JP2018098762A - 通信システム及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】光通信において既定の波長範囲を有益に使用でき通信可能なデータ量が増加する通信システム及び方法を提供する。
【解決手段】通信方法は、複数のデータアイテムを含むデータセットを受信することと、複数のデータアイテムの複数の個別のデータ値を決定するために、データセットを解析することとを含む。本方法はまた、データセットの解析に基づいて、各個別のデータ値を、複数の波長のうちのそれぞれの波長に関連付けすることも含む。本方法は更に、各データアイテムを光信号として、データアイテムの個別のデータ値に関連づけられた波長で一度に一つのデータアイテムずつ送信することを含む。
【選択図】図７

Description

本開示は概して、通信システムに関し、より具体的には、光通信を提供するシステム及び方法に関する。

本明細書で別途指示されない限り、本節に記載される材料は、特許請求の範囲に対する先行技術ではなく、本節に包含することによって先行技術であると認められるものではない。光通信は光を送信媒体として使用して、発信源から宛先まで情報を伝達する。具体的には、光は、情報を伝達するために変調された電磁搬送波を形成する。データを送信するために、光通信システムは概して、送信器、チャネル、及び受信器を含む。送信器はデータを光信号にコード化し、チャネルは光信号を受信器へ伝達し、受信器は受信した光信号からデータを再現するために復号する。

従来、データは、レーザのオンとオフを切り替えて、一連の光パルスを送信することによって光信号にコード化される。既定の送信時間間隔（ＴＴＩ）内の光パルスの発生は２進値「１」を表し、既定のＴＴＩでの光の不在は２進値「０」を表す。したがって、上記従来技術を使用すると、各ＴＴＩにおいてシングルビットのデータが通信される。この結果、上記データが送信、受信、及び処理されうる最大速度は一般に、送信器のオンとオフを切り替えることができる速さ、及び／又は受信器が受信した光パルスの「１」と「０」との間の遷移を検出できる速さによって制限される。

通信方法及びシステムが開示されている。一実施例において、通信方法は、複数のデータアイテムを含むデータセットを受信することと、複数のデータアイテムの複数の個別のデータ値を決定するために、データセットを解析することとを含む。本方法はまた、データセットの解析に基づいて、各個別のデータ値を、複数の波長のうちのそれぞれの波長に関連付けすることも含む。本方法は更に、各データアイテムを光信号として、データアイテムの個別のデータ値に関連付けられた波長で一度に一つのデータアイテムずつ送信することを含む。

別の実施例において、システムは、電磁放射線（ＥＭＲ）源と、非一過性のコンピュータ可読媒体と、プロセッサとを含む。ＥＭＲ源は、複数の光信号を複数の波長で送信するように構成されている。非一過性のコンピュータ可読媒体は、複数のデータアイテムを含むデータセットを記憶するように構成されたデータ記憶ユニットを含む。プロセッサは、（ｉ）複数のデータアイテムの複数の個別のデータ値を決定するためにデータセットを解析し、（ｉｉ）データセットの解析に基づいて、各個別のデータ値を、複数の波長のうちのそれぞれの波長に関連付けし、（ｉｉｉ）各データアイテムをデータアイテムの個別のデータ値に関連付けられた波長で一度に一つのデータアイテムずつ、ＥＭＲ源に送信させるように構成されている。

別の実施例において、通信方法は、複数のデータセットを受信することであって、各データセットがそれぞれの複数のデータアイテムを含む、受信することを含む。本方法はまた、各データセットに対し、（ｉ）データセットの複数の個別のデータ値を決定するために、データセットを解析することと、（ｉｉ）データセットの解析に基づいて、データセットの各個別のデータ値を、複数の波長のうちのそれぞれの波長に関連付けすることと、（ｉｉｉ）データセットの各データアイテムを光信号として、データアイテムの個別のデータ値に関連づけられた波長で一度に一つのデータアイテムずつ送信することとを含む。複数のデータセットのうちの少なくとも２つのデータセットは、（ａ）同じ個別のデータ値のデータアイテムであって、（ｂ）複数の波長のうちの異なる波長に関連付けられたデータアイテムである少なくとも１つのデータアイテムを含む。

必要に応じて添付の図面を参照しながら、以下の詳細説明を読むことによって、これらの態様及びその他の態様、利点、及び代替例が当業者に明らかとなるだろう。更に、本書の本概要部分、及びほかの部分に提供されている説明は、請求項に係る主題を単なる例として例示することを意図したものであり、限定するものではないことを理解すべきである。

示される実施例の特徴と考えられる新規の特性は、添付の特許請求の範囲に明記される。しかし、示される実施例並びに好ましい使用モード、更なる目的及びそれらの説明は、添付の図面を参照して、本開示に示される実施例についての以下の詳細な説明を読むことにより、最もよく理解されるだろう。

一実施例による通信システムを示す簡略ブロック図である。 一実施例によるデータ対波長マップを示す図である。 一実施例による例示の通信プロセスを示すフロー図である。 一実施例による例示の通信プロセスを示すフロー図である。 一実施例による例示の通信プロセスを示すフロー図である。 一実施例による例示の通信プロセスを示すフロー図である。 一実施例による例示の通信プロセスを示すフロー図である。 一実施例による例示の通信プロセスを示すフロー図である。 一実施例による例示の通信プロセスを示すフロー図である。 別の実施例による通信システムを示す簡略ブロック図である。

概要
本開示の方法及びシステムは、データ通信、より具体的には光信号を使用したデータ通信を提供するものである。実施例では、本開示の方法及びシステムは、ある波長範囲にわたって異なる波長にデータを動的にマッピングし、その後データを一連の光信号として、データに動的にマッピングされた波長で送信することができる。このように、データを第１の装置でコード化し、それぞれ送信及び受信された光信号の波長に基づいて第２の装置で復号することができる。シングルビットのデータのみではなくそれ以上のデータを表すために、既定の波長を有益に使用することができ、したがって、従来の光通信方法と比べて、既定のＴＴＩにおいて送信可能なデータ量が増加する。これらの利点及びその他の利点を、以下に更に詳細に記載する。

例示のシステム
図１は、例示の通信システム１００の簡略化されたブロック図である。図１に示すように、通信システム１００には、第１の光通信装置１０２と第２の光通信装置１０４が含まれる。図１には２つの光通信装置１０２及び１０４を含む通信システム１００を示したが、通信システム１００は更なる実施例において２を上回る光通信装置を含みうる。

第１の光通信装置１０２は、光通信リンク１０６を介して第２の光通信装置１０４と通信する。図１では、光通信リンク１０６は、一又は複数の光ファイバー１０８を含む。更に、光通信リンク１０６はオプションとして、第１の光通信装置１０２と第２の光通信装置１０４との間の比較的長距離にわたる光信号通信を促進するために、例えば一または複数の光増幅器及び／又は一または複数の光再生器等の付加的な光学構成要素１１０を含むことができる。

図１に示すように、第１の光通信装置１０２は、送信器１１４に動作可能に連結された第１のコンピュータシステム１１２を含む。以下に詳しく説明するように、第１のコンピュータシステム１１２は、第１の光通信装置１０２から第２の光通信装置１０４へ送信されるべきデータの解析を実施する。解析に基づいて、第１のコンピュータシステム１１２は、データを複数の異なる波長を有する光信号にコード化する。第１のコンピュータシステム１１２は次に、光信号を光通信リンク１０６を介して複数の異なる波長で、送信器１１４に送信させる。

第２の光通信装置１０４は、第２のコンピュータシステム１１８に動作可能に連結された受信器１１６を含む。第２の光通信装置１０４の受信器１１６は、光通信リンク１０６から光信号を受信し、第２のコンピュータシステム１１８は受信した光信号を処理して、データを復号する。この配置構成では、図１の通信システム１００は、第１の光通信装置１０２から第２の光通信装置１０４へデータを単方向に光通信するように構成されている。２つの光通信装置間のデータの双方向光通信用に構成された例示の通信システム１０００を、図１０を参照しながら以下に説明する。

上記の説明にしたがって、送信器１１４は複数の異なる波長で光信号を送信しうる。そのために、送信器１１４が、一または複数の波長を調整可能なＥＭＲ源１２０を含んでいてもよい。一実施例として、一又は複数のＥＭＲ源１２０は、ある波長範囲の光を生成することができる、一又は複数のレーザ、発光ダイオード（ＬＥＤ）、及び／又は他の光源を含みうる。一又は複数のＥＭＲ源１２０はまた、既定の光信号に対し、生成された電磁放射線（例：光）を波長範囲のうちから選択された特定の波長に選択的に調整する、一又は複数の光学構成要素も含みうる。一又は複数のＥＭＲ源１２０を選択された波長に調整しやすくしうる一又は複数の例示の光学構成要素は、一又は複数の光学フィルタ、回析格子、及び／又はエタロンを含みうる。

例示の一実装態様では、一又は複数のＥＭＲ源１２０は、約１２６０ｎｍ〜約１６７５ｎｍの範囲の波長で光信号を送信しうる。別の例示の実装態様では、一又は複数のＥＭＲ源１２０は付加的に又は代替的に、約４２０ｎｍ〜約７００ｎｍの範囲の波長で光信号を送信しうる。一又は複数のＥＭＲ源１２０は、別の実施例では、他の範囲の波長で光信号を送信しうる。

第１のコンピュータシステム１１２は、送信器１１４の動作を制御して、各光信号を複数の波長のうちから選択された波長で、送信器１１４に送信させることができる。例えば、第１のコンピュータシステム１１２は、複数の波長のうちのある波長を示す制御信号を送信器１１４に供給することができ、送信器１１４は、制御信号を受信したことに応じて、示された波長の光信号を送信しうる。上記のように、ＥＭＲ源１２０は、第１のコンピュータシステム１１２によって供給される制御信号に応じて、波長の範囲から選択された波長で光信号を選択的に生成することができる。

第２の光通信装置１０４の受信器１１６は、光通信リンク１０６から光信号を受信し、各光信号の波長を検出し、これに応じて、検出された波長を示す信号を第２のコンピュータシステム１１８に供給しうる。一例として、受信器１１６は、光通信リンク１０６から受信した光信号の波長を検出することができる光検出器１２２を含みうる。

第１のコンピュータシステム１１２及び第２のコンピュータシステム１１８は、情報を処理し、通信システム１００のアスペクトを制御しうる。図１に示すように、第１のコンピュータシステム１１２及び第２のコンピュータシステム１１８は各々、一又は複数のプロセッサ１２４、及び／又は一または複数のデータ記憶ユニット１２６を含みうる。プロセッサ１２４は、ハードウェア及びソフトウェアエレメントの組み合わせとして実装されうる。ハードウェアエレメントには、マイクロプロセッサ、通信／ネットワークインターフェース、メモリ、信号フィルタ、回路等を含む動作可能に連結されたハードウェア構成要素の組み合わせが含まれうる。プロセッサ１２４は、ソフトウェア構成要素、例えばコンピュータ可読媒体に記憶されたコンピュータによって実行可能なコードによって指定された工程を実施するように構成されうる。プロセッサ１２４は、本開示による機能及び工程を提供するために、いずれかの装置、システム、又はサブシステムにおいて実装されうる。プロセッサ１２４は、任意の数の物理的装置／機械において実装されうる。例えば、第１のコンピュータシステム１１２及び第２のコンピュータシステム１１８には、一又は複数の共有又は専用の汎用コンピュータシステム／サーバが含まれうる。実際に、より良好な性能、信頼性、コスト等のために、実施例の処理の部分を任意のプロセッサの組み合わせに配分することができる。

物理的な装置／機械は、一又は複数の電気分野の業者によって認識されているように、集積回路の作製によって、又は構成要素の回路の適切なネットワークを内部接続することによって、実装されうる。物理的装置／機械には例えば、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）等が含まれうる。物理的装置／機械は、有線又は無線ネットワーク、例えばＬＡＮ、ＷＡＮ、インターネット、クラウド、近距離無線通信等に内在して、互いに、及び／又は他のシステム、例えばインターネット／ウェブリソース等と通信しうる。

適切なソフトウェアは、ソフトウェア分野の業者によって認識されているように、実施例の教示内容に基づき、当業者のプログラマーによって容易に準備可能である。したがって、実施例は、いかなる特定のハードウェア回路及び／又はソフトウェアの組み合わせにも限定されない。コンピュータシステム１１２、１１４は、データ記憶ユニット１２６の１つのコンピュータ可読媒体、又はコンピュータ可読媒体の組み合わせに記憶された、実施例の装置及びサブシステムを制御する、実施例の装置及びサブシステムを動作させる、実施例の装置及びサブシステムが人間のユーザと相互作用することを可能にするためのソフトウェア（ユーザインターフェース、ディスプレイ、制御装置）を含みうる。上記ソフトウェアは、非限定的に、装置のドライバ、オペレーティングシステム、開発ツール、アプリケーションソフトウェア等を含みうる。コンピュータ可読媒体は更に、実施例によって実施される処理の全て又は一部を実施するための一または複数のコンピュータプログラム製品を含みうる。実施例によって用いられるコンピュータプログラム製品には、非限定的に、コンプリート実行可能プログラム、説明可能プログラム、スクリプト、動的リンクライブラリ（ＤＬＬ）、アプレット等を含む任意の適切な説明可能又は実行可能コード機構が含まれうる。プロセッサ１２４は、コンピュータ可読媒体を含みうる、又はそうでなければコンピュータ可読媒体と組み合わされうる。ある形態のコンピュータ可読媒体には、例えばハードディスク、他の任意の適切な磁気媒体、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤＲＷ、ＤＶＤ、他の任意の適切な光媒体、ＲＡＭ、ＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＦＬＡＳＨ−ＥＰＲＯＭ、他の任意の適切なメモリチップ又はカートリッジ、搬送波、又は他の任意の適切なコンピュータが読み取ることができる媒体が含まれうる。

図１にも示すように、第１のコンピュータシステム１１２と第２のコンピュータシステム１１８は、通信インターフェース１２８を含みうる。通信インターフェース１２８により、第１のコンピュータシステム１１２と第２のコンピュータシステム１１８は、互いに、及び／又は一または複数のプロトコルにより別の他のエンティティと接続及び／又は通信することが可能になりうる。一例では、通信インターフェース１２８は、イーサネットインターフェース、光ファイバーインターフェース、又は高精細シリアルデジタルインターフェース（ＨＤ−ＳＤＩ）等の有線インターフェースでありうる。別の実施例では、通信インターフェース１２８は、セル方式インターフェース又はＷｉ−Ｆｉインターフェースなどの無線インターフェースでありうる。

工程実施例
工程において、第１のコンピュータシステム１１２は、第１の光通信装置１０２から第２の光通信装置１０４へ送信されるべきデータセット１３０を受信しうる。データセット１３０は、一又は複数の構造化及び／又は非構造化データセットを含みうる。例えば、データセット１３０は、一又は複数のテキストファイル、動画ファイル、音声ファイル、画像ファイル、電子メールファイル、ハイパーテキストマークアップ言語（ＨＴＭＬ）ファイル、暗号化データ、バイナリデータ、圧縮データフォーマット、コンピュータ支援設計フォーマット、技術刊行物フォーマット、グラフィカル情報システムフォーマット、データベースファイル、インターネットユーザデータグラムプロトコル（ＵＤＰ）及び通信制御プロトコル（ＴＣＰ）フォーマット、テレビジョン信号フォーマット、電話信号、デジタル放送フォーマット、ゲームフォーマット、これらの組み合わせ等を含むデータを含みうる。第１のコンピュータシステム１１２は、外部のソースから（例えば別の装置及び／又は通信インターフェース１２８を介してユーザから）、及び／又は第１のコンピュータシステム１１２のプロセッサ１２４によるローカル処理の結果として、データセット１３０を受信しうる。図１に示すように、第１のコンピュータシステム１１２は、データ記憶ユニット１２６にデータセット１３０を記憶させうる。

データセット１３０は、複数のデータアイテムを含みうる。一般に、データアイテムは、定量化可能なデータ値を有するいずれかの不連続単位のデータでありうる。例えば、各データアイテムは、データアイテムの二進数値を表すビット量を含みうる。一実装態様では、ビット量は、各データアイテムがバイト値を表すように、８であってよいが、データセット１３０のデータアイテムは、他の実装態様では、それより多い又は少ないビット量を含みうる。

更に、実施例において、データセット１３０の全てのデータアイテムは、同じビット量を有しうる、あるいは、データセット１３０は、異なるビット量を有するデータアイテムを含みうる（すなわち、データセット１３０のうちの少なくとも１つのデータアイテムが、データセット１３０の少なくとも別のデータアイテムとは異なるビット量を有しうる）。例えば、第１の実施例では、データセット１３０はテキストファイルであってよく、複数のデータアイテムは、テキストファイルのコンテンツを含む文字を表しうる。この第１の実施例では、各文字は、例えばアスキー（Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｃｏｄｅ ｆｏｒ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｉｎｔｅｒｃｈａｎｇｅ：ＡＳＣＩＩ）によるバイト値等のコード化している文字によるデータ値によって表されうる。データセットがテキストファイルである第２の実施例では、あるデータアイテムはテキストファイルの文字を表していてよく、他のデータアイテムはテキストファイルの単語及び／又は語句（例えば２以上の文字を含むテキスト文字列）を表しうる。したがって、第１の実施例では、データセットの全てのデータアイテムは、同じビットの量（例：８ビット）を有していてよく、第２の実施例では、あるデータアイテムは８ビットを有していてよく、他のデータアイテムは８を上回るビットを有していてよい。

第１のコンピュータシステム１１２は、データセット１３０を解析して、複数のデータアイテムの複数の個別のデータ値を決定しうる。例えば、第１のコンピュータシステム１１２のデータ記憶ユニット１２６は、データセット内に含まれうる潜在的な個別のデータ値を含むコーパスを記憶することができ、第１のコンピュータシステム１１２は、コーパスを使用して、第１のコンピュータシステム１１２によって解析される特定のデータセット内に存在する個別のデータ値を識別することができる。一例として、コーパスは、ＡＳＣＩＩ表、及び／又はバイナリーコードライブラリを含みうる。別の実施例では、コーパスは、一又は複数の言語からの複数の文字、単語、及び／又は語句（例えばマルチリンガル文字セット、単語セット、及び／又は語句セット）を含みうる。

一実装態様では、複数の個別のデータ値は、バイナリービットの量によって表される値の範囲を含みうる。例えば、バイナリービットの量は、個別のデータ値の各々が、それぞれのバイト値に対応するように、８であってよい。しかしながら、上記したように、データセット１３０のデータアイテムは、それよりも多い又は少ないビットの量も含んでいてよく、したがって、他の実装態様において、複数の個別のデータ値をそれよりも多い又は少ないビット量によって表すことが可能である。別の例示の実装態様では、複数の個別のデータ値は複数のテキスト文字及び／又は一または複数のテキスト文字列を表し、各テキスト文字列は、２つ以上のテキスト文字を含む。更に別の実施例では、複数の個別のデータ値は、複数の異なる言語からの複数のテキスト文字を表す。

データセット１３０の解析に基づいて、第１のコンピュータシステム１１２は、個別のデータ値の各々を、送信器１１４が送信しうる複数の波長のうちのそれぞれの波長に関連付けしうる。第１のコンピュータシステム１１２は更に、個別のデータ値に基づいて、個別のデータ値の各々に対して、個別のデータ値に関連付けられたそれぞれの波長を示すデータ対波長マップ１３２を生成しうる。このように、第１のコンピュータシステム１１２は、データセット１３０の解析に基づいて、データセット１３０のデータアイテムを、送信器１１４が光信号を送信しうる波長に動的にコード化することができる。

それぞれの波長にマッピングされうる明確なデータアイテムの量は、例えば（ｉ）光信号が送信器１１４によって生成されうる波長範囲（複数可）、及び／又は（ｉｉ）受信器１１６の波長を区別する能力に基づいていてよい。例えば、約１２６０ｎｍ〜約１６７５ｎｍの波長範囲にわたって各整数波長において送信器１１４が光信号を生成しうる、また受信器１１６が光信号を区別しうる実装態様では、第１のコンピュータシステム１１２が個別のデータ値をマッピングできる４１６の異なる波長が存在しうる。

第１のコンピュータシステム１１２はデータセット１３０を解析し、一又は複数の要因に基づいてデータ対波長マップ１３２を生成しうる。例えば、第１のコンピュータシステム１１２はデータセットを解析して、（ｉ）データセット１３０全体をデータ対波長マップによって表すことを可能にする、また（ｉｉ）データセット１３０全体を送信するのに要する光信号の数を削減する（又は最小限に抑える）データ対波長マップを決定しうる。一実装態様では、データセットを解析するために、第１のコンピュータシステム１１２は、データセットの個別のデータ値が各々現れる頻度を決定することができ、そして第１のコンピュータシステム１１２は次に、決定された個別のデータ値が各々現れる頻度に基づいてデータ対波長マップを生成することができる。

図２は、一例による例示のデータ対波長マップ２３２を示す図である。図２に示すように、データ対波長マップ２３２は、波長の一範囲にわたって各々利用可能な波長の列を有する表の形態である。データ対波長マップ２３２は更に、データセットのデータアイテムを示す第１の段と、各データアイテムに対して対応する個別のデータ値を示す第２の段と、各データアイテムに関連づけられたそれぞれの波長を示す第３の段とを含む。この実施例では、データアイテムは、テキストファイルに含まれる文字、単語、及び語句を含む。更に、この実施例では、第１のコンピュータシステム１１２は、最初にテキストファイルの文字を波長範囲の第１の部分にマッピングし、次に最も頻繁に現れる単語及び／又は語句を波長範囲の残りの利用可能な波長にマッピングすることによってデータ対波長マップ２３２を生成した。

図２では、例示のデータ対波長マップ２３２は、文字セットの文字に対する個別のデータ値を有するデータアイテムを含む。図２に示すように、ある実施例では、文字セットのアルファベット順が、複数の波長の連続的な順序で複数の波長にマッピングされうる。しかしながら、代替例では、文字セットの文字は、文字セットのアルファベット順が、複数の波長の不連続の順序でマッピングされるように、複数の波長にマッピングされうる。そうすることにより、第１の光通信装置１０２から第２の光通信装置１０４へのデータ通信を暗号化する助けとなりうる。加えて、又は代替的に、他の暗号化技術を使用して、個別のデータ値を複数の波長へ（例えば代数アルゴリズム及び／又は三角アルゴリズムを使用して）マッピングしやすくすることができる。上記暗号化技術は、文字セットのアルファベット順又は非アルファベット順が複数の波長の連続的な及び／又は非連続的な順序で複数の波長にマッピングされるように、文字セットを複数の波長にマッピングしやすくすることができる。

ある実施例では、第１のコンピュータシステム１１２は、データセット１３０の解析に基づいてデータ対波長マップ１３２全体を動的に決定しうる。代替例では、データ対波長マップ１３２の第１の部分は静的であり、第１のコンピュータシステム１１２は、データ対波長マップ１３２の第２の部分を動的に決定しうる。つまり、第１のコンピュータシステム１１２がデータセットを解析する前に、データ対波長マップ１３２の波長の第１の部分を特定の個別のデータ値に関連づけすることができ、データセット１３０の解析に基づいて、データ対波長マップ１３２の波長の第２の部分を他の個別のデータ値に関連付けすることができる。例えば、第１のコンピュータシステム１１２は、（ｉ）文字セットの文字を波長の第１の部分に静的にマッピングし、（ｉｉ）単語及び／又は語句（すなわち２つ以上の文字のテキスト文字列）をデータ対波長マップ１３２の波長の第２の部分に動的にマッピングするデータ対波長マップ１３２を生成しうる。

第１のコンピュータシステム１１２がデータアイテムの個別のデータ値をそれぞれの波長に関連付けした後に、第１のコンピュータシステム１１２は、各データアイテムを光信号として、データアイテムの個別のデータ値に関連付けられた波長で一度に一つのデータアイテムずつ、送信器１１４に送信させる。例えば、上述したように、第１のコンピュータシステム１１２は、光信号が送信されるべき一連の波長を示すために、送信器１１４に一または複数の制御信号を供給しうる。一又は複数の制御信号に応じて、ＥＭＲ源１２０は、各データアイテムに対し、データアイテムの個別のデータ値に関連付けられたそれぞれの波長で電磁エネルギーのパルスを送信する。

第２の光通信装置１０４の受信器１１６は、光通信リンク１０６から光信号を受信する。受信器１１６は、各光信号の波長を検出して、光信号に対して検出された波長の指示を第２のコンピュータシステム１１８に付与することもできる。第２のコンピュータシステム１１８は、第１のコンピュータシステム１１２から（例えば光通信リンク１０６及び／又は通信インターフェース１２８を介して）データ対波長マップ１３２を受信し、データ対波長マップ１３２を使用して、受信器１１６によって受信された光信号の検出された波長からデータセット１３０を複号しうる。第２のコンピュータシステム１１８は次に、第２のコンピュータシステム１１８のデータ記憶ユニット１２６に復号されたデータセット１３０を記憶しうる。

本開示のシステム及び方法は、従来の技法よりも効率的で速い光通信を有益に促進することができる。上記したように、従来の技法は、ＴＴＩごとにシングルビットのデータを送信しうる。したがって、従来の光通信システムでは、各バイトのデータを送信するのに８つのＴＴＩが必要である。

本開示のシステム及び方法では、しかしながら、光信号の特定の波長によって複数ビットのデータが表される場合に、各ＴＴＩの間にシングルビットを上回るデータが送信されうる。したがって、本開示のシステム及び方法は、従来のシステムにおいてシングルビットのデータを送信するのにかかる同じ時間の間に、かなり大量のデータを送信することが可能である。これは、例えば図２のデータ対波長マップ２３２おいてみることができる。例えば、図２に示すように、第１の光通信装置１０２は、１つのＴＴＩの間に１２６０ｎｍの波長で光信号を送信することによって、「Ａ」という字に対するあるバイトのデータを送信しうる。この結果、第１の光通信装置１０２は、「Ａ」という字のバイナリー数値を表すのに８つのＴＴＩを必要とする従来のシステムよりも、「Ａ」という字を８倍速く送信することができる。

図２の実施例によって更に示すように、更に多くの量のビットを所定の波長にマッピングすることができる。例えば、図２において、「ｉｎ ａｄｄｉｔｉｏｎ」（すなわち８８ビットのデータ）という語句を、光信号によって１６７５ｎｍの波長で１つのＴＴＩで送信することができる。けれども、従来の方法を使用してこの同じ語句を送信するには、８８のＴＴＩが必要となる。したがって、幾つかの実施例によれば、本開示のシステム及び方法は、データビットレートを８倍をさえ上回る倍数で改善しうることがわかる。

加えて、本開示のシステム及び方法は、データ通信のセキュリティを有益に促進しうる。例えば、データ対波長マップにアクセスせずに送信された光信号からデータセットを複号するのは、困難（又はおそらく不可能）でありうる。別の実施例として、第１のコンピュータシステム１１２は、光ファイバーを介したデータ通信用にはあまり一般に使用されない複数の波長のうちの波長を選択するように構成されうる。例えば、多くの光学システムは、光信号を約１５５０ｎｍで送信する。本開示のシステム及び方法は、ある範囲の波長を介して光信号を送信しうるため、１５５０ｎｍ又は別の特定の波長の信号を探している侵入者は、データ通信の全範囲を確かめることができない。

ここで、一実施例による通信のプロセス３００を示すフロー図である図３を参照する。図３に示すように、プロセス３００は、コンピュータシステムが複数のデータアイテムを含むデータセットを受信するブロック３１０において開始される。ブロック３１２において、コンピュータシステムは、複数のデータアイテムの複数の個別のデータ値を決定するために、データセットを解析する。ブロック３１４において、コンピュータシステムは、ブロック３１２におけるデータセットの解析に基づいて、各個別のデータ値を複数の波長のうちのそれぞれの波長に関連付けする。ブロック３１６において、送信器は、各データアイテムを光信号として、データアイテムの個別のデータ値に関連付けられた波長で一度に一つのデータアイテムずつ送信する。例えば、ブロック３１６において、プロセスは、各データアイテムに対し、ＥＭＲ源から電磁エネルギーのパルスを送信することを含みうる。

図４〜６は、さらなる実施例によるプロセス３００の追加の態様を示す図である。図４に示すように、プロセス３００は、ブロック３１８においてデータセット内の各個別のデータ値が生じる頻度を決定することによって、ブロック３１２においてデータセットを解析するコンピュータシステムを含みうる。また、図４において、プロセス３００は、ブロック３２０において、決定された各個別のデータ値が生じる頻度に基づいてデータ対波長マップを生成することによって、ブロック３１４において各個別のデータ値をそれぞれの波長に関連付けするコンピュータシステムを含みうる。

図５に示すように、プロセス３００は更に、ブロック３２２において送信器がデータ対波長マップを送信することを含みうる。実施例において送信器は、ブロック３１６において送信器が電磁エネルギーのパルスを送信する前、している間、又はした後に、ブロック３２２においてデータ対波長マップを送信しうる。第１の通信装置から第２の通信装置へデータ対波長マップを送信することは、第２の通信装置がそうでなければデータ対波長マップにアクセスできない状況において有益でありうる。

図６は、複数の個別のデータ値が言語の文字セットを含む、プロセス３００の一実施例を示す図である。図６では、ブロック３１４において各個別のデータ値をそれぞれの波長に関連付けするステップは、（ｉ）ブロック３２４において、文字セットの各文字が複数の波長のうちの少なくとも１つの波長によって表されるように、文字セットを複数の波長にマッピングすることと、（ｉｉ）ブロック３２６において、文字セットのアルファベット順が、複数の波長の非連続的な順序で複数の波長にマッピングされるように、文字セットの複数の波長へのマッピングを暗号化することとを含む。

ここで、一実施例による通信プロセス７００のフロー図を示す図７を参照する。図７に示すように、プロセス７００は、コンピュータシステムが複数のデータセットを受信するブロック７１０において開始される。ブロック７１２において、各データセットに対し、コンピュータシステムは、（ｉ）ブロック７１２Ａにおいてデータセットの複数の個別のデータ値を決定するためにデータセットを解析し、（ｉｉ）ブロック７１２Ｂにおいて、データセットの解析に基づいて、データセットの各個別のデータ値を複数の波長のうちのそれぞれの波長に関連付けし、（ｉｉｉ）ブロック７１２Ｃにおいて、データセットの各データアイテムを光信号として、データアイテムの個別のデータ値に関連づけられた波長で一度に一つのデータアイテムずつ、送信器に送信させる。複数のデータセットのうちの少なくとも２つのデータセットは、（ａ）同じ個別のデータ値のデータセットであって、（ｂ）複数の波長のうちの異なる波長に関連付けられたデータアイテムである少なくとも１つのデータアイテムを含む。

図８〜９は、別の実施例によるプロセス７００のさらなる態様を示す図である。図８に示すように、プロセス７００は、ブロック７１４においてデータセット内の各個別のデータ値が生じる頻度を決定することによって、ブロック７１２Ａにおいてデータセットを解析するコンピュータシステムを含みうる。また、図４において、プロセス７００は、ブロック７１６において、決定された各個別のデータ値が生じる頻度に基づいてデータ対波長マップを生成することによって、ブロック７１２Ｂにおいて各個別のデータ値をそれぞれの波長に関連付けするコンピュータシステムを含みうる。図９に示すように、プロセス７００は更に、ブロック７１８においてデータ対波長マップを送信することを含みうる。

様々な実施例
図１では、第１の光通信装置１０２及び第２の光通信装置１０４は単方向通信用に構成されているが、追加の又は代替の実施例では、光通信装置は双方向通信用に構成されうる。そのため、上記システムの光通信装置は各々、送信器と受信器の両方を含みうる。一実施例として、図１０に、別の実施例による光通信リンク１００６を介した双方向通信用に構成された第１の光通信装置１００２と第２の光通信装置１００４とを含む通信システム１０００を示す。図１０に示すように、上述したように機能する、第１の光通信装置１００２と第２の光通信装置１００４は各々、コンピュータシステム１０１２、送信器１０１４、受信器１０１６、ＥＭＲ源１０２０、光検出器１０２２、プロセッサ１０２４、データセット１０３０及びデータ対波長マップ１０３２を記憶するデータ記憶ユニット１０２６、及び通信インターフェース１０２８を含む。

加えて、図１及び１０の光通信リンク１０６、１００６は光ファイバー１０８、１００８を含むが、光通信リンク１０６、１００６は他の実施例では無線であってよい。

また更に、追加の又は代替の実施例では、光通信装置のコンピュータシステムは、データセットのデータアイテムを波長にマッピングする前に、圧縮アルゴリズムを使用してデータセットを処理することができる。例えば、図１において、第１のコンピュータシステム１１２は、ハフマンコーディング、ランレングス符号化、及び／又はＬｅｍｐｅｌ Ｚｉｖ符号技法等の無損失圧縮技法を使用して、データアイテムを圧縮することができる。第１のコンピュータシステム１１２は次に、個別のデータ値を決定するために、圧縮データアイテムに基づいてデータセットを解析し、次に上記の個別のデータ値を波長に関連付けすることができる。

更に、本開示は下記の条項に係る実施例を含む。

条項１．通信方法であって、
複数のデータアイテムを含むデータセットを受信することと、
複数のデータアイテムの複数の個別のデータ値を決定するために、データセットを解析することと、
データセットの解析に基づいて、各個別のデータ値を、複数の波長のうちのそれぞれの波長に関連付けすることと、
各データアイテムを光信号として、データアイテムの個別のデータ値に関連付けられた波長で一度に一つのデータアイテムずつ送信することと
を含む方法。

条項２．データセットを解析することは、データセット内の各個別のデータ値が生じる頻度を決定することを含み、
各個別のデータ値をそれぞれの波長に関連付けすることは、
決定された各個別のデータ値が生じる頻度に基づいて、データ対波長マップを生成することを含み、
データ対波長マップは、各個別のデータ値に対し、個別のデータ値ごとに、個別のデータ値に関連付けられたそれぞれの波長を示す、条項１に記載の方法。

条項３．データ対波長マップを送信することを更に含む、条項２に記載の方法。

条項４．複数の個別のデータ値が、バイナリービットの量によって表される範囲の値を含む、条項１に記載の方法。

条項５．バイナリービットの量は８であり、これにより、各個別のデータ値がそれぞれのバイト値に対応する、条項４に記載の方法。

条項６．各データアイテムを送信することは、各データアイテムに対し、電磁放射線（ＥＭＲ）源から電磁エネルギーのパルスを送信することを含む、条項１に記載の方法。

条項７．複数の波長は、約１２６０ｎｍから約１６７５ｎｍの波長の範囲を含む、条項１に記載の方法。

条項８．複数の波長は更に、約４２０ｎｍから約７００ｎｍの別の波長の範囲を含む、条項７に記載の方法。

条項９．複数の個別のデータ値は、複数のテキスト文字を含む、条項１に記載の方法。

条項１０．複数の個別のデータ値は更に、テキスト文字列を含み、テキスト文字列は、複数のテキスト文字のうち２つ以上のテキスト文字を含む、条項９に記載の方法。

条項１１．複数の個別のデータ値は、言語の文字セットを含み、各個別のデータ値をそれぞれの波長に関連付けすることは、
文字セットの各文字が、複数の波長のうちの少なくとも１つの波長によって表されるように、文字セットを複数の波長にマッピングすることと、
文字セットのアルファベット順が、複数の波長の非連続的な順序で複数の波長にマッピングされるように、文字セットの複数の波長へのマッピングを暗号化することと
を含む、条項１に記載の方法。

条項１２．通信システムであって、
複数の光信号を複数の波長で送信するように構成された電磁放射線（ＥＭＲ）源と、
複数のデータアイテムを含むデータセットを記憶するように構成されたデータ記憶ユニットを含む非一過性のコンピュータ可読媒体と、
プロセッサであって、
複数のデータアイテムの複数の個別のデータ値を決定するためにデータセットを解析し、
データセットの解析に基づいて、各個別のデータ値を、複数の波長のうちのそれぞれの波長に関連付けし、
各データアイテムを、データアイテムの個別のデータ値に関連付けられた波長で一度に一つのデータアイテムずつ、ＥＭＲ源に送信させる
ように構成されたプロセッサと
を備えるシステム。

条項１３．ＥＭＲ源に連結された光ファイバーを更に備え、
ＥＭＲ源は、各データアイテムを電磁エネルギーのパルスとして、光ファイバーを介してデータアイテムの個別のデータ値に関連付けられた波長で送信するように構成されている、条項１２に記載のシステム。

条項１４．データセットを解析するために、プロセッサは、
データセット内の各個別のデータ値が生じる頻度を決定するように構成され、
各個別のデータ値をそれぞれの波長に関連付けするために、プロセッサは、
決定された各個別のデータ値が生じる頻度に基づいて、データ対波長マップを生成するように構成され、
データ対波長マップは、各個別のデータ値に対し、個別のデータ値に基づいて、個別のデータ値に関連付けられたそれぞれの波長を示す、条項１２に記載のシステム。

条項１５．プロセッサは、データ対波長マップをＥＭＲ源に送信させるように構成されている、条項１４に記載のシステム。

条項１６．通信方法であって、
複数のデータセットを受信することであって、各データセットがそれぞれの複数のデータアイテムを含む、受信することと、
各データセットに対し、
データセットの複数の個別のデータ値を決定するために、データセットを解析することと、
データセットの解析に基づいて、データセットの各個別のデータ値を、複数の波長のうちのそれぞれの波長に関連付けすることと、
データセットの各データアイテムを光信号として、データアイテムの個別のデータ値に関連づけられた波長で一度に一つのデータアイテムずつ送信することと
を含み、
複数のデータセットのうちの少なくとも２つのデータセットは、（ｉ）同じ個別のデータ値のデータアイテムであって、（ｉｉ）複数の波長のうちの異なる波長に関連付けられたデータアイテムである少なくとも１つのデータアイテムを含む、方法。

条項１７．複数のデータセットの複数の個別のデータ値が、第１の個別のデータ値のセットと第２の個別のデータ値のセットとを含み、
第１の個別のデータ値のセットは、複数のデータセットに対する複数の波長の第１の部分に静的に関連付けられ、
第２の個別のデータ値のセットは、データセットの解析に基づいて、データセットごとに、各データセットに対する複数の波長の第２の部分に動的に関連付けられる、条項１６に記載の方法。

条項１８．データセットを解析することは、データセット内の各個別のデータ値が生じる頻度を決定することを含み、
各個別のデータ値をそれぞれの波長に関連付けすることは、決定された各個別のデータ値が生じる頻度に基づいて、データ対波長マップを生成することを含み、
データ対波長マップは、各個別のデータ値に対して、個別のデータ値ごとに、個別のデータ値に関連付けられたそれぞれの波長を示す、条項１６に記載の方法。

条項１９．データ対波長マップを送信することを更に含む、条項１８に記載の方法。

条項２０．複数の個別のデータ値は、複数のテキスト文字と、テキスト文字列とを含み、テキスト文字列は、複数のテキスト文字のうちの２つ以上のテキスト文字を含む、条項１６に記載の方法。

条項２１．複数の個別のデータ値は、複数の異なる言語から複数のテキスト文字を含む、条項１６に記載の方法。

条項２２．複数の圧縮データアイテムを決定するために、各データセットに対して、圧縮アルゴリズムを使用して、データセットの複数のデータアイテムを処理することを更に含み、
各データセットに対し、データセットの複数の個別のデータ値を決定するためにデータセットを解析することは、複数の個別のデータ値を決定するために、複数の圧縮データアイテムに基づいてデータセットを解析することを含む、条項１６に記載の方法。

例示的態様が上述されている。しかしながら、本書に記載された構成、実施例、及び配置構成を研究することによって、当業者は、本開示の真の範囲及び主旨から逸脱することなく変更及び修正を行うことができることを理解できるだろう。種々の有利な態様の説明は、例示及び説明を目的として提示されており、完全である又は開示された形態に限定するものではない。当業者には、この開示内容を再考察した後に、多くの修正例及び変形例が自明となろう。さらに、種々の有利な態様は、他の有利な態様と比べて異なる利点を提供し得る。選択された例示の態様は、本開示の原理、実際の用途を説明するため、及び他の当業者が、考慮される特定の用途に適した様々な修正例を有する開示内容を理解できるように選択及び記述されている。

Claims (15)

1. 通信方法であって、
   複数のデータアイテムを含むデータセット（１３０）を受信することと、
   前記複数のデータアイテムの複数の個別のデータ値を決定するために、前記データセット（１３０）を解析することと、
   前記データセット（１３０）の前記解析に基づいて、各個別のデータ値を、複数の波長のうちのそれぞれの波長に関連付けすることと、
   各データアイテムを光信号として、前記データアイテムの前記個別のデータ値に関連付けられた前記波長で一度に一つのデータアイテムずつ送信することと
   を含む方法。
2. 前記データセット（１３０）を解析することは、前記データセット（１３０）内の各個別のデータ値が生じる頻度を決定することを含み、
   各個別のデータ値を前記それぞれの波長に関連付けすることは、
   前記決定された各個別のデータ値が生じる頻度に基づいて、データ対波長マップ（１３２）を生成することを含み、
   前記データ対波長マップ（１３２）は、各個別のデータ値に対し、個別のデータ値ごとに、前記個別のデータ値に関連付けられた前記それぞれの波長を示す、請求項１に記載の方法。
3. 各データアイテムを送信することは、各データアイテムに対し、電磁放射線（ＥＭＲ）源（１２０）から電磁エネルギーのパルスを送信することを含む、請求項１又は２に記載の方法。
4. 前記複数の波長は、約１２６０ｎｍから約１６７５ｎｍの波長の範囲を含む、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
5. 前記複数の波長は更に、約４２０ｎｍから約７００ｎｍの別の波長の範囲を含む、請求項４に記載の方法。
6. 前記複数の個別のデータ値は、複数のテキスト文字を含む、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
7. 前記複数の個別のデータ値は更に、テキスト文字列を含み、前記テキスト文字列は、前記複数のテキスト文字のうちの２つ以上のテキスト文字を含む、請求項６に記載の方法。
8. 前記複数の個別のデータ値は、言語の文字セットを含み、各個別のデータ値を前記それぞれの波長に関連付けすることは、
   前記文字セットの各文字が、前記複数の波長のうちの少なくとも１つの波長によって表されるように、前記文字セットを前記複数の波長にマッピングすることと、
   前記文字セットのアルファベット順が、前記複数の波長の非連続的な順序で前記複数の波長にマッピングされるように、前記文字セットの前記複数の波長への前記マッピングを暗号化することと
   を含む、請求項１から７のいずれか一項に記載の方法。
9. 通信システム（１００）であって、
   複数の光信号を複数の波長で送信するように構成された電磁放射線（ＥＭＲ）源（１２０）と、
   複数のデータアイテムを含むデータセット（１３０）を記憶するように構成されたデータ記憶ユニット（１２６）を含む非一過性のコンピュータ可読媒体と、
   プロセッサ（１２４）であって、
   前記複数のデータアイテムの複数の個別のデータ値を決定するために前記データセット（１３０）を解析し、
   前記データセット（１３０）の前記解析に基づいて、各個別のデータ値を、前記複数の波長のうちのそれぞれの波長に関連付けし、
   各データアイテムを、前記データアイテムの前記個別のデータ値に関連付けられた前記波長で一度に一つのデータアイテムずつ、前記ＥＭＲ源（１２０）に送信させる
   ように構成されたプロセッサ（１２４）と
   を備えるシステム。
10. 前記ＥＭＲ源（１２０）に連結された光ファイバー（１０８）を更に備え、
    前記ＥＭＲ源（１２０）は、各データアイテムを電磁エネルギーのパルスとして、前記光ファイバー（１０８）を介して前記データアイテムの前記個別のデータ値に関連付けられた前記波長で送信するように構成されている、請求項９に記載のシステム（１００）。
11. 前記データセット（１３０）を解析するために、前記プロセッサ（１２４）は、前記データセット（１３０）内の各個別のデータ値が生じる頻度を決定するように構成され、
    各個別のデータ値を前記それぞれの波長に関連付けするために、前記プロセッサ（１２４）は、前記決定された各個別のデータ値が生じる頻度に基づいて、データ対波長マップ（１３２）を生成するように構成され、
    前記データ対波長マップ（１３２）は、各個別のデータ値に対し、個別のデータ値ごとに、前記個別のデータ値に関連付けられた前記それぞれの波長を示す、請求項９又は１０に記載のシステム（１００）。
12. 通信方法であって、
    複数のデータセット（１３０）を受信することであって、各データセット（１３０）がそれぞれの複数のデータアイテムを含む、受信することと、
    各データセット（１３０）に対し、
    前記データセット（１３０）の複数の個別のデータ値を決定するために、前記データセット（１３０）を解析することと、
    前記データセット（１３０）の前記解析に基づいて、前記データセット（１３０）の各個別のデータ値を、複数の波長のうちのそれぞれの波長に関連付けすることと、
    前記データセット（１３０）の各データアイテムを光信号として、前記データアイテムの前記個別のデータ値に関連づけられた前記波長で一度に一つのデータアイテムずつ送信することと
    を含み、
    前記複数のデータセット（１３０）のうちの少なくとも２つのデータセット（１３０）は、（ｉ）同じ個別のデータ値のデータアイテムであって、（ｉｉ）前記複数の波長のうちの異なる波長に関連付けられたデータアイテムである少なくとも１つのデータアイテムを含む、方法。
13. 前記複数のデータセット（１３０）の前記複数の個別のデータ値が、第１の個別のデータ値のセットと第２の個別のデータ値のセットとを含み、
    前記第１の個別のデータ値のセットは、前記複数のデータセット（１３０）に対する前記複数の波長の第１の部分に静的に関連付けられ、
    前記第２の個別のデータ値のセットは、前記データセット（１３０）の前記解析に基づいて、データセット（１３０）ごとに、各データセット（１３０）に対する前記複数の波長の第２の部分に動的に関連付けられる、請求項１２に記載の方法。
14. 前記データセット（１３０）を解析することは、前記データセット（１３０）内の各個別のデータ値が生じる頻度を決定することを含み、
    各個別のデータ値を前記それぞれの波長に関連付けすることは、前記決定された各個別のデータ値が生じる頻度に基づいて、データ対波長マップ（１３２）を生成することを含み、
    前記データ対波長マップ（１３２）は、各個別のデータ値に対して、個別のデータ値ごとに、前記個別のデータ値に関連付けられた前記それぞれの波長を示す、請求項１２又は１３に記載の方法。
15. 複数の圧縮データアイテムを決定するために、各データセット（１３０）に対して、圧縮アルゴリズムを使用して、前記データセット（１３０）の前記複数のデータアイテムを処理することを更に含み、
    各データセット（１３０）に対し、前記データセット（１３０）の前記複数の個別のデータ値を決定するために前記データセット（１３０）を解析することは、前記複数の個別のデータ値を決定するために、前記複数の圧縮データアイテムに基づいて前記データセット（１３０）を解析することを含む、請求項１２から１４のいずれか一項に記載の方法。

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