将计时频率和数字定时信号中的至少一个的控制扩展到高输出功率回旋行波放大器的所述同步数字信号。
36.根据权利要求34或权利要求35所述的方法，其中所述产生所述同步数字信号包含产生配置成将计时频率和数字定时信号中的至少一个的控制扩展到回旋行波管放大器的所述同步数字信号。
37.根据权利要求34到36中任一项所述的方法，其中所述产生所述同步数字信号包含产生配置成将计时频率和数字定时信号中的至少一个的控制扩展到装置和集成电路芯片中的至少一个的所述同步数字信号。
38.根据权利要求37所述的方法，其中所述产生所述同步数字信号包含产生配置成将计时频率和数字定时信号中的至少一个的控制扩展到无线通信装置的所述同步数字信号，所述无线通信装置配置成创建高速高容量专用病毒分子网络且包括：
应用程序编程接口(API)，配置成与以通信方式耦合到所述装置的软件应用程序介接，且其中所述API配置成便于接收数据；
同步单元成帧协议，配置成将所述数据封装到至少一个固定单元帧中；
阿托秒复用器，配置成处理所述固定单元帧；
数据总线，配置成通过阿托秒复用器将所述固定单元帧传送到轨道时隙，其中所述轨道时隙配置成经由轨道时隙数字信号以太比特/秒的速度将所述固定单元帧发射到所述病毒分子网络；
本地振荡器，具有锁相环电路；
加密电路，配置成对所述轨道时隙数字信号进行加密；
时分多址(TDMA)电路，配置成将加密的轨道时隙数字信号放入到TDMA帧中，由此创建TDMA信号；
调制解调器，配置成在射频(RF)上变频器与下变频器之间用高速数字信号调制和解调所述TDMA信号；
RF放大器，配置成创建毫米波RF信号；
RF接收器，配置成接收毫米波RF信号；以及
毫米波天线，配置成在高输出功率回旋行波放大器输出之间收发毫米波RF信号。
39.根据权利要求37或权利要求38所述的方法，其中所述产生所述同步数字信号包含产生配置成将计时频率和数字定时信号中的至少一个的控制扩展到集成电路芯片的所述同步数字信号，所述集成电路芯片配置成创建高速高容量专用病毒分子网络且包括：
应用程序编程接口(API)，配置成与以通信方式耦合到所述装置的软件应用程序介接，且其中所述API配置成便于接收数据；
同步单元成帧协议，配置成将所述数据封装到至少一个固定单元帧中；
阿托秒复用器，配置成处理所述固定单元帧；
数据总线，配置成通过阿托秒复用器将所述固定单元帧传送到轨道时隙，其中所述轨道时隙配置成经由轨道时隙数字信号以太比特/秒的速度将所述固定单元帧发射到所述病毒分子网络；
本地振荡器，具有锁相环电路；
加密电路，配置成对所述轨道时隙数字信号进行加密；
时分多址(TDMA)电路，配置成将加密的轨道时隙数字信号放入到TDMA帧中，由此创建TDMA信号；
调制解调器，配置成在射频(RF)上变频器与下变频器之间用高速数字信号调制和解调所述TDMA信号；
RF放大器，配置成创建毫米波RF信号；
RF接收器，配置成接收毫米波RF信号；以及
毫米波天线，配置成在高输出功率回旋行波放大器输出之间收发毫米波RF信号。
40.一种用于在病毒分子网络内操作的原子计时和同步系统，包括用于实施根据权利要求34到39中任一项所述的方法的构件。
41.一种配置成在病毒分子网络内操作的原子计时和同步系统，所述原子计时和同步系统包括：
原子振荡器；
计时信号分布系统；
数字传输层，配置成同步到共同原子振荡计时源；以及
处理器，配置成产生同步数字信号，所述数字信号配置成将计时频率和数字定时信号中的至少一个的控制扩展到：
单一锁相网络；
回旋行波放大器；以及
光纤终端和耦合到每一光纤终端的相应振荡电路。
42.根据权利要求41所述的系统，其中所述回旋行波放大器包括高输出功率回旋行波放大器。
43.根据权利要求41或权利要求42所述的系统，其中所述回旋行波放大器包括回旋行波管放大器。
44.根据权利要求41到43中任一权利要求所述的系统，其中所述数字信号配置成将计时频率和数字定时信号中的至少一个的控制扩展到无线通信装置，所述无线通信装置配置成创建高速高容量专用病毒分子网络且包括：
应用程序编程接口(API)，配置成与以通信方式耦合到所述装置的软件应用程序介接，且其中所述API配置成便于接收数据；
同步单元成帧协议，配置成将所述数据封装到至少一个固定单元帧中；
阿托秒复用器，配置成处理所述固定单元帧；
数据总线，配置成通过阿托秒复用器将所述固定单元帧传送到轨道时隙，其中所述轨道时隙配置成经由轨道时隙数字信号以太比特/秒的速度将所述固定单元帧发射到所述病毒分子网络；
本地振荡器，具有锁相环电路；
加密电路，配置成对所述轨道时隙数字信号进行加密；
时分多址(TDMA)电路，配置成将加密的轨道时隙数字信号放入到TDMA帧中，由此创建TDMA信号；
调制解调器，配置成在射频(RF)上变频器与下变频器之间用高速数字信号调制和解调所述TDMA信号；
RF放大器，配置成创建毫米波RF信号；
RF接收器，配置成接收毫米波RF信号；以及
毫米波天线，配置成在高输出功率回旋行波放大器输出之间收发毫米波RF信号。
45.根据权利要求41到44中任一权利要求所述的系统，其中所述数字信号配置成将计时频率和数字定时信号中的至少一个的控制扩展到集成电路芯片，所述集成电路芯片配置成创建高速高容量专用病毒分子网络且包括：
应用程序编程接口(API)，配置成与以通信方式耦合到所述装置的软件应用程序介接，且其中所述API配置成便于接收数据；
同步单元成帧协议，配置成将所述数据封装到至少一个固定单元帧中；
阿托秒复用器，配置成处理所述固定单元帧；
数据总线，配置成通过阿托秒复用器将所述固定单元帧传送到轨道时隙，其中所述轨道时隙配置成经由轨道时隙数字信号以太比特/秒的速度将所述固定单元帧发射到所述病毒分子网络；
本地振荡器，具有锁相环电路；
加密电路，配置成对所述轨道时隙数字信号进行加密；
时分多址(TDMA)电路，配置成将加密的轨道时隙数字信号放入到TDMA帧中，由此创建TDMA信号；
调制解调器，配置成在射频(RF)上变频器与下变频器之间用高速数字信号调制和解调所述TDMA信号；
RF放大器，配置成创建毫米波RF信号；
RF接收器，配置成接收毫米波RF信号；以及
毫米波天线，配置成在高输出功率回旋行波放大器输出之间收发毫米波RF信号。
46.一种配置成在病毒分子网络内操作的网络管理方法，包括分析在具有30GHz与3,300GHz之间的频率的毫米波射频(RF)信号下操作的多个装置的操作状态。
47.一种用于在病毒分子网络内操作的网络管理系统，包括用于实施根据权利要求46所述的方法的构件。
48.一种配置成在病毒分子网络内操作的网络管理系统，所述网络管理系统包括配置成分析在具有30GHz与3,300GHz之间的频率的毫米波射频(RF)信号下操作的多个装置的所述操作状态的处理器。
49.一种用于创建高速高容量专用病毒分子网络的方法，包括：
提供便于接收数据的应用程序编程接口(API)；以及
调制接收的数据；以及
根据调制的数据创建毫米波RF信号；以及
用所述网络中的高功率回旋行波放大器收发所述毫米波RF信号。
50.根据权利要求49所述的方法，其中所述创建所述毫米波RF信号包括创建具有在30GHz与3,300GHz之间的RF频率的所述毫米波RF信号。
51.根据权利要求49或权利要求50所述的方法，其中所述创建所述毫米波RF信号包含发射所述毫米波RF信号。
52.根据权利要求51所述的方法，进一步包括接收发射的毫米波RF信号。
53.根据权利要求52所述的方法，进一步包括解调接收的毫米波RF信号。
54.根据权利要求49到53中任一项所述的方法，进一步包括以下各项中的至少一个：
将所述接收的数据封装到至少一个固定单元帧中；
处理所述至少一个固定单元帧；以及
将至少一个处理的固定单元帧传送到轨道时隙，
其中所述轨道时隙配置成经由轨道时隙数字信号以太比特/秒的速度将所述固定单元帧发射到所述病毒分子网络。
55.根据权利要求54所述的方法，进一步包括对所述至少一个固定单元帧进行加密。
56.根据权利要求54或权利要求55所述的方法，进一步包括对所述接收的数据进行加密。
57.根据权利要求56所述的方法，其中所述对所述接收的数据进行加密包含对终端用户应用程序数据进行加密。
58.根据权利要求49到57中任一项所述的方法，其中所述提供所述API包括提供所述API以用于与软件应用程序介接。
59.一种用于创建高速高容量专用病毒分子网络的系统，包括用于实施根据权利要求49到58中任一项所述的方法的构件。
60.一种配置成创建高速高容量专用病毒分子网络的无线通信装置，所述装置包括：
应用程序编程接口(API)，配置成与以通信方式耦合到所述装置的软件应用程序介接，且其中所述API配置成便于接收数据；
单元成帧协议，配置成将所述数据封装到至少一个固定单元帧中；
阿托秒复用器，配置成处理所述固定单元帧；
数据总线，配置成将所述固定单元帧传送到轨道时隙，其中所述轨道时隙配置成经由轨道时隙数字信号以太比特/秒的速度将所述固定单元帧发射到所述病毒分子网络；
本地振荡器，具有锁相环电路；
调制解调器，调制和解调所述数据；
RF放大器，配置成创建毫米波RF信号；
RF接收器，配置成接收毫米波RF信号；以及
毫米波天线，配置成在所述网络中的高输出功率回旋行波放大器之间收发毫米波RF信号。
61.根据权利要求60所述的装置，其中所述毫米波RF信号具有在30GHz与3,300GHz之间的RF频率。
62.根据权利要求60或权利要求61所述的装置，进一步包括配置成对终端用户应用程序数据、接收的数据和所述单元帧中的至少一个进行加密的加密系统。
63.一种便于在高速高容量专用病毒分子网络上数据通信的方法，包括：
将第一毫米波RF信号发射到所述网络中的高功率回旋行波放大器；以及
从所述高功率回旋行波放大器接收第二毫米波RF信号。
64.根据权利要求63所述的方法，其中所述发射所述第一毫米波RF信号包括发射具有在30GHz与3,300GHz之间的RF频率的所述第一毫米波RF信号。
65.根据权利要求63或权利要求64所述的方法，其中所述发射所述第一毫米波RF信号包含调制所述第一毫米波RF信号。
66.根据权利要求63到65中任一项所述的方法，其中所述接收所述第二毫米波RF信号包括接收具有在30GHz与3,300GHz之间的RF频率的所述第二毫米波RF信号。
67.根据权利要求63到66中任一项所述的方法，其中所述接收所述第二毫米波RF信号包含解调所述第二毫米波RF信号。
68.根据权利要求63到67中任一项所述的方法，进一步包括以下各项中的至少一个：
将接收的数据封装到至少一个固定单元帧中；
处理所述至少一个固定单元帧；以及
将至少一个处理的固定单元帧传送到轨道时隙，
其中所述轨道时隙配置成经由轨道时隙数字信号以太比特/秒的速度将所述固定单元帧发射到所述病毒分子网络。
69.根据权利要求68所述的方法，进一步包括对所述至少一个固定单元帧进行加密。
70.根据权利要求68或权利要求69所述的方法，其中所述发射所述第一毫米波RF信号包含调制所述接收的数据以创建所述第一毫米波RF信号。
71.根据权利要求68到70中任一项所述的方法，其中所述接收所述第二毫米波RF信号包含解调所述接收的数据。
72.一种便于在高速高容量专用病毒分子网络上数据通信的系统，包括用于实施根据权利要求63到71中任一项所述的方法的构件。
73.一种配置成便于在高速高容量专用病毒分子网络上数据通信的集成电路芯片，包括：
单元成帧协议，配置成将数据封装到至少一个固定单元帧中；
阿托秒复用器，配置成处理所述固定单元帧；
数据总线，配置成将所述固定单元帧传送到轨道时隙；
调制解调器，调制和解调所述数据；以及
射频(RF)上/下变频器、放大器和接收器，配置成发射和接收与所述网络中的高功率回旋行波放大器通信的毫米波RF信号，
其中所述毫米波RF信号具有在30GHz与3,300GHz之间的RF频率。
74.根据权利要求73所述的集成电路芯片，进一步包括配置成对终端用户应用程序数据、所述数据和所述单元帧中的至少一个进行加密的加密系统。
75.一种用于在病毒分子网络内操作的方法，包括：
接收高功率毫米RF信号；以及
放大接收的高功率毫米RF信号，
其中所述接收和所述放大经由回旋行波放大器执行。
76.根据权利要求75所述的方法，其中进一步包括输出放大的高功率毫米RF信号。
77.根据权利要求76所述的方法，其中所述输出所述放大的高功率毫米RF信号包括经由回旋行波放大器输出所述放大的高功率毫米RF信号。
78.根据权利要求75到77中任一项所述的方法，其中所述接收所述高功率毫米RF信号包括接收具有在30GHz与3,300GHz之间的RF频率的所述高功率毫米RF信号。
79.一种用于在病毒分子网络内操作的系统，包括用于实施根据权利要求75到78中任一项所述的方法的构件。
80.一种配置成在病毒分子网络内操作的放大器，所述放大器包括：
回旋行波放大器，配置成接收、放大和输出具有在30GHz与3,330GHz之间的RF频率的高功率毫米RF信号。
81.一种在病毒分子网络内原子计时和同步的方法，包括：
使所述网络内的多个装置的电路频率同步；以及
控制所述装置的所述电路频率。
82.一种在病毒分子网络内原子计时和同步的系统，包括用于实施根据权利要求81所述的方法的构件。
83.一种原子计时和同步系统，配置成在病毒分子网络内操作以同步和控制所述网络中的所有装置和系统的所有数字和模拟电路频率。
84.一种用于在病毒分子网络内操作毫米RF信号天线放大器中继器的方法，包括：
提供所述毫米RF信号天线放大器中继器；以及
将所述毫米RF信号天线放大器中继器安装到结构。
85.根据权利要求84所述的方法，其中所述安装所述毫米RF信号天线放大器中继器包含经由以下各项来将所述毫米RF信号天线放大器中继器安装到所述结构：壁式安装；窗口安装；安装到面板、柜台、表面以及其它结构中使用的玻璃/塑料/木质或其它类型材料上和所述材料中；门式安装；顶部安装；或其组合。
86.根据权利要求84或权利要求85所述的方法，其中所述提供所述毫米RF信号天线放大器中继器包括提供接收具有在30GHz与3,300GHz之间的RF频率的RF信号的所述毫米RF信号天线放大器中继器。
87.一种用于在病毒分子网络内操作毫米RF信号天线放大器中继器的系统，包括用于实施根据权利要求84到86中任一项所述的方法的构件。
88.一种壁式安装；窗口安装；安装到面板、柜台、表面以及其它结构中使用的玻璃/塑料/木质或其它类型材料上和所述材料中；门式安装以及顶部安装的在病毒分子网络内操作的毫米RF信号天线放大器中继器，其收发具有在30GHz与3,300GHz之间的RF频率的毫米波射频(RF)信号。
89.一种配置成创建高速高容量专用病毒分子网络的集成电路芯片，包括：
应用程序编程接口(API)，配置成与以通信方式耦合到装置的软件应用程序介接，且其中所述API配置成便于接收数据；
同步单元成帧协议，配置成将所述数据封装到至少一个固定单元帧中；
阿托秒复用器，配置成处理所述固定单元帧；
数据总线，配置成通过阿托秒复用器将所述固定单元帧传送到轨道时隙，其中所述轨道时隙配置成经由轨道时隙数字信号以太比特/秒的速度将所述固定单元帧发射到所述病毒分子网络；
本地振荡器，具有锁相环电路；
加密电路，配置成对所述轨道时隙数字信号进行加密；
时分多址(TDMA)电路，配置成将加密的轨道时隙数字信号放入到TDMA帧中，由此创建TDMA信号；
调制解调器，配置成在射频(RF)上变频器与下变频器之间用高速数字信号调制和解调所述TDMA信号；
RF放大器，配置成创建毫米波RF信号；
RF接收器，配置成接收毫米波RF信号；以及
毫米波天线，配置成在高输出功率回旋行波放大器输出之间收发毫米波RF信号。
90.根据权利要求89所述的装置，其中所述毫米波RF信号具有在30GHz与3,300GHz之间的RF频率。
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