JP2023100727A - バイラル分子ネットワークのアーキテクチャおよび設計 - Google Patents

バイラル分子ネットワークのアーキテクチャおよび設計 Download PDF

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Abstract

【課題】IEEE802LAN、ATM又はTCP/IP接続指向の標準およびプロトコルを使用することなく、モバイルデバイス、高速で大容量の専用モバイルネットワークシステム、ならびにミリメートル波RFシステムアーキテクチャを提供する。【解決手段】ミリメートル波技術を用いてネットワークを介してデータを無線通信するためのバイラル周回車両200であって、複数のポートと、アプリケーションプログラミングインターフェース(API)及びソフトウェアアプリケーションを格納するメモリと、複数のポート、API及びメモリに結合されるIWIC(直観的で賢い集積回路)を備える。IWICは、複数のポートのうちの1つにおいてネットワークからデータパケットを受信、認証し、時分割多元接続フレームである固定セルフレーム内にカプセル化し、ミリメートル波技術を用いてネットワークに固定セルフレームを送信するようにプログラミングされる。【選択図】図19

Description

本出願は、2017年3月24日に提出された米国仮特許出願第62/476,555号の利益を主張し、2015年12月3日に提出された米国非仮特許出願第14/895,652号の一部の継続である。米国非仮特許出願第14/895,652号は、2013年6月4日に提出された米国仮特許出願第61/830,701号の利益を主張し、かつさらに2014年6月4日に提出されたPCT出願第PCT/US14/40933号の371国内ステージの出願である。
関連出願
本特許出願は、2013年6月4日に提出された米国仮特許出願第61/830,701号の優先利益に関連し、その優先権を主張するものであり、その内容は、その全体が参照により本開示に組み込まれる。
現在のインターネットの世界的なネットワークは、四半世紀よりも前に開発された技術に基づいている。これらの技術の主要な部分は、データ、音声、およびビデオの統合レベルとして機能するインターネットプロトコル-伝送制御プロトコル/インターネットプロトコル(TCP/IP)輸送ルータシステムである。インターネットを悩ませている問題は、人的交流のために、これらの2つのアプリケーションが必要とする高品質性能で音声およびビデオを適切に順応させることができないことである。さまざまな長さのパケットサイズ、長いルータノードによる遅延、およびIPルータの動的な予測不可能な輸送ルートは、待ち時間の拡張および変動をもたらす。
この予測不能な長時間の不安定な待ち時間は、低品質の音声会話、およびエンドユーザがビデオクリップまたは映画をダウンロードするのを待つときの名高い「バッファ」ホイールなど、音声およびビデオアプリケーションに悪影響を及ぼす。いらいらする途切れ途切れの音声発呼、再生中のビデオおよび映画の中断、ビデオ会議中の画像のけいれん様の動きに加えて、これらの問題は、新しい4K/5K/8K超高精細テレビジョン信号、スタジオ品質のリアルタイムニュースレポート、およびリアルタイム3D超高精細ビデオ/インタラクティブスタジアムスポーツ(NFL、NBA、MLB、NHL、サッカー、クリケット、陸上競技、テニスなど)環境を移動させるために、IPの狭いバンドアーキテクチャと混ざり合う。
また、高解像度グラフィックスおよび企業の基幹業務用アプリケーションは、インターネットTCP/IPネットワークを横断するとき、サービスおよびアプリケーションと同じ運命をたどる。これらの非常に一般的なアプリケーションでのIPルーティングの欠陥は、消費者および事業の両方に一貫性のないサービス品質を届ける世界的なインターネットをもたらした。既存のインターネットネットワークは、元々狭いバンドデータ用に設計された低品質の消費者ネットワークとして分類されることがあり、大容量の音声、ビデオ、会話型ビデオ会議、リアルタイムTVニュースレポートおよびストリーミングビデオ、大容量の基幹業務の企業運用データ、または動的環境での高解像度グラフィックスを搬送しない。世界中のインターネットインフラストラクチャは、ネットワーク性能の一貫性の欠如および品質課題の多様化を伴って、主要な先進国から小さな発展途上国へと進化している。
デバイスの小型化が進むコンピューティング世界が数十億人の大衆に急速に広がり、その結果、人類の大きな機動性と新たな技術的経験との相互作用の方法に順応する無線デバイスの迅速な移入がもたらされたため、IPに基づいたネットワークのハードウェアおよびソフトウェアの製造業者は一緒になって、長年にわたってハードウェアと技術との一連のミスマッチを修繕してきた。
前述の技術的世界の力学のすべてに加えて、コンピューティング処理およびメモリが提供する規模と範囲の経済、ソフトウェアコーディングの階層化および簡素化は、Microsoft(登録商標)で制御および抑制されるために使用されるアプリの新しい世界を作り出し、それによって、文字どおり幾万ものこれらのアプリが毎年開発されており、膨大な数の消費者向けコンピューティングデバイスおよび用途により、光の範囲を超えたバンド幅と速度が世界中で求められている。このカテゴリ5の竜巻のような消費者の技術革新の一方で、世界中のインターネット、地域電話会社(LEC)、長距離通信事業者(IXC)、国際通信事業者(IC)、インターネットサービスプロバイダ(ISP)、ケーブルプロバイダ、およびネットワークハードウェア製造業者は、時速250マイルの技術の竜巻を抑えるために、ロングタームエヴォリューション(LTE)、ならびに5G携帯電話に基づくネットワークおよびIPネットワークハードウェアなどのバンドエイドソリューションの実装および開発を急いでいる。
現在のインターネット通信ネットワークは、音声、データ、およびビデオをTCP/IPパケットで輸送する。TCP/IPパケットは、ワイドエリアネットワークを横断するために、ローカルエリアネットワーク層の2つのMACフレーム内にカプセル化され、次いで、フレーム中継または非同期転送モード(ATM)プロトコル内に入れられる。これらの一連の標準プロトコルは、元のデータ情報に多大な量のオーバーヘッドを追加する。このタイプのネットワークアーキテクチャは、非効率性を作り出し、その結果、広バンド幅のビデオおよびマルチメディアアプリケーションのネットワーク性能が低下する。インターネット、長距離通信事業者(IXC)地域電話会社(LEC)、インターネットサービスプロバイダ(ISP)、ならびにクラウドに基づくサービスプロバイダのネットワークアーキテクチャおよびインフラストラクチャを支配しているのは、これらの非常に非効率的なプロトコルである。最終的な効果は、音声、ビデオ、および新しい大容量アプリケーションの需要、ならびに高品質性能を備えた4K/5K/8K超高精細TVの進歩を満たすことができないインターネットである。
大容量の広いバンド幅のサービスの配信に影響を与える別の問題は、家庭への光ファイバケーブルの敷設コストが高いことである。多くの技術先見者は、広いバンド幅の無線サービスが家庭へのローカルアクセスファイバサービスに代わる正しいソリューションであることを認識している。無線ソリューションの課題は、既存のマイクロ波スペクトルが混雑していることである。したがって、通信会社とインターネットサービスプロバイダ(ISP)は、ミリメートル波(mmW)伝送技術に注意を向けている。
mmW伝送の問題は、大気条件による非常に短い距離でのRF信号の劣化である。無線LAN IEEE802.11ad WiGi技術は、バンド幅クランチの問題に対処する試みの1つであるが、この技術は、部屋のローカルエリアまたは建物の境界に限定されており、長距離の通信サービスを提供することができない。したがって、音声、ビデオ、新しい大容量アプリケーション、および高品質性能を備えた4K/5K/8K超高精細TVの進歩の需要を満たすために、これらの周波数のRF伝送距離を30~300GHz以上の周波数に拡張する広いバンド幅のmmW伝送ソリューションが必要である。Attobahnミリメートル(mmW)無線周波数(RF)アーキテクチャは、前述のサービスをサポートし、これらの周波数のRF伝送距離を30~3300GHzに拡張するためのmmW伝送技術ソリューションを提供する。
過去には、他者が、TCP/IP、IEEE802LAN、ATM、およびTCP/IP重層標準を強化し、IP上で稼働中のリアルタイムプロトコル(RTP)、リアルタイムストリーミングプロトコル(RTSP)、およびリアルタイム制御プロトコル(RTCP)などのプロトコルのパッチワークを使用した、ボイスオーバーIP、ビデオ輸送、およびストリーミングビデオの採用により追加のプロトコルを利用することによって、インターネット性能の問題に対処しようとした。一部の開発者およびネットワーク構築者は、異なる品質が求められる複数の通信が品質クラスを設定することを伴う、アプリケーションによって必要とされる品質に応じて自動的かつ動的に接続を選択的に使用することができる、ATMネットワークで使用するためのマルチメディアパケット通信システムを開示する米国特許第5,440,551号などのより狭いソリューションに対処するためのさまざまなアプローチを設計した。しかしながら、ATM標準セルフレーム形式と接続指向プロトコルを使用しても、重層標準の課題は軽減されない。
さらに、米国特許第7,376,713号は、データを複数のパケットに分割し、MACヘッダーを使用することによって、TCP/IPをプロトコルとして使用することなく、データのブロックにおいてプライベートネットワーク上でデータを伝送するためのシステム、装置、および方法を開示している。データは、ほぼすべてのパケットがセクタのブロックからのデータを含むか、またはかかるパケットの受信確認であることを保証するために、ストレージデバイスの連続した区域に記憶される。さらにまた、可変長データブロック、MACヘッダー、および接続指向プロトコルを介した受信確認の使用は、専用ネットワークまたはプライベートネットワークでも、IEEE802LAN、ATM、ならびに上位階層化ゆえのTCP/IP標準およびプロトコルのバッファリングとキューイング遅延を完全には軽減しない。
より最近では、米国特許公開第2013/0051398A1号は、中央処理ユニット(CPU)を組み込まず、外部制御サーバで使用するためのものである低負荷かつ高速の制御切り替えノードを開示している。記載されるフレーミング形式は、さまざまなサイズのデータパケットに順応するように、2つの層に限定される。しかしながら、可変長フレーミング形式を使用し、TCP/IPスタックを部分的に使用してデータを移動し、MACアドレス指定スキーマを一致させても、切り替えノードでのこれらの従来の重層プロトコルの使用は軽減されない。
したがって、4K/5K/8K超高精細ビデオ、スタジオ品質のTV、高速映画ダウンロード、3Dライブビデオストリーミング仮想現実ブロードバンドデータ、リアルタイムのキネティックビデオゲームマルチメディア、リアルタイム3D超高精細ビデオ/会話型スタジアムスポーツ(NFL、NBA、MLB、NHL、サッカー、クリケット、陸上競技、テニスなど)環境、高解像度グラフィックス、企業の基幹業務用アプリケーションの無線伝送のための高速で大容量のネットワークシステムの必要性が残っている。
本開示は、採用のモバイルバックボーンおよびアクセスレベルを有する高速で大容量のテラビット/秒(TBps)の長距離ミリメートル波(mmW)無線ネットワークであるバイラル分子ネットワークを対象とする。このネットワークは、音声、データ、ビデオ、スタジオ品質の4K/5K/8K超高精細テレビジョン(TV)、およびマルチメディア情報を輸送するために、分子システム接続アーキテクチャで3つの通信デバイスを利用する、3つのタイプの通信デバイスを使用する3階層型のインフラストラクチャ、米国全国規模のネットワーク、ならびに国際ネットワークからなる。
このネットワークは、(V-ROVER、Nano-ROVER、およびAtto-ROVERの3つのデバイスからなる)最小で400個のバイラル周回車両の(車両の内側、人、家庭、会社のオフィスなどの)アクセスノードをそれらの各々に引き付け、次いで、それらの大容量のトラフィックを3つの通信デバイスの1/3に集中させるプロトン体として作用するノードシステムとしてプロトンスイッチを使用し、都市の通信ハブとして作用する原子核スイッチを使用する分子アーキテクチャを中心に設計されている。
原子核スイッチ通信デバイスは、都市内および都市間のコアの通信バックボーン形式で互いに接続される。3つの通信デバイス[バイラル周回車両(V-ROVER、Nano-ROVER、およびAtto-ROVER)アクセスデバイス、プロトンスイッチ、および原子核スイッチ)の間で情報を輸送するための基本的なネットワークプロトコルは、これらのデバイスがアト秒の時分割多元接続(TDMA)フレームにおいて超高速で音声、データ、およびビデオパケット化されたトラフィックを切り替えるセルフレーミングプロトコルである。高速セルに基づいた、アト秒の切り替えおよびTDMA周回時間スロットをそれぞれ多重化する鍵は、これら3つのデバイスの一次電子回路構成であるIWIC(直観的で賢い集積回路)と呼ばれる特別に設計された集積回路チップである。
バイラル分子ネットワークアーキテクチャは、前述の3つの通信デバイスと相関する3つのネットワーク階層からなる。
アクセスネットワーク層(ANL)は、V-ROVER、Nano-ROVER、およびAtto-ROVERと呼ばれるバイラル周回車両アクセスノード通信デバイスと相関する。
プロトンスイッチ通信デバイスと相関するプロトン切り替え層(PSL)。
原子核スイッチ通信デバイスと相関する原子核切り替え層(NSL)。
バイラル分子ネットワークは真にモバイルネットワークであり、それによって、ネットワークインフラストラクチャは、システムと、ネットワークと、エンドユーザとの間でデータを輸送するとき、実際に移動している。ネットワークのアクセスネットワーク層(ANL)およびプロトン切り替え層(PSL)は、ネットワークが動作するときに、車両と人によって輸送される(モバイル状態にある)。このネットワークは、携帯電話ネットワークが、静止した場所(タワーおよび切り替えシステムが固定された場所にある)から動作され、モバイル(携帯電話、タブレット、ラップトップなど)であるエンドユーザであり、ネットワークではないという意味では、通信事業者によって動作される携帯電話ネットワークとは異なる。バイラル分子ネットワークの場合、ANLおよびPSL全体は、それらのネットワークデバイスが車、トラック、電車の中、および移動中の人々の上、真のモバイルネットワークインフラストラクチャにあるため、モバイルである。これは、バイラル分子ネットワークの明確な特徴である。
本発明の一実施形態では、本開示は、バイラル分子ネットワークのANLで動作するバイラル周回車両アクセスノードに関する。
アクセスネットワーク層
バイラル周回車両アーキテクチャ(V-ROVER、Nano-ROVERS、およびAtto-ROVER)
アクセスネットワーク層(ANL)は、顧客のネットワークの接点であるバイラル周回車両(V-ROVER、Nano-ROVERS、およびAtto-ROVER)からなる。V-ROVER、Nano-ROVERS、およびAtto-ROVERは、WiFiならびにWiGiおよびWiGiデジタルストリーム、HDMI(登録商標)、USB、RJ45、RJ45、ならびに他のタイプの高速データおよびデジタルインターフェースから、顧客情報ストリームを音声、データ、およびビデオの形態で直接採取する。受信された顧客の情報ストリームは、固定サイズのセルフレーム(60バイトのペイロードおよび10バイトのヘッダー)内に入れられ、これは次いで、アト秒範囲で機能する時分割多元接続(TDMA)周回時間スロット(OTS)内に入れられる。これらのOTSは、テラビット/秒(TBps)の範囲で動作する超高速デジタルストリームにインターリーブされる。バイラル周回車両(V-ROVER、Nano-ROVERS、およびAtto-ROVER)のWiFiおよびWiGiインターフェースは、802.11b/g/nアンテナ経由である。
バイラル周回車両(V-ROVER、Nano-ROVER、およびAtto-ROVER)アト秒マルチプレクサ(ASM)
バイラル周回車両(V-ROVER、Nano-ROVERS、およびAtto-ROVER)は、デバイスのポートに進入するすべての情報信号のセルに基づくフレーミングを基本的に提供するIWICチップでアーキテクトされている。各ポートからのセルフレームは、非常に早い速度で周回時間スロット内に入れられ、次いで、超高速デジタルストリームにインターリーブされる。セルフレームは、非常に短いオーバーヘッドフレーム長を使用し、プロトン切り替えノード(PSL)で指定された離れたポートに割り当てられる。ポートのデータデジタルストリームをフレーミングし、それらをTDMAのアト秒時間スロットに多重化する処理全体を、アト秒多重化(ASM)と呼ぶ。
バイラル周回車両ポートインターフェース
バイラル周回車両(V-ROVER、Nano-ROVER、およびAtto-ROVER)ポートは、USBポートに限定されないローカルエリアネットワーク(LAN)インターフェースから64Kbps~10GBpsの範囲の高速データストリームを受理することができ、高精細度マルチメディアインターフェース(HDMI(登録商標))ポート;Ethernet(登録商標)ポート、RJ45モジュラコネクタ;IEEE1394インターフェース(FireWire(登録商標)としても知られる);ならびに/または短距離通信ポート、例えば、バイラル分子ネットワークアプリケーションプログラム可能インターフェース(AAPI)からのTCP/IPパケットもしくはデータストリームを搬送するWiFiおよびWiGi、Bluetooth(登録商標)、Zigbee(登録商標)、近距離無線通信、もしくは赤外線インターフェース;ボイスオーバーIP(VOIP);またはビデオIPパケットであり得る。
バイラル周回車両(V-ROVERs、Nano-ROVERS、およびAtto-ROVERs)には、WiFiおよびWiGiデバイスのデータストリームを受理し、それらのデータをネットワークにわたって移動させるためのWiFiおよびWiGi能力が装備されている(常にポート1)。WiFiおよびWiGiポートは、その範囲内のすべてのWiFiおよびWiGiデバイスのホットスポットアクセスポイントとして作用する。WiFiおよびWiGiの入力データは、セルフレームに変換され、OTS処理に渡され、続いてASM多重化スキーマに渡される。
バイラル周回車両(V-ROVER、Nano-ROVERS、およびAtto-ROVER)は、そのポート入力データストリームパケットヘッダー(IPまたはMACアドレスなど)のいずれも読み取らず、単にデータストリームを取得し、それらを70バイトのセルフレームに切断し、その入力からの新しい生データを、指定された終端ネットワークまたはシステムに伝達する終端バイラル周回車両のエンドポートに輸送する。バイラル周回車両が情報ストリームパケットヘッダービットの読み取りに時間を費やさず、またはこれらのデータストリームを、IPもしくは一部の他のパケットフレーミング手法に基づいてルーティングしようとしないという事実は、バイラル周回車両のASMへのアクセスにわずかな遅延時間があることを意味する。
バイラル周回車両(V-ROVER、Nano-ROVER、およびAtto-ROVER)ASM切り替え機能
バイラル周回車両はまた、そのポートのうちの1つに指定されていない情報(音声、ビデオ、およびデータ)の通過切り替えデバイスとして作用する。このデバイスは、そのポート指定アドレスのセルフレームヘッダーを常に読み取る。ROVER指定フレームヘッダーにいずれの指定アドレスも表示されない場合は、単に、近接するバイラル周回車両に、デジタルストリームを通過するワイドエリアポートのうちの1つにすべてのセルを渡す。ROVERネットワーク技法のこのすばやいルックアップ配置により、デバイスを通り、続いてバイラルネットワーク全体を通る通過遅延時間が再び低減される。これらのオーバーヘッドフレームとオーバーヘッドフレームの長さの削減は、小さな固定サイズのセルの処理、および固定された有線配線型チャネル/時間スロットTDMA ASM多重化技法との組み合わせで、デバイス間の待ち時間を低減し、ネットワーク内のデータ速度スループットを増加させた。
バイラル周回車両は、それが位置するネットワーク分子内のプロトン切り替え層の一次プロトンスイッチによって常に採用される。バイラル周回車両は、その一次アドプターとして、最低半径5マイル以内で最も近いプロトンスイッチを選択する。同時に、バイラル周回車両(V-ROVERs、Nano-ROVERS、およびAtto-ROVERs)は、その二次アドプターとして、次に最も近いプロトンスイッチを選択し、その結果、その一次アドプターが失敗した場合、そのアップストリームデータのすべてを二次アドプターに自動的に送り出す。この処理は、バイラル周回車両を発信元とするか、そこで終端するか、またはそこを通過するすべてのユーザトラフィックに対して透過的に実施される。したがって、この層のネットワークでの障害発生中、エンドユーザのトラフィックは中断されない。したがって、バイラル周回車両(V-ROVER、Nano-ROVERS、およびAtto-ROVER)、ならびにそれらのプロトンスイッチアドプターのこのバイラル採用(viral adoption)および回復性は、高性能なネットワーク環境を提供する。
アクセス層から始まるネットワーク内に構築されたこれらの設計およびネットワーク戦略は、バイラル分子ネットワークを最速のデータスイッチおよび輸送ネットワークにし、5Gならびに多くのタイプの共通の通信事業者ネットワークおよび企業ネットワークなどの他のネットワークからは分離される。
バイラル周回車両(V-ROVER、Nano-ROVER、およびAtto-ROVER)無線周波数システム
バイラル周回車両(V-ROVER、Nano-ROVER、およびAtto-ROVER)伝送スキーマは、高周波数電磁無線信号に基づいており、マイクロ波バンドの超ハイエンドで動作する。周波数バンドは、30~3300ギガヘルツほどの範囲で、マイクロ波スペクトルの上端から赤外線スペクトルまでである。このバンド割り当ては、FCCの制限された動作バンド外であり、したがって、バイラル分子ネットワークがテラビットデジタルストリームに対して広いバンド幅を利用することを可能にする。バイラル周回車両のRFセクションは、RF伝送器/受信器への中間周波数(IF)にブロードバンド64~4096ビット直角位相振幅変調(QAM)変調器/復調器を使用する。電力伝送のワット数出力は、復調器からの復旧されたデジタルストリームが、1兆ビットごとに1ビットエラーである1部分のビットエラーレート(BER)の範囲内であることを可能にするデシベル(dB)レベルで信号を受信するのに十分高い。これは、データスループットが長期にわたって非常に高くなることを保証する。
V-ROVERのRFセクションは、各々40ギガビット/秒(GBbs)で稼働中の4つのデジタルストリームを、160GBpsのフルスループットで変調する。これらの4つのデジタルストリームの各々は、64~4096ビットのQAM変調器で変調され、RF通信事業者に入れられるIF信号に変換される。
Nano-ROVERおよびAtto-ROVERのRFセクションは、各々40ギガビット/秒(GBps)で稼働中の2つのデジタルストリームを、80GBpsのフルスループットで変調する。これらの2つのデジタルストリームの各々は、64~4096ビットのQAM変調器で変調され、RF通信事業者に入れられるIF信号に変換される。
バイラル周回車両(V-ROVER、Nano-ROVER、およびAtto-ROVER)クロックおよび同期
バイラル周回車両(V-ROVERs、Nano-ROVERS、およびAtto-ROVERs)は、その受信および伝送データデジタルストリームを、国内のバイラル分子ネットワーク参照原子発振器と同期させる。参照発振器は、その標準として全地球測位システムに紐付けられる。すべてのバイラル周回車両は、復旧されたクロック形成で構成され、その結果、アクセスネットワーク全体がネットワークのプロトン切り替え層および原子核層と同期される。これは、アクセスレベルでのネットワークのビットエラーレート(BER)が1,000,000,000,000分の1ほどになる。
アクセスデバイスは、内部位相ロックループ(PLL)を使用して、ローカル発振器を制御することによって、デジタルクロック信号を復旧するように、64~4096ビットのQAMモデムで中間周波数(IF)信号を使用する。次いで、位相ロックされたローカル発振器は、セルフレーミングの形式化および切り替え、周回時間スロットの割り当て、ならびにアト秒多重化を駆動するIWICチップに配信されるいくつかのクロック信号を生成する。また、ネットワークは、エンドユーザおよびアクセスシステムのデジタルデータストリーム内の派生クロック信号の時間、VOIP音声パケット、IPデータパケット/MACフレーム、ネイティブAAPI音声およびビデオ信号を、バイラル周回車両のアクセスポートに同期させた。
エンドユーザアプリケーション
バイラル周回車両(V-ROVER、Nano-ROVERS、およびAtto-ROVER)に接続されたエンドユーザは、次のアプリケーションを稼働させることができる。
インターネットアクセス
搭載車両の診断
ビデオおよび映画のダウンロード
新しい公開映画の配信
オンネット携帯電話発呼
ライブビデオ/TVの配信
ライブビデオ/TVの放送
高解像度グラフィックス
モバイルビデオ会議
ホストツーホスト
プライベート企業のネットワークサービス
個人クラウド
個人ソーシャルメディア
個人情報メール
個人インフォテイメント
仮想現実表示インターフェースおよびネットワークサービス
インテリジェント輸送ネットワークサービス(ITS)
自律車両ネットワークサービス
場所に基づいたサービス
バイラル周回車両-V-ROVERアクセスノードは、以下を有するハウジングからなる。
1~8つの物理USB;(HDMI(登録商標))ポート;Ethernet(登録商標)ポート、RJ45モジュラコネクタ;IEEE1394インターフェース(FireWire(登録商標)としても知られる);ならびに/または短距離通信ポート、例えば、Bluetooth(登録商標)、Zigbee(登録商標)、近距離無線通信、WiFiおよびWiGi、ならびに赤外線インターフェースなど。
これらの物理ポートは、エンドユーザ情報を受信する。ラップトップ、デスクトップ、サーバ、メインフレーム、もしくはスーパーコンピュータであり得るコンピュータ;WiFiもしくは直接ケーブル接続を介したタブレット;携帯電話;音声オーディオシステム;ビデオサーバからのビデオの配信および放送;TV放送;放送無線局のステレオオーディオ;Attobahnモバイル携帯電話発呼;ニュースTVスタジオ品質のTVシステムのビデオ信号;3DスポーツイベントのTVカメラ信号;4K/5K/8K超高精細TV信号;映画ダウンロード情報信号;リアルタイムTVニュースレポートビデオストリームの分野;放送映画の映画館ネットワークビデオ信号;ローカルエリアネットワークのデジタルストリーム;ゲーム機;仮想現実データ;キネティックシステムデータ;インターネットTCP/IPデータ;非標準データ;住宅および商業建物のセキュリティシステムデータ;リモートロボット製造機械デバイスの信号およびコマンドのリモート制御テレメトリシステムの情報;建物管理およびオペレーティングシステムのデータ;家庭用電子システムおよびデバイスを含むが、これらに限定されないモノのインターネットデータストリーム;家電製品の管理および制御信号;工場フロア機械システムの性能の監視、管理、ならびに制御信号データ;個人用電子デバイスのデータ信号などからの顧客情報。
前述の多数の顧客のデータデジタルストリームは、V-ROVERのアクセスノードポートインターフェースを横断した後、すべてのデジタルデータ信号の時間を計って同期するために、デバイス回路構成全体に配信される位相ロックループ(PLL)で復旧されたクロック信号に同期する内部発振器デジタルプラスによって、直観的に賢い集積回路(IWIC)ゲートにクロック入力される。次いで、顧客のデジタルストリームは、バイラル分子ネットワークの形式化された70バイトのセルフレーム内にカプセル化される。これらのセルフレームには、セルシーケンス番号、ソースアドレスおよび宛先アドレス、ならびに60バイトのセルペイロードを有する10バイトからなる切り替え管理制御ヘッダーが装備されている。
V-ROVERのCPUクラウドストレージおよび表示能力
V-ROVERには、Attobahn分散型バイラルクラウド技術を管理するためのマルチコア中央処理ユニット(CPU)、ユニット表示およびタッチ画面機能、ネットワーク管理(SNMP)、ならびにシステム性能監視が装備されている。
バイラル周回車両-Nano-ROVERのアクセスノードは、以下を有するハウジングからなる。
1~4つの物理USB;(HDMI(登録商標))ポート;Ethernet(登録商標)ポート、RJ45モジュラコネクタ;IEEE1394インターフェース(FireWire(登録商標)としても知られる);ならびに/または短距離通信ポート、例えば、Bluetooth(登録商標)、Zigbee(登録商標)、近距離無線通信、WiFiおよびWiGi、ならびに赤外線インターフェースなど。これらの物理ポートは、エンドユーザ情報を受信する。
ラップトップ、デスクトップ、サーバ、メインフレーム、もしくはスーパーコンピュータであり得るコンピュータ;WiFiもしくは直接ケーブル接続を介したタブレット;携帯電話;音声オーディオシステム;ビデオサーバからのビデオの配信および放送;TV放送;放送無線局のステレオオーディオ;Attobahnモバイル携帯電話発呼;ニュースTVスタジオ品質のTVシステムのビデオ信号;3DスポーツイベントのTVカメラ信号;4K/5K/8K超高精細TV信号;映画ダウンロード情報信号;リアルタイムTVニュースレポートビデオストリームの分野;放送映画の映画館ネットワークビデオ信号;ローカルエリアネットワークのデジタルストリーム;ゲーム機;仮想現実データ;キネティックシステムデータ;インターネットTCP/IPデータ;非標準データ;住宅および商業建物のセキュリティシステムデータ;リモートロボット製造機械デバイスの信号およびコマンドのリモート制御テレメトリシステムの情報;建物管理およびオペレーティングシステムのデータ;家庭用電子システムおよびデバイスを含むが、これらに限定されないモノのインターネットデータストリーム;家電製品の管理および制御信号;工場フロア機械システムの性能の監視、管理、ならびに制御信号データ;個人用電子デバイスのデータ信号などからの顧客情報。
前述の多数の顧客のデータデジタルストリームは、V-ROVERのアクセスノードポートインターフェースを横断した後、すべてのデジタルデータ信号の時間を計って同期するために、デバイス回路構成全体に配信される位相ロックループ(PLL)で復旧されたクロック信号に同期する内部発振器デジタルプラスによって、直観的に賢い集積回路(IWIC)ゲートにクロック入力される。次いで、顧客のデジタルストリームは、バイラル分子ネットワークの形式化された70バイトのセルフレーム内にカプセル化される。これらのセルフレームには、セルシーケンス番号、ソースアドレスおよび宛先アドレス、ならびに60バイトのセルペイロードを有する10バイトからなる切り替え管理制御ヘッダーが装備されている。
Nano-ROVERのCPUクラウドストレージおよび表示能力
Nano-ROVERには、Attobahn分散型バイラルクラウド技術を管理するためのマルチコア中央処理ユニット(CPU)、ユニット表示およびタッチ画面機能、ネットワーク管理(SNMP)、ならびにシステム性能監視が装備されている。
バイラル周回車両-Atto-ROVERのアクセスノードは、以下を有するハウジングからなる。
Atto-ROVER:1~4つの物理USB;(HDMI(登録商標))ポート;Ethernet(登録商標)ポート、RJ45モジュラコネクタ;IEEE1394インターフェース(FireWire(登録商標)としても知られる);ならびに/または短距離通信ポート、例えば、Bluetooth(登録商標)、Zigbee(登録商標)、近距離無線通信、WiFiおよびWiGi、ならびに赤外線インターフェースなどを有する。これらの物理ポートは、エンドユーザ情報を受信する。
ラップトップ、デスクトップ、サーバ、メインフレーム、もしくはスーパーコンピュータであり得るコンピュータ;WiFiもしくは直接ケーブル接続を介したタブレット;携帯電話;音声オーディオシステム;ビデオサーバからの配信ビデオ;TV放送;放送無線局のステレオオーディオ;Attobahnモバイル携帯電話発呼;ニュースTVスタジオ品質のTVシステムのビデオ信号;3DスポーツイベントのTVカメラ信号;4K/5K/8K超高精細TV信号;映画ダウンロード情報信号;リアルタイムTVニュースレポートビデオストリームの分野;放送映画の映画館ネットワークビデオ信号;ローカルエリアネットワークのデジタルストリーム;ゲーム機;仮想現実データ;キネティックシステムデータ;インターネットTCP/IPデータ;非標準データ;住宅および商業建物のセキュリティシステムデータ;リモートロボット製造機械デバイスの信号およびコマンドのリモート制御テレメトリシステムの情報;建物管理およびオペレーティングシステムのデータ;家庭用電子システムおよびデバイスを含むが、これらに限定されないモノのインターネットデータストリーム;家電製品の管理および制御信号;工場フロア機械システムの性能の監視、管理、ならびに制御信号データ;個人用電子デバイスのデータ信号などからの顧客情報。
前述の多数の顧客のデータデジタルストリームは、Nano-ROVERのアクセスノードポートインターフェースを横断した後、すべてのデジタルデータ信号の時間を計って同期するために、デバイス回路構成全体に配信される位相ロックループ(PLL)で復旧されたクロック信号に同期する内部発振器デジタルプラスによって、直観的に賢い集積回路(IWIC)ゲートにクロック入力される。次いで、顧客のデジタルストリームは、バイラル分子ネットワークの形式化された70バイトのセルフレーム内にカプセル化される。これらのセルフレームには、セルシーケンス番号、ソースアドレスおよび宛先アドレス、ならびに60バイトのセルペイロードを有する10バイトからなる切り替え管理制御ヘッダーが装備されている。
Atto-ROVERのCPUクラウドストレージおよび表示能力
Atto-ROVERには、P2技術(P2=個人およびプライベート)を管理するためのマルチコア中央処理ユニット(CPU)が装備されている。
個人クラウドストレージ
個人クラウドアプリ
個人ソーシャルメディアストレージ
個人ソーシャルメディアアプリ
個人情報メールストレージ
個人情報メールアプリ
個人インフォテイメントストレージ
個人インフォテイメントアプリ
仮想現実インターフェース
ゲームアプリ
Atto-ROVERのCPUは、クラウド技術に対するユーザの要求および情報、ユニット表示およびタッチ画面機能、ステレオオーディオ制御、カメラ機能、ネットワーク管理(SNMP)、ならびにシステム性能監視の処理も担当する。
直観的に賢い集積回路(IWIC)-V-ROVER
V-ROVERのアクセスノードデバイスハウジングの実施形態は、70バイトのセルフレームをバイラル分子ネットワーク内に入れる機能をIWIC内に含む。IWICは、バイラル周回車両(V-ROVER、Nano-ROVERS、およびAtto-ROVER)のセル切り替えファブリックである。このチップは、テラヘルツ周波数レートで動作し、顧客のデジタルストリーム情報をカプセル化したセルフレームを取得して、それらを高速切り替えバスに入れる。V-ROVERのアクセスノードは、4つの並列高速切り替えバスを有する。各バスは、2テラビット/秒(TBps)で稼働し、4つの並列バスは、セルフレーム内にカプセル化された顧客のデジタルストリームを、8テラビット/秒(TBps)の合計デジタル速度で移動させる。セルスイッチは、顧客が接続したポートと、バイラル周回車両を通過するデータストリームとの間で8TBpsの切り替えスループットを提供する。
直観的に賢い集積回路(IWIC)-Nano-ROVERおよびAtto-ROVER
Nano-ROVERおよびAtto-ROVERのアクセスノードデバイスハウジングの実施形態は、70バイトのセルフレームをバイラル分子ネットワーク内に入れる機能をIWIC内に含む。IWICは、バイラル周回車両(V-ROVER、Nano-ROVERS、およびAtto-ROVER)のセル切り替えファブリックである。このチップは、テラヘルツ周波数レートで動作し、顧客のデジタルストリーム情報をカプセル化したセルフレームを取得して、それらを高速切り替えバスに入れる。Nano-ROVERおよびAtto-ROVERのアクセスノードは、2つの並列高速切り替えバスを有する。各バスは、2テラビット/秒(TBps)で稼働し、2つの並列バスは、セルフレーム内にカプセル化された顧客のデジタルストリームを、4テラビット/秒(TBps)の合計デジタル速度で移動させる。セルスイッチは、顧客が接続したポートと、Nano-ROVERおよびAtto-ROVERを通過するデータストリームとの間で4TBpsの切り替えスループットを提供する。
TDMAのアト秒多重化(ASM)-V-ROVER
V-ROVERのハウジングは、IWICチップを使用して、切り替えられたセルフレームを各々40ギガビット/秒(GBps)で稼働中の4つのデジタルストリームにわたって周回時間スロット(OTS)内に入れ、160GBpsの集約データレートを提供するアト秒多重化(ASM)回路構成を有する。ASMは、セルスイッチの高速バスからセルフレームを取得し、それらを0.25マイクロ秒周期の周回時間スロット内に入れ、10,000ビット/周回時間スロット(OTS)に順応する。これらの周回時間スロットのうちの10個がアト秒多重化(ASM)フレームのうちの1つをなし、したがって、各ASMフレームは、2.5マイクロ秒ごとに100,000ビットを有する。40GBpsデジタルストリームごとに、毎秒400,000個のASMフレームがある。400,000個のASMフレームの4つのデジタルストリームの各々は、時分割多元接続(TDMA)周回時間スロット内に入れられる。TDMAのASMは、4つのデジタルストリームを介して160GBpsを、V-ROVERの無線周波数セクションの中間周波数(IF)64~4096ビットのQAMモデムに移動させる。
この実施形態では、バイラル周回車両は、無線周波数(RF)セクションを有し、これは、クワッド中間周波数(IF)モデム、および4つのRF信号を備えたRF伝送器/受信器からなる。IFモデムは、TDMAのASMから4つの個別の40GBpsデジタルストリームを取得し、それらをIFギガヘルツ周波数に変調し、これが次いで4つのRF通信事業者のうちの1つと混合される、64~4096ビットのQAMである。RF通信事業者は、30~3300ギガヘルツ(GHz)の範囲にある。
TDMAのアト秒多重化(ASM)-Nano-ROVERおよびAtto-ROVER
Nano-ROVERおよびAtto-ROVERのハウジングは、IWICチップを使用して、切り替えられたセルフレームを各々40ギガビット/秒(GBps)で稼働中の2つのデジタルストリームにわたって周回時間スロット(OTS)内に入れ、80GBpsの集約データレートを提供するアト秒多重化(ASM)回路構成を有する。TDMAのASMは、セルスイッチの高速バスからセルフレームを取得し、それらを0.25マイクロ秒周期の周回時間スロット内に入れ、10,000ビット/周回時間スロット(OTS)に順応する。これらの周回時間スロットのうちの10個がアト秒多重化(ASM)フレームのうちの1つをなし、したがって、各ASMフレームは、2.5マイクロ秒ごとに100,000ビットを有する。40GBpsデジタルストリームごとに、毎秒400,000個のASMフレームがある。400,000個のASMフレームの2つのデジタルストリームの各々は、時分割多元接続(TDMA)周回時間スロット内に入れられる。TDMAのASMは、2つのデジタルストリームを介して80GBpsを、Nano-ROVERおよびAtto-ROVERの無線周波数セクションの中間周波数(IF)64~4096ビットのQAMモデムに移動させる。
この実施形態では、バイラル周回車両は、無線周波数(RF)セクションを有し、これは、デュアル中間周波数(IF)モデム、および2つのRF信号を備えたRF伝送器/受信器からなる。IFモデムは、ASMから2つの個別の40GBpsデジタルストリームを取得し、それらをIFギガヘルツ周波数に変調し、これが次いで2つのRF通信事業者のうちの1つと混合される、64~4096ビットのQAMである。RF通信事業者は、30~3300ギガヘルツ(GHz)の範囲にある。
バイラル周回車両(V-ROVER、Nano-ROVER、およびAtto-ROVER)のハウジングは、それらの動作の時間を計るためにデジタルクロック信号を必要とするすべての回路構成のデジタルクロック信号を発生させる発振器回路構成を有する。これらの回路構成は、ポートインターフェースドライバ、高速バス、ASM、IFモデム、およびRF機器である。発振器は、北米(NA、米国)、アジア太平洋(ASPAC、オーストラリア)、欧州、中東、およびアフリカ(EMEA、ロンドン)、カリブ海中南米(CCSA、ブラジル)に位置するAttobahn中央クロック原子発振器を参照するプロトンスイッチの受信されたデジタルストリームからクロック信号を復旧することによって、全地球測位システム(GPS)に同期される。
3).Attobahn原子クロックの各々は、100兆ビット分の1の安定性を有する。これらの原子クロックは、GPSを参照して、グローバルクロックの同期と世界中のAttobahnネットワークの安定性を保証する。バイラル周回車両の発振器は、受信されたデジタルストリームからの復旧されたクロック信号を使用し、発振器出力デジタル信号の安定性を制御する位相ロックループ回路構成を有する。
本開示における本発明の第2の実施形態は、バイラル分子ネットワークのプロトン切り替え層からなるプロトンスイッチ通信デバイスである。
プロトン切り替え層
PSL構成
バイラル分子ネットワークのプロトン切り替え層(PSL)は、バイラルに獲得されたバイラル周回車両の高速セルフレームを集め、それらを、原子核スイッチを介してバイラル周回車両またはインターネット上の宛先ポートに迅速に切り替えるネットワークの第1のステージである。この切り替え層は、バイラル周回車両と原子核スイッチとの間でセルフレームを切り替えることのみの専用である。PSLの切り替えファブリックは、バイラル分子ネットワークの主力製品である。これらのスイッチは、TCP/IP、MACフレーム、あるいは任意の標準もしくはプロトコル、またはさらにはバイラルセルフレームに変換された任意のネイティブデジタルストリームなどの任意の基礎となるプロトコルを審査しない。
プロトンスイッチは、家庭、Starbucks、Panera Breadなどのカフェ、車両(車、トラック、RVなど)、学校の教室および通信クローゼット、人のポケットもしくはポケットブック、企業のオフィスの通信室、労働者のデスクトップ、空中ドローンもしくは気球、データセンタ、クラウドコンピューティングの場所、共通の通信事業者、ISP、ニュースTV放送局などに位置決めされ、設置され、入れられる。
PSL切り替えファブリック
PSL切り替えファブリックは、4つの個別の64~4096ビット直角位相振幅変調器/復調器(64~4096ビットのQAM)モデムおよび関連するRFシステムを稼働させる16個のTDMAのASMマルチプレクサに囲まれたコアセル切り替えノードからなる。4つのASM/QAMモデム/RFシステムは、合計バンド幅16×40GBps~16×1TBpsのデジタルスチームを駆動し、0.64テラビット/秒(0.64TBps)または640,000,000,000/秒ビットの巨大なバンド幅を有する大容量デジタル切り替えシステムに最大16TBps追加する。
PSL切り替え性能
セル切り替えファブリックのコアは、ASM周回時間スロットからのデータの通過に順応し、それらを、セルプロセッサによってセルフレームの宛先識別子を読み取るキューに入れるいくつかの高速バスからなる。バイラル周回車両から到来したセルは、コアバックボーンネットワークの中央切り替えノードの原子核切り替えハブに接続された時間スロットに自動的に切り替えられる。プロトンスイッチを通過するバイラル周回車両セルのルーティングテーブルをルックアップしないこの配置により、プロトンノード間の待ち時間が根本的に低減される。これは、ネットワーク全体の性能を改善し、インフラストラクチャにわたるデータスループットを増加させるのに役立つ。
PSL切り替え階層
ネットワークの階層設計は、それによって、バイラル周回車両が相互にのみ通信し、プロトンノードがネットワーク切り替え処理を簡素化し、単純なアルゴリズムがバイアル周回車両(V-ROVER、Nano-ROVERS、およびAtto-ROVER)間、ならびにプロトンノードとそれらの獲得された周回中のバイラル周回車両(V-ROVER、Nano-ROVER、およびAtto-ROVER)間の切り替えに順応することを可能にする。階層設計はまた、プロトンノードがバイラル周回車両と原子核切り替えノードとの間でのみセルを切り替えることを可能にする。プロトンノードは、互いにセルを切り替えない。プロトンノードのメモリ内の切り替えテーブルは、それらの獲得されたバイアル周回車両の指定ポートのみを搬送し、これらのバイアル周回車両の周回ステータスの追跡を、それらがオンであるとき、およびノードによって獲得されたときに続ける。プロトンノードは、原子核ノードからの入来セルを読み取り、原子セルのルーティングテーブルをルックアップし、次いで、それらを、その指定バイアル周回車両(V-ROVER、Nano-ROVER、およびAtto-ROVER)に接続されたASMの時分割多元接続(TDMA)周回時間スロットに挿入し、ここで、セルは終端する。
プロトン切り替え層の回復性
ネットワークは、バイラル周回車両がプロトンスイッチによって採用されているときだけでなく、プロトンスイッチの故障によりその採用を失ったときにも、バイラル周回車両のバイラル挙動を可能にするように、PSLにアーキテクトされている。プロトンスイッチがオフになった場合、またはスイッチのバッテリが切れた場合、またはデバイス内の構成要素が故障した場合、そのスイッチを一次アドプターとして周回したすべてのバイラル周回車両が二次プロトンスイッチに自動的に採用される。周回バイラル車両のトラフィックは、即座に新しいアドプターに切り替えられ、サービスは正常に機能し続ける。ネイティブ音声またはビデオ信号の場合、故障した一次プロトンスイッチと二次プロトンスイッチとの間のバイラル周回車両の超高速採用通過中のデータのいかなる損失も、ホストまたはデジタルバッファを終端するエンドユーザで補償される。
バイラル周回車両(V-ROVER、Nano-ROVER、およびAtto-ROVER)は、プロトンスイッチと共に、障害によるネットワークの復旧という重要な役割を果たす。バイラル周回車両(V-ROVER、Nano-ROVER、およびAtto-ROVER)は、一次アドプターが失敗またはオフラインになるとすぐに認識し、一次アドプタールートを使用するすべてのアップストリームおよび一時的なデータを二次アドプターのその他のリンクに即座に切り替える。ここで、一次アドプターを失ったバイラル周回車両は、二次アドプターを一次アドプターにする。次いで、これらの新たに採用されたバイラル周回車両は、オペレーティングネットワーク分子内でプロトンスイッチを採用する新しい二次アドプターを探す。この配置は、一次アドプターに別の障害が発生するまで適所にとどまり、次いで、同じバイラル採用処理が再び開始される。
プロトンノードローカルバイラル周回車両(V-ROVERのみ)
各プロトン切り替えノードには、ローカルエンドユーザのトラフィックを採取するためのバイラル周回車両(V-ROVERのみ)200が装備されており、その結果、これらのスイッチを収容する車両にもこの時点でネットワークアクセスが与えられる。ローカルに結合されたバイラル周回車両(V-ROVERのみ)は、USBポートを介してプロトンスイッチのASMのうちの1つに有線配線される。これは、PSL層が順応する唯一の発信元ポートおよび終端ポートである。他のすべてのPSLポートは、純粋に通過ポート、つまり、アクセスネットワーク層[バイラル周回車両(V-ROVER、Nano-ROVER、およびAtto-ROVER)]と原子核切り替え層(コアエネルギー層)との間でトラフィックを通過するポートである。
ローカルのバイラル周回車両(V-ROVERのみ)は、それが位置するネットワーク分子にも接続する二次無線周波数(RF)ポートを有する。このバイラル周回車両は、ローカルの有線配線で接続された(最も近い)プロトンスイッチを一次アドプターとして使用し、RFポートに接続された二次アドプターを二次アドプターとして使用する。ローカルのプロトンスイッチに障害が発生した場合、ローカルのバイラル周回車両(V-ROVERのみ)は回復力のある採用およびネットワーク復旧処理に入る。
プロトンスイッチポートインターフェース
プロトンスイッチには、ローカルのバイラル周回車両(V-ROVERのみ)デバイスエンドユーザの接続用に、最低8つの外部ポートインターフェースが装備されている。この内部V-ROVERは、40GBpsで稼働し、そのデータをバイラル周回車両から分子ネットワークに転送する。スイッチの他のインターフェースは、4つの30~3300GHzの信号にわたって16×40GBps~16×1TBpsで稼働中のRFレベルにある。このスイッチは、基本的に自己完結型であり、切り替えファブリック、TDMA ASM、および64~4096ビットのQAM変調器を接続する、超高速テラビット/秒のバス間でのデジタル信号の移動を有する。
プロトンスイッチのクロックおよび同期
PSLは、復旧ループバッククロックスキーマを高レベルの標準発振器に使用して、NSLおよびANLシステムに同期される。標準発振器は、世界中のGPSサービスを参照するため、クロックの安定が可能になる。NSLシステムおよび無線リンクを介してPSLレベルに配信されると、この高レベルのクロックの安定性が、クロックおよび同期の安定性を与える。
PSLノードはすべて、復調器の中間周波数からの復旧されたクロック用に設定される。復旧されたクロック信号は、内部発振器を制御し、その出力デジタル信号を参照して、これは次いで、高速バス、ASMゲート、およびIWICチップを駆動する。これにより、ASMの周回時間スロット内で切り替えおよびインターリーブされるすべてのデジタル信号が正確に同期され、ひいては、ビットエラーレートが低減されることを確実にする。
プロトンスイッチは、バイラル分子ネットワークの第2の通信デバイスであり、セルフレーミング高速スイッチを装備したハウジングを有する。プロトンスイッチは、70バイトのセルフレームを、直観的に賢い集積回路の略であるIWICと呼ばれるバイラル分子ネットワークの特定用途向け集積回路(ASIC)内に入れる機能を含む。IWICは、バイラル周回車両、プロトンスイッチ、原子核スイッチのセル切り替えファブリックである。
このチップは、テラヘルツ周波数レートで動作し、顧客のデジタルストリーム情報をカプセル化したセルフレームを取得して、それらを高速切り替えバスに入れる。プロトンスイッチは、16個の並列高速切り替えバスを有する。各バスは、2テラビット/秒(TBps)で稼働し、16個の並列バスは、セルフレーム内にカプセル化された顧客のデジタルストリームを、32テラビット/秒(TBps)の合計デジタル速度で移動させる。セルスイッチは、それに接続されたバイラル周回車両(ROVER)と原子核スイッチとの間で32TBpsの切り替えスループットを提供する。
プロトンスイッチのハウジングは、IWICチップを使用して、切り替えられたセルフレームを、各々40ギガビット/秒(GBps)~1テラビット/秒で稼働中の16個のデジタルストリームにわたって時分割多元接続(TDMA)の周回時間スロット(OTS)内に入れ、640GBps~16TBpsの集約データレートを提供するアト秒多重化(ASM)回路構成を有する。ASMは、セルスイッチの高速バスからセルフレームを取得し、それらを0.25マイクロ秒周期の周回時間スロット内に入れ、10,000ビット/時間スロット(OTS)に順応する。
これらの周回時間スロットのうちの10個がアト秒多重化(ASM)フレームのうちの1つをなし、したがって、各ASMフレームは、2.5マイクロ秒ごとに100,000ビットを有する。40GBpsデジタルストリームごとに、毎秒400,000個のASMフレームがある。400,000個のASMフレームの16個のデジタルストリームの各々は、時分割多元接続(TDMA)周回時間スロット内に入れられる。TDMAのASMは、16個のデジタルストリームを介して、640GBps~16TBpsを、プロトンスイッチの無線周波数セクションの中間周波数(IF)64~4096ビットのQAMモデムに移動させる。
この実施形態では、プロトンスイッチは、無線周波数(RF)セクションを有し、これは、4つのクワッド中間周波数(IF)モデム、および16個のRF信号を備えたRF伝送器/受信器からなる。IFモデムは、TDMAのASMから16個の個別の40GBps~16TBpsのデジタルストリームを取得し、それらをIFギガヘルツ周波数に変調し、これが次いで、16個のRF通信事業者のうちの1つと混合される、64~4096ビットのQAM変調器である。RF通信事業者は、30~3300ギガヘルツ(GHz)の範囲である。
プロトンスイッチのハウジングは、それらの動作の時間を計るためにデジタルクロック信号を必要とするすべての回路構成のデジタルクロック信号を発生させる発振器回路構成を有する。これらの回路構成は、ポートインターフェースドライバ、高速バス、ASM、IFモデム、およびRF機器である。発振器は、プロトンスイッチの受信されたデジタルストリームからクロック信号を復旧することによって、全地球測位システムに同期される。発振器は、受信されたデジタルストリームからの復旧されたクロック信号を使用し、発振器出力デジタル信号の安定性を制御する位相ロックループ回路構成を有する。
本開示における本発明の第3の実施形態は、バイラル分子ネットワークの原子核切り替え層からなる原子核スイッチ通信デバイスである。
原子核切り替え層
コアエネルギーバックボーンネットワーク
バイラル分子ネットワークの大容量バックボーンは、テラビット/秒のTDMAのASM、セルに基づく超高速切り替えファブリック、ならびに都市内および都市間の設備に基づくブロードバンド光ファイバSONETからなる原子核切り替え層である。ネットワークのこのセクションは、インターネット、公共の地域電話会社および長距離の共通通信事業者、国際通信事業者、企業ネットワーク、ISP、オーバーザトップ(OTT)、コンテンツプロバイダ(TV、ニュース、映画など)、ならびに政府機関(非軍事)への一次インターフェースである。
RF信号を介してプロトンスイッチに接続されたTDMAのASMによる原子核スイッチのREフロントエンド。ハブTDMAのASMは、PSLとコアバックボーンスイッチ間の中間スイッチとして作用する。これらのTDMAのASMには、原子核スイッチを使用して非コアバックボーンネットワークのトラフィックを切り替えることによる非効率性を排除するために、ローカルな都市間のトラフィックがそれらにアクセスすることを防ぐ点において、原子核スイッチのシールドとして機能する切り替えファブリックが装備されています。
この配置により、バイラル周回車両ノードと、プロトンスイッチと、ハブTDMAのASMとの間のローカルな一時的なトラフィックが、ローカルANLおよびPSLレベル内に維持される。ハブのASMは、インターネット、ローカルエリア外のその他の都市、ホストツーホストの高速データトラフィック、プライベート企業のネットワーク情報、特定のエンドユーザのシステム宛てのネイティブ音声およびビデオ信号、コンテンツプロバイダに対するビデオおよび映画のダウンロード要求、オンネット携帯電話発呼、10ギガビットEthernet(登録商標) LANサービスなどのために指定されたすべてのトラフィックを選択する。図43.0は、ローカル分子ネットワークのドメイン内でローカルトラフィックを維持するASM切り替え制御を示す。
原子核スイッチデバイスハウジングの実施形態は、70バイトのセルフレームを、直観的に賢い集積回路の略であるIWICと呼ばれるバイラル分子ネットワークの特定用途向け集積回路(ASIC)内に入れる機能を含む。IWICは、バイラル周回車両(V-ROVER、Nano-ROVER、およびAtto-ROVER)、プロトンスイッチ、ならびに原子核スイッチのセル切り替えファブリックである。このチップは、テラヘルツ周波数レートで動作し、顧客のデジタルストリーム情報をカプセル化したセルフレームを取得して、それらを高速切り替えバスに入れる。原子核スイッチは、原子核ハブの場所に実装されている原子核スイッチの量に応じて、100~1000個の並列高速切り替えバスを有する。
原子核スイッチは、それらのうちの最大10個を、光ファイバポートを介して、相互接続することによって一緒に積層されて、バスごとに最大1000個の並列バス×2テラビット/秒(TBps)を提供する、原子核スイッチの連続マトリックスを形成するように設計されている。各バスは、2TBpsで稼働し、1000個の積層された並列バスは、セルフレーム内にカプセル化された顧客のデジタルストリームを、2000テラビット/秒(TBps)の合計デジタル速度で移動させる。10個の積層されたセルスイッチは、接続されたプロトンスイッチ(Proton Switch)と;都市内、都市間、および国際的な原子核ハブの場所のその他のバイラル分子ネットワークと;大容量の企業顧客システムと;インターネットサービスプロバイダと;長距離通信事業者、地域電話会社と;クラウドコンピューティングシステムと;TVスタジオ放送の顧客と;3DTVのスポーツイベントスタジアムと;映画ストリーミング会社と;映画館へのリアルタイム映画配信と;大きなコンテンツプロバイダなどとの間で2000TBpsの切り替えスループットを提供する。
原子核スイッチのハウジングは、IWICチップを使用して、切り替えられたセルフレームを各々40ギガビット/秒(GBps)~1TBpsで稼働中の100個のデジタルストリームにわたって周回時間スロット(OTS)内に入れ、4TBps~200TBpsの集約データレートを提供するTDMAのアト秒多重化(ASM)回路構成を有する。ASMは、セルスイッチの高速バスからセルフレームを取得し、それらを0.25マイクロ秒周期の周回時間スロット内に入れ、10,000ビット/時間スロット(OTS)に順応する。これらの周回時間スロットのうちの10個がアト秒多重化(ASM)フレームのうちの1つをなし、したがって、各ASMフレームは、2.5マイクロ秒ごとに100,000ビットを有する。40GBpsデジタルストリームごとに、毎秒400,000個のASMフレームがある。TDMAのASMは、100個のデジタルストリームを介して、4TBps~200TBpsを、原子核スイッチの無線周波数セクションの中間周波数(IF)モデムに移動させる。
原子核スイッチのハウジングは、都市内、都市間、および国際的な原子核ハブの場所のその他のバイラル分子ネットワーク;大容量の企業顧客システム;インターネットサービスプロバイダ(ISP);長距離通信事業者、地域電話会社;クラウドコンピューティングシステム;TVスタジオ放送の顧客;3DTVのスポーツイベントスタジアム;映画ストリーミング会社;映画館へのリアルタイム映画配信;大きなコンテンツプロバイダなどに接続するように、39.8~768GBpsで稼働する光ファイバポートを含む。
コアバックボーンネットワークの切り替え階層
Attobahnバックボーンネットワークは、主要なNFL都市(表1.0)を大容量バンド幅の三次レベルで接続し、小さな都市のコアバックボーンネットワークの二次層を統合する原子核スイッチからなる。国際バックボーン層は、下の表2.0に列挙されている主要な国際都市を接続する。
Figure 2023100727000002
Figure 2023100727000003
Figure 2023100727000004
Figure 2023100727000005
図44.0に例示されるように、バイラル分子の北米バックボーンネットワークは最初は、コア原子核スイッチを装備した次の主要都市ネットワークハブからなる。ボストン、ニューヨーク、フィラデルフィア、ワシントンDC、アトランタ、マイアミ、シカゴ、セントルイス、ダラス、フェニックス、ロサンゼルス、サンフランシスコ、シアトル、モントリオール、およびトロント。これらのハブ間の設備は、原子核スイッチで終端する複数の光ファイバSONET OC-768回路である。これらの場所は、大都市の人口の集中度に基づいており、ニューヨーク市の地下鉄は合計約19,000,000箇所、ロサンゼルスは13,000,000箇所以上、シカゴは9,555,000箇所、ダラスとヒューストンは各々6,700,000箇所超を有し、ワシントンDC、マイアミ、およびアトランタのメトロは各々、5,500,000箇所超を誇るなど。
北米バックボーンネットワークの自己回復リング
ネットワークは、図45.0に表示される主要ハブ都市間の自己回復リングで設計されている。リングは、光ファイバ設備に障害が発生したときに、原子核スイッチがトラフィックを自動的に再ルーティングすることを可能にする。スイッチは、数マイクロ秒後に設備のデジタル信号の損失を認識し、すぐにサービス復旧処理に入り、故障した設備に送信されていたすべてのトラフィックを他のルートに切り替え、元の宛先に応じて、トラフィックをこれらのルートにわたって配信する。
例えば、サンフランシスコとシアトルとの間の複数のOC-768 SONETファイバ設備に障害が発生した場合、これら2つの場所の間の原子核スイッチは、この障害状態をすぐに認識し、補正措置をとる。シアトルのスイッチは、サンフランシスコの場所宛てのトラフィック、ならびにシカゴおよびセントルイスのスイッチを通過してサンフランシスコに戻る一時的なトラフィックの再ルーティングを開始する。
シカゴとモントリオールとの間で障害が発生すると、同じ一連の措置とネットワーク自己回復処理が開始され、スイッチは、シカゴ宛てのトロントとニューヨークを経由してシカゴに戻る復旧されたトラフィックを送り出す。ワシントンDCとアトランタとの間のスイッチが、これらの2つの場所の間で失われたトラフィックを、シカゴとセントルイスを経由して切り替えることによって、同様の一連の措置がとられる。これらの措置のすべては、エンドユーザの知識およびサービスへのいかなる影響もなしに即座に実行される。この再ルーティングが行われる速度は、エンドシステムがファイバ設備の障害に対応し得る速度よりも速い。
TCP/IPデバイスなど、ほとんどのエンドシステムによる自然な対応は、任意の少量の損失データを再度伝送することであり、ほとんどのデジタル音声およびビデオシステムのラインバッファリングは、データストリームの瞬間的な損失を補償する。
ネットワークのこの自己回復能力により、99.9パーセンタイルでのネットワークの運用性能が維持される。ネットワークのこれらの性能と自己補正活動はすべて、ネットワーク管理システムおよびグローバルネットワーク制御センタ(GNCC)の担当者によって捕捉される。
グローバルバックボーンネットワーク
グローバルコアバックボーンネットワーク
6つの選択された主要な切り替えハブ都市(ニューヨーク、ワシントンDC、アトランタ、マイアミ、サンフランシスコ、およびロサンゼルス)は、北米全域で大容量のデータ輸送を提供し、英国のロンドンおよびフランスのパリ(EMEA地域のハブ-欧州、中東、およびアフリカ)、日本の東京、中国の北京および香港、オーストラリアのメルボルンおよびシドニー、インドのムンバイ、ならびにイスラエルのテルアビブ(ASPAC地域のハブ-アジア太平洋)、ならびにベネズエラのカラカス、ブラジルのリオデジャネロおよびサンパウロ、アルゼンチンのブエノスアイレス(CCSA地域のハブ-カリブ海および中南米)のコアハブへトラフィックを通過させる。図19.0は、グローバルコアバックボーンネットワークを示している。
他の国際ネットワークの場所としては、ナイジェリアのラゴス、南アフリカのケープタウンおよびヨハネスブルグ、エチオピアのアディスアベバ、ジブチのジブチ市が挙げられる。国際切り替えハブはすべて、ASM大容量マルチプレクサによる原子核スイッチのフロントエンドを使用する。これらのスイッチは、ローカルの国内スイッチおよびマルチプレクサと統合されたマルチプレクサである。グローバルおよび国内のバックボーンネットワークは、調和のとれた同種のインフラストラクチャとして作動する。これは、近接するスイッチのすべてが相互の運用ステータスを認識し、ネットワーク障害が発生した場合の効率的な切り替えと瞬時の復旧という点で環境に反応することを意味する。
グローバルトラフィック切り替え管理
スイッチのルーティングおよびマッピングシステムは、コスト要因とバンド幅の配信効率に基づいて、国内および国際レベルでネットワークトラフィックを管理するように構成されている。グローバルコアバックボーンネットワークは、図41.0に描写されるように、ネットワークの三次グローバル層に供給される国内レベルの分子ドメインに分割される。
グローバルスケールでの全体のトラフィック管理処理は、アクセスネットワーク層(ANL)、プロトン切り替え層(PSL)、原子核切り替え層(NSL)、および国際切り替え層(ISL)のスイッチによって自己管理される。
アクセスネットワーク層のトラフィック管理
ANLレベルでは、バイラル周回車両は、どのトラフィックがノードを通過しているかを判定し、それを4つの近接するバイラル周回車両(セルフレーム宛先ノードに応じて、V-ROVER、Nano-ROVER)のうちの1つに切り替える。ANLレベルでは、バイラル周回車両間を横断するすべてのトラフィックは、その原子ドメイン内のバイラル周回車両のうちの1つで終端する。統括する原子ドメインのゲートキーパーとして作用するプロトンスイッチ。したがって、いったんトラフィックがANL内を移動すると、そのトラフィックは、そのソースバイラル周回車両から、一次アドプターとして既に採用されている統括プロトンスイッチに向かう途中であるか、または宛先のバイラル周回車両に向かって通過しているかのいずれかである。したがって、原子ドメイン内のすべてのトラフィックは、プロトンスイッチに向かう途中にバイラル周回車両を出て、原子核スイッチに向かって進み、次いで、インターネット、企業ホスト、ネイティブビデオ、もしくはオンネット音声/発呼、映画のダウンロードなどに送信されるか、またはドメイン内のバイラル周回車両のうちの1つで終端するように通過する形態のドメイン向けである。このトラフィック管理は、他の原子ドメインのトラフィックが別のドメインのバンド幅と切り替えリソースを使用していないことを確認し、したがって、ANL内のバンド幅効率を達成する。
プロトン切り替え層のトラフィック管理
プロトンスイッチは、その原子分子ドメイン内のトラフィックを管理し、別の原子分子ドメイン宛てのすべてのトラフィックがローカルに結合されたドメインに進入するのをブロックするという役割を務める。また、プロトンスイッチは、すべてのトラフィックをハブTDMAのASMに切り替える役割を有する。プロトンスイッチは、セルフレームヘッダーを読み取り、セルを原子間分子ドメイントラフィック、都市内もしくは都市間トラフィック、国内もしくは国際トラフィックのためのASMに方向付ける。プロトンスイッチは、トラフィックグループを分離する必要はなく、代わりに、単純に、アウトバウンドトラフィックおよびインバウンドトラフィックで原子ドメイントラフィックを探す。インバウンドトラフィックセルフレームヘッダーは、原子ドメインヘッダーを有していない場合、それが原子ドメインに進入することをブロックし、それをハブASMスイッチに切り替え戻す。バイラル周回車両からのすべてのアウトバウンドトラフィックは、プロトンスイッチによって統括ハブASMスイッチに直接切り替えられる。プロトンスイッチのこの切り替えおよびトラフィック管理設計は、プロトンスイッチが行う切り替え管理の量を最小限に抑え、それによって、切り替えを高速化し、スイッチ間のトラフィック待ち時間を低減する。
原子核およびハブASMの切り替え/トラフィック管理
ハブTDMAのASMは、すべてのトラフィックをPSLレベルから、概観する分子ドメイン内の他の原子ドメインに方向付ける。さらに、ハブASMは、他のASMの分子ドメイン宛てのトラフィックを切り替えるか、または原子核スイッチにトラフィックを送信する。したがって、ハブASMは、分子ドメイン間のすべての都市内トラフィックを管理する。
これらのTDMAのASMは、すべてのローカルトラフィックが原子核スイッチおよび国内ネットワークに進入することをブロックする。ASMは、セルフレームヘッダーを読み取って、トラフィックの宛先を判定し、別の都市または国際宛てのすべてのトラフィックを原子核スイッチに切り替える。この配置は、すべてのローカルトラフィックが国内または国際コアバックボーンに進入すること防ぐ。
原子核スイッチは、世界中の主要都市に戦略的に位置する。これらのスイッチは、国内ネットワーク内の都市間のトラフィックを管理することを担当する。スイッチはセルフレームヘッダーを読み取り、国内ネットワーク内および国際スイッチ間のピアにトラフィックをルーティングする。これらのスイッチは、内地のトラフィックが国際コアバックボーンに入らないようにし、国内のトラフィックが高価な国際設備を使用するのを排除し、ネットワークの待ち時間を低減し、バンド幅の利用効率を増加させる。
国際トラフィック管理
国際スイッチは、図18.0に示されるように、国宛ての国内ネットワークから渡されたトラフィックを統括する。これらのスイッチは、国内スイッチが渡すセルにのみに焦点を合わせ、国内トラフィックの配信には関与しない。国際スイッチは、セルフレームヘッダーを審査し、セルの宛先国を判定し、それらを正しい国際ノードおよび関連するSonet設備に切り替える。
いくつかの国際スイッチは、4つのグローバル地域の各々をインターフェースするグローバルゲートウェイスイッチとして機能し、米国のサンフランシスコおよびロサンゼルスのグローバルゲートウェイスイッチは、オーストラリアのシドニーおよび日本の東京でASPAC地域に接続する北米(NA)地域ハブとして機能する。米国東海岸のニューヨークとワシントンDCにある4つのゲートウェイスイッチは、英国のロンドンとフランスのパリの欧州、中東、およびアフリカ(EMEA)の欧州ゲートウェイに接続する。アトランタとマイアミの2つのゲートウェイノードは、ブラジルのリオデジャネロとベネズエラのカラカスといった都市のカリブ海、中南米(CCSA)地域のゲートウェイノードに接続する。
パリのゲートウェイノードは、アフリカのナイジェリアのラゴスとジブチのジブチ市のゲートウェイノードに接続する。ロンドン市は、イスラエルのテルアビブでアジアの西部に接続する。この設計は、さまざまな地域へのトラフィックを隔離する階層構成を提供する。例えば、ジブチ市とラゴスのゲートウェイノードは、アフリカに出入りするすべてのトラフィックのセルフレームを読み取り、大陸で終端するトラフィックのみを通過させる。また、これらのスイッチは、別の地域宛てのトラフィックのみが大陸を離れることを可能にする。これらのスイッチは、すべての大陸内トラフィックが他の地域のゲートウェイスイッチに渡されるのをブロックする。これらのスイッチのこの能力は、大陸のトラフィックと他の地域の通過トラフィックを管理する。
グローバルネットワークの自己回復設計
図46.0に描写されるグローバルコアネットワークは、グローバルゲートウェイスイッチを接続する自己回復リングで設計されている。第1のリングは、ニューヨークと、ワシントンDCと、ロンドンと、パリとの間に形成されている。第2のリングは、アトランタと、マイアミと、カラカスと、リオデジャネロとの間である。第3のリングは、ロンドンと、パリと、ヨハネスブルグと、ケープタウンとの間である。第4のリングは、ロンドンと、北京と、パリと、香港との間である。第5のリングは、北京と、サンフランシスコと、ロサンゼルスと、シドニーとの間である。これらのリングは、光ファイバSonet設備のうちの1つに障害が発生すると、図48.0に示されるように、そのリング内のゲートウェイスイッチがすぐに障害の周りのトラフィックを再ルーティングする措置に向かうような様式で設計されている。
ゲートウェイスイッチは、Sonet設備がアトランタとリオデジャネロとの間のリング番号2で障害が発生した場合に、スイッチがすぐに問題を認識し、このパスを使用していたトラフィックを、アトランタ、カラカス、サンパウロのスイッチおよび設備を経由して、リオデジャネロの元の宛先に再ルーティングし始めるように構成されている。同じシナリオが、イスラエルと北京との間で障害が発生した後のリング番号4に示されている。2つの設備の間のスイッチは、障害が発生した設備の周りのトラフィックを、テルアビブからロンドンに、次いで、パリを通って、ジブチ市、インド、香港、そして北京に再ルーティングする。このすべては、マイクロ秒でスイッチ間で実施される。これらの障害が発生したリングを回復する速度により、データの損失が最小限に抑えられ、ほとんどの場合、エンドユーザおよびそれらのシステムは気づきさえしない。ゲートウェイノード間のすべてのリングは、自己回復型であり、したがって、復旧および性能の点でネットワークを非常に堅牢なものにする。
グローバルネットワーク制御センタ
バイラル分子ネットワークは、図48.0に示されるように、3つのグローバルネットワーク制御センタ(GNCC)によって制御される。GNCCは、国際、原子核、ASM、およびプロトンのすべてのスイッチを監視することによって、エンドツーエンドに基づいてネットワークを管理する。また、GNCCは、バイラル周回車両を監視する。監視処理は、世界中のすべてのネットワークデバイスおよびシステムのシステムステータスを受信することからなる。監視および性能レポートはすべて、リアルタイムで実施される。いつでも、GNCCは、ネットワークスイッチおよびシステムのうちのいずれか1つのステータスを瞬時に判定することができる。
3つのGNCCは、シドニー、ロンドン、およびニューヨークに戦略的に位置する。これらのGNCCは、1日24時間、週7日(24/7)動作し、GNCCの制御は、太陽に追従し、GNCCの制御は、シドニーである東の第1のGNCCから始まり、地球が回転するにつれて、太陽が地球をシドニー、ロンドン、そしてニューヨークを覆う。これは、英国と米国が夜の間(最小限のスタッフ)、シドニーのGNCCが日勤スタッフの完全な補充を担う。オーストラリアの営業日が終わり、スタッフが最小限になった後、太陽に追従して、ロンドンが起き、全スタッフで稼働し、ネットワークの一次制御を引き継ぐ。この処理は後に、ロンドンのスタッフが営業日を終えたとき、ニューヨークが制御を引き継ぐ。このネットワーク管理処理は、太陽追従型と呼ばれ、大規模なグローバルネットワークの管理に非常に効果的である。
GNCCは、グローバルゲートウェイハブと同じ場所に位置し、バイラル周回車両、プロトン、ASM、原子核、および国際切り替えNMS(ネットワーク管理システム)などのさまざまなネットワーク管理ツールが装備される。GNCCは各々、MOMと呼ばれるマネージャオブマネージャネットワーク管理ツールを有する。MOMは、ネットワーク内のさまざまなネットワークシステムから受信したすべての警告および性能の情報を合併および統合し、それらを論理的かつ秩序立った様式で提示する。MOMは、すべての警告および性能の課題を根本原因分析として提示し、その結果、技術運用スタッフは、問題を迅速に隔離し、任意の障害が発生したサービスを復活させることができる。また、MOMの包括的なリアルタイムレポートシステムにより、バイラル分子ネットワークの運用スタッフは、ネットワークの管理に積極的になる。
本発明の一実施形態に示される、採用のモバイルバックボーンおよびアクセスレベルを有する、この高速で大容量のテラビット/秒(TBps)のミリメートル波無線ネットワークの階層レイアウトを表示するバイラル分子ネットワークアーキテクチャのブロック図である。 Attobahnアーキテクチャと比較した標準のインターネット伝送制御(TCP)/インターネットプロトコル(IP)スイートを示すブロック図である。 原子核スイッチの超高速切り替え層を示す、Attonbahnネットワークの階層層の例示であり、これは、プロトンスイッチ中間切り替え層によってサポートされており、V-ROVER、Nano-ROVER、およびAtto-ROVERは、エンドユーザのタッチポイントに接続された切り替え層にアクセスする。このスイッチのネットワーク階層は、本発明の一実施形態である。 本発明の一実施形態である、Attobahnネットワークが接続および管理するさまざまなシステムおよび通信サービスへの相互接続性を示している。 本発明の一実施形態である、エンドユーザのアプリケーション、ネットワーク暗号化サービス、および論理ネットワークポートへのインターフェースとなるAttobahnアプリケーションプログラム可能インターフェース(AAPI)の例示である。 本発明の一実施形態である、Attobahn API(AAPI)および10ギガビット/秒以上の高速を確認するAttobahnネイティブアプリケーションおよび関連する層の例示である。 本発明の一実施形態であるAttoViewサービスダッシュボードの例示である。 本発明の一実施形態である、習慣的アプリ、ソーシャルメディア、インフォテイメント、およびアプリケーションのダッシュボードの4つのエリアの詳細なレイアウトを示すAttoViewサービスダッシュボードの例示である。 安全なアプリ、およびブロードバンド閲覧者が、Attobahn APPIに埋め込まれた広告オーバーレイサービス技術で同時に広告を閲覧することによりデジタルコンテンツの代金を支払う代替方法を可能にする方法を有するAttobahn AttoView広告レベル監視システム(AAA)の例示である。 本発明の一実施形態である、ネットワークインフラストラクチャにわたって7,200兆個のアドレスを提供する、Attobahnセルフレームアドレススキーマの例示である。 本発明の一実施形態であるAttobahnデバイスアドレスの例示である。 本発明の一実施形態であるAttobahnユーザ固有アドレスおよびアプリ拡張の例示である。 本発明の一実施形態である10バイトのヘッダー、および60バイトのペイロードからなるAttobahnセルフレーム高速パケットプロトコル(ACFP)の例示である。 本発明の一実施形態であるAttobahnセルフレーム切り替え階層の例示である。 本発明の一実施形態である、管理者論理ポート記述の内訳を含むAttobahnセルフレーム高速パケットプロトコル(ACFP)の例示である。 本発明の一実施形態であるAttobahnホストツーホスト通信の処理の例示である。 本発明の一実施形態である、バイラル周回車両V-ROVERアクセス通信デバイスのハウジングの正面図および非コネクタポート側面図の例示である。本発明の一実施形態である、バイラル周回車両V-ROVERアクセスノード通信デバイスのハウジングの背面図、コネクタポート側面図、およびDC電源コネクタ底面図の例示である。 本発明の一実施形態である、バイラル周回車両V-ROVERアクセスノード通信デバイスのハウジングの背面図、コネクタポート側面図、およびDC電源コネクタ底面図の例示であり、デバイスが典型的な一連のエンドユーザに接続されている。 本発明の一実施形態である、エンドユーザ情報およびデジタルストリームに関する、バイラル周回車両V-ROVERアクセスノード通信デバイスの内部動作を例示する一連のブロック図である。 本発明の一実施形態である、デジタルセルフレームストリームのアト秒マルチプレクサ(ASM)時分割フレーム形式を例示する。 本発明の一実施形態である、V-ROVERのセルフレーム切り替えファブリック、ASM、QAMモデム、RF増幅器および受信器、管理システム、ならびにCPUの技術的概略レイアウトを例示する。 本発明の一実施形態である、バイラル周回車両Nano-ROVERアクセス通信デバイスのハウジングの正面図および非コネクタポート側面図の例示である。本発明の一実施形態である、バイラル周回車両Nano-ROVERアクセスノード通信デバイスのハウジングの背面図、コネクタポート側面図、およびDC電源コネクタ底面図の例示である。 本発明の一実施形態である、バイラル周回車両Nano-ROVERアクセスノード通信デバイスのハウジングの背面図、コネクタポート側面図、およびDC電源コネクタ底面図を示しており、デバイスが典型的な一連のエンドユーザに接続されている。 本発明の一実施形態である、エンドユーザ情報およびデジタルストリームに関する、バイラル周回車両Nano-ROVERアクセスノード通信デバイスの内部動作を例示する一連のブロック図である。 本発明の一実施形態である、Nano-ROVERのセルフレーム切り替えファブリック、ASM、QAMモデム、RF増幅器および受信器、管理システム、ならびにCPUの技術的概略レイアウトを例示する。 本発明の一実施形態である、バイラル周回車両Atto-ROVERアクセス通信デバイスのハウジングの正面図および非コネクタポート側面図の例示である。本発明の一実施形態である、バイラル周回車両Atto-ROVERアクセスノード通信デバイスのハウジングの背面図、コネクタポート側面図、およびDC電源コネクタ底面図の例示である。 本発明の一実施形態である、バイラル周回車両Atto-ROVERアクセスノード通信デバイスのハウジングの背面図、コネクタポート側面図、およびDC電源コネクタ底面図を示しており、デバイスが典型的な一連のエンドユーザに接続されている。 本発明の一実施形態である、エンドユーザ情報およびデジタルストリームに関する、バイラル周回車両Atto-ROVERアクセスノード通信デバイスの内部動作を例示する一連のブロック図である。 本発明の一実施形態である、Atto-ROVERのセルフレーム切り替えファブリック、ASM、QAMモデム、RF増幅器および受信器、管理システム、ならびにCPUの技術的概略レイアウトを例示する。 本発明の一実施形態である、プロトン切り替え層のモバイル拡張のうちの1つを提供する空中ドローン航空機内に設置されたプロトンスイッチ通信デバイスを例示する。 本発明の一実施形態である、プロトンスイッチ通信デバイスのハウジングの正面図、ローカルのV-ROVER用のコネクタポート側面図、ローカルシステムの構成および運用ステータス用のディスプレイ、ならびに30~3300GHzの360度RFアンテナを例示するブロック図である。 典型的なエンドユーザのPC、ラップトップ、ゲーム機、キネティックシステム、サーバなどへの物理的接続を表示するプロトンスイッチ通信デバイスのハウジングを示す。 本発明の一実施形態である、エンドユーザ情報およびデジタルストリームに関する、プロトンスイッチ通信デバイスの内部動作を例示する一連のブロック図である。 本発明の一実施形態である、プロトンスイッチのセルフレーム切り替えファブリック、ASM、QAMモデム、RF増幅器および受信器、管理システム、ならびにCPUの技術的概略レイアウトを例示する。 プロトンスイッチに統合されたV-ROVERを例示する。図34は、本発明の一実施形態である、V-ROVERのセルフレーム切り替えファブリック、ASM、QAMモデム、RF増幅器および受信器、管理システム、ならびにCPUを示す。 本発明の一実施形態である、16GBpsデジタルストリームのためのプロトンスイッチ時分割多元接続(TDMA)およびアト秒多重化フレーム形式を例示する。 本発明の一実施形態である、アクセスレベルネットワークのV-ROVER、Nano-ROVER、およびAtto-ROVERからプロトン切り替え層のプロトンスイッチ、および原子核切り替え層の原子核スイッチへのAttobahn TDMA接続パスの例示である。 本発明の一実施形態である、ローカルシステムの構成と管理に使用されるデジタルディスプレイ、並列回路カード(セル切り替えファブリック、ASM、クロックシステム制御、管理、および運用ステータスを含むブレード)光ファイバ端末、ならびにRF伝送器およびLNA受信器の回路、ならびに電源回路構成を備えた原子核スイッチ通信デバイスのハウジングの正面図を例示するブロック図である。本発明の一実施形態である、原子核スイッチ通信デバイスの同軸、USB、RJ45およびファイバ光学コネクタを備えたハウジングの背面図、ローカルのV-ROVER用のコネクタポート側面図、ローカルシステムの構成および運用ステータス用のディスプレイ、AC電源コネクタ、ならびに30~3300GHzの360度RFアンテナを示す。 本発明の一実施形態である、典型的な企業エンドユーザのサーバファーム、クラウド運用、ISP、通信事業者、ケーブルプロバイダ、オーバーザトップ(OTT)ビデオオペレータ、ソーシャルメディアサービス、検索エンジン、TVニュース放送局、無線放送局、企業データセンタ、およびプライベートネットワークへの物理的接続を表示する原子核スイッチ通信デバイスのハウジングを示す。 本発明の一実施形態である、原子核スイッチのセルフレーム切り替えファブリック、ASM、QAMモデム、RF増幅器および受信器、管理システム、ならびにCPUの技術的概略レイアウトを例示する。 本発明の一実施形態である、バイラル分子ネットワークのプロトンスイッチおよびバイラル周回車両アクセスノードの原子分子ドメインの相互接続性と、原子核スイッチ/ASMハブネットワークの接続性を示す。 本発明の一実施形態である、バイラル分子ネットワークのアクセスネットワーク層(ANL)、プロトン切り替え層(PSL)、およびコアエネルギー原子核切り替え層(NSL)のネットワーク階層を示す。 本発明の一実施形態として、アクセスネットワーク層でV-ROVERに接続され、かつローカル原子分子のドメイン内およびドメイン間の管理ならびに都市間トラフィックの管理を切り替える原子核切り替え層に接続されたバイラル分子ネットワークのプロトン切り替え層を示す。 本発明の一部である、プロトン切り替え層に対するバイラル分子ネットワークプロトンスイッチ車両の実装例を例示する。 本発明の一実施形態である、エンドユーザに国内の通信を提供するための原子核スイッチの使用を包含するバイラル分子ネットワークの北米コアバックボーンネットワークを示す。 本発明の重要な実施形態である、ネットワークのコア北バックボーン部分のバイラル分子ネットワークの自己回復および災害復旧設計を例示する。 本発明の一実施形態である、原子核スイッチを利用するグローバル国際ゲートウェイハブ間のデジタルストリームのバイラル分子ネットワークグローバルトラフィック管理を例示する。 本発明の実施形態である、バイラル分子ネットワークの、国際的な接続性をバイラル分子ネットワークの顧客に提供するために主要国の原子核切り替えハブを接続するネットワークのグローバルコアバックボーンの国際部分の描写である。 本発明の一実施形態である、バイラル分子ネットワークの、ネットワークのグローバルコアバックボーンの国際部分の自己回復および動的な災害復旧を示す。 本発明の一実施形態である、V-ROVER、Nano-ROVER、Atto-ROVER、プロトンスイッチ、原子核スイッチ、ブームボックスジャイロTWA、ミニブームボックスジャイロTWA、窓取り付け型ミリメートル波アンテナ中継器、ドアおよび壁型ミリメートル波アンテナ中継器、および光ファイバ端末機器を管理する、米国のニューヨーク、英国のロンドン、およびオーストラリアのシドニーにある、Attobahnの3つのグローバルネットワーク制御センタ(GNCC)の例示である。 本発明の一実施形態である、3つのグローバルネットワーク制御センタ(GNCC)に位置する、Attobahnネットワーク管理システム、その中央のマネージャオブマネージャ(MOM)、ならびに関連する警告根本原因およびネットワーク復旧システムの例示である。 本発明の一実施形態である、Atto-サービス管理システム、その一連の管理ツール、およびMOMに供給する関連するセキュリティ管理システムの例示である。 本発明の一実施形態である、V-ROVER/Nano-ROVER/Atto-ROVER管理システム、その一連の管理ツール、およびMOMに供給する関連するセキュリティ管理システムの例示である。 本発明の一実施形態である、プロトンスイッチ管理システム、その一連の管理ツール、およびMOMに供給する関連するセキュリティ管理システムの例示である。 本発明の一実施形態である、原子核スイッチ管理システム、その一連の管理ツール、およびMOMに供給する関連するセキュリティ管理システムの例示である。 本発明の一実施形態である、ミリメートル波RF管理システム、その一連の管理ツール、およびMOMに供給する関連するセキュリティ管理システムの例示である。 本発明の一実施形態である、伝送システム(光ファイバ端末、光ファイバマルチプレクサ、光ファイバスイッチ、衛星システム)管理システム、その一連の管理ツール、およびMOMに供給する関連するセキュリティ管理システムの例示である。 本発明の一実施形態である、クロックおよび同期システム管理システム、その一連の管理ツール、およびMOMに供給する関連するセキュリティ管理システムの例示である。 本発明の一実施形態である、超強力なブームボックスジャイロTWAからエンドユーザデバイスの低電力中継器アンテナまでの機能層を表示する、Attobahnミリメートル波無線周波数(RF)ネットワーク伝送アーキテクチャの例示である。 本発明の一実施形態である、都市または郊外エリアを含む、さまざまな1/4平方マイルの構成のブームボックスジャイロTWAおよびミニブームボックスジャイロTWAのAttobahnミリメートル波RFメトロセンタのグリッドレイアウトの例示である。 本発明の一実施形態である、それぞれさまざまな5平方マイルのグリッドおよび1/4平方マイルのグリッドにおけるブームボックスジャイロTWAおよびミニブームボックスジャイロTWAのAttobahnミリメートル波RFネットワーク構成、V-ROVER、Nano-ROVER、Atto-ROVER、プロトンスイッチ、および原子核スイッチの例示である。 本発明の一実施形態である、V-ROVER、Nano-ROVER、およびAtto-ROVERからミニブームボックスジャイロTWAへのミリメートル波RF接続、プロトンスイッチおよび原子核スイッチのミニブームボックスジャイロTWAへのRF伝送、ミニボックスジャイロTWAのブームボックスジャイロTWAへのRF伝送、ならびにブームボックスジャイロTWAのV-ROVER、Nano-ROVER、Atto-ROVER、プロトンスイッチ、原子核スイッチへのRF伝送の例示である。 本発明の一実施形態である、ブームボックスジャイロTWAからV-ROVER、Nano-ROVER、およびAtto-ROVERへのミリメートル波RF放送伝送サービスの例示である。 本発明の一実施形態である、Attobahn V-ROVERのQAMモデムのミリメートル波RF設計、伝送器増幅器、LNA受信器、これらの回路構成へのクロックおよび同期の統合、ならびに360度ホーンアンテナの例示である。 本発明の一実施形態である、Attobahn Nano-ROVERのQAMモデムのミリメートル波RF設計、伝送器増幅器、LNA受信器、これらの回路構成へのクロックおよび同期の統合、ならびに360度ホーンアンテナの例示である。 本発明の一実施形態である、Attobahn Atto-ROVERのQAMモデムのミリメートル波RF設計、伝送器増幅器、LNA受信器、これらの回路構成へのクロックおよび同期の統合、ならびに360度ホーンアンテナの例示である。 本発明の一実施形態である、AttobahnプロトンスイッチのQAMモデムのミリメートル波RF設計、伝送器増幅器、LNA受信器、これらの回路構成へのクロックおよび同期の統合、デュアル360度ホーンアンテナ、ならびにV-ROVER、Nano-ROVER、Atto-ROVER、ミニブームボックスジャイロTWA、およびブームボックスジャイロTWAへのRF伝送の例示である。 本発明の一実施形態である、Attobahn原子核スイッチのQAMモデムのミリメートル波RF設計、伝送器増幅器、LNA受信器、これらの回路構成へのクロックおよび同期の統合、デュアル360度ホーンアンテナ、ならびにプロトンスイッチ、ミニブームボックスジャイロTWA、およびブームボックスジャイロTWAへのRF伝送の例示である。 本発明の一実施形態である、低電力タッチポイントデバイスから超高電力ブームボックスジャイロTWAアンテナに及ぶ、Attobahnネットワークインフラストラクチャミリメートル波アンテナアーキテクチャの例示である。 本発明の一実施形態である、Attobahnアンテナ層I(2つのタイプ)の360度ホーンアンテナを備えた超高電力ブームボックスジャイロTWA、都市型および郊外型グリッド構成の360度ホーンアンテナを備えた層IIの中電力ミニブームボックスジャイロTWA、360度ホーンアンテナを備えた層IIIのV-ROVER、Nano-ROVER、およびAtto-ROVERデバイス、ならびに360度ホーンアンテナを備えた層IVのタッチポイントデバイスの例示である。 本発明の一実施形態である、進行波管増幅器(TWA)を備えたAttobahnマルチポイント超高電力ブームボックスジャイロTWAシステム、関連するLNAのRF受信器回路構成、アンテナの可撓性ミリメートル導波管、カーボングラファイト製ケーシング、ならびに360度ホーンアンテナの例示である。 本発明の一実施形態である、進行波管増幅器(TWA)を備えたAttobahnバックボーンポイントツーポイント超高電力ブームボックスジャイロTWAシステム、関連するLNAのRF受信器回路構成、アンテナの可撓性ミリメートル導波管、カーボングラファイト製ケーシング、ならびに20~60度ホーンアンテナの例示である。 本発明の一実施形態である、Attobahnマルチポイント超高電力ブームボックスジャイロTWAシステムの、屋根、塔、または柱への3つの典型的な物理的取り付け方法を例示する。 本発明の一実施形態である、Attobahnバックボーンポイントツーポイント超高電力ブームボックスジャイロTWAシステムの、屋根、塔、または柱への3つの典型的な物理的取り付け方法を例示する。 本発明の一実施形態である、進行波管増幅器(TWA)を備えたAttobahnマルチポイント中電力ブームボックスジャイロTWAシステム、関連するLNAのRF受信器回路構成、アンテナの可撓性ミリメートル導波管、カーボングラファイト製ケーシング、ならびに360度ホーンアンテナの例示である。 本発明の一実施形態である、Attobahnマルチポイント中電力ブームボックスジャイロTWAシステムの、屋根、塔、または柱への3つの典型的な物理的取り付け方法を例示する。 本発明の一実施形態である、Attobahn家屋外部取り付け型ミリメートル波360度誘導アンテナ中継器増幅器システムの例示である。 本発明の一実施形態である、Attobahn家屋外部取り付け型ミリメートル波360度誘導アンテナ中継器増幅器システム回路構成設計の例示である。 本発明の一実施形態である、Attobahn家屋外部取り付け型ミリメートル波360度シールド線アンテナ中継器増幅器システムの例示である。 本発明の一実施形態である、Attobahn家屋外部取り付け型ミリメートル波360度シールド線アンテナ中継器増幅器システム回路構成設計の例示である。 本発明の一実施形態である、Attobahn家屋外部取り付け型ミリメートル波180度誘導アンテナ中継器増幅器システムの例示である。 本発明の一実施形態である、Attobahn家屋外部取り付け型ミリメートル波180度誘導アンテナ中継器増幅器システム回路構成設計の例示である。 本発明の一実施形態である、Attobahn家屋外部取り付け型ミリメートル波180度シールド線アンテナ中継器増幅器システムの例示である。 本発明の一実施形態である、Attobahn家屋外部取り付け型ミリメートル波180度シールド線アンテナ中継器増幅器システム回路構成設計の例示である。 本発明の一実施形態である、Attobahn家屋外部取り付け型ミリメートル波360度誘導アンテナ中継器増幅器システム、およびそのRFの屋内V-ROVER、Nano-ROVER、Atto-ROVERハウスへの伝送接続の例示である。 本発明の一実施形態である、Attobahn家屋外部取り付け型ミリメートル波360度シールド線アンテナ中継器増幅器システム、およびそのRFの屋内V-ROVER、Nano-ROVER、Atto-ROVERハウスへの伝送接続の例示である。 本発明の一実施形態である、Attobahnオフィス建物内部天井取り付け型ミリメートル波360度誘導アンテナ中継器増幅器システム、およびそのRFの屋内V-ROVER、Nano-ROVER、Atto-ROVERハウスへの伝送接続の例示である。 本発明の一実施形態である、Attobahn家屋外部取り付け型ミリメートル波180度誘導アンテナ中継器増幅器システム、およびそのRFの屋内V-ROVER、Nano-ROVER、Atto-ROVERハウスへの伝送接続の例示である。 本発明の一実施形態である、Attobahn家屋外部取り付け型ミリメートル波180度シールド線アンテナ中継器増幅器システム、およびそのRFの屋内V-ROVER、Nano-ROVER、Atto-ROVERハウスへの伝送接続の例示である。 本発明の一実施形態である、Attobahnオフィス建物内部天井取り付け型ミリメートル波180度誘導アンテナ中継器増幅器システム、およびそのRFの屋内V-ROVER、Nano-ROVER、Atto-ROVERハウスへの伝送接続の例示である。 本発明の一実施形態である、Attobahn家屋外部取り付け型ミリメートル波360度アンテナ増幅器中継器アーキテクチャ、ならびにそのRFのミニブームボックスジャイロTWAおよびブームボックスジャイロTWA、屋内V-ROVER、Nano-ROVER、Atto-ROVER、ドア/壁型mmWアンテナ中継器、ならびに家屋全体のタッチポイントデバイスへの伝送接続の例示である。 本発明の一実施形態である、Attobahn戸口用20~60度シールド線供給ホーンミリメートル波中継器増幅器の例示である。 本発明の一実施形態である、Attobahn戸口用20~60度シールド線供給ホーンミリメートル波中継器増幅器の回路構成設計の例示である。 本発明の一実施形態である、Attobahn戸口用20~60度シールド線供給ホーンミリメートル波中継器増幅器の据え付け構成の例示である。 本発明の一実施形態である、Attobahn戸口用180度シールド線供給ホーンミリメートル波中継器増幅器の例示である。 本発明の一実施形態である、Attobahn戸口用180度シールド線供給ホーンミリメートル波中継器増幅器の回路構成設計の例示である。 本発明の一実施形態である、Attobahn戸口用180度シールド線供給ホーンミリメートル波中継器増幅器の据え付け構成の例示である。 本発明の一実施形態である、部屋の外側および内側の壁に取り付けられた、180度壁取り付け型アンテナ増幅器中継器の例示である。 本発明の一実施形態である、Attobahn壁取り付け型180度シールド線供給ホーンミリメートル波中継器増幅器の回路構成設計の例示である。 本発明の一実施形態である、Attobahn壁取り付け型180度シールド線供給ホーンミリメートル波中継器増幅器の据え付け構成の例示である。 本発明の一実施形態である、Attobahn郊外高層建築用アンテナアーキテクチャの設計を例示する。 本発明の一実施形態である、オフィス建物で使用するように設計された、天井取り付け型360度mmW RFアンテナ中継器増幅器誘導ユニットを例示する。 本発明の一実施形態である、オフィス建物で使用するように設計された、天井取り付け型180度mmW RFアンテナ中継器増幅器誘導ユニットを例示する。 Attobahn高層建築オフィス空間用ミリメートル波天井および壁取り付け型アンテナの設計を例示する。 典型的なAttobahnの家屋/建物の窓、ドア、壁、および天井取り付け型ミリメートル波アンテナの設計を例示する。 本発明の一実施形態である、全地球測位システム(GPS)参照ソースからタッチポイントデバイスのクロック同期への、Attobahnクロックおよびタイミング標準同期アーキテクチャの例示である。 GPSを参照して、クロック信号をグローバルなAttobahnネットワークのデジタルおよびRFシステムのクロックインフラストラクチャに配信する、北米(NA)、欧州、中東、およびアフリカ(EMEA)、ならびにアジア太平洋(ASPAC)地域にあるAttobahnの3つのグローバルなクロック、同期、および配信センタのセシウム原子クロックの例示である。図106は、本発明の一実施形態である。 4つの一次回路構成、セルフレーム切り替え回路構成、アト秒マルチプレクサ回路構成、ローカルの発振回路構成、ならびにミリメートル波伝送器増幅器、受信器低ノイズ増幅器、QAMモデム、および360度ホーンアンテナを備えたRFセクションを含む、Attobahnの直観的に賢い集積回路(IWIC)チップの内部構成の例示である。図107は、本発明の一実施形態である。 本発明の一実施形態である、IWICチップの物理的仕様と呼ばれる、Attobahnの直観的に賢い集積回路の例示である。
本開示は、採用のモバイルバックボーンおよびアクセスレベルを有する、高速で大容量のテラビット/秒(TBps)のミリメートル波30~3300GHzの無線ネットワークである、Attobahnバイラル分子ネットワークを対象とする。このネットワークは、音声、データ、ビデオ、スタジオ品質の4K/5K/8K超高精細テレビジョン(TV)、およびマルチメディア情報を輸送するために、分子システム接続アーキテクチャで3つの通信デバイスを利用する、3つのタイプの通信デバイスを使用する3階層型のインフラストラクチャ、米国全国規模のネットワーク、ならびに国際ネットワークからなる。
このネットワークは、最小で400個のバイラル周回車両(V-ROVER、Nano-ROVER、およびAtto-ROVER)の(車両の内側、人、家庭、会社のオフィスなどの)アクセスノードをそれらの各々に引き付け、次いで、それらの大容量のトラフィックを3つの通信デバイスの1/3に集中させるプロトン体として作用するノードシステムとしてプロトンスイッチを使用し、都市の通信ハブとして作用する原子核スイッチを使用する分子アーキテクチャを中心に設計されている。原子核スイッチ通信デバイスは、都市内および都市間のコアの通信バックボーン形式で互いに接続される。3つの通信デバイス(バイラル周回車両アクセスデバイス[V-ROVER、Nano-ROVER、およびAtto-ROVER]、プロトンスイッチ、および原子核スイッチ)の間で情報を輸送するための基本的なネットワークプロトコルは、これらのデバイスがアト秒の時間フレームにおいて超高速で音声、データ、およびビデオパケット化されたトラフィックを切り替えるセルフレーミングプロトコルである。高速セルに基づいた、アト秒の切り替えおよび周回時間スロットをそれぞれ多重化する鍵は、これら3つのデバイスの一次電子回路構成であるIWIC(直観的で賢い集積回路)と呼ばれる特別に設計された集積回路チップである。
バイラル分子ネットワークアーキテクチャ
本発明の一実施形態として、図1.0は、アプリケーションからミリメートル波無線周波数伝送層までのバイラル分子ネットワークアーキテクチャ100を示す。アーキテクチャは、エンドユーザのアプリケーション1への3つのインターフェースで設計されている。TCP/IPおよびMACデータリンクプロトコルを使用するレガシーアプリケーション201Aは、次いで、セルフレーミングおよび切り替えシステム201によってバイラル分子ネットワークセルフレーム内にカプセル化される。このアーキテクチャはまた、任意の既知のプロトコルの有無にかかわらず、デジタルストリーミングビット(64Kbps~10GBps)201Bと呼ばれる第2のタイプのアプリケーションに順応し、それらをセルフレーミングおよび切り替えシステム201によってバイラル分子ネットワークセルフレーム形式に切断する。このタイプのアプリケーションは、デジタルTDMマルチプレクサなどの伝送器もしくは特殊なプロトコルを備えた一部のリモートロボット機械からの高速デジタル信号、または2つの固定されたポイント間の純粋な伝送としてバイラル分子ネットワークを使用するワイドエリアネットワークのための伝送信号であり得る。エンドユーザアプリケーションへの第3のインターフェースは、ネイティブアプリケーションと呼ばれるものであり、それによって、エンドユーザのアプリケーションは、セルフレーミングおよび切り替えシステム201によってバイラル分子ネットワークのセルフレーム形成に直接ソケット付けされるAttobahnアプリケーションプログラム可能インターフェース(AAPI)201Bを使用する。これらの3つのタイプのアプリケーションは、バイラル周回車両(V-ROVER、Nano-ROVER、およびAtto-ROVER)200のポートを通ってのみバイラル分子ネットワークに進入することができる。
Attobahnバイラル分子ネットワークアーキテクチャの次の層は、エンドユーザアプリケーション情報をセル形式のフレーム内にカプセル化し、各フレームにネットワーク全体で効果的にセルを切り替えるためのソースおよび宛先ヘッダーを割り当てるセルフレーミングおよび切り替え200であり、次いで、セルフレームが、アト秒マルチプレクサ(ASM)212によって周回時間スロット214内に入れられる。エンドユーザアプリケーション情報のセルフレーム内へのパッケージ化はすべて、バイラル周回車両(V-ROVER、Nano-ROVER、およびAtto-ROVER)で実施される。
バイラル分子ネットワークアーキテクチャの次のレベルは、原子分子ドメイン設計で400個のバイラル周回車両に接続するプロトンスイッチ300であり、それによって、各バイラル周回車両は、そのバイラル周回車両(V-ROVER、Nano-ROVER、およびAtto-ROVER)がオンになると、プロトンスイッチによって採用され、バイラル分子ネットワークのシアターに進入する。プロトンスイッチは、都市内、都市と都市との間、および国と国との間のネットワークのハブとして作用する原子核スイッチ400に接続される。バイラル周回車両(V-ROVER、Nano-ROVER、およびAtto-ROVER)、プロトンスイッチ、原子核スイッチは、無線ミリメートル波無線周波数(RF)伝送システム220A、328A、および432Aによって接続されている。
本発明の一実施形態として、図2.0は、バイラル分子ネットワーク通信スイート100と比較した、インターネットで現在使用されている標準のTCP/IPプロトコルスイート間の比較を示す。示されるように、このスイートは、次の点でインターネットTCP/IPスイートとは異なる(注:Attobahnバイラル分子ネットワークは、TCP、IP、またはMACプロトコルを使用しない)。
1.Attobahnバイラル分子ネットワークは、AAPI201Bを使用して、ネイティブアプリケーション情報をインターフェースする。
2.Attobahnバイラル分子ネットワークは、独自のセルフレーミング形式および切り替え201を使用する。
3.Attobahnバイラル分子ネットワークは、周回時間スロット(OTS)214および超高速アト秒多重化212技法を利用して、RF伝送システム220A、328A、および432A間の伝送用に、セルフレームを超高速集約デジタルストリームに多重化する。
4.Attobahnバイラル分子ネットワークが、顧客のデバイス(タッチポイント220A)とシステムとをインターフェースさせるためのアクセスノードとして、AAPI201B、セルフレーミングおよび切り替え機能201、周回時間スロット(OTS)214、ASM212、ならびにRF伝送システム220A、328A、および432Aを収容するバイラル周回車両200を使用するに対し、インターネットは、顧客データのMACフレーム層のカプセル化に基づくローカルエリアネットワークのスイッチを使用する。
5.Attobahnバイラル分子ネットワークは、セル切り替えを行い、インターネットは、IPルーティングを行う。
6.インターネットが接続ノードデバイスとしてIPルータを使用するのに対し、Attobahnバイラル分子ネットワークは、セルフレーミングおよび切り替えを使用するプロトンスイッチ300、ならびに運用ドメイン内のすべてのバイラル周回車両の原子分子ドメイン採用を使用する。
7.Attobahnバイラル分子ネットワークは、セルフレーミングおよび切り替えの方法論を使用する原子核スイッチ400を使用する。対照的に、インターネットは、コアバックボーンルータを使用する。
ATTOBAHNネットワーク階層
本発明の一実施形態として、図3.0は、本発明の一実施形態であり、原子核スイッチ400と呼ばれる、コアバックボーンネットワークの高速で大容量のテラビット/秒のセルフレームシステムを構成する、三次レベルからなるAttobahnネットワーク階層を示す。これらのスイッチは、IWICチップを使用して、切り替えられたセルフレームを各々40ギガビット/秒(GBps)で稼働中の16個のデジタルストリームにわたって周回時間スロット(OTS)内に入れ、640GBpsの集約データレートを提供するアト秒多重化(ASM)回路構成で設計されている。原子核スイッチは、大容量の光ファイバシステムまたはAttobahnバックボーンポイントツーポイントブームボックスジャイロTWAミリメートル波RF伝送リンクを介して、ISP、共通の通信事業者、ケーブル会社、コンテンツプロバイダ、WEBサーバ、クラウドサーバ、企業およびプライベートネットワークインフラストラクチャに接続される。原子核スイッチがこれらの外部プロバイダから受信するトラフィックは、AttobahnブームボックスおよびミニブームボックスジャイロTWAミリメートル波30~3300GHzのRF信号を介して、プロトンスイッチとの間で送受信される。
本発明の一実施形態としての二次レベルのネットワークは、バイラルに獲得されたバイラル周回車両の高速セルフレームを集め、それらを、原子核スイッチを介してバイラル周回車両またはインターネット上の宛先ポートに迅速に切り替えるプロトンスイッチ300からなる。この切り替え層は、バイラル周回車両と原子核スイッチとの間でセルフレームを切り替えることのみの専用である。PSLの切り替えファブリックは、バイラル分子ネットワークの主力製品である。
本発明の一実施形態としての一次レベルのネットワーク階層は、顧客のネットワークのタッチポイントであるバイラル周回車両(V-ROVER、Nano-ROVER、およびAtto-ROVER)200である。V-ROVER、Nano-ROVER、およびAtto-ROVERは、WiFiならびにWiGiおよびWiGiデジタルストリームから、顧客情報ストリームを音声、データ、ならびにビデオの形態で直接採取する。タッチポイントデバイスのアプリケーション100がAttobahn API(AAPI)にアクセスし、続いてバイラル周回車両のセルフレームの回路構成にアクセスするのは、このデジタルレベルである。
本発明の一実施形態である、ネットワーク階層のRF送信セクションは、ミニブームボックスジャイロTWAミリメートル波増幅器328AからRFミリメートル波信号を受信する強力な地上衛星として作用する超高電力ブームボックスジャイロTWAミリメートル波増幅器432A、バイラル周回車両(V-ROVER、Nano-ROVER、およびAtto-ROVER}ミリメートル波伝送器RF増幅器220A、ならびにIWICチップ900を装備したタッチポイントデバイス101からなる。
ATTOBAHNネットワークサービスの接続性
図4.0は、本発明の一実施形態であるAttobahnバイラル分子ネットワークの機能能力を示しており、これには、本発明の一実施形態である、V-ROVER200からの10GBps~80GBpsのエンドユーザアクセス、Nano-ROVER200Aからの10GBps~40GBpsのエンドユーザアクセス、およびAtto-ROVER200Bからの10GBps~20GBpsが含まれる。
V-ROVERは、ラップトップ101、タブレット101、デスクトップPC101、仮想現実101、ビデオゲーム101、モノのインターネット(IoT)101、4K/5K/8K TV101などへの接続を提供する家庭内に示されている。V-ROVERおよびNano ROVERは、銀行ATM101のアクセスデバイス、都市電力スポット101、中小規模の事業所101、および家にいながら新しい映画の公開100へのアクセスとして使用される。
本発明の一実施形態としての原子核スイッチ400は、遠隔医療設備100、企業データセンタ100、Google100、Facebook(登録商標)100、Netflix(登録商標)100などのコンテンツプロバイダ、金融株式市場100、消費者アプリケーションおよび事業アプリケーションの多様性100にアクセスポイントを提供する。
Atto-ROVERは、本発明の一実施形態であるアプリ収束コンピューティングシステムであり、音声発呼100、ビデオ発呼100、ビデオ会議100、映画のダウンロード100、マルチメディアアプリケーション100、仮想現実バイザーインターフェース101、プライベートクラウド100、プライベート情報メール100(ビデオメール、FTP大容量ファイルメール、映画添付ファイルメール、マルチメディアメール、ライブインタラクティブビデオメッセージなど)、個人ソーシャルメディア100、個人インフォテイメント100を提供する。
前述のアプリケーション100およびタッチポイントデバイス101は、V-ROVER、Nano-ROVER、およびAtto-ROVERのネットワークのAAPI201B、セルフレーム201、ASM212を介して統合され、ミリメートル波RF信号220を介してプロトンスイッチ300および原子核スイッチ400に伝送される。
原子核スイッチは、北米のコアバックボーン500と、本発明の一実施形態であるグローバルネットワーク(国際)600のゲートウェイノードを形成する。
APPI(ATTOBAHNアプリケーションプログラム可能インターフェース)
図5.0は、エンドユーザのアプリケーション100、論理ポート割り当て100C、暗号化201C、および本発明の一実施形態であるセルフレーム切り替え機能に対する、本発明の一実施形態であるAttobahn AAPI201Bインターフェースを示す。AAPIの動作は、Web、セマンティックWeb、IoTのためのさまざまなアプリケーションおよび非標準のプライベートアプリケーションがAttobahnネットワークにインターフェースすることを可能にする一連の独自のサブルーチンおよび定義である。AAPIは、開発者が独自のアプリケーション(APPS)をネットワークインフラストラクチャに結び付けるために使用するライブラリデータセットを有する。
AAPIソフトウェアは、顧客のタッチポイントデバイス、または本発明の一実施形態であるV-ROVER、Nano-ROVER、およびAtto-ROVERデバイスのアプリとして常駐する。タッチポイントAAPIアプリの場合、ソフトウェアは、顧客のラップトップ、タブレット、デスクトップPC、WEBサーバ、クラウドサーバ、ビデオサーバ、スマートフォン、電子ゲームシステム、仮想現実デバイス、4K/5K/8K TV、モノのインターネット(IoT)、ATM、自律車両、インフォテイメントシステム、自律自動ネットワーク、さまざまなアプリなどにロードされるが、前述のアプリケーションには限定されない。
AAPI201BがV-ROVER200、Nano-ROVER200、およびAtto-ROVER200にある場合、顧客のアプリケーション100データは、AAPI形式に変形され、暗号化され、セルフレーム切り替えシステムに送信されて、ネットワークにわたる輸送のために、Attobahnセルフレーム高速パケットプロトコル(ACFPP)に入れられる。
図6.0は、APPI201C、論理ポート、データ暗号化/復号化201B、Attobahnセルフレーム高速パケットプロトコル(ACFPP)201、本発明の一実施形態であるAttobahnバイラル分子ネットワークを横断し得るさまざまな(典型的な)アプリケーション100のより詳細な表示を提供する。
AAPIは、2つのグループのアプリとインターフェースする。
1.ネイティブAttobahnアプリ100A
2.レガシーTCP/IPアプリ201A
ネイティブATTOBAHNアプリ
ネイティブAttobahnアプリは、APPIを使用して、ネットワークへのアクセスを得るアプリである。これらのアプリは次のとおりであるが、このリストに限定されない。
Figure 2023100727000006
Attobahnネイティブアプリ100Aは、APPIルーチンおよび独自のセルフレームプロトコルをインターフェースするように書き込まれているアプリケーション100である。これらのネイティブアプリは、AAPIおよびセルフレームをそれらの通信スタックとして使用して、ネットワークへのアクセスを得る。AAPIは、ホストツーホスト通信、ホストの命名、認証、ならびにプライベートキーを使用したデータの暗号化および復号化を取り扱う独自のアプリケーションプロトコルを提供する。AAPIアプリケーションプロトコルは、中間セッションおよび輸送プロトコルなしでセルフレームに直接ソケット付けされる。
APPIは、クライアント/サーバアプリケーション間のセッションのネットワーク要求-応答トランザクションを管理し、セッションが確立される、関連するV-ROVER、Nano-ROVER、およびAtto-ROVERのセルフレームアドレスの論理ポートを割り当てる。Attobahn APPIは、すべての一般的なオペレーティングシステム100Bに順応し得るが、このリストには限定されない。
Windows(登録商標) OS
Mac OS
Linux(登録商標)(さまざま)
Unix(登録商標)(さまざま)
Android(登録商標)
Apple IOS(登録商標)
IBM OS
レガシーアプリケーション
レガシーアプリケーション201Aは、TCP/IPプロトコルを使用するアプリケーションである。このアプリケーションがAttobahnネットワークとインターフェースする場合、AAPIは関与しない。このプロトコルは、暗号化システムを介してセルフレームスイッチに直接送信される。
レガシーアプリケーションに割り当てられる論理ポートは次のとおりである。
論理ポート アプリケーションタイプ
400~512 レガシーアプリケーション
レガシーアプリケーションは、暗号化回路構成に接続され、次いで、セルフレーム切り替えファブリックに接続されたAttobahn WiFi接続を介してネットワークにアクセスする。セルフレーミングスイッチは、TCP/IPパケットを読み取らず、代わりに、TCP/IPパケットデータストリームを別個の70バイトのデータセルフレームに切断し、それらをネットワークにわたって最も近いIPノードの場所に輸送する。V-ROVER、Nano-ROVER、およびAtto-ROVERは、WiFiおよびWiGiデータストリームからすべてのTCP/IPトラフィックを取得し、これらのIPパケットを、元の状態のデータパケットに影響を与えることなく、セルフレーム内に自動的に入れるように設計されている。セルフレームは、非常に高いデータレートでAttobahnネットワークにわたって切り替えられ、かつ輸送される。
各IPパケットストリームには、ISP、ケーブル会社、コンテンツプロバイダ、市内交換通信事業者(LEC)、または長距離通信事業者(IXC)と共に位置する最も近い原子核スイッチの物理ポートが自動的に割り当てられる。原子核スイッチは、IPトラフィックをAttobahnゲートウェイルータ(AGR)に渡す。AGRは、IPアドレスを読み取り、そのアドレスのコピーをAGR IPツーセルフレームアドレスシステムに記憶し、次いで、指定されたISP、ケーブル会社、コンテンツプロバイダ、LEC、またはIXCのネットワークインターフェース(集合的に「プロバイダ」)にIPパケットを渡す。AGR IPツーセルフレームアドレスシステム(IPCFA)は、プロバイダに渡されたすべての(ROVERに接続された発信元TCP/IPデバイスからの)IP発信元アドレス、およびそれらの相関するROVERポートアドレス(WiFiおよびWiGi)の追跡を続ける。
プロバイダが、ROVERに接続されたエンドユーザのTCP/IPデバイスと通信している返却されたIPパケットをAGRに戻して渡すと、AGRは、発信元IPアドレスをルックアップし、それらをROVERのポートに相関させ、そのIPデータストリームを正しいROVERセルフレームポートアドレスに割り当てる。この配置により、TCP/IPアプリケーションは非常に高いデータレートでネットワークを横断することができ、これは、WiFi平均チャネル6.0MBpsのデータストリームを、1,000倍超の速さである最大10GBpsまで上げる。Attobahn上のTCP/IPなどのより古いデータアプリケーションに順応する設計により、クライアントAPPとWebサーバとの間の待ち時間が大幅に低減される。待ち時間の低減という利点に加えて、Attobahnネットワークは、別々のアプリケーション暗号化回路構成とRFリンク暗号化回路構成を介してデータを保護する。
ATTOVIEWサービスダッシュボード
図7.0は、Attobahn AttoView100Aがマルチメディア、マルチ機能ユーザインターフェースAPP(AttoViewサービスダッシュボードと命名)であることを示しており、これは、本発明の一実施形態である単純なブラウザを超えるものである。AttoViewサービスダッシュボード100Bは、図6.0に例示されるように、OWL/XMLセマンティックWeb機能を利用する。AttoViewは、ネットワークサービスにアクセスするためのエンドユーザの仮想タッチポイントである。Attobahnネットワークサービスは、高速バンド幅サービスから、個人クラウド、個人ソーシャルメディア、個人情報メール、および個人インフォテイメントなどのP2技術(個人およびプライベート)の使用にまで及ぶ。AttoViewはまた、以下に列挙されるすべての無料および有料のサービスへのアクセスを提供する。
インターネットアクセス
搭載車両の診断
ビデオおよび映画のダウンロード
新しい公開映画の配信
オンネット携帯電話発呼
ライブビデオ/TVの配信
ライブビデオ/TVの放送
高解像度グラフィックス
モバイルビデオ会議
ホストツーホスト
プライベート企業のネットワークサービス
個人クラウド
個人ソーシャルメディア
個人情報メール
個人インフォテイメント
広告監視使用率表示
仮想現実表示インターフェースおよびネットワークサービス
インテリジェント輸送ネットワークサービス(ITS)
自律車両ネットワークサービス
場所に基づいたサービス
AttoViewアプリは、エンドユーザのコンピューティングデバイスにダウンロードされ、デバイスディスプレイ上にアイコンとして現れる。ユーザは、AttoViewをクリックして、Attobahnネットワークサービスにアクセスする。アイコンは、ブラウザフレームとして開き、これにより、ユーザはAttoViewを介してAttobahnネットワークにログインすることができる。
AttoViewサービスダッシュボードは、セキュリティ目的でユーザがユーザ自身を認証して、Attobahnネットワークサービスへのアクセスを得るように促す。ユーザがネットワークにログインすると、ユーザは、高速バンド幅、P2、およびインターネットアクセスのための、すべてのAttobahnネットワークサービスに週7日24時間無料(無料のネットワークサービス)で中断されずにアクセスすることができる。ユーザは、Google、Facebook(登録商標)、Twitter(登録商標)、Bingなどの既存のすべての無料サービスに適宜アクセスすることができる。ユーザがAttobahn経由でアクセスするNetflix(登録商標)、Huluなどのサブスクリプションサービスは、それらのサービスプロバイダとのサービス契約に応じる。
図8.0に示されるように、AttoViewは、ユーザがAttobahnにログインし、音声コマンドを使用するか、サービスアイコンをクリックするか、またはタイピングすることによって、すべてのサービスにアクセスすることを可能にし、これは、本発明の一実施形態である。AttoViewは、ユーザの習慣的アプリ(HA)サービス100Aおよび活動のプロファイルを保持し、それらのHAサービスに関する最新の情報更新を自動的に提示する。ユーザがサービスダッシュボード100Bを開くと、HA更新サービス情報がユーザに提示される。この特徴は、何もすることなく、すべてのサービスの現在利用可能な情報を精査する利便性をユーザに提供する。これは、時間を節約し、Webブラウザを開き、URLをタイプし、これらのWebサイトおよび関連サービスが応答するのを待つ余分な作業を行うことなく、ユーザが欲するものをユーザに与える。
本発明の一実施形態である、図8.0に示されるAttoViewユーザインターフェースは、その多様なサービス、およびChrome、Internet Explorer(IE)、Microsoft Edge、Firefox、またはSafariなどのレガシーブラウザと比較して豊富な機能能力ゆえ、AttoView Serviceサービスダッシュボードと呼ばれる。AttoViewは、デバイスがネットワークにアクセスすると、ユーザのコンピューティングデバイス(デスクトップPC、ラップトップ、タブレット、電話、TVなど)の画面上に出現する。AttoViewサービスダッシュボードは、ユーザのデバイスディスプレイの底部に情報バナー100Eを提供する。このバナーを使用して、ニュース速報、緊急警報、天気情報、およびストリーミング広告情報100Fをもたらす。ユーザがバナーをクリックすると、AttoViewはユーザをその情報ソースに接続する。AttoViewは、小さな重畳型広告ビデオ100Gが数秒間、コンピューティングデバイスディスプレイの下側の部分で断続的にフェードインおよびフェードアウトすることを可能にする。ユーザは、デバイスディスプレイからAttoView情報バナーおよび断続的にフェードイン/フェードアウトするビデオを除去し、ネットワークバンド幅にアクセスするために名目上のAttobahnサービス料金を受理する選択肢を有する。
AttoViewサービスダッシュボードは、図6.0に示されるセマンティックWeb100H機能を利用し、それによって、電子メール、文書、画像、ビデオなどを通じて受信したユーザのデータを分析し得る。サービスダッシュボードは、そのデータを使用して、ユーザに渡される前であっても、いかに情報を取り扱うかの決定を行う。AttoViewは、電子メールを開き、それをどうするかを決定し、データコンテンツを分析し、警告と応答とをセットアップすることもできる。データが、それをユーザが別の文書またはファイルに入れるのを待っていた一部の文書(例えば、スプレッドシート)を含むかどうかに応じて、AttoViewは、ユーザの発明なしで、データをその文書またはファイルに追加する。AttoViewは、それが行われたことをユーザに警告する。ユーザは、文書を受信する前にそれをどのように取り扱うかに関するある特定の条件を事前に設定することができる。AttoViewは、これらの予め設定された条件に基づいて命令を実施し、電子メール、ある特定の要求に応答し、ユーザが関与する前にさまざまな基準に基づいて作動を実施する。
AttoViewは、同じセマンティックWeb機能を使用して、ユーザ情報を動的に準備し、ユーザの行動的習慣に基づいて、サービス(ブラウザ)ダッシュボードをセットアップする。ユーザがAttobahnアイコンをクリックして1日を開始するか、またはAttobahnサービスを使用すると、それらの通例のデータおよびサービスのすべてが現在の更新情報と共にユーザに提示される。
今日のレガシーブラウザ環境では、この機能はコンピューティングシステムの他のインターフェースから完全に独立している。したがって、Microsoft Windows(登録商標)オペレーティングシステムを使用する場合、システム上のMicrosoft(登録商標)アプリケーションおよび他のアプリへのアクセスは、ブラウザインターフェースとは別々のいくつかのインターフェースを介して行われる。したがって、ユーザは、さまざまなアプリケーションにアクセスするために、インターフェースとウィンドウとの間を転々としなければならない。
対照的に、AttoViewサービスダッシュボードは、コンピューティングデバイス上のすべてのアプリにアクセスするための1つの共通のインターフェースおよび閲覧部である。本発明の一実施形態であるサービスダッシュボードのレイアウトは、以下の機能を1つの閲覧部に合併する。
Attobahnネットワークサービス
Google、Facebook(登録商標)、Amazon、Apple(登録商標)、Twitter(登録商標)、Microsoft(登録商標)
Netflix(登録商標)、Hulu、HBO、およびその他のOTTサービス
CNN、CBS、ABC、その他のTVニュース
金融サービス(銀行および株式市場)
ソーシャルメディアサービス
その他のインターネットサービス
インフォテイメントサービス
情報メール
ビデオゲームネットワーク
仮想現実ネットワークサービス
Windows(登録商標)、IOS(登録商標)、およびAndroid(登録商標)のエンターテイメントアプリ
本発明の一実施形態であるサービスダッシュボードインターフェースのレイアウトを図8.0に示す。ダッシュボードは、4つのアプリグループのエリアと、情報バナー100Eおよび広告データ100F、100Gを表示する1つの一般的なサービスエリアとを有する。
インターフェースエリアI
AttoViewサービスダッシュボードインターフェースエリアIは、本発明の一実施形態であり、以下からなるユーザの習慣的な行動的サービスからなる。
個人情報メール
個人ソーシャルメディア
個人インフォテイメント
個人クラウド
Google
Twitter(登録商標)
事業用電子メール
レガシーメール
TVニュースOTT
金融サービス(銀行および株式市場)
オンライン新聞(Washington Post、Wall Street、Chicago Tribuneなど)
ワープロ、スプレッドシート、プレゼンテーション、データベース、描画アプリ
インターフェースエリアII
AttoViewサービスダッシュボードインターフェースエリアIIは、本発明の一実施形態であり、以下からなるユーザのソーシャルメディアサービスからなる。
Facebook(登録商標)
Twitter(登録商標)
LinkedIn
Instagram
Google+
インターフェースエリアIII
AttoViewサービスダッシュボードインターフェースエリアIIIは、本発明の一実施形態であり、以下からなるユーザのインフォテイメントサービスからなる。
Netflix(登録商標)
Amazon Prime
Apple Musicおよびビデオのダウンロード
Hulu
HBO
Disney
新しい映画の公開(Universal、MGM、Disney、Sony、Times Warner、Disneyなど)
オンラインビデオレンタル
ビデオゲームネットワーク
仮想現実ネットワークサービス
ライブ音楽コンサート
インターフェースエリアIV
本発明の一実施形態であるAttoViewサービスダッシュボードインターフェースエリアIVは、以下からなるユーザの習慣的な行動的サービスからなる。
Adobe
地図
お天気チャンネル
APPLE APP Store
Play Store
JW Library
レコーダ
Messenger
電話
連絡先
カメラ
Parkmobile
Skype
Uber
Yelp
Earth
Google Sheets
AttoViewサービスダッシュボードの設計は、ユーザのサービスと利便性に重点を置いている。
ATTOVIEW広告レベル監視システム
図9.0に例示される、本発明の一実施形態である、Attobahn AttoView広告レベル監視システム(AAA)280Fは、安全なアプリ、およびブロードバンド閲覧者が、APPIに埋め込まれた広告オーバーレイサービス技術281Fで同時に広告を閲覧することによりデジタルコンテンツの代金を支払う代替方法を可能にする方法を有する。APPIは、論理ポート13 Attobahn広告アプリアドレスEXT=.00D固有のアドレス.EXT=32F310E2A608FF.00D上で稼働され、次の論理ポートにあるビデオの上に広告を重畳281Fさせる、広告視認アプルを有する。
1.論理ポート7 4K/5K/8K VIFP/ビデオアドレスEXT=.007
固有のアドレス.EXT=32F310E2A608FF.007
2..論理ポート10ブロードキャストTVアドレスEXT=.00A
固有のアドレス.EXT=32F310E2A608FF.00A
3.論理ポート11 3Dビデオ 3DVIFPアドレスEXT=.00B
固有のアドレス.EXT=32F310E2A608FF.00B
4.論理ポート12 映画配信MVIFPアドレスEXT=.00C
固有のアドレス.EXT=32F310E2A608FF.00C
AAAアプリの方法およびシステムは、ブロードバンド閲覧者が、ビデオコンテンツにオーバーレイする広告を同時に閲覧することにより、ライセンス付きコンテンツを購入することを可能にする。通常、閲覧するためにライセンス、サブスクリプション、またはその他の料金が必要となるであろうビデオコンテンツにアクセスする顧客。ここで、顧客は、料金を支払う必要なく、これらのコンテンツを閲覧することができる。代わりに、閲覧期間に基づいて顧客に信用貸しをする予め交渉された広告配置を有する広告オーバーレイがシステムに埋め込まれているため、コンテンツは顧客にとって利用可能である。顧客が閲覧する広告の数は、広告レベルモニタライト/インジケータによって捕捉および表示される。
AAAアプリシステムには、従来のひと月当たりの請求期間に対応する、空のゲージから満杯のゲージ(ライト/インジケータで識別)を提供する広告閲覧レベルメータが付随している。このシステムにより、顧客は広告の閲覧超過に関する信用貸し条項で交渉されたコンテンツ配置に基づいてサービスをオフにし、任意選択で料金を支払うことが可能になる。
AAAアプリは、Attobahn無料インフォテイメントサービスのプラットフォームが自己負担する手段のうちの1つであり、そのため、ユーザは、ある特定の数の広告を月単位で閲覧することによって無料のインフォテイメントを楽しむことができる。事実、Attobahn AAAアプリは、Attobahnが広告を閲覧するために顧客に支払うことを可能にする。Attobahnからの支払いは、顧客がAAAアプリの広告閲覧を使用して、月または年単位でコンテンツの支払いを行うことによって、有料コンテンツを無料で閲覧することを可能にする信用貸しの形態である。
AAAアプリの設計は、スマートフォン、タブレット、TV、およびコンピュータからアクセス可能である。Attobahnは、ビデオの上に重畳され、データストレージ管理を含む、サービスのセットアップ、管理、ビデオメール(情報メール)、ソーシャルメディアの音声、およびビデオ通信に使用される非常にスマートなテキストオーバーレイというこの技術の新しいHTMLとしてビデオを使用する。
ATTOBAHNセルフレームアドレス指定スキーマ
図10.0は、本発明の一実施形態であるAttobahnセルフレームアドレススキーマを示す。セルフレームは、70バイトからなり、そのうち、アドレスヘッダーは10バイトであり、ペイロードは60バイトからなる。
セルフレームアドレスは、ネットワーク内のさまざまなリソースを表す次のセクションに分けられる。
1.4つの世界地域(2ビット)102
2.64個の地理的エリアコード(6ビット)103
3.Attobahnデバイス(48ビット)用の281,474,976,700,000個の固有の識別(ID)アドレス104:各地理的エリアコードのV-ROVER、Nano-ROVER、Atto-ROVER、プロトンスイッチ、および原子核スイッチ。これは、各世界地域(グローバルコード)が64×281,474,976,700,000個=18,014,398,510,000,000個のAttobahnセルフレームアドレスを有することを意味する。したがって、世界的には合計72,057,594,040,000,000個(72,000兆個超)のAttobahnセルフレームアドレス。このアドレススキーマは、現在インターネット上および急速に成長しているモノのインターネット(IoT)上にある多数のデバイスおよびアプリケーションに確実に順応するであろう。
4.アドレススキームは、各V-ROVER、Nano-ROVER、およびAtto-ROVERの8つのポート105に3ビットを使用する。
5.アドレススキームは、アプリケーションをセルフレームに接続するAPPIの512個の論理ポート100Cに9ビットを使用する。
6.セルフレームヘッダーは、4ビットのフレーミングシーケンス番号108を使用して、論理ポートとそれらに関連付けられたアプリケーションとの間で送信および肯定応答されたフレームの追跡を続ける。
7.セルフレームヘッダーは、ネットワークに接続されたコンピューティングデバイス間の信頼できる通信のために、肯定応答107および再伝送の処理に4ビットを使用する。
8.セルフレームヘッダーは、セルフレーム内のエラー検出のための4ビットチェックサム106を有する。
4つの世界地域には、グローバルコードを搬送するグローバルゲートウェイ原子核スイッチが装備されている。グローバルコードの割り当ては次のとおりである。
コード 地域
00 北米
01 EMEA-欧州、中東、およびアフリカ
10 ASPAC-アジア太平洋
11 CCSA-カリブ海中南米
281兆個のデバイスアドレスからなる、64個のエリアコードを有する各世界地域は、そこに接続された64個のエリアコードの原子核スイッチを有する。281兆個超のAttobahnデバイスアドレスがエリアコード間に配信されている。したがって、各エリアコードは、18,000兆個を超えるアドレスのアドレス指定能力を有し、これらは、Attobahnデバイスに割り当てられる。そのため、Attobahnは世界中で72,000兆個超のアドレスのグローバルネットワークアドレス指定能力を有する。
ATTOBAHNネットワークアドレスの動作
図11.0に示されるように、本発明の一実施形態であるAttobahnデバイスアドレスは各々、グローバルコード102、エリアコード103、およびデバイスIDアドレス104からなる。
14文字の32F310E2A608FFアドレス109は、Attobahnネットワークアドレスの一例である。14文字のアドレスは、16進法形式の数字から派生している。図10.0に例示されるように、16進法ビットは、セルフレームアドレスヘッダー102、103、および104の7バイトからの14ニブルからなる。
第1のバイトは、2つのセクションに分けられる。第1のセクションは、北米(NA)=00、欧州、中東、およびアフリカ(EMEA)=01、アジア太平洋(ASPAC)=10、ならびにカリブ海中南米(CCSA)=11のグローバルコードを表す2つの数字(左から右)102からなる。
図11.0に示されるように、各グローバルコードには、7バイトのAttobahnアドレスの第1のバイトの第2のセクションを形成する64個のエリアコード111が付随している。各エリアコードは、000000=エリアコード1~111111=本発明の一実施形態であるエリアコード64の範囲の6ビットからなる。例えば、北米グローバルコードおよびその第1のエリアコードは、00000000であり、ここで、左から右への最初の2つのゼロ00は、NAグローバルコードであり、次の左から右への6つのゼロ000000は、エリアコード1である。別の例として、ASPACグローバルコードおよびそのエリアコード55は、10110110で表され、10はグローバルコードであり、110110はエリアコード55である。
Attobahnアドレスの第1のバイトは、アドレスの最初の2つのニブルを構成する。図11.0のモデルアドレスの最初の2つのニブルは32である。このニブルは、NAコードであるグローバルコード00、およびエリアコード51であるエリアコード110010に由来する。
グローバルコード およびエリアコード
00 110010
は以下のバイトに組み合わせられる。
00110010。
これらの8つの数字00110010は、2つのニブルに分けられる。
0011=3、および
0010=2。
したがって、0011 0010=32は、
Attobahnアドレス32F310E2A608FFの最初の2文字またはニブルである。アドレスは、3つのセクションに分けられる。
セクション1:グローバルコードNA=00=4つのグローバルコードに順応する2ビット
セクション2:エリアコード51=110010=64個のエリアコードに順応する6ビット。セクション1と2とが組み合わされて、以下の第1のバイトが生成される。
00110010。
セクション3:AttobahnデバイスID/アドレス=6バイト=48ビット104、これは、281,474,976,700,000個のデバイスID/アドレスに順応する。図10のモデルアドレスの6バイトは以下のとおりである。
11110011 00010000 11100010 10100110 00001000 11111111
これらのバイトがグローバルコードおよびエリアコードのバイトに追加されると、完全なAttobahnアドレスは以下のようになる。
00110010 11110011 00010000 11100010 10100110 00001000 11111111
7バイトを14ニブルに配置する。
Figure 2023100727000007
Attobahnアドレス32F310E2A608FFは、図11.0に例示されるように、上記の形式で派生され、これは、本発明の一実施形態である。
図11.0に示される構造のAttobahnアドレスでは、各バイトまたはオクテット111が右から左に向かっており、2^8は、右端のオクテットから256個のアドレスを提供する。右から左に続く各オクテットは、アドレスを256個の倍数ずつ増加させる。したがって、アドレススキーマの設計は、次の方法で4つのグローバルコードおよびそれらの64個のエリアコードにわたって、72,057,594,040,000,000個のアドレスをもたらす。
オクテット1右から左=256個のアドレス112
オクテット1および2右から左=65,536個のアドレス112
オクテット1、2、および3右から左=16,777,216個もアドレス112
オクテット1、2、3、および4右から左=4,294,967,296個のアドレス112
オクテット1、2、3、4、および5右から左=1,099,511,628個のアドレス112
オクテット1、2、3、4、5、および6右から左=281,474,976,700,000個のアドレス112
オクテット1、2、3、4、5、6、および7右から左=72,057,594,040,000,000個のアドレス112
Attobahnアドレススキーマは、ユーザが自身のすべてのサービスに対して固有のアドレスを有することを可能にする。各ユーザには、14文字のアドレス、ならびに個人情報メール、個人ソーシャルメディア、個人クラウド、個人インフォテイメント、ネットワーク仮想現実、ゲームサービス、およびモバイル電話などのユーザのすべてのサービスが割り当てられる。ユーザに割り当てられたアドレスは、ユーザのV-ROVER、Nano-ROVER、またはAtto-ROVERに紐付けられる。割り当てられたアドレスは、論理ポート番号に基づいたアプリ拡張子を有する。例えば、ユーザの情報メールアドレスは、14文字のアドレスと情報メールの論理ポート番号(拡張子)とに基づく。このアドレススキームの配置は、すべてのサービスに対して1つのアドレスにユーザ通信IDを簡素化する。今日、ユーザは別々の電子メールアドレス、ソーシャルメディアID、モバイル電話番号、クラウドサービスID、FTPサービス、仮想現実サービスなどを有している。Attobahnネットワークサービスのネイティブアプリは、ユーザが複数のサービスに対して1つのアドレスを有することを可能にする。
ユーザ固有のアドレスおよびアプリ拡張子
図12.0は、本発明の一実施形態であり、別々の電話番号、電子メールアドレス、FTPサービス、ソーシャルメディア、クラウドサービスなどのような一連のアプリケーションIDからユーザ識別処理を進める、Attobahnユーザ固有アドレス109およびアプリ拡張子100Cを示す。ユーザおよび人々、ならびにユーザらが通信を望むシステムは、これらの断片化されたサービス/アプリケーションIDをすべて覚えておく必要がある。これは、通信処理に関与するすべての関係者にとって負担である。対照的に、Attobahnは、これらの負担を排除し、ユーザが消費するサービス/アプリケーションではなく、単一のソリューションの通信IDを実際のユーザに提供する。
Attobahnは、Attobahn V-ROVER、Nano-ROVER、およびAtto-ROVERに関連付けられた固有のAttobahnアドレスをユーザに割り当てることにより、単一のユーザID通信処理を達成する。Attobahnのネイティブアプリケーションを介して別のAttobahnユーザとの通信を望むいずれのAttobahnユーザも、ユーザのAttobahnアドレスを知るだけで十分である。サービス要求を開始するユーザは、他のユーザの電話番号を知ってから電話をかける必要がある。発呼ユーザが行うことは、着呼ユーザ固有のAttobahnアドレスを選択して、電話アイコンをクリックするだけである。ユーザは電話番号を呼び出す必要がない。Attobahnネットワークは、電話番号、電子メールアドレス、ソーシャルメディア名、FTPなどは使用しない。サービスを開始するユーザが、ユーザの固有のアドレスを選択し、AttoViewサービスダッシュボードでユーザが所望するサービスのアイコンをクリックするのみである。
この設計は、従来の通信サービスから人々が通信する方法を変化させる。
ユーザは、固有のアドレスをモバイルにし、誰とでも通信することを可能にする、自身のV-ROVER、Nano-ROVER、またはAtto-ROVERを用いて旅行することができる。
図12.0は、本発明の一実施形態であるユーザ固有アドレス109およびそのアプリ拡張子100Cの構築物を示す。最初の14文字の32F310E2A608FFは、ユーザのAttobahn V-ROVER、Nano-ROVER、およびAtto-ROVERデバイスアドレスである。アプリ拡張子=.EXTは、9ビットで表される。これらの9ビット=2^9=512個のアプリ論理ポート。アプリEXTは、左から右への2つのニブルとそれ自体の9番目のビットで表される。
ユーザ固有のAttobahnアドレスおよびアプリ拡張子100Cは、次のように出現する。
ユーザ固有のアドレス:32F310E2A608FF
1.論理ポート0の管理者アドレスEXT=.000
固有のアドレス.EXT=32F310E2A608FF.000
2.論理ポート1 ANMPアドレスEXT=.001
固有のアドレス.EXT=32F310E2A608FF.001
3.論理ポート2情報メールアドレスEXT=.002
固有のアドレス.EXT=32F310E2A608FF.002
4.論理ポート3インフォテイメントアドレスEXT=.003
固有のアドレス.EXT=32F310E2A608FF.003
5.論理ポート4クラウドアドレスEXT=.004
固有のアドレス.EXT=32F310E2A608FF.004
6.論理ポート5ソーシャルメディアアドレスEXT=.005
固有のアドレス.EXT=32F310E2A608FF.005
7.論理ポート6 VOFPアドレスEXT=.006
固有のアドレス.EXT=32F310E2A608FF.006
8.論理ポート7 4K/5K/8K VIFP/ビデオアドレスEXT=.007
固有のアドレス.EXT=32F310E2A608FF.007
9.論理ポート8 HTTPアドレスEXT=.008
固有のアドレス.EXT=32F310E2A608FF.008
10.論理ポート9モバイル電話アドレスEXT=.009
固有のアドレス.EXT=32F310E2A608FF.009
11.論理ポート10ブロードキャストTVアドレスEXT=.00A
固有のアドレス.EXT=32F310E2A608FF.00A
12.論理ポート11 3Dビデオ 3DVIFPアドレスEXT=.00B
固有のアドレス.EXT=32F310E2A608FF.00B
13.論理ポート12 映画配信MVIFPアドレスEXT=.00C
固有のアドレス.EXT=32F310E2A608FF.00C
14.論理ポート13 Attobahn広告アプリアドレスEXT=.00D
固有のアドレス.EXT=32F310E2A608FF.00D
15.論理ポート14 OWLアドレスEXT=.00E
固有のアドレス.EXT=32F310E2A608FF.00E
16.論理ポート15 XMLアドレスEXT=.00F
固有のアドレス.EXT=32F310E2A608FF.00F
17.論理ポート16 RDFアドレスEXT=.010
固有のアドレス.EXT=32F310E2A608FF.010
18.論理ポート17 ATTOVIEWアドレスEXT=.011
固有のアドレス.EXT=32F310E2A608FF.011
19.論理ポート18 IoTアドレスEXT=.012
固有のアドレス.EXT=32F310E2A608FF.012
20.論理ポート19~399 ネイティブアプリケーション
21.論理ポート400~512 レガシーアプリケーション
ATTOBAHNセルフレーム高速パケットプロトコル(ACF2P2)
図13.0は、本発明の一実施形態であるAttobahnセルフレーム高速パケットプロトコル(ACF2P2)201を示す。
ACF2P2セルフレームは、10バイトのヘッダーと60バイトのペイロードとを有する。ヘッダーは以下のものからなる。
1.グローバルコードアドレス指定およびグローバルゲートウェイ原子核スイッチ
セルフレームデバイスが位置する世界中の地理的地域を識別するために使用されるグローバルコード102。世界を地理的地域と経済的地域とに分割する4つのグローバルコードがある。4つのAttobahn地域は、4つの世界の事業地域を模倣している。
北米(NA)
欧州、中東、およびアフリカ(EMEA)
アジア太平洋(ASPAC)
カリブ海中南米(CCSA)
本発明の一実施形態である図14.0に例示されるように、ACF2P2セルフレーム内の各グローバルコードは、560ビットフレームの最初の2ビット(ビット1およびビット2)102Aを利用する。Attobahnグローバルゲートウェイおよび国内バックボーン原子核スイッチ300は、これらの2ビットを読み取り、それらの値を使用して切り替えの決定を行うネットワーク内の唯一のデバイスである。このネットワーク切り替え設計戦略により、各セルフレームがグローバルゲートウェイおよび国内バックボーン原子核スイッチを通じて持ちこたえる待ち時間が低減され、したがって、これらのスイッチの切り替え速度が増加する。したがって、これらのスイッチは、それらの切り替え決定を2ビットのみで行い、セルフレーム内の他の558ビットを完全に無視する。これらのスイッチの切り替えテーブルは、非常に小さく、各スイッチのセル処理時間を大幅に低減する。したがって、これらのスイッチは、高速でセルフレームを切り替える非常に高い容量を有する。
グローバルゲートウェイ原子核スイッチは、フレームが終端するように指定されたグローバルコードで、国内バックボーン原子核スイッチに接続する出力ポートにセルフレームを送信する。バックボーンスイッチは、グローバルゲートウェイスイッチから到来した650ビットフレームのエリアコード6ビットアドレス103のみを読み取り、それを指定されたエリアコードに関連付けられた内地のネットワークにルーティングする。
2.エリアコードアドレス、ならびに国内、都市、およびデータセンタ原子核スイッチ
ACF2P2は、6ビットを使用して、ネットワークの64個のエリアコードと、特定の都市間/都市内およびデータセンタ原子核スイッチ300が全域に配信されている国とを表す。図13.0に示されるように、各グローバルコードは、それらの下に64個のエリアコード103を有し、本発明の一実施形態である560ビットフレームのビット3~ビット8を包含する。
国内、都市間/都市内、およびデータセンタ原子核スイッチは、エリアコード6ビットおよびグローバルコード2ビット103Aに基づいて読み取りおよび切り替え決定を行う唯一のデバイスである。これらのスイッチは、アクセスデバイスのアドレスを読み取らないが、図14.0に示されるように、セルフレームの最初の8ビットのみに焦点を合わせる。
これらのスイッチは、本発明の一実施形態である、図13.0に示されるプロトンスイッチ300からセルフレームを受理し、最初の2ビットを分析して、セルフレームがそのグローバルコード内のシステムまたは外国のグローバルコード用に指定されているかどうかを判定する。セルフレームがそのローカルグローバルコード用に指定されている場合、原子核スイッチは、次の6ビットを審査して、フレームを送信するエリアコードを確立する。グローバルコードがローカルでない場合、原子核スイッチは、フレーム内の最初の2ビットのみを読み取り、次の6つのエリアコードビットをルックアップする必要はなく、これは、フレームが近接関係を離れるので必要ないためである。スイッチは、その地理的エリアに関連付けられた最も近いグローバルゲートウェイスイッチにセルフレームを渡す。
外国のグローバルコードを扱う場合、2つのグローバルコードビットの読み取りおよび分析のみを行うこの効果的な切り替えの方法論により、ネットワーク切り替え処理が簡素化され、続いて切り替え時間または待ち時間が大幅に低減される。この切り替え設計はまた、各セルフレームの最初の2ビットまたは8ビット103Aのみを扱う必要があるため、原子核スイッチの切り替えテーブルのサイズを低減する。
3.アクセスデバイスのアドレスおよび切り替え
ACF2P2は、48ビットを使用して、V-ROVER200、Nano-ROVER200、およびAtto-ROVER200などのアクセスネットワークデバイスアドレス104を表す。また、プロトンスイッチは、これらのアドレスを読み取り、分子ドメイン内のアクセスデバイスに接続するための切り替え決定を行う。図13.0に示されるように、各アクセスデバイスアドレスは、本発明の一実施形態である560ビットフレームのビット9~ビット64を包含する。
図13.0に例示されるように、V-ROVER200、Nano-ROVER200、Atto-ROVER200、プロトンスイッチは、ビット位置9ビット~64ビット104までの48ビットに基づいて読み取りおよび切り替え決定を行う唯一のデバイスである。図14.0に示されるように、これらのデバイスの切り替え機能は、グローバルコードおよびエリアコードは読み取らないが、セルフレームのビット9~64のアドレス104Aのみに焦点を合わせる。
本発明の一実施形態である図14.0に例示されるように、V-ROVER、Nano-ROVER、およびAtto-ROVERは、各セルフレームのビット9~ビット64、すなわち、48ビット104Aを読み取って、フレームがそのデバイスで終端するように指定されているかどうかを判定する。そのV-ROVER、Nano-ROVER、およびAtto-ROVERデバイスに指定されている場合、次の3ビット、ビット65~ビット67、すなわち、ポートアドレス105(図12.0)である3ビット105Aを読み取り、その8つのポートのうちのどれがセルフレームを終端するかを識別する。この時点でデバイスは、ビット68~ビット76の次の9ビットである論理ポートアドレス100Cを読み取る。Roverは、これらの9ビットから正しい論理ポートアドレスを選択し、ここで、ペイロードデータが復号化処理に送信されて、元のアプリケーションデータを復活させる。
V-ROVER、Nano-ROVER、およびAtto-ROVERのアクセスデバイスは、48ビットのアクセスデバイス宛先アドレスを最初に分析するべきセルフレームを審査するときに主に焦点を合わせている。このアドレスの分析後に、セルフレームがそのアクセスデバイスに指定されないと、すぐに切り替えテーブルをルックアップして、アドレスが2つの近接するアクセスデバイスのうちの1つと一致するかどうかを確認する。フレームがそれらのうちの1つに指定されている場合、デバイスはそのフレームを指定された近接するものに切り替える。フレームが近接するもののうちの1つに指定されていない場合、フレームは、その一次採用されたプロトンスイッチに送信される。この設計の配置は、デバイスがアクセスデバイスの48ビットアドレスのみを読み取り、グローバルコード、エリアコード、ポート、および論理ポートアドレスを完全に無視することによって、セルフレームを迅速に切り替えることを可能にする。これにより、アクセスデバイス間の待ち時間が低減され、本発明の一実施形態であるネットワークインフラストラクチャ全体の切り替え時間が改善される。
4.プロトンアドレスの切り替え
本発明の一実施形態である図13.0および図14.0に例示されるように、プロトンスイッチは、エリアコードおよびグローバルコード原子核スイッチと、アクセスデバイス(V-ROVER、Nano-ROVER、およびAtto-ROVER)との間の切り替え要素として作用する。これらのスイッチは、図13.0の48ビットアクセスデバイス104および図14.0の104Aにのみ焦点を合わせており、セルフレーム内のすべてのグローバルコード、エリアコード、アクセスデバイスハードウェア、および論理ポートアドレスを無視する。Attobahnネットワーク切り替えアーキテクチャの中間レベルでのこの切り替えアプローチは、ネットワークにわたる切り替えの責任を階層化し、これは、スイッチおよびアクセスデバイス内の処理時間を低減させる。これにより、インフラストラクチャにわたって効率および切り替え待ち時間が改善される。
プロトンスイッチは、アクセスデバイスからセルフレームを受信し、フレーム104A内のビット9~ビット56までの48ビットアクセスデバイスアドレスを審査する。スイッチは、その切り替えテーブルをルックアップして、指定されたアドレスがその分子ドメイン内にあるかどうかを判定し、そうであれば、フレームが目的のアクセスデバイスに切り替えられる。アドレスがプロトンスイッチドメイン内にない場合、セルフレームは、本発明の一実施形態である、図13.0に例示される2つの接続された都市間原子核スイッチの1つに切り替えられる。
セルフレームがプロトンスイッチ分子ドメイン内にある場合、スイッチは、指定されたアクセスデバイスにセルフレームを送信する。
5.ホストツーホスト通信
図15.0および16.0は、本発明の一実施形態であるセルフレームプロトコルを示す。ネイティブのAttobahnアプリケーションであるアプリ1がネットワークにわたって対応するアプリ2のサービスと通信する必要がある場合、次の処理が起動される。
1.本発明の一実施形態である図15.0および16.0に例示されるように、サービスを要求するアプリ1 100は、アプリ2と通信するためのAttobahnアプリサービス要求(AASR)100Eメッセージを、ローカルのAttobahnアプリケーションおよびセキュリティディレクトリサービス(ASDS)100Dに送信する。
2.本発明の一実施形態である図15.0および16.0に例示されるように、ローカルのAttobahnアプリケーションおよびセキュリティディレクトリサービス(ASDS)100Dの後、AASRメッセージを受信する。リモートアプリ2のデータベース、その関連付けられた論理ポートアドレス100C、アプリケーションのコンピューティングシステムが接続されているAttobahnリモートネットワーク宛先ハードウェアリソース(V-ROVER、Nano-ROVER、Atto-ROVER、またはデータセンタ原子核スイッチ)のアドレス104、およびアプリ1に関連付けられた発信元ハードウェアリソースアドレス109をチェックする。
3.ローカルのASDSセキュリティは、認証チェックを実施して、エンドユーザがアプリ2で所望のサービスを要求する権限を有するかどうかを判定する。権限が付与されている場合、ローカルのASDSは、承認メッセージをアプリ1に送信する。権限が付与されていない場合、要求は拒否される。同時に、APPIはローカルASDSから得た承認情報を使用して、割り当てられたローカル論理ポート(LP3 100C)に対する暗号化201C処理を起動して、ポートを横断するすべてのデータを保護する。
4.次に、AAPI201Bは、リモートアプリ2を用いてローカルASDSからのメッセージ、関連付けられた論理ポートLP3 100Cアドレス、アプリケーションのコンピューティングシステムが接続されているAttobahnリモートネットワークハードウェアリソース(V-ROVER、Nano-ROVER、Atto-ROVER、またはデータセンタ原子核スイッチ)のアドレス、およびリモートネットワークデバイスASDSへのアプリ1に関連付けられた発信元ハードウェアリソースアドレスを送信する。
リモートASDSは、アプリ2にアクセスするためのメッセージを受信し、セキュリティ認証チェックを実施して、要求元のアプリ1がアプリ2にアクセスする権限を有するかどうかを確認する。要求元のアプリ1が承認されると、アクセスが、割り当てられた論理ポートを介して、要求されたアプリ2に付与される。アプリ1の要求がリモートASDSによって承認されない場合、アプリ2へのアクセスは拒否される。
5.アプリ認証処理の後、リモートAAPIはその論理ポートおよびアプリ2への接続を開く。
6.選択された論理ポートの暗号化処理は、要求元のアプリ1に指定されたすべての進行中のアプリ2のデータに対して起動される。
7.暗号化がオンになると、リモートAAPIは、ホストツーホスト通信サービス(HHCS)制御メッセージを送り返して、アプリ1とアプリ2との間の接続をセットアップする。
8.HHCS接続のセットアップは、0~15の番号付けシーケンスから各セルフレームにラベル付けする4ビットのシーケンス番号(SN)106をすぐに呼び出す。この処理により、2つの論理ポート間の最大16個の未解決のセルフレームと、それらの関連付けられたアプリケーションのAttobahnネットワークにわたる通信とが可能になる。
9.各セルフレームは、遠端の論理ポートで受信されると肯定応答される。肯定応答(ACK)4ビットワード107は、セルフレームの発信元である送信側に送信される。ACKワードは、送信されたセルフレームシーケンス番号の正確なレプリカである。セルフレームがそのシーケンス番号と共に送信されると、その同じシーケンス番号値がACK値で発信側に送り返される。
0~15の4ビットシーケンス番号の範囲の16個のフレームが送信され、その範囲内の0~15の4ビットACK番号の肯定応答が返却されず、0~15の4ビットワードの新しいシーケンスが受信される場合、フレームは受信されず、欠落したフレームシーケンス番号と相関するその欠落したフレームACK番号は、APPIによって再伝送される。
一例として、フレームシーケンス番号(SN)0~15、すなわち、0000~1111が1つの論理ポートから、離れたアクセスデバイスの論理ポートにネットワーク経由で送信される場合。シーケンス番号0000~1110は受信されるが、SN1111は受信されず、次いで、離れたアクセスデバイスのAAPIは、受信されなかったため、ACK番号0000~1110を送り返すが、1111は送り返さない。
発信元アクセスデバイスがSN0000の新しいグループを1111に送信し続け、第1のグループACK1111が受信される前に遠端がACK番号0000を送り返し始める間、発信側のAAPIは、16個のフレームの第1のグループに関連付けられたセルフレーム1111が受信されていないことをすぐに認識する。フレーム1111が肯定応答されなかったことを発信元のアクセスデバイスAAPIが認識すると、失われたフレームをすぐに再伝送する。図14.0および15.0に例示されるこのセルフレームシーケンスの番号付けおよび肯定応答処理は、本発明の一実施形態である。
AAPIは、本発明の一実施形態である図16.0に例示されるように、最大16個の未解決のフレームを可能にする。送信された16個のフレームのコピーは、それらがすべて離れたアクセスデバイスAAPIから肯定応答されるまでメモリに保持され、そのACKは、発信元アクセスデバイスAAPIによって受信される。これらのフレームが肯定応答されると、発信元デバイスはそれらをメモリから除去する。
11.0 本発明の一実施形態である図15.0および16.0に例示されるように、各セルフレームには、Attobahnネットワークにわたるホストツーホスト通信の両端で受信したデータビットの整合性を保証するために、4ビットのチェックサムが付随している。
12.0 リモートデバイス上のアプリがネットワークにわたって別のアプリと通信する必要がある場合、本発明の一実施形態である図11.0および16.0に例示されるように、ステップ1.0~9.0に記載される処理が繰り返される。
6.接続指向型プロトコル
Attobahnセルフレーム高速パケットプロトコルは、本発明の一実施形態である図15.0および16.0に示されるような接続指向型プロトコルである。セルフレームは、グローバルコード102、エリアコード103、宛先デバイスアドレス104、宛先論理ポート100C、ハードウェアポート番号105、フレームシーケンス番号ビット106、肯定応答ビット107、チェックサムビット108、および480ビットのペイロード201Aを含む、10バイトのオーバーヘッドからなる。
このプロトコルは、宛先デバイスアドレス104のみを各セルフレームのオーバーヘッドビットで有するように設計されており、発信元デバイスアドレスをオーバーヘッドビットで搬送しない。この設計配置により、V-ROVER、Nano-ROVER、Atto-ROVER、プロトンスイッチ、および原子核スイッチが処理する必要のある情報量が低減される。発信デバイスアドレスは、ホストツーホスト通信全体を通じて宛先デバイスに1回送信される。
本発明の一実施形態である図15.0に示されるように、発信元アドレス109は、セルフレームペイロードの最初の48ビットに含まれる。アプリ2と通信するアクセスを要求するために、ASDSからリモートASDSにローカルアプリ1のメッセージを搬送する第1のセルフレームは、発信元デバイスアドレス109、Attobahn管理者アプリ100F(図6.0)に関連付けられた論理ポート0、アプリ2のID情報に関連付けられたリモート論理ポート100Cを含む。
本発明の一実施形態である図6.0に例示されるように、発信元アドレスは、論理ポート0 100Cに接続されたAttobahn管理者アプリを介して、初期のセルフレームペイロードの最初の48ビット内に入れられる。論理ポート0アドレス100Cは、リモートアクセスデバイスに送信される最初のセルフレームのビット49~57にも割り当てられる。発信元アドレスがリモートエンドで受信され、ホストツーホスト通信が確立されると、2つの論理ポート100Cは、アプリ1とアプリ2との間の通信が持続する間接続されている。この接続は、両方のAttobahnデバイスが各デバイスの宛先アドレスのみを使用して、それらの間でデータ(セルフレーム)を送信することを可能にする。アプリ間の接続はアプリの目的が達成され、接続が取り払われるまでそのまま残るため、アプリ1からの発信アドレスはもはや必要ない。
管理者アプリは、発信元ハードウェアアドレス、ネットワークパブリックメッセージ、およびメンバー公示ネットワーク運用ステータスの更新などのようなネットワーク管理データを送信するためにのみ使用される。
V-ROVERの設計
1.物理インターフェース
本発明の一実施形態として、図17Aおよび17Bは、長さ5インチ、幅3インチ、および高さ1/2インチの物理的寸法を有するバイラル周回車両、V-ROVER通信デバイス200を示す。このデバイスは、デバイスの前上にガラス製ディスプレイ画面203を備えた硬質で耐久性のあるプラスチックカバーのチェーシング202を有する。このデバイスには、最小で8つの物理ポート206が装備されており、これらは、USBポートに限定されないローカルエリアネットワーク(LAN)インターフェースから64Kbps~10GBpsの範囲の高速データストリームを受理することができ、高精細度マルチメディアインターフェース(HDMI(登録商標))ポート;Ethernet(登録商標)ポート、RJ45モジュラコネクタ;IEEE1394インターフェース(FireWire(登録商標)としても知られる);ならびに/または短距離通信ポート、例えば、Attobahnアプリケーションプログラム可能インターフェース(AAPI)からのTCP/IPパケットもしくはデータストリームを搬送するBluetooth(登録商標)、Zigbee(登録商標)、近距離無線通信、または赤外線インターフェース;PCMボイスもしくはボイスオーバーIP(VOIP);またはビデオIPパケットなどであり得る。
V-ROVERデバイスは、デバイス内のバッテリの充電を可能にする充電ケーブル用のDC電力ポート204を有する。このデバイスは、30~3300GHzの範囲の周波数の受信および伝送を可能にする高周波RFアンテナ220で設計されている。WiFiおよびWiGi、Bluetooth(登録商標)、ならびに他のより低い周波数システムとの通信を可能にするために、このデバイスは、これらの信号の受信および伝送のための第2のアンテナ208を有する。
広告監視および閲覧レベルインジケータ
本発明の一実施形態である図17Aに示されるように、V-ROVERは、ガラスディスプレイの前面上に、3つのLEDライト/インジケータを装備した3つのベベルインデント穴280を有する。これらのライトは、世帯、事業所、またはそれらの中の車両の受取人/ユーザによって閲覧される広告(ADS)のレベルのインジケータとして使用される。
LEDライト/インジケータ広告インジケータは、次の方法で動作する。
1.ライト/インジケータAのLEDは、Attobahnブロードバンドネットワークサービスのユーザがひと月当たりに特定の多くの数の広告にさらされたときに、LEDが点灯する。
2.ライト/インジケータBのLEDは、Attobahnブロードバンドネットワークサービスのユーザがひと月当たりに特定の中程度の数の広告にさらされたときに、LEDが点灯する。
3.ライト/インジケータCのLEDは、Attobahnブロードバンドネットワークサービスのユーザがひと月当たりに特定の少ない数の広告にさらされたときに、LEDが点灯する。
これらのLEDは、論理ポート13 Attobahn広告アプリアドレスEXT=.00D、固有のアドレス.EXT=32F310E2A608FF.00Dに位置するAPPIの広告アプリによって制御される。広告アプリは、広告閲覧部-テキスト、画像、ビデオを閲覧者のディスプレイ画面(携帯電話、スマートフォン、タブレット、ラップトップ、PC、TV、VR、ゲームシステムなど)に駆動させ、これらのディスプレイに表示されるすべての広告の追跡を続ける広告カウンタと共に設計されている。カウンタは、表示された広告の量がある特定の閾値を満たすと、3つのLEDを供給してオンとオフを切り替える。これらのディスプレイは、ユーザが任意の所与の瞬間にどれだけ多くの広告にさらされたかをユーザに知らせる。この広告監視およびインジケーションレベルは、V-ROVERデバイスに関する本発明の一実施形態である。
本発明の一実施形態である図8.0のディスプレイのように、広告アプリはまた、エンドユーザのディスプレイ画面(携帯電話、スマートフォン、タブレット、ラップトップ、PC、TV、VR、ゲームシステム、など)上に表示される広告モニタおよび閲覧レベルインジケータを提供する。広告モニタおよび閲覧レベルインジケータ(AMVI)は、画面上に示されているものの上に重畳される垂直バーの形態でユーザ画面に表示される。AMVIの垂直バーは、V-ROVER、Nano-ROVER、およびAtto-ROVERの前面ガラスのベベル上に表示されるものと同じ色のインジケーションに従う。AMVIの垂直バーは、次のようにユーザ画面上に表示されるように設計されている。
1.垂直バー上のライト/インジケータAは、Attobahnブロードバンドネットワークサービスのユーザがひと月当たりに特定の多くの数の広告にさらされたときに、明るくなる(一方、ライト/インジケータBおよびCは、微弱なままである)。
2.垂直バー上のライト/インジケータBは、Attobahnブロードバンドネットワークサービスのユーザがひと月当たりに特定の中程度の数の広告にさらされたときに、明るくなる(一方、ライト/インジケータAおよびCは、微弱なままである)。
3.垂直バー上のライト/インジケータCは、Attobahnブロードバンドネットワークサービスのユーザがひと月当たりに特定の少ない数の広告にさらされたときに、明るくなる(一方、ライト/インジケータAおよびBは、微弱なままである)。
2.物理的接続性
本発明の一実施形態として、図18.0は、V-ROVERデバイスポート206と、WiFiおよびWiGiと、Bluetooth(登録商標)と、その他のより低い周波数のアンテナ208との間の物理的接続性、ならびに高周波数RFアンテナ220と、1)ラップトップ、携帯電話、ルータ、キネティックシステム、ゲーム機、デスクトップPC、LANスイッチ、サーバ、4K/5K/8K超高精細TVに限定されないエンドユーザデバイスおよびシステムなどとの間の物理接続性、および2)プロトンスイッチとの物理的接続性を示す。
3.内部システム
本発明の一実施形態として、図19.0は、V-ROVER通信デバイス200の内部動作を示す。エンドユーザのデータ、音声、およびビデオ信号は、デバイスポート206および低周波数アンテナ208(WiFiおよびWiGi、Bluetooth(登録商標)など)に進入し、内部発振器805Bおよび位相ロックループ805Aを備えた高度に安定化されたクロックシステム805Cを使用するセルフレーミングおよび切り替えシステムへのクロックであり、これは、デジタルストリームを受信したモデム220の復調器セクションから得られた復旧されたクロック信号を参照する。エンドユーザ情報は、セルフレーミングシステムにクロックされると、バイラル分子ネットワークのセルフレーミング形式にカプセル化され、ここで、ローカルおよびリモートのAttobahnネットワークデバイスと、宛先ポート48桁の数字(6バイト)スキーマアドレスヘッダーとの間のホストツーホスト通信のフレーム1に位置する発信元アドレス(発信元アドレスのより詳細な情報については図15.0および16.0を参照)が、1桁当たり4バイトのニブルを使用して、セルフレーム10バイトヘッダーに挿入される。エンドユーザ情報のストリームは、10バイトのヘッダーを付随した60バイトのペイロードセルに分けられる。
本発明の一実施形態である図19.0に例示されるように、セルフレームは、バイラル周回車両(V-ROVER、Nano-ROVER、およびAtto-ROVER)の高速バスに入れられ、IWICチップ210のセル切り替えセクションに伝達される。IWICチップは、トラフィックが原子分子ドメイン内でローカルのままである場合に、プロトンスイッチまたはその近接するバイラル周回車両のうちの1つに信号を輸送するために、セルを切り替え、高速バスを介してASM212に送信し、特定の周回時間スロット(OTS)214に入れる。セルフレームは、ASMを通過した後、モデム220の4096ビットのQAM変調器に送られる。ASMは、各デジタルストリームを4つの中間周波数(IF)の信号に個別に変調した後、モデムに送信される4つの高速デジタルストリームを展開する。4つのIFは、RFシステム220A混合器ステージに送信され、ここで、IF周波数がRF通信事業者(バイラル周回車両デバイスごとに4つのRF通信事業者)と混合され、アンテナ208を介して伝送される。
4.TDMAのASMフレーミングおよび時間スロット
本発明の一実施形態として、図20.0は、その期間内に10,000ビットを移動する0.25マイクロ秒の周回時間スロット(OTS)214からなるASM212フレーミング形式を例示する。0.25マイクロ秒の10個のOTS214Aフレームは、2.5マイクロ秒の周回周期を有する1つのASMフレームを構成する。ASM回路構成は、毎秒400,000個のASMフレーム212Aを移動させる。OTS10,000ビット/0.25マイクロ秒は、40GBpsをもたらす。このフレーミング形式は、バイラル分子ネットワークにわたって、バイラル周回車両、プロトンスイッチ、および原子核スイッチで開発される。これらのフレームの各々は、プロトンスイッチおよび近接するROVERの両方と通信する時分割多元接続(TDMA)フレームの時間スロットに入れられる。
5.V-ROVERシステムの概略
図21.0は、本発明の一実施形態であるV-ROVER設計回路構成の概略の例示であり、デバイスの内部構成要素の詳細なレイアウトを示す。8つのデータポート206には、10兆分の1の安定性でネットワークセシウムビーム発振器から派生/復旧されたクロック信号に同期する10GBpsの入力クロック速度が装備されている。各ポートインターフェースは、非常に安定したクロック信号805Cを提供して、エンドユーザシステムからデータ信号が出入りする時間を計る。
エンドユーザポートインターフェース
V-ROVERのポート206は、1~8つの物理USB;(HDMI(登録商標));Ethernet(登録商標)ポート、RJ45モジュラコネクタ;IEEE1394インターフェース(FireWire(登録商標)としても知られる);ならびに/または短距離通信ポート、例えば、Bluetooth(登録商標)、Zigbee(登録商標)、近距離無線通信、WiFiおよびWiGi、ならびに赤外線インターフェースなどからなる。これらの物理ポートは、エンドユーザ情報を受信する。ラップトップ、デスクトップ、サーバ、メインフレーム、もしくはスーパーコンピュータであり得るコンピュータ;WiFiもしくは直接ケーブル接続を介したタブレット;携帯電話;音声オーディオシステム;ビデオサーバからのビデオの配信および放送;TV放送;放送無線局のステレオ、オーディオアナウンサービデオ、および無線ソーシャルメディアデータ;Attobahnモバイル携帯電話発呼;ニュースTVスタジオ品質のTVシステムのビデオ信号;3DスポーツイベントのTVカメラ信号、4K/5K/8K超高精細TV信号;映画ダウンロード情報信号;リアルタイムTVニュースレポートビデオストリームの分野;放送映画の映画館ネットワークビデオ信号;ローカルエリアネットワークのデジタルストリーム;ゲーム機;仮想現実データ;キネティックシステムデータ;インターネットTCP/IPデータ;非標準データ;住宅および商業建物のセキュリティシステムデータ;リモートロボット製造機械デバイスの信号およびコマンドのリモート制御テレメトリシステムの情報;建物管理およびオペレーティングシステムのデータ;家庭用電子システムおよびデバイスを含むが、これらに限定されないモノのインターネットデータストリーム;家電製品の管理および制御信号;工場フロア機械システムの性能の監視、管理、ならびに制御信号データ;個人用電子デバイスのデータ信号などからの顧客情報。
マイクロアドレス割り当て切り替えテーブル(MAST)
V-ROVERポートは、入来データ信号とクロック信号との位相差に注意する小さなバッファ240を介して、各データタイプをクロックインする。データ信号がV-ROVERクロック信号と同期すると、セルフレームシステム(CFS)241は、セルフレーム宛先アドレスのコピーのスクリプトをオフにし、それをマイクロアドレス割り当て切り替えテーブル(MAST)システム250に送信する。次いで、MASTは、宛先アドレスデバイスROVERが、発信元アドレスROVERデバイスと同じ分子ドメイン(400 V-ROVER、Nano-ROVER、およびAtto-ROVER)内にあるかどうかを判定する。
発信元アドレスと宛先アドレスとが同じドメイン内にある場合、セルフレームは、4つの40GBpsトランクポート242のうちのいずれか1つを介して切り替えられ、ここで、フレームはプロトンスイッチまたは近接するROVERのいずれかに伝送される。セルフレームの宛先アドレスが発信元アドレスROVERデバイスと同じ分子ドメイン内にない場合、セルスイッチは、フレームを、分子ドメインを制御する2つのプロトンスイッチに接続されたトランクポート1および2に切り替える。
宛先アドレスROVERデバイスがローカル分子ドメイン内にないフレームを、ネットワークのプロトン切り替え層(PSL)に自動的に送信させる設計は、ネットワークを通じて切り替え待ち時間を低減する。このフレームが、近接するROVERのうちの1つに切り替えられ、プロトンスイッチに直接向かう代わりに、フレームは、分子ドメインを出て、別のドメイン内の最終宛先に向かう前に、多くのROVERデバイスを通過する必要がある。
切り替えスループット
本発明の一実施形態であるV-ROVERセルフレーム切り替えファブリックは、2TBpsで稼働中の4つの個別のバス243を使用する。この配置により、各V-ROVERセルスイッチに8GBpsの組み合わせられた切り替えスループットが与えられる。スイッチは、平均280ピコ秒以内に、任意のセルフレームをスイッチのインとアウトに移動させることができる。スイッチは、5ミリ秒未満以内で、データの40GBpsのトランク242のうちのいずれかを空にすることができる。4つの40GBpsトランク242データのデジタルストリームは、本発明の一実施形態である、4×40GHzの非常に安定したセシウムビーム800(図107.0)の参照ソースクロック信号によるセルスイッチのクロックインおよびクロックアウトである。
アト秒多重化(ASM)
V-ROVERのASMの4つのトランク信号は、暗号化システム201Cを介してアト秒マルチプレクサ(ASM)244に供給される。ASMは、図19.0に表示されるように、4×40GBpsのデータストリームを周回時間スロット(OTS)フレーム内に入れる。ASMポート245の1つおよび2つの出力デジタルストリームは、TDMA時間スロットに挿入され、次いで、ミリメートル波無線周波数(RF)リンクを横切る伝送のためにQAM変調器246に送信される。ASMは、QAM復調器からTDMAデジタルフレームを受信し、V-ROVERおよびOTSに指定されたTDMA時間スロット信号を逆多重化して、40GBpsのデータストリームに戻す。セルスイッチトランクポート242は、(常にASMポート1および2と、セルスイッチT1およびT2にある)2つのプロトンスイッチ、ならびに(常にASMポート3および4と、セルスイッチT3およびT4にある)2つの近接するROVERからの入来セルフレームを監視する。
セルスイッチトランクは、セルフレーム内の4つの入来する40GBpsのデータストリーム48ビット宛先アドレスを監視し、それらをMAST250に送信した。MASTは、アドレスを審査し、ローカルROVERのアドレスが識別されると、3ビットの物理ポートアドレスを読み取り、それらのセルフレームを指定ポートに切り替えるようスイッチに命令する。
MASTは、48ビットの宛先アドレスがローカルROVERまたはその近隣するもののうちの1つではないと判定すると、そのセルフレームを、2つのプロトンスイッチのうちの1つに向かってT1またはT2に切り替えるようにスイッチに命令する。アドレスが近接するROVERのうちの1つである場合、MASTは、セルフレームを指定された近接するROVERに切り替えるようにスイッチに命令する。
リンク暗号化
V-ROVERのASMの2つのトランクは、リンク暗号化システム201Dで終端する。リンク暗号化システムは、図6.0に示されるように、AAPIの下にあるアプリケーション暗号化システムの下の追加のセキュリティ層である。
本発明の一実施形態である図21.0に示されるリンク暗号化システムは、ASMから出てくるV-ROVERの40GBpsのデータストリームのうちの4つすべてを暗号化する。この処理は、Attobahnデータがミリメートル波スペクトルを横断するときに、サイバー攻撃者がそのデータを見ることができないことを保証する。リンク暗号化システムは、ROVERと、プロトンスイッチと、原子核スイッチとの間でプライベート暗号鍵を使用する。この暗号化システムは、最低でも、AES暗号化レベルを満たすが、暗号化の方法論が、ネットワークのアクセスネットワーク層と、プロトン切り替え層と、原子核切り替え層との間で実装される方法ではそのレベルを超過する。
QAMモデム
本発明の一実施形態である図21.0に示されるようなV-ROVERの直角位相振幅モデム(QAM)246は、4つのセクションの変調器および復調器である。各セクションは、ローカルのセシウムビーム参照発振器回路805ABCによって発生する30GHz~3300GHzの通信事業者信号を変調する40GBpsのデジタルベースバンド信号を受理する。
QAMモデムの最大デジタルバンド幅容量
V-ROVERのQAM変調器は、64~4096ビットの直角位相適応変調スキームを使用する。変調器は、ミリメートル波RF伝送リンクの信号対雑音の比(S/N)の状態に応じて、伝送ビットレートを変化させることができる適応スキームを使用する。変調器は、受信S/N比を監視し、このレベルが最も低い所定の閾値を満たすとき、QAM変調器は、ビット変調を最大の4096ビット形式に増加させて、12:1のシンボルレートをもたらす。したがって、バンド幅の1ヘルツごとに、システムは12ビットを伝送することができる。この配置により、V-ROVERが(バンド幅240GHzの通信事業者を使用する場合)12×24GHz=288GBpsの最大デジタルバンド幅容量を有することが可能になる。V-ROVERの240GHzの通信事業者のうちの4つすべてを取得すると、240GHzの通信事業者周波数でのROVERの全容量は、4×288GBps=1.152TBpsである。
30~3300GHzのAttobahnミリメートル波RF信号動作のフルスペクトルにわたって、最大4096ビットのQAMでのV-ROVERの範囲は次のようになる。
30GHzの通信事業者、3GHzのバンド幅:12×3GHz×4つの通信事業者信号=144GBps(ギガビット/秒)
3300GHz、330GHzのバンド幅:12×330GHz×4つの通信事業者信号=15.84TBps(テラビット/秒)
したがって、V-ROVERは、15.84TBpsの最大デジタルバンド幅容量を有する。
QAMモデムの最小デジタルバンド幅容量
V-ROVERのQAM変調器は、受信S/N比を監視し、このレベルが最も高い所定の閾値を満たすとき、QAM変調器は、ビット変調をその最小の64ビット形式に減少させて、6:1のシンボルレートをもたらす。したがって、バンド幅の1ヘルツごとに、システムは6ビットを伝送することができる。この配置により、V-ROVERが(バンド幅240GHzの通信事業者を使用する場合)6×24GHz=1.44GBpsの最大デジタルバンド幅容量を有することが可能になる。V-ROVERの240GHzの通信事業者のうちの4つすべてを取得すると、240GHzの通信事業者周波数でのROVERの全容量は、4×1.44GBps=5.76GBpsである。
30~3300GHzのAttobahnミリメートル波RF信号動作のフルスペクトルにわたって、最小64ビットのQAMでのV-ROVERの範囲は次のようになる。
30GHzの通信事業者、3GHzのバンド幅:6×3GHz×4つの通信事業者信号=72GBps(ギガビット/秒)
3300GHz、330GHzのバンド幅:6×330GHz×4つの通信事業者信号=7.92TBps(テラビット/秒)
したがって、V-ROVERは、7.92TBpsの最小デジタルバンド幅容量を有する。
したがって、ミリメートルおよび30GHz~3300GHzの超高周波数範囲にわたるV-ROVERのデジタルバンド幅範囲は、72GBps~15.84TBpsである。V-ROVERのQAMモデムは、変調器のコンステレーション点を64ビット~4096ビットで自動的に調節する。コンスタレーション点が同じままの場合、S/Nが減少すると、受信されたデジタルビットのビットエラーレートが増加する。したがって、変調器は、コンスタレーション点、シンボルレートをS/N比レベルと調和させて低減するように設計されており、それに伴って、より広いバンド幅にわたって高品質のサービスを伝達するためにビットエラーレートを維持する。この動的な性能設計は、Attobahnのデータサービスを、エンドユーザがサービス性能の劣化を実感することなく、高品質で体よく動作させる。
モデムデータ性能管理
本発明の一実施形態であるV-ROVERのQAM変調器のデータ管理スプリッタ(DMS)248回路構成は、変調器リンクの性能を監視し、4つのRFリンクのS/N比の各々を、変調スキームに適用されるシンボルレートと相関させる。変調器は、リンクの劣化とその後のシンボルレートの低減を同時に行い、劣化したリンクに指定されたデータをすぐにスロットルバックし、データトラフィックを性能の良い変調器に迂回させる。
したがって、変調器1がそのRFリンクの劣化を検出した場合、モデムシステムはその劣化した変調器からトラフィックを取得し、それをネットワークにわたる伝送のために変調器2に方向付ける。この設計の配置により、V-ROVERシステムは、そのデータトラフィックを非常に効率的に管理し、伝送リンクの劣化中でもシステム性能を維持することができる。DMSは、QAM変調処理のために、データ信号を位相(I)および90度位相がずれた直角位相(Q)回路構成251への2つのストリームに分配する前に、これらのデータ管理機能を実施する。
復調器
V-ROVERのQAM復調器252は、その変調器の逆に機能する。それは、RF低雑音増幅器(LNA)254からのRFのI-Q信号を受理し、それをIQ回路構成255に供給し、ここで、元の組み合わせられたデジタルが復調後に一緒になる。復調器は、入来するI-Q信号のシンボルレートを追跡し、それ自体を入来レートに自動的に調節し、信号を正しいデジタルレートで調和させて復調する。したがって、RF伝送リンクが劣化し、変調器がシンボルレートを最大の4096ビットレートから64ビットレートに減少させた場合、復調器は、より低いシンボルレートを自動的に追跡し、デジタルビットをより低いレートで復調する。この配置は、リンク性能が増加するまで一時的にデジタルビットレートを下げることによって、エンドツーエンドのデータ接続の品質が維持されることを確実にする。
V-ROVERのRF回路構成
V-ROVERのミリメートル波(mmW)無線周波数(RF)回路構成247Aは、さまざまな気候条件下で、30GHz~3300GHzの範囲で動作し、10億~1兆分の1のビットエラーレート(BER)のブロードバンドデジタルデータを伝達するように設計されている。
mmW RF伝送器
V-ROVERのmmW RF伝送器(TX)ステージ247は、30GHz~3300GHzの周波数範囲を有するローカル発振器周波数(LO)が、3GHz~330GHzのバンド幅ベースバンドのI-Qモデム信号をRFが30GHZ~330GHzの通信事業者信号と混合することを可能にする高周波数アップコンバータ混合器251Aからなる。混合器のRFが変調された通信事業者信号は、超高周波数(30~3300GHz)伝送器増幅器253に供給される。mmW RF TXは、1.5dB~20dBの電力利得を有する。TX増幅器の出力信号は、矩形のmmW導波管256に供給される。導波管は、本発明の一実施形態であるmmW360度円形アンテナ257に接続されている。
mmW RF受信器
本発明の一実施形態である図21.0は、受信する矩形のmmW導波路256に接続されたmmW360度アンテナ257からなるV-ROVERのmmW受信器(RX)ステージ247Aを示す。入来するmmW RF信号は、360度アンテナで受信され、ここで、受信されたmmWの30GHz~3300GHzの信号は、矩形の導波管を介して、最大30dBの利得を有する低雑音増幅器(LNA)254に送信される。
信号は、LNAを離れた後、受信器バンドパスフィルタ254Aを通過し、高周波数混合器に供給される。高周波数ダウンコンバータ混合器252Aは、30GHz~3300GHzの周波数範囲を有するローカル発振器周波数(LO)が、30GHz~3300GHzの通信事業者信号のIおよびQ位相振幅を、3GHz~330GHzのベースバンドバンド幅に復調し戻すことを可能にする。バンド幅ベースバンドのI-Q信号255は、64~4096のQAM復調器252に供給され、ここで、分離されたI-Qデジタルデータ信号が元の単一の40GBpsのデータストリームに再度組み合わされる。QAM復調器252の4つの40GBpsのデータストリームは、ASMを介して、復号化回路構成およびセルスイッチに供給される。
V-ROVERのクロックおよび同期回路構成
図21.0は、復旧されたクロック信号805から参照制御電圧を受信する位相ロックループ(PLL)回路805Aによって制御されるV-ROVERの内部発振器805ABCを示す。復旧されたクロック信号は、LNA出力から受信したmmW RF信号から派生する。受信されたmmW RF信号は、サンプルであり、本発明の一実施形態である図21.0に例示されるような、RFからデジタルへのコンバータ805Eによりデジタルパルスに変換される。
V-ROVERが受信するmmW RF信号は、同じドメイン内にあるプロトンスイッチまたは近接するROVERから入来した。各ドメインデバイス(プロトンスイッチおよびROVER)のRFおよびデジタル信号は、アップリンク原子核スイッチを参照し、原子核スイッチは、本発明の一実施形態である図107.0に例示される国内バックボーンおよびグローバルゲートウェイの原子核スイッチを参照するため、各プロトンスイッチおよびROVERは、原子セシウムビームの高安定性発振システムを事実上参照する。原子セシウムビーム発振システムは、全地球測位衛星(GPS)を参照するため、すべてのAttobahnシステムが世界中でGPSを参照することを意味する。
このクロックおよび同期の設計により、原子核スイッチ、プロトンスイッチ、V-ROVER、Nano-ROVER、Atto-ROVER、ならびに世界中のGPSを参照する光ファイバ端末およびゲートウェイルータなどのAttobahnの補助的な通信システムのすべてで、デジタルクロック発振器のすべてを作製する。
V-ROVERのmmW RF信号から派生した参照GPSクロック信号は、GNCC(グローバルネットワーク制御センタ)の原子セシウム発振器での正弦波の0~360度で、受信したGPS参照信号位相と調和してPLL出力電圧を変化させる。PLL出力電圧は、GPSを参照するGNCCの原子セシウムクロックに事実上同期するV-ROVERのローカル発振器の出力周波数を制御する。
V-ROVERのクロックシステムには、システムの以下のセクションにさまざまなクロック周波数を支給するための周波数逓倍器および分割器回路構成が装備されている。
1.RF組み合わせ/アップコンバータ/ダウンコンバータ 1×30~3300GHz
2.QAMモデム 1×30~3300GHz信号
3.セルスイッチ 4×2THz信号
4.ASM 4×40GHz信号
5.エンドユーザポート 8×10GHz~20GHz信号
6.CPUおよびクラウドストレージ 1×2GHz信号
7.WiFiおよびWiGiシステム 1×5GHz信号および1×60GHz信号
V-ROVERのクロックシステムの設計は、Attobahnのデータ情報が原子セシウムクロックソースおよびGPSと完全に同期することを保証し、その結果、すべてのアプリケーションがネットワークにわたって、ビットエラーを徹底的に最小限に抑え、サービス性能を著しく改善させるネットワークインフラストラクチャにデジタル同期する。
V-ROVERのマルチプロセッサおよびサービス
V-ROVERには、クラウドストレージサービス、ネットワーク管理データ、ならびにデバイス内のシステム構成、警告メッセージ表示、およびユーザサービス表示などのさまざまな管理機能を管理する、デュアルクアッドコア4GHz、8GB ROM、500GBストレージCPUが装備されている。
CPUは、システム性能情報を監視し、その情報を論理ポート1(図6.0)Attobahnネットワーク管理ポート(ANMP)EXT.001を介して、ROVERネットワーク管理システム(RNMS)に通信する。エンドユーザは、V-ROVERと相互作用して、パスワード、サービスへのアクセス、ショーの購入、顧客サービスとの通信などを設定するためのタッチ画面インターフェースを有する。
Attobahnエンドユーザサービスアプリマネージャは、V-ROVERのCPU上で稼働する。エンドユーザサービスアプリマネージャは、エンドユーザのデスクトップPC、ラップトップ、タブレット、スマートフォン、サーバ、ビデオゲームステーションなどにあるAttobahnアプリとインターフェースおよび通信する。次のエンドユーザの個人サービスおよび管理機能は、CPU上で稼働する。
1.個人情報メール
2.個人ソーシャルメディア
3.個人インフォテイメント
4.個人クラウド
5.電話サービス
6.新しく公開された映画サービスのダウンロードストレージ/削除管理
7.放送音楽サービス
8.放送TVサービス
9.オンラインのWORD、SPREAD SHEET、DRAW、およびデータベース
10.習慣的なアプリサービス
11.GROUPペイパービューサービス
12.コンサートペイパービュー
12.オンライン仮想現実
13.オンラインビデオゲームサービス
14.Attobahn広告表示サービス管理(バナーおよびビデオのフェードイン/フェードアウト)
15.AttoViewダッシュボード管理
16.パートナーサービス管理
17.ペイパービュー管理
18.ビデオダウンロードストレージ/削除管理
19.一般的なアプリ(Google、Facebook(登録商標)、Twitter(登録商標)、Amazon、What's Upなど)
これらのサービス、クラウドサービスアクセス、およびストレージ管理の各々は、V-ROVERのCPUのクラウドアプリによって制御される。
Nano-ROVER設計
1.物理インターフェース
本発明の一実施形態として、図22Aおよび22Bは、長さ5インチ、幅3インチ、および高さ1/2インチの物理的寸法を有するバイラル周回車両、Nano-ROVER通信デバイス200を示す。このデバイスは、デバイスの前上にガラスディスプレイ画面203を備えた硬質で耐久性のあるプラスチックカバーのチェーシング202を有する。このデバイスには、最小で4つの物理ポート206が装備されており、これらは、USBポートに限定されないローカルエリアネットワーク(LAN)インターフェースから64Kbps~10GBpsの範囲の高速データストリームを受理することができ、高精細度マルチメディアインターフェース(HDMI(登録商標))ポート;Ethernet(登録商標)ポート、RJ45モジュラコネクタ;IEEE1394インターフェース(FireWire(登録商標)としても知られる);ならびに/または短距離通信ポート、例えば、アプリケーションプログラム可能インターフェース(AAPI)からのTCP/IPパケットもしくはデータストリームを搬送するBluetooth(登録商標)、Zigbee(登録商標)、近距離無線通信、または赤外線インターフェース;PCMボイスもしくはボイスオーバーIP(VOIP);またはビデオIPパケットなどであり得る。
Nano-ROVERデバイスは、デバイス内のバッテリの充電を可能にする充電ケーブル用のDC電力ポート204を有する。このデバイスは、30~3300GHzの範囲の周波数の受信および伝送を可能にする高周波RFアンテナ220で設計されている。WiFiおよびWiGi、Bluetooth(登録商標)、ならびに他のより低い周波数システムとの通信を可能にするために、このデバイスは、これらの信号の受信および伝送のための第2のアンテナ208を有する。
広告監視および閲覧レベルインジケータ
本発明の一実施形態である図22Aに示されるように、Nano-ROVERは、ガラスディスプレイの前面に、3つのLEDライト/インジケータを装備した3つのベベルインデント穴280を有する。これらのライトは、世帯、事業所、またはそれらの中の車両の受取人/ユーザによって閲覧される広告(ADS)のレベルのインジケータとして使用される。
LEDライト/インジケータ広告インジケータは、次の方法で動作される。
1.ライト/インジケータAのLEDは、Attobahnブロードバンドネットワークサービスのユーザがひと月当たりに特定の多くの数の広告にさらされたときに、LEDが点灯する。
2.ライト/インジケータBのLEDは、Attobahnブロードバンドネットワークサービスのユーザがひと月当たりに特定の中程度の数の広告にさらされたときに、LEDが点灯する。
3.ライト/インジケータCのLEDは、Attobahnブロードバンドネットワークサービスのユーザがひと月当たりに特定の少ない数の広告にさらされたときに、LEDが点灯する。
これらのLEDは、論理ポート13 Attobahn広告アプリアドレスEXT=.00D、固有のアドレス.EXT=32F310E2A608FF.00Dに位置するAPPIの広告アプリによって制御される。広告アプリは、広告閲覧部-テキスト、画像、ビデオを閲覧者のディスプレイ画面(携帯電話、スマートフォン、タブレット、ラップトップ、PC、TV、VR、ゲームシステムなど)に駆動させ、これらのディスプレイに表示されるすべての広告の追跡を続ける広告カウンタと共に設計されている。カウンタは、表示された広告の量がある特定の閾値を満たすと、3つのLEDを供給してオンとオフを切り替える。これらのディスプレイは、ユーザが任意の所与の瞬間にどれだけ多くの広告にさらされたかをユーザに知らせる。この広告監視およびインジケーションレベルは、Nano-ROVERデバイスに関する本発明の一実施形態である。
本発明の一実施形態である図8.0のディスプレイのように、広告アプリはまた、エンドユーザのディスプレイ画面(携帯電話、スマートフォン、タブレット、ラップトップ、PC、TV、VR、ゲームシステム、など)上に表示される広告モニタおよび閲覧レベルインジケータを提供する。広告モニタおよび閲覧レベルインジケータ(AMVI)は、画面上に示されているものの上に重畳される垂直バーの形態でユーザ画面に表示される。AMVIの垂直バーは、V-ROVER、Nano-ROVER、およびAtto-ROVERの前面ガラスのベベル上に表示されるものと同じ色のインジケーションに従う。AMVIの垂直バーは、次のようにユーザ画面上に表示されるように設計されている。
1.垂直バー上のライト/インジケータAは、Attobahnブロードバンドネットワークサービスのユーザがひと月当たりに特定の多くの数の広告にさらされたときに、明るくなる(一方、ライト/インジケータBおよびCは、微弱なままである)。
2.垂直バー上のライト/インジケータBは、Attobahnブロードバンドネットワークサービスのユーザがひと月当たりに特定の中程度の数の広告にさらされたときに、明るくなる(一方、ライト/インジケータAおよびCは、微弱なままである)。
3.垂直バー上のライト/インジケータCは、Attobahnブロードバンドネットワークサービスのユーザがひと月当たりに特定の少ない数の広告にさらされたときに、明るくなる(一方、ライト/インジケータAおよびBは、微弱なままである)。
2.物理的接続性
本発明の一実施形態として、図23.0は、Nano-ROVERデバイスポート206と、WiFiおよびWiGiと、Bluetooth(登録商標)と、その他のより低い周波数のアンテナ208との間の物理的接続性、ならびに高周波数RFアンテナ220と、1)ラップトップ、携帯電話、ルータ、キネティックシステム、ゲーム機、デスクトップPC、LANスイッチ、サーバ、4K/5K/8K超高精細TVなどに限定されないエンドユーザデバイスおよびシステムとの間の物理的接続性、2)プロトンスイッチとの間の物理的接続性を示す。
3.内部システム
本発明の一実施形態として、図24.0は、Nano-ROVER通信デバイス200の内部動作を示す。エンドユーザのデータ、音声、およびビデオ信号は、デバイスポート206および低周波数アンテナ208(WiFiおよびWiGi、Bluetooth(登録商標)など)に進入し、内部発振器805Bおよび位相ロックループ805Aを備えた高度に安定化されたクロックシステム805Cを使用するセルフレーミングおよび切り替えシステムへのクロックであり、これは、デジタルストリームを受信したモデム220の復調器セクションから得られた復旧されたクロック信号を参照する。エンドユーザ情報は、セルフレーミングシステムにクロックされると、バイラル分子ネットワークのセルフレーミング形式にカプセル化され、ここで、ローカルおよびリモートのAttobahnネットワークデバイスと、宛先ポート48桁の数字(6バイト)スキーマアドレスヘッダーとの間のホストツーホスト通信のフレーム1に位置する発信元アドレス(発信元アドレスのより詳細な情報については図15.0および16.0を参照)が、1桁当たり4バイトのニブルを使用して、セルフレーム10バイトヘッダーに挿入される。エンドユーザ情報のストリームは、10バイトのヘッダーを付随した60バイトのペイロードセルに分けられる。
本発明の一実施形態である図24.0に例示されるように、セルフレームは、Nano-ROVERの高速バスに入れられ、IWICチップ210のセル切り替えセクションに伝達される。IWICチップは、トラフィックが原子分子ドメイン内でローカルのままである場合に、プロトンスイッチまたはその近接するバイラル周回車両のうちの1つに信号を輸送するために、セルを切り替え、高速バスを介してASM212に送信し、特定の周回時間スロット(OTS)214に入れる。セルフレームは、ASMを通過した後、モデム220の4096ビットのQAM変調器に送られる。ASMは、各デジタルストリームを2つの中間周波数(IF)の信号に個別に変調した後、モデムに送信される2つの高速デジタルストリームを展開する。2つのIFは、RFシステム220A混合器ステージに送信され、ここで、IF周波数がRF通信事業者(バイラル周回車両デバイスごとに2つのRF通信事業者)と混合され、アンテナ208を介して伝送される。
4.TDMAのASMフレーミングおよび時間スロット
本発明の一実施形態として、図20.0は、その期間内に10,000ビットを移動する0.25マイクロ秒の周回時間スロット(OTS)214からなる、Nano-ROVERのASM212フレーミング形式を例示する。0.25マイクロ秒の10個のOTS214Aフレームは、2.5マイクロ秒の周回周期を有する1つのASMフレームを構成する。ASM回路構成は、毎秒400,000個のASMフレーム212Aを移動させる。OTS10,000ビット/0.25マイクロ秒は、40GBpsをもたらす。このフレーミング形式は、バイラル分子ネットワークにわたって、バイラル周回車両、プロトンスイッチ、および原子核スイッチで開発される。これらのフレームの各々は、プロトンスイッチおよび近接するROVERの両方と通信する時分割多元接続(TDMA)フレームの時間スロットに入れられる。
5.Nano-ROVERシステムの概略
図25.0は、本発明の一実施形態であるNano-ROVER設計回路構成の概略の例示であり、デバイスの内部構成要素の詳細なレイアウトを示す。4つのデータポート206には、10兆分の1の安定性でネットワークセシウムビーム発振器から派生/復旧されたクロック信号に同期する10GBpsの入力クロック速度が装備されている。各ポートインターフェースは、非常に安定したクロック信号805Cを提供して、エンドユーザシステムからデータ信号が出入りする時間を計る。
エンドユーザポートインターフェース
Nano-ROVERのポート206は、1~2つの物理USB;(HDMI(登録商標));Ethernet(登録商標)ポート、RJ45モジュラコネクタ;IEEE1394インターフェース(FireWire(登録商標)としても知られる);ならびに/または短距離通信ポート、例えば、Bluetooth(登録商標)、Zigbee(登録商標)、近距離無線通信、WiFiおよびWiGi、ならびに赤外線インターフェースなどからなる。これらの物理ポートは、エンドユーザ情報を受信する。
ラップトップ、デスクトップ、サーバ、メインフレーム、もしくはスーパーコンピュータであり得るコンピュータ;WiFiもしくは直接ケーブル接続を介したタブレット;携帯電話;音声オーディオシステム;ビデオサーバからのビデオの配信および放送;TV放送;放送無線局のステレオ、オーディオアナウンサービデオ、および無線ソーシャルメディアデータ;Attobahnモバイル携帯電話発呼;ニュースTVスタジオ品質のTVシステムのビデオ信号;3DスポーツイベントのTVカメラ信号、4K/5K/8K超高精細TV信号;映画ダウンロード情報信号;リアルタイムTVニュースレポートビデオストリームの分野;放送映画の映画館ネットワークビデオ信号;ローカルエリアネットワークのデジタルストリーム;ゲーム機;仮想現実データ;キネティックシステムデータ;インターネットTCP/IPデータ;非標準データ;住宅および商業建物のセキュリティシステムデータ;リモートロボット製造機械デバイスの信号およびコマンドのリモート制御テレメトリシステムの情報;建物管理およびオペレーティングシステムのデータ;家庭用電子システムおよびデバイスを含むが、これらに限定されないモノのインターネットデータストリーム;家電製品の管理および制御信号;工場フロア機械システムの性能の監視、管理、ならびに制御信号データ;個人用電子デバイスのデータ信号などからの顧客情報。
マイクロアドレス割り当て切り替えテーブル(MAST)
Nano-ROVERポートは、入来データ信号とクロック信号との位相差に注意する小さなバッファ240を介して、各データタイプをクロックインする。データ信号がNano-ROVERクロック信号と同期すると、セルフレームシステム(CFS)241は、セルフレーム宛先アドレスのコピーのスクリプトをオフにし、それをマイクロアドレス割り当て切り替えテーブル(MAST)システム250に送信する。次いで、MASTは、宛先アドレスデバイスROVERが、発信元アドレスROVERデバイスと同じ分子ドメイン(400 V-ROVER、Nano-ROVER、およびAtto-ROVER)内にあるかどうかを判定する。
発信元アドレスと宛先アドレスとが同じドメイン内にある場合、セルフレームは、2つの40GBpsトランクポート242のうちのいずれか1つを介して切り替えられ、ここで、フレームはプロトンスイッチまたは近接するROVERのいずれかに伝送される。セルフレームの宛先アドレスが発信元アドレスROVERデバイスと同じ分子ドメイン内にない場合、セルスイッチは、フレームを、分子ドメインを制御するプロトンスイッチに接続されたトランクポート1に切り替える。
宛先アドレスROVERデバイスがローカル分子ドメイン内にないフレームを、ネットワークのプロトン切り替え層(PSL)に自動的に送信させる設計は、ネットワークを通じて切り替え待ち時間を低減する。このフレームが、近接するROVERのうちの1つに切り替えられ、プロトンスイッチに直接向かう代わりに、フレームは、分子ドメインを出て、別のドメイン内の最終宛先に向かう前に、多くのROVERデバイスを通過する必要がある。
切り替えスループット
本発明の一実施形態であるセルフレーム切り替えファブリックは、2TBpsで稼働する2つの個別のバス243を使用する。この配置により、各Atto-ROVERセルスイッチに4GBpsの合計切り替えスループットが与えられる。スイッチは、平均280ピコ秒以内に、任意のセルフレームをスイッチのインとアウトに移動させることができる。スイッチは、5ミリ秒未満以内で、データの40GBpsのトランク242のうちのいずれかを空にすることができる。2つの40GBpsトランク242データのデジタルストリームは、本発明の一実施形態である、2×40GHzの非常に安定したセシウムビーム800(図84.0)の参照ソースクロック信号によるセルスイッチのクロックインおよびクロックアウトである。
アト秒多重化(ASM)
2つのトランク信号は、暗号化システム201Cを介してアト秒マルチプレクサ(ASM)244に供給される。ASMは、図20.0に表示されるように、2×40GBpsのデータストリームを周回時間スロット(OTS)フレーム内に入れる。ASMポート245の1つおよび2つの出力デジタルストリームは、TDMA時間スロットに挿入され、次いで、ミリメートル波無線周波数(RF)リンクを横切る伝送のためにQAM変調器246に送信される。ASMは、QAM復調器からTDMAデジタルフレームを受信し、Nano-ROVERおよびOTSに指定されたTDMA時間スロット信号を逆多重化して、40GBpsのデータストリームに戻す。セルスイッチトランクポート242は、(常にASMポート1およびセルスイッチT1にある)プロトンスイッチ、ならびに(常にASMポート2およびセルスイッチT2にある)1つの近接するROVERからの入来セルフレームを監視する。
Nano-ROVERのセルスイッチトランクは、セルフレーム内の2つの入来する40GBpsのデータストリーム48ビット宛先アドレスを監視し、それらをMAST250に送信した。MASTは、アドレスを審査し、ローカルROVERのアドレスが識別されると、3ビットの物理ポートアドレスを読み取り、それらのセルフレームを指定ポートに切り替えるようスイッチに命令する。
MASTは、48ビットの宛先アドレスがローカルROVERまたはその近隣するものではないと判定すると、そのセルフレームを、プロトンスイッチに向かってT1に切り替えるようにスイッチに命令する。アドレスが近接するROVER用である場合、MASTは、セルフレームを指定された近接するROVERに切り替えるようにスイッチに命令する。
リンク暗号化
Nano-ROVERのASMの2つのトランクは、リンク暗号化システム201Dで終端する。リンク暗号化システムは、図6.0に示されるように、AAPIの下にあるアプリケーション暗号化システムの下の追加のセキュリティ層である。
本発明の一実施形態である図25.0に示されるリンク暗号化システムは、ASMから出てくる2つのNano-ROVERの40GBpsのデータストリームを暗号化する。この処理は、Attobahnデータがミリメートル波スペクトルを横断するときに、サイバー攻撃者がそのデータを見ることができないことを保証する。リンク暗号化システムは、ROVERと、プロトンスイッチと、原子核スイッチとの間でプライベート暗号鍵を使用する。この暗号化システムは、最低でも、AES暗号化レベルを満たすが、暗号化の方法論が、ネットワークのアクセスネットワーク層と、プロトン切り替え層と、原子核切り替え層との間で実装される方法ではそのレベルを超過する。
QAMモデム
本発明の一実施形態である図25.0に示されるようなNano-ROVERの直角位相振幅モデム(QAM)246は、2つのセクションの変調器および復調器である。各セクションは、ローカルのセシウムビーム参照発振器回路805ABCによって発生する30GHz~3300GHzの通信事業者信号を変調する40GBpsのデジタルベースバンド信号を受理する。
QAMモデムの最大デジタルバンド幅容量
Nano-ROVERのQAM変調器は、64~4096ビットの直角位相適応変調スキームを使用する。変調器は、ミリメートル波RF伝送リンクの信号対雑音の比(S/N)の状態に応じて、伝送ビットレートを変化させることができる適応スキームを使用する。変調器は、受信S/N比を監視し、このレベルが最も低い所定の閾値を満たすとき、QAM変調器は、ビット変調を最大の4096ビット形式に増加させて、12:1のシンボルレートをもたらす。したがって、バンド幅の1ヘルツごとに、システムは12ビットを伝送することができる。この配置により、Nano-ROVERが(バンド幅240GHzの通信事業者を使用する場合)12×24GHz=288GBpsの最大デジタルバンド幅容量を有することが可能になる。2つのNano-ROVERの240GHzの通信事業者を取得すると、240GHzの通信事業者周波数でのNano-ROVERの全容量は、2×288GBps=576GBpsである。
30~3300GHzのAttobahnミリメートル波RF信号動作のフルスペクトルにわたって、最大4096ビットのQAMでのNano-ROVERの範囲は次のようになる。
30GHzの通信事業者、3GHzのバンド幅:12×3GHz×2つの通信事業者信号=72GBps(ギガビット/秒)
3300GHz、330GHzのバンド幅:12×330GHz×2つの通信事業者信号=7.92TBps(テラビット/秒)
したがって、Nano-ROVERは、7.92TBpsの最大デジタルバンド幅容量を有する。
QAMモデムの最小デジタルバンド幅容量
Nano-ROVERの変調器は、受信S/N比を監視し、このレベルが最も高い所定の閾値を満たすとき、QAM変調器は、ビット変調をその最小の64ビット形式に減少させて、6:1のシンボルレートをもたらす。したがって、バンド幅の1ヘルツごとに、システムは6ビットを伝送することができる。この配置により、Nano-ROVERが(バンド幅240GHzの通信事業者を使用する場合)6×24GHz=1.44GBpsの最大デジタルバンド幅容量を有することが可能になる。2つのNano-ROVERの240GHzの通信事業者を取得すると、240GHzの通信事業者周波数でのROVERの全容量は、2×1.44GBps=2.88GBpsである。
30~3300GHzのAttobahnミリメートル波RF信号動作のフルスペクトルにわたって、最小64ビットのQAMでのV-ROVERの範囲は次のようになる。
30GHzの通信事業者、3GHzのバンド幅:6×3GHz×2つの通信事業者信号=36GBps(ギガビット/秒)
3300GHz、330GHzのバンド幅:6×330GHz×2つの通信事業者信号=3.96TBps(テラビット/秒)
したがって、Nano-ROVERは、3.96TBpsの最小デジタルバンド幅容量を有する。したがって、ミリメートルおよび30GHz~3300GHzの超高周波数範囲にわたるNano-ROVERのデジタルバンド幅範囲は、36GBps~7.92TBpsである。
Nano-ROVERのQAMモデムは、変調器のコンステレーション点を64ビット~4096ビットで自動的に調節する。コンスタレーション点が同じままの場合、S/Nが減少すると、受信されたデジタルビットのビットエラーレートが増加する。したがって、変調器は、コンスタレーション点、シンボルレートをS/N比レベルと調和させて低減するように設計されており、それに伴って、より広いバンド幅にわたって高品質のサービスを伝達するためにビットエラーレートを維持する。この動的な性能設計は、Attobahnのデータサービスを、エンドユーザがサービス性能の劣化を実感することなく、高品質で体よく動作させる。
モデムデータ性能管理
本発明の一実施形態であるNano-ROVERの変調器のデータ管理スプリッタ(DMS)248回路構成は、変調器リンクの性能を監視し、2つのRFリンクのS/N比の各々を、変調スキームに適用されるシンボルレートと相関させる。変調器は、リンクの劣化とその後のシンボルレートの低減を同時に行い、劣化したリンクに指定されたデータをすぐにスロットルバックし、データトラフィックを性能の良い変調器に迂回させる。
したがって、変調器1がそのRFリンクの劣化を検出した場合、モデムシステムはその劣化した変調器からトラフィックを取得し、それをネットワークにわたる伝送のために変調器2に方向付ける。この設計の配置により、Nano-ROVERシステムは、そのデータトラフィックを非常に効率的に管理し、伝送リンクの劣化中でもシステム性能を維持することができる。DMSは、QAM変調処理のために、データ信号を位相(I)および90度位相がずれた直角位相(Q)回路構成251への2つのストリームに分配する前に、これらのデータ管理機能を実施する。
復調器
Nano-ROVERのQAM復調器252は、その変調器の逆に機能する。それは、RF低雑音増幅器(LNA)254からのRFのI-Q信号を受理し、それをIQ回路構成255に供給し、ここで、元の組み合わせられたデジタルが復調後に一緒になる。復調器は、入来するI-Q信号のシンボルレートを追跡し、それ自体を入来レートに自動的に調節し、信号を正しいデジタルレートで調和させて復調する。したがって、RF伝送リンクが劣化し、変調器がシンボルレートを最大の4096ビットレートから64ビットレートに減少させた場合、復調器は、より低いシンボルレートを自動的に追跡し、デジタルビットをより低いレートで復調する。この配置は、リンク性能が増加するまで一時的にデジタルビットレートを下げることによって、エンドツーエンドのデータ接続の品質が維持されることを確実にする。
Nano-ROVERのRF回路構成
Nano-ROVERのミリメートル波(mmW)無線周波数(RF)回路構成247Aは、さまざまな気候条件下で、30GHz~3300GHzの範囲で動作し、10億~1兆分の1のビットエラーレート(BER)のブロードバンドデジタルデータを伝達するように設計されている。
mmW RF伝送器
Nano-ROVERのmmW RF伝送器(TX)ステージ247は、30GHz~3300GHzの周波数範囲を有するローカル発振器周波数(LO)が、3GHz~330GHzのバンド幅ベースバンドのI-Qモデム信号をRFが30GHZ~330GHzの通信事業者信号と混合することを可能にする高周波数アップコンバータ混合器251Aからなる。混合器のRFが変調された通信事業者信号は、超高周波数(30~3300GHz)伝送器増幅器253に供給される。mmW RF TXは、1.5dB~20dBの電力利得を有する。TX増幅器の出力信号は、矩形のmmW導波管256に供給される。導波管は、本発明の一実施形態であるmmW360度円形アンテナ257に接続されている。
mmW RF受信器
本発明の一実施形態である図25.0は、受信する矩形のmmW導波路256に接続されたmmW360度アンテナ257からなるV-ROVERのmmW受信器(RX)ステージ247Aを示す。入来するmmW RF信号は、360度アンテナで受信され、ここで、受信されたmmWの30GHz~3300GHzの信号は、矩形の導波管を介して、最大30dBの利得を有する低雑音増幅器(LNA)254に送信される。
信号は、LNAを離れた後、受信器バンドパスフィルタ254Aを通過し、高周波数混合器に供給される。高周波数ダウンコンバータ混合器252Aは、30GHz~3300GHzの周波数範囲を有するローカル発振器周波数(LO)が、30GHz~3300GHzの通信事業者信号のIおよびQ位相振幅を、3GHz~330GHzのベースバンドバンド幅に復調し戻すことを可能にする。バンド幅ベースバンドのI-Q信号255は、64~4096のQAM復調器252に供給され、ここで、分離されたI-Qデジタルデータ信号が元の単一の40GBpsのデータストリームに再度組み合わされる。QAM復調器252の2つの40GBpsのデータストリームは、ASMを介して、復号化回路構成およびセルスイッチに供給される。
Nano-ROVERのクロックおよび同期回路構成
図25.0は、復旧されたクロック信号805から参照制御電圧を受信する位相ロックループ(PLL)回路805Aによって制御されるNano-ROVERの内部発振器805ABCを示す。復旧されたクロック信号は、LNA出力から受信したmmW RF信号から派生する。受信されたmmW RF信号は、サンプルであり、本発明の一実施形態である図25.0に例示されるような、RFからデジタルへのコンバータ805Eによりデジタルパルスに変換される。
Nano-ROVERが受信するmmW RF信号は、同じドメイン内にあるプロトンスイッチまたは近接するROVERから入来した。各ドメインデバイス(プロトンスイッチおよびROVER)のRFおよびデジタル信号は、アップリンク原子核スイッチを参照し、原子核スイッチは、本発明の一実施形態である図107.0に例示される国内バックボーンおよびグローバルゲートウェイの原子核スイッチを参照するため、各プロトンスイッチおよびROVERは、原子セシウムビームの高安定性発振システムを事実上参照する。原子セシウムビーム発振システムは、全地球測位衛星(GPS)を参照するため、すべてのAttobahnシステムが世界中でGPSを参照することを意味する。
このクロックおよび同期の設計により、原子核スイッチ、プロトンスイッチ、V-ROVER、Nano-ROVER、Atto-ROVER、ならびに世界中のGPSを参照する光ファイバ端末およびゲートウェイルータなどのAttobahnの補助的な通信システムのすべてで、デジタルクロック発振器のすべてを作製する。
Nano-ROVERのmmW RF信号から派生した参照GPSクロック信号は、GNCC(グローバルネットワーク制御センタ)の原子セシウム発振器での正弦波の0~360度で、受信したGPS参照信号位相と調和してPLL出力電圧を変化させる。PLL出力電圧は、GPSを参照するGNCCの原子セシウムクロックに事実上同期するNano-ROVERのローカル発振器の出力周波数を制御する。
Nano-ROVERのクロックシステムには、システムの以下のセクションにさまざまなクロック周波数を支給するための周波数逓倍器および分割器回路構成が装備されている。
1.RF組み合わせ/アップコンバータ/ダウンコンバータ 1×30~3300GHz
2.QAMモデム 1×30~3300GHz信号
3.セルスイッチ 2×2THz信号
4.ASM 2×40GHz信号
5.エンドユーザポート 8×10GHz~20GHz信号
6.CPUおよびクラウドストレージ 1×2GHz信号
7.WiFiおよびWiGiシステム 1×5GHz信号および1×60GHz信号
Nano-ROVERのクロックシステムの設計は、Attobahnのデータ情報が原子セシウムクロックソースおよびGPSと完全に同期することを保証し、その結果、すべてのアプリケーションがネットワークにわたって、ビットエラーを徹底的に最小限に抑え、サービス性能を著しく改善させるネットワークインフラストラクチャにデジタル同期する。
Nano-ROVERのマルチプロセッサおよびサービス
Nano-ROVERには、クラウドストレージサービス、ネットワーク管理データ、ならびにデバイス内のシステム構成、警告メッセージ表示、およびユーザサービス表示などのさまざまな管理機能を管理する、デュアルクアッドコア4GHz、8GB ROM、500GBストレージCPUが装備されている。
Nano-ROVERのCPUは、システム性能情報を監視し、その情報を論理ポート1(図6.0)Attobahnネットワーク管理ポート(ANMP)EXT.001を介して、ROVERネットワーク管理システム(RNMS)に通信する。エンドユーザは、Nano-ROVERと相互作用して、パスワード、サービスへのアクセス、ショーの購入、顧客サービスとの通信などを設定するためのタッチ画面インターフェースを有する。
Attobahnエンドユーザサービスアプリマネージャは、Nano-ROVERのCPU上で稼働する。エンドユーザサービスアプリマネージャは、エンドユーザのデスクトップPC、ラップトップ、タブレット、スマートフォン、サーバ、ビデオゲームステーションなどにあるAttobahnアプリとインターフェースおよび通信する。次のエンドユーザの個人サービスおよび管理機能は、CPU上で稼働する。
1.個人情報メール
2.個人ソーシャルメディア
3.個人インフォテイメント
4.個人クラウド
5.電話サービス
6.新しく公開された映画サービスのダウンロードストレージ/削除管理
7.放送音楽サービス
8.放送TVサービス
9.オンラインのWORD、SPREAD SHEET、DRAW、およびデータベース
10.習慣的なアプリサービス
11.GROUPペイパービューサービス
12.コンサートペイパービュー
12.オンライン仮想現実
13.オンラインビデオゲームサービス
14.Attobahn広告表示サービス管理(バナーおよびビデオのフェードイン/フェードアウト)
15.AttoViewダッシュボード管理
16.パートナーサービス管理
17.ペイパービュー管理
18.ビデオダウンロードストレージ/削除管理
19.一般的なアプリ(Google、Facebook(登録商標)、Twitter(登録商標)、Amazon、What's Upなど)
これらのサービス、クラウドサービスアクセス、およびストレージ管理の各々は、Nano-ROVERのCPUのクラウドアプリによって制御される。
Atto-ROVER設計
1.物理インターフェース
本発明の一実施形態として、図26Aおよび26Bは、長さ5インチ、幅3インチ、および高さ1/2インチの物理的寸法を有するバイラル周回車両、Atto-ROVER通信デバイス200を示す。このデバイスは、デバイスの前上にガラスディスプレイ画面203を備えた硬質で耐久性のあるプラスチックカバーのチェーシング202を有する。このデバイスには、最小で4つの物理ポート206が装備されており、これらは、USBポートに限定されないローカルエリアネットワーク(LAN)インターフェースから64Kbps~10GBpsの範囲の高速データストリームを受理することができ、高精細度マルチメディアインターフェース(HDMI(登録商標))ポート;Ethernet(登録商標)ポート、RJ45モジュラコネクタ;IEEE1394インターフェース(FireWire(登録商標)としても知られる);ならびに/または短距離通信ポート、例えば、アプリケーションプログラム可能インターフェース(AAPI)からのTCP/IPパケットもしくはデータストリームを搬送するBluetooth(登録商標)、Zigbee(登録商標)、近距離無線通信、または赤外線インターフェース;PCMボイスもしくはボイスオーバーIP(VOIP);またはビデオIPパケットなどであり得る。
Atto-ROVERデバイスは、デバイス内のバッテリの充電を可能にする充電ケーブル用のDC電力ポート204を有する。このデバイスは、30~3300GHzの範囲の周波数の受信および伝送を可能にする高周波RFアンテナ220で設計されている。WiFiおよびWiGi、Bluetooth(登録商標)、ならびに他のより低い周波数システムとの通信を可能にするために、このデバイスは、これらの信号の受信および伝送のための第2のアンテナ208を有する。
広告監視および閲覧レベルインジケータ
本発明の一実施形態である図26Aに示されるように、Atto-ROVERは、ガラスディスプレイの前面上に、3つのLEDライト/インジケータを装備した3つのベベルインデント穴280を有する。これらのライトは、世帯、事業所、またはそれらの中の車両の受取人/ユーザによって閲覧される広告(ADS)のレベルのインジケータとして使用される。
LEDライト/インジケータ広告インジケータは、次の方法で動作される。
1.ライト/インジケータAのLEDは、Attobahnブロードバンドネットワークサービスのユーザがひと月当たりに特定の多くの数の広告にさらされたときに、LEDが点灯する。
2.ライト/インジケータBのLEDは、Attobahnブロードバンドネットワークサービスのユーザがひと月当たりに特定の中程度の数の広告にさらされたときに、LEDが点灯する。
3.ライト/インジケータCのLEDは、Attobahnブロードバンドネットワークサービスのユーザがひと月当たりに特定の少ない数の広告にさらされたときに、LEDが点灯する。
これらのLEDは、論理ポート13 Attobahn広告アプリアドレスEXT=.00D、固有のアドレス.EXT=32F310E2A608FF.00Dに位置するAPPIの広告アプリによって制御される。広告アプリは、広告閲覧部-テキスト、画像、ビデオを閲覧者のディスプレイ画面(携帯電話、スマートフォン、タブレット、ラップトップ、PC、TV、VR、ゲームシステムなど)に駆動させ、これらのディスプレイに表示されるすべての広告の追跡を続ける広告カウンタと共に設計されている。カウンタは、表示された広告の量がある特定の閾値を満たすと、3つのLEDを供給してオンとオフを切り替える。これらのディスプレイは、ユーザが任意の所与の瞬間にどれだけ多くの広告にさらされたかをユーザに知らせる。この広告監視およびインジケーションレベルは、Atto-ROVERデバイスに関する本発明の一実施形態である。
本発明の一実施形態である図8.0のディスプレイのように、広告アプリはまた、エンドユーザのディスプレイ画面(携帯電話、スマートフォン、タブレット、ラップトップ、PC、TV、VR、ゲームシステム、など)上に表示される広告モニタおよび閲覧レベルインジケータを提供する。広告モニタおよび閲覧レベルインジケータ(AMVI)は、画面上に示されているものの上に重畳される垂直バーの形態でユーザ画面に表示される。AMVIの垂直バーは、V-ROVER、Nano-ROVER、およびAtto-ROVERの前面ガラスのベベル上に表示されるものと同じ色のインジケーションに従う。AMVIの垂直バーは、次のようにユーザ画面上に表示されるように設計されている。
1.垂直バー上のライト/インジケータAは、Attobahnブロードバンドネットワークサービスのユーザがひと月当たりに特定の多くの数の広告にさらされたときに、明るくなる(一方、ライト/インジケータBおよびCは、微弱なままである)。
2.垂直バー上のライト/インジケータBは、Attobahnブロードバンドネットワークサービスのユーザがひと月当たりに特定の中程度の数の広告にさらされたときに、明るくなる(一方、ライト/インジケータAおよびCは、微弱なままである)。
3.垂直バー上のライト/インジケータCは、Attobahnブロードバンドネットワークサービスのユーザがひと月当たりに特定の少ない数の広告にさらされたときに、明るくなる(一方、ライト/インジケータAおよびBは、微弱なままである)。
2.物理的接続性
本発明の一実施形態として、図27.0は、Atto-ROVERデバイスポート206と、WiFiおよびWiGiと、Bluetooth(登録商標)と、その他のより低い周波数のアンテナ208との間の物理的接続性、ならびに高周波数RFアンテナ220と、1)ラップトップ、携帯電話、ルータ、キネティックシステム、ゲーム機、デスクトップPC、LANスイッチ、サーバ、4K/5K/8K超高精細TVなどに限定されないエンドユーザデバイスおよびシステムとの間の物理的接続性、2)プロトンスイッチとの間の物理的接続性を示す。
3.内部システム
本発明の一実施形態として、図28.0は、Atto-ROVER通信デバイス200の内部動作を示す。エンドユーザのデータ、音声、およびビデオ信号は、デバイスポート206および低周波数アンテナ208(WiFiおよびWiGi、Bluetooth(登録商標)など)に進入し、内部発振器805Bおよび位相ロックループ805Aを備えた高度に安定化されたクロックシステム805Cを使用するセルフレーミングおよび切り替えシステムへのクロックであり、これは、デジタルストリームを受信したモデム220の復調器セクションから得られた復旧されたクロック信号を参照する。エンドユーザ情報は、セルフレーミングシステムにクロックされると、バイラル分子ネットワークのセルフレーミング形式にカプセル化され、ここで、ローカルおよびリモートのAttobahnネットワークデバイスと、宛先ポート48桁の数字(6バイト)スキーマアドレスヘッダーとの間のホストツーホスト通信のフレーム1に位置する発信元アドレス(発信元アドレスのより詳細な情報については図15.0および16.0を参照)が、1桁当たり4バイトのニブルを使用して、セルフレーム10バイトヘッダーに挿入される。エンドユーザ情報のストリームは、10バイトのヘッダーを付随した60バイトのペイロードセルに分けられる。
本発明の一実施形態である図28.0に例示されるように、セルフレームは、Atto-ROVERの高速バスに入れられ、IWICチップ210のセル切り替えセクションに伝達される。IWICチップは、トラフィックが原子分子ドメイン内でローカルのままである場合に、プロトンスイッチまたはその近接するバイラル周回車両のうちの1つに信号を輸送するために、セルを切り替え、高速バスを介してASM212に送信し、特定の周回時間スロット(OTS)214に入れる。セルフレームは、ASMを通過した後、モデム220の4096ビットのQAM変調器に送られる。ASMは、各デジタルストリームを2つの中間周波数(IF)の信号に個別に変調した後、モデムに送信される2つの高速デジタルストリームを展開する。2つのIFは、RFシステム220A混合器ステージに送信され、ここで、IF周波数がRF通信事業者(バイラル周回車両デバイスごとに2つのRF通信事業者)と混合され、アンテナ208を介して伝送される。
4.ASMフレーミングおよび時間スロット
本発明の一実施形態として、図20.0は、その期間内に10,000ビットを移動する0.25マイクロ秒の周回時間スロット(OTS)214からなる、Atto-ROVERのASM212フレーミング形式を例示する。0.25マイクロ秒の10個のOTS214Aフレームは、2.5マイクロ秒の周回周期を有する1つのASMフレームを構成する。ASM回路構成は、毎秒400,000個のASMフレーム212Aを移動させる。OTS10,000ビット/0.25マイクロ秒は、40GBpsをもたらす。このフレーミング形式は、バイラル分子ネットワークにわたって、バイラル周回車両、プロトンスイッチ、および原子核スイッチで開発される。これらのフレームの各々は、プロトンスイッチおよび近接するROVERの両方と通信する時分割多元接続(TDMA)フレームの時間スロットに入れられる。
5.Atto-ROVERシステムの概略
図29.0は、本発明の一実施形態であるAtto-ROVER設計回路構成の概略の例示であり、デバイスの内部構成要素の詳細なレイアウトを示す。4つのデータポート206には、10兆分の1の安定性でネットワークセシウムビーム発振器から派生/復旧されたクロック信号に同期する10GBpsの入力クロック速度が装備されている。各ポートインターフェースは、非常に安定したクロック信号805Cを提供して、エンドユーザシステムからデータ信号が出入りする時間を計る。
エンドユーザポートインターフェース
Atto-ROVERのポート206は、1~2つの物理USB;(HDMI(登録商標));Ethernet(登録商標)ポート、RJ45モジュラコネクタ;IEEE1394インターフェース(FireWire(登録商標)としても知られる);ならびに/または短距離通信ポート、例えば、Bluetooth(登録商標)、Zigbee(登録商標)、近距離無線通信、WiFiおよびWiGi、ならびに赤外線インターフェースなどからなる。これらの物理ポートは、エンドユーザ情報を受信する。ラップトップ、デスクトップ、サーバ、メインフレーム、もしくはスーパーコンピュータであり得るコンピュータ;WiFiもしくは直接ケーブル接続を介したタブレット;携帯電話;音声オーディオシステム;ビデオサーバからのビデオの配信および放送;TV放送;放送無線局のステレオ、オーディオアナウンサービデオ、および無線ソーシャルメディアデータ;Attobahnモバイル携帯電話発呼;ニュースTVスタジオ品質のTVシステムのビデオ信号;3DスポーツイベントのTVカメラ信号、4K/5K/8K超高精細TV信号;映画ダウンロード情報信号;リアルタイムTVニュースレポートビデオストリームの分野;放送映画の映画館ネットワークビデオ信号;ローカルエリアネットワークのデジタルストリーム;ゲーム機;仮想現実データ;キネティックシステムデータ;インターネットTCP/IPデータ;非標準データ;住宅および商業建物のセキュリティシステムデータ;リモートロボット製造機械デバイスの信号およびコマンドのリモート制御テレメトリシステムの情報;建物管理およびオペレーティングシステムのデータ;家庭用電子システムおよびデバイスを含むが、これらに限定されないモノのインターネットデータストリーム;家電製品の管理および制御信号;工場フロア機械システムの性能の監視、管理、ならびに制御信号データ;個人用電子デバイスのデータ信号などからの顧客情報。
マイクロアドレス割り当て切り替えテーブル(MAST)
Atto-ROVERポートは、入来データ信号とクロック信号との位相差に注意する小さなバッファ240を介して、各データタイプをクロックインする。データ信号がAtto-ROVERクロック信号と同期すると、セルフレームシステム(CFS)241は、セルフレーム宛先アドレスのコピーのスクリプトをオフにし、それをマイクロアドレス割り当て切り替えテーブル(MAST)システム250に送信する。次いで、MASTは、宛先アドレスデバイスROVERが、発信元アドレスROVERデバイスと同じ分子ドメイン(400 V-ROVER、Nano-ROVER、およびAtto-ROVER)内にあるかどうかを判定する。
発信元アドレスと宛先アドレスとが同じドメイン内にある場合、セルフレームは、2つの40GBpsトランクポート242のうちのいずれか1つを介して切り替えられ、ここで、フレームはプロトンスイッチまたは近接するROVERのいずれかに伝送される。セルフレームの宛先アドレスが発信元アドレスROVERデバイスと同じ分子ドメイン内にない場合、セルスイッチは、フレームを、分子ドメインを制御するプロトンスイッチに接続されたトランクポート1に切り替える。
宛先アドレスROVERデバイスがローカル分子ドメイン内にないフレームを、ネットワークのプロトン切り替え層(PSL)に自動的に送信させる設計は、ネットワークを通じて切り替え待ち時間を低減する。このフレームが、その近接するROVERに切り替えられ、プロトンスイッチに直接向かう代わりに、フレームは、分子ドメインを出て、別のドメイン内の最終宛先に向かう前に、多くのROVERデバイスを通過する必要がある。
切り替えスループット
本発明の実施形態であるAtto-ROVERセルフレーム切り替えファブリックは、2TBpsで稼働する2つの個別のバス243を使用する。この配置により、各Atto-ROVERセルスイッチに4GBpsの合計切り替えスループットが与えられる。スイッチは、平均280ピコ秒以内に、任意のセルフレームをスイッチのインとアウトに移動させることができる。スイッチは、5ミリ秒未満以内で、データの40GBpsのトランク242のうちのいずれかを空にすることができる。2つの40GBpsトランク242データのデジタルストリームは、本発明の一実施形態である、2×40GHzの非常に安定したセシウムビーム800(図84.0)の参照ソースクロック信号によるセルスイッチのクロックインおよびクロックアウトである。
アト秒多重化(ASM)
2つのトランク信号は、暗号化システム201Cを介してアト秒マルチプレクサ(ASM)244に供給される。ASMは、図19.0に表示されるように、2×40GBpsのデータストリームを周回時間スロット(OTS)フレーム内に入れる。ASMポート245の1つおよび2つの出力デジタルストリームは、TDMA時間スロットに挿入され、次いで、ミリメートル波無線周波数(RF)リンクを横切る伝送のためにQAM変調器246に送信される。ASMは、QAM復調器からTDMAデジタルフレームを受信し、Atto-ROVERおよびOTSに指定されたTDMA時間スロット信号を逆多重化して、40GBpsのデータストリームに戻す。セルスイッチトランクポート242は、(常にASMポート1およびセルスイッチT1にある)プロトンスイッチ、ならびに(常にASMポート2およびセルスイッチT2にある)1つの近接するROVERからの入来セルフレームを監視する。
Atto-ROVERのセルスイッチトランクは、セルフレーム内の2つの入来する40GBpsのデータストリーム48ビット宛先アドレスを監視し、それらをMAST250に送信した。MASTは、アドレスを審査し、ローカルROVERのアドレスが識別されると、3ビットの物理ポートアドレスを読み取り、それらのセルフレームを指定ポートに切り替えるようスイッチに命令する。
MASTは、48ビットの宛先アドレスがローカルROVERまたはその近隣するものではないと判定すると、そのセルフレームを、プロトンスイッチに向かってT1に切り替えるようにスイッチに命令する。アドレスが近接するROVER用である場合、MASTは、セルフレームを指定された近接するROVERに切り替えるようにスイッチに命令する。
リンク暗号化
Atto-ROVERのASMの2つのトランクは、リンク暗号化システム201Dで終端する。リンク暗号化システムは、図6.0に示されるように、AAPIの下にあるアプリケーション暗号化システムの下の追加のセキュリティ層である。
本発明の一実施形態である図29.0に示されるリンク暗号化システムは、ASMから出てくる2つのAtto-ROVERの40GBpsのデータストリームを暗号化する。この処理は、Attobahnデータがミリメートル波スペクトルを横断するときに、サイバー攻撃者がそのデータを見ることができないことを保証する。リンク暗号化システムは、ROVERと、プロトンスイッチと、原子核スイッチとの間でプライベート暗号鍵を使用する。この暗号化システムは、最低でも、AES暗号化レベルを満たすが、暗号化の方法論が、ネットワークのアクセスネットワーク層と、プロトン切り替え層と、原子核切り替え層との間で実装される方法ではそのレベルを超過する。
QAMモデム
本発明の一実施形態である図29.0に示されるようなAtto-ROVERの直角位相振幅モデム(QAM)246は、2つのセクションの変調器および復調器である。各セクションは、ローカルのセシウムビーム参照発振器回路805ABCによって発生する30GHz~3300GHzの通信事業者信号を変調する40GBpsのデジタルベースバンド信号を受理する。
QAMモデムの最大デジタルバンド幅容量
Atto-ROVERのQAM変調器は、64~4096ビットの直角位相適応変調スキームを使用する。変調器は、ミリメートル波RF伝送リンクの信号対雑音の比(S/N)の状態に応じて、伝送ビットレートを変化させることができる適応スキームを使用する。変調器は、受信S/N比を監視し、このレベルが最も低い所定の閾値を満たすとき、QAM変調器は、ビット変調を最大の4096ビット形式に増加させて、12:1のシンボルレートをもたらす。したがって、バンド幅の1ヘルツごとに、システムは12ビットを伝送することができる。この配置により、Atto-ROVERが(バンド幅240GHzの通信事業者を使用する場合)12×24GHz=288GBpsの最大デジタルバンド幅容量を有することが可能になる。2つのAtto-ROVERの240GHzの通信事業者を取得すると、240GHzの通信事業者周波数でのAtto-ROVERの全容量は、2×288GBps=576GBpsである。
30~3300GHzのAttobahnミリメートル波RF信号動作のフルスペクトルにわたって、最大4096ビットのQAMでのAtto-ROVERの範囲は次のようになる。
30GHzの通信事業者、3GHzのバンド幅:12×3GHz×2つの通信事業者信号=72GBps(ギガビット/秒)
3300GHz、330GHzのバンド幅:12×330GHz×2つの通信事業者信号=7.92TBps(テラビット/秒)
したがって、Atto-ROVERは、7.92TBpsの最大デジタルバンド幅容量を有する。
QAMモデムの最小デジタルバンド幅容量
Atto-ROVERの変調器は、受信S/N比を監視し、このレベルが最も高い所定の閾値を満たすとき、QAM変調器は、ビット変調をその最小の64ビット形式に減少させて、6:1のシンボルレートをもたらす。したがって、バンド幅の1ヘルツごとに、システムは6ビットを伝送することができる。この配置により、Atto-ROVERが(バンド幅240GHzの通信事業者を使用する場合)6×24GHz=1.44GBpsの最大デジタルバンド幅容量を有することが可能になる。2つのAtto-ROVERの240GHzの通信事業者を取得すると、240GHzの通信事業者周波数でのROVERの全容量は、2×1.44GBps=2.88GBpsである。
30~3300GHzのAttobahnミリメートル波RF信号動作のフルスペクトルにわたって、最小64ビットのQAMでのV-ROVERの範囲は次のようになる。
30GHzの通信事業者、3GHzのバンド幅:6×3GHz×2つの通信事業者信号=36GBps(ギガビット/秒)
3300GHz、330GHzのバンド幅:6×330GHz×2つの通信事業者信号=3.96TBps(テラビット/秒)
したがって、Atto-ROVERは、3.96TBpsの最小デジタルバンド幅容量を有する。したがって、ミリメートルおよび30GHz~3300GHzの超高周波数範囲にわたるAtto-ROVERのデジタルバンド幅範囲は、36GBps~7.92TBpsである。
Atto-ROVERのQAMモデムは、変調器のコンステレーション点を64ビット~4096ビットで自動的に調節する。コンスタレーション点が同じままの場合、S/Nが減少すると、受信されたデジタルビットのビットエラーレートが増加する。したがって、変調器は、コンスタレーション点、シンボルレートをS/N比レベルと調和させて低減するように設計されており、それに伴って、より広いバンド幅にわたって高品質のサービスを伝達するためにビットエラーレートを維持する。この動的な性能設計は、Attobahnのデータサービスを、エンドユーザがサービス性能の劣化を実感することなく、高品質で体よく動作させる。
モデムデータ性能管理
本発明の一実施形態であるAtto-ROVERの変調器のデータ管理スプリッタ(DMS)248回路構成は、変調器リンクの性能を監視し、2つのRFリンクのS/N比の各々を、変調スキームに適用されるシンボルレートと相関させる。変調器は、リンクの劣化とその後のシンボルレートの低減を同時に行い、劣化したリンクに指定されたデータをすぐにスロットルバックし、データトラフィックを性能の良い変調器に迂回させる。
したがって、変調器1がそのRFリンクの劣化を検出した場合、モデムシステムはその劣化した変調器からトラフィックを取得し、それをネットワークにわたる伝送のために変調器2に方向付ける。この設計の配置により、Atto-ROVERシステムは、そのデータトラフィックを非常に効率的に管理し、伝送リンクの劣化中でもシステム性能を維持することができる。DMSは、QAM変調処理のために、データ信号を位相(I)および90度位相がずれた直角位相(Q)回路構成251への2つのストリームに分配する前に、これらのデータ管理機能を実施する。
復調器
Atto-ROVERのQAM復調器252は、その変調器の逆に機能する。それは、RF低雑音増幅器(LNA)254からのRFのI-Q信号を受理し、それをIQ回路構成255に供給し、ここで、元の組み合わせられたデジタルが復調後に一緒になる。復調器は、入来するI-Q信号のシンボルレートを追跡し、それ自体を入来レートに自動的に調節し、信号を正しいデジタルレートで調和させて復調する。したがって、RF伝送リンクが劣化し、変調器がシンボルレートを最大の4096ビットレートから64ビットレートに減少させた場合、復調器は、より低いシンボルレートを自動的に追跡し、デジタルビットをより低いレートで復調する。この配置は、リンク性能が増加するまで一時的にデジタルビットレートを下げることによって、エンドツーエンドのデータ接続の品質が維持されることを確実にする。
Atto-ROVERのRF回路構成
Atto-ROVERのミリメートル波(mmW)無線周波数(RF)回路構成247Aは、さまざまな気候条件下で、30GHz~3300GHzの範囲で動作し、10億~1兆分の1のビットエラーレート(BER)のブロードバンドデジタルデータを伝達するように設計されている。
mmW RF伝送器
Atto-ROVERのmmW RF伝送器(TX)ステージ247は、30GHz~3300GHzの周波数範囲を有するローカル発振器周波数(LO)が、3GHz~330GHzのバンド幅ベースバンドのI-Qモデム信号をRFが30GHZ~330GHzの通信事業者信号と混合することを可能にする高周波数アップコンバータ混合器251Aからなる。混合器のRFが変調された通信事業者信号は、超高周波数(30~3300GHz)伝送器増幅器253に供給される。mmW RF TXは、1.5dB~20dBの電力利得を有する。TX増幅器の出力信号は、矩形のmmW導波管256に供給される。導波管は、本発明の一実施形態であるmmW360度円形アンテナ257に接続されている。
mmW RF受信器
本発明の一実施形態である図28.0は、受信する矩形のmmW導波路256に接続されたmmW360度アンテナ257からなるAtto-ROVERのmmW受信器(RX)ステージ247Aを示す。入来するmmW RF信号は、360度アンテナで受信され、ここで、受信されたmmWの30GHz~3300GHzの信号は、矩形の導波管を介して、最大30dBの利得を有する低雑音増幅器(LNA)254に送信される。
信号は、LNAを離れた後、受信器バンドパスフィルタ254Aを通過し、高周波数混合器に供給される。高周波数ダウンコンバータ混合器252Aは、30GHz~3300GHzの周波数範囲を有するローカル発振器周波数(LO)が、30GHz~3300GHzの通信事業者信号のIおよびQ位相振幅を、3GHz~330GHzのベースバンドバンド幅に復調し戻すことを可能にする。バンド幅ベースバンドのI-Q信号255は、64~4096のQAM復調器252に供給され、ここで、分離されたI-Qデジタルデータ信号が元の単一の40GBpsのデータストリームに再度組み合わされる。QAM復調器252の2つの40GBpsのデータストリームは、ASMを介して、復号化回路構成およびセルスイッチに供給される。
Atto-ROVERのクロックおよび同期回路構成
図29.0は、復旧されたクロック信号805から参照制御電圧を受信する位相ロックループ(PLL)回路805Aによって制御されるAtto-ROVERの内部発振器805ABCを示す。復旧されたクロック信号は、LNA出力から受信したmmW RF信号から派生する。受信されたmmW RF信号は、サンプルであり、本発明の一実施形態である図29.0に例示されるような、RFからデジタルへのコンバータ805Eによりデジタルパルスに変換される。
Atto-ROVERが受信するmmW RF信号は、同じドメイン内にあるプロトンスイッチまたは近接するROVERから入来した。各ドメインデバイス(プロトンスイッチおよびROVER)のRFおよびデジタル信号は、アップリンク原子核スイッチを参照し、原子核スイッチは、本発明の一実施形態である図107.0に例示される国内バックボーンおよびグローバルゲートウェイの原子核スイッチを参照するため、各プロトンスイッチおよびROVERは、原子セシウムビームの高安定性発振システムを事実上参照する。原子セシウムビーム発振システムは、全地球測位衛星(GPS)を参照するため、すべてのAttobahnシステムが世界中でGPSを参照することを意味する。
このAtto-ROVERのクロックおよび同期の設計により、原子核スイッチ、プロトンスイッチ、V-ROVER、Nano-ROVER、Atto-ROVER、ならびに世界中のGPSを参照する光ファイバ端末およびゲートウェイルータなどのAttobahnの補助的な通信システムのすべてで、デジタルクロック発振器のすべてを作製する。
Atto-ROVERのmmW RF信号から派生した参照GPSクロック信号は、GNCC(グローバルネットワーク制御センタ)の原子セシウム発振器での正弦波の0~360度で、受信したGPS参照信号位相と調和してPLL出力電圧を変化させる。PLL出力電圧は、GPSを参照するGNCCの原子セシウムクロックに事実上同期するAtto-ROVERのローカル発振器の出力周波数を制御する。
Atto-ROVERのクロックシステムには、システムの以下のセクションにさまざまなクロック周波数を支給するための周波数逓倍器および分割器回路構成が装備されている。
1.RF組み合わせ/アップコンバータ/ダウンコンバータ 1×30~3300GHz
2.QAMモデム 1×30~3300GHz信号
3.セルスイッチ 2×2THz信号
4.ASM 2×40GHz信号
5.エンドユーザポート 8×10GHz~20GHz信号
6.CPUおよびクラウドストレージ 1×2GHz信号
7.WiFiおよびWiGiシステム 1×5GHz信号および1×60GHz信号
Atto-ROVERのクロックシステムの設計は、Attobahnのデータ情報が原子セシウムクロックソースおよびGPSと完全に同期することを保証し、その結果、すべてのアプリケーションがネットワークにわたって、ビットエラーを徹底的に最小限に抑え、サービス性能を著しく改善させるネットワークインフラストラクチャにデジタル同期する。
Atto-ROVER画面プロジェクタ
本発明の一実施形態である図26Aおよび図29.0に例示されるように、Atto-ROVERには、プロジェクタ回路構成290と、Atto-ROVER画面からの画像を任意の透明な表面に投影して、その画面上に当該画像を表示する高輝度ライトとが装備されている。プロジェクタ回路構成は、Atto-ROVER画面信号から画像を受信し、それをデジタル処理し、次いで、それをライトプロジェクタに供給するように設計されている。
プロジェクタの技術仕様:
1.明るさ:4~8ルーメン
2.アスペクト比:4;3
3.ネイティブ解像度:320×240(720p)
4.フォーカス:自動
5.ディスプレイカバーエリア:12~48インチ
プロジェクタライトは、Atto-ROVERの右側(正面図)上にある。プロジェクトライト290は、1/4インチの円周を有する。ライトは、Atto-ROVERがAtto-ROVER調節可能スタンド291を使用して、正しい角度に位置決めされ得るように、位置決めされる。
Atto-ROVERのマルチプロセッサおよびサービス
Atto-ROVERには、クラウドストレージサービス、ネットワーク管理データ、ならびにデバイス内のシステム構成、警告メッセージ表示、およびユーザサービス表示などのさまざまな管理機能を管理する、デュアルクアッドコア4GHz、8GB ROM、500GBストレージCPUが装備されている。
Atto-ROVERのCPUは、システム性能情報を監視し、その情報を論理ポート1(図6.0)Attobahnネットワーク管理ポート(ANMP)EXT.001を介して、ROVERネットワーク管理システム(RNMS)に通信する。エンドユーザは、V-ROVERと相互作用して、パスワード、サービスへのアクセス、ショーの購入、顧客サービスとの通信などを設定するためのタッチ画面インターフェースを有する。
Atto-ROVERのCPUは、次のエンドユーザ個人サービスアプリおよび管理機能を稼働させる。
1.個人情報メール
2.個人ソーシャルメディア
3.個人インフォテイメント
4.個人クラウド
5.電話サービス
6.新しく公開された映画サービスのダウンロードストレージ/削除管理
7.放送音楽サービス
8.放送TVサービス
9.オンラインのWORD、SPREAD SHEET、DRAW、およびデータベース
10.習慣的なアプリサービス
11.GROUPペイパービューサービス
12.コンサートペイパービュー
12.オンライン仮想現実
13.オンラインビデオゲームサービス
14.Attobahn広告表示サービス管理(バナーおよびビデオのフェードイン/フェードアウト)
15.AttoViewダッシュボード管理
16.パートナーサービス管理
17.ペイパービュー管理
18.ビデオダウンロードストレージ/削除管理
19.一般的なアプリ(Google、Facebook(登録商標)、Twitter(登録商標)、Amazon、What's Upなど)
20.カメラ
21.白い表面(廃棄紙も含む)上へのディスプレイ画面の投影
これらのサービス、クラウドサービスアクセス、およびストレージ管理の各々は、Atto-ROVERのCPU内のクラウドアプリによって制御される。
プロトンスイッチ
本発明の一実施形態として、図30.0は、プロトンスイッチ300の空中ドローン300Aの設計のレイアウトを示す。プロトンスイッチは、ジャイロTWAブームボックス300Bと組み合わされ、ドローン内に設置され、かつ高度70,000フィート超および温度華氏-80度~-40度で動作するように設計されている。プロトンスイッチは、ドローンのソーラー発電セルからの電力を使用し、かつ高速スイッチセルフレームを中継するために、20マイル以上を網羅する30GHz~3300GHzの範囲のmmW RF信号を、最も近い地上ベースの原子核スイッチ400またはペアの地上ベースのプロトンスイッチ300Bに伝送する。ドローンプロトンスイッチは、その地上ベースの2つのペアのプロトンスイッチと原子核スイッチから4つのRF信号を受信する。RF信号は、16ビットDPSKモデムによって復調され、ASMのOTSに渡され、ここで、セルフレームは、高速セル切り替え回路構成に送信される。切り替えられたセルは、OTSにインターリーブされ、その後、地上ベースのプロトンおよび原子核スイッチに送り返される
本発明の一実施形態として、図31.0は、プロトンスイッチの通信ユニット300を示す。ユニットは、30~3300GHzの範囲のRF信号を受信および伝送するための2つのアンテナと、WiFiおよびWiGi、Bluetooth(登録商標)、およびその他のより低い周波数を受信および伝送するための2つのアンテナ316とを有する。ユニットは、家庭、車両、またはすぐそばにデバイスを有するエンドユーザがバイラル分子ネットワークにアクセスすることができるように、バイラル周回車両デバイス内に構築されている。エンドユーザを内部バイラル周回車両、V-ROVERに接続するために、ユニットのハウジングには、最小で8つの物理ポート314が装備されており、これらは、USBポートに限定されないローカルエリアネットワーク(LAN)インターフェースから64Kbps~10GBpsの範囲の高速データストリームを受理することができ、高精細度マルチメディアインターフェース(HDMI(登録商標))ポート;Ethernet(登録商標)ポート、RJ45モジュラコネクタ;IEEE1394インターフェース(FireWire(登録商標)としても知られる);ならびに/または短距離通信ポート、例えば、アプリケーションプログラム可能インターフェース(AAPI)からのTCP/IPパケットもしくはデータストリームを搬送するBluetooth(登録商標)、Zigbee(登録商標)、近距離無線通信、または赤外線インターフェース;ボイスオーバーIP(VOIP);またはビデオIPパケットなどであり得る。
ユニットは、エンドユーザに構成およびトラブルシューティングアクセスを提供するフロントガラスパネルLCDディスプレイ310を有する。ハウジングケース308は、長さ6インチ、幅5インチ、高さ3.5インチである。ユニットは、車両、家庭、空中ドローン、カフェ、オフィス、デスクトップ、テーブルトップなどの中に入れるように設計されている。ユニットは、内部バッテリを充電するDC電力プラグ用のDC電力コネクタを有する。
本発明の一実施形態として、図32.0は、プロトンスイッチ内部バイラル周回車両へのエンドユーザの物理的接続を示す。ユニットのポート314は、デスクトップPC、ゲーム機/キネティック、サーバ、4K/5K/8K超高精細TV、デジタルHDTVなどに接続することができる。プロトンスイッチのより低い周波数のアンテナ316は、WiFiおよびWiGi、Bluetooth(登録商標)、無線接続をルータ、携帯電話、ラップトップ、および多数の無線デバイスに提供する。
本発明の一実施形態として、図33.0は、プロトンスイッチ300の内部動作を表示する。プロトンスイッチは、家庭、Starbucks、Panera Breadなどのカフェ、車両(車、トラック、RVなど)、学校の教室および通信クローゼット、人のポケットもしくはポケットブック、企業のオフィスの通信室、労働者のデスクトップ、空中ドローンもしくは気球、データセンタ、クラウドコンピューティングの場所、共通の通信事業者、ISP、ニュースTV放送局などに位置決めされ、設置され、入れられる。
PSL切り替えファブリックは、16個のASMマルチプレクサ332に囲まれたコアセル切り替えノード302からなり、各マルチプレクサは、4つの個別の64~4096ビットのQAMモデム328および関連するRFシステム328Aを稼働させる。4つのASM/64~4096ビットのQAMモデム/RFシステムは、16×40GBps~16×1TBpsの範囲の合計バンド幅のデジタルスチームを駆動し、0.64テラビット/秒(0.64TBps)または640,000,000,000/秒ビットの巨大なバンド幅を有する大容量デジタル切り替えシステムに最大16TBps追加する。セル切り替えファブリックのコアは、ASM周回時間スロットからのデータの通過に順応し、それらを、MASTによってROVERセルフレームの宛先アドレスを読み取るキューに入れるいくつかの高速バス306からなる。プロトンスイッチがサービス提供するのと同じ分子ドメイン内のROVER宛てではないROVERから到来したセルは、コアバックボーンネットワークの中央切り替えノードの原子核切り替えハブに接続された時間スロットに自動的に切り替えられる。プロトンスイッチを通過するグローバルおよびエリアコードアドレスのルーティングテーブルをルックアップしないこの配置により、プロトンノード間の待ち時間が根本的に低減される。
これは、ネットワーク全体の性能を改善し、インフラストラクチャにわたるデータスループットを増加させるのに役立つ。ASMおよびセル切り替え高速能力は、直観的に賢い集積回路(IWIC)チップ318によって提供される。IWIC、高速バス、およびモデムは、内部発振器324によって発生したクロック信号326を使用する。クロック安定性は、発振器の出力クロック信号を後で安定させる位相ロックループ(PLL)デバイス330を制御するモデムから受信したデジタルストリームからのクロック復旧信号から得られる。プロトンスイッチから受信したデジタル信号は、原子核スイッチハブからのデジタルストリームから到来するため、全地球測位システムを参照する原子セシウムビームマスタークロックシステムに同期する。
ネットワークの階層設計は、それによって、ROVERが相互にのみ通信し、プロトンノードがネットワーク切り替え処理を簡素化し、単純なアルゴリズムがプロトンノードとそれらの獲得された周回中のROVERとの間の切り替えに順応することを可能にする。階層設計はまた、プロトンノードがROVERと原子核切り替えノード間でのみセルを切り替えることを可能にする。プロトンスイッチのメモリ内のMASTセル切り替えテーブル320は、それらの獲得されたROVERの指定アドレスのみを搬送し、これらのROVERの周回ステータスの追跡を、それらがオンであるとき、およびノードによって獲得されたときに続ける。プロトンスイッチは、原子核スイッチからの入来セルを読み取り、原子セルのルーティングテーブルをルックアップし、次いで、それらを、その指定ROVERに接続されたASMの時分割多元接続(TDMA)周回時間スロットに挿入し、ここで、セルは終端する。
ネットワークは、ROVERがプロトンスイッチによって採用されているときだけでなく、プロトンスイッチの故障によりその採用を失ったときにも、ROVERのバイラル挙動を可能にするように、PSLにアーキテクトされている。プロトンスイッチがオフになった場合、またはスイッチのバッテリが切れた場合、またはデバイス内の構成要素が故障した場合、そのスイッチを一次アドプターとして周回したすべてのROVERが二次プロトンスイッチに自動的に採用される。ROVERのトラフィックは、即座に新しいアドプターに切り替えられ、サービスは正常に機能し続ける。ネイティブAttobahn音声またはビデオ信号の場合、故障した一次プロトンスイッチと二次プロトンスイッチとの間のROVERの超高速採用通過中のデータのいかなる損失も、ホストまたはデジタルバッファを終端するエンドユーザで補償される。
ROVERは、プロトンスイッチと共に、障害によるネットワークの復旧という重要な役割を果たす。ROVERは、一次アドプター(プロトンスイッチ)が失敗またはオフラインになるとすぐに認識し、一次アドプタールートを使用したすべてのアップストリームおよび一時的なデータを二次アドプターのその他のリンクに即座に切り替える。ここで、一次アドプターを失ったROVERは、二次アドプターを一次アドプターにする。次いで、これらの新たに採用されたV-ROVERは、オペレーティングネットワーク分子内でプロトンスイッチを採用する新しい二次アドプターを探す。この配置は、一次アドプターに別の障害が発生するまで適所にとどまり、次いで、同じバイラル採用処理が再び開始される。
各プロトン切り替えノードには、ローカルエンドユーザのトラフィックを採取するローカルV-ROVERが装備されており、その結果、これらのスイッチを収容している自動車、コーヒーショップ、都市電力スポット(ホットスポット)、家庭などにネットワークアクセスを与えることができる。ローカルに結合されたV-ROVERは、プロトンスイッチのASMのうちの1つに有線配線されている。これは、PSL層が順応する唯一の発信元ポートおよび終端ポートである。他のすべてのPSLポートは、純粋に通過ポート、つまり、アクセスネットワーク層(バイラル周回車両)と原子核切り替え層(コアエネルギー層)との間でトラフィックを通過するポートである。
ローカルのV-ROVERは、それがネットワーク分子ドメイン内の他のV-ROVERにも接続する二次mmW無線周波数(RF)ポートを有する。このV-ROVERは、その(最も近い)プロトンスイッチに一次アドプターとして有線配線接続され、一次アドプターは、二次アドプターとしてRFポートに接続される。ローカルのプロトンスイッチに障害が発生した場合、ローカルのV-ROVERは回復力のある採用およびネットワーク復旧処理に入る。
プロトンスイッチには、ローカルのV-ROVERデバイスエンドユーザの接続用に、最低8つの外部ポートインターフェースが装備されている。この内部V-ROVERは、40GBpsで稼働し、そのデータをバイラル周回車両から分子ネットワークに転送する。プロトンスイッチの他のインターフェースは、4つの200~3300GHzの信号にわたって16×40GBpsで稼働中のRFレベルにある。このスイッチは、基本的に自己完結型であり、切り替えファブリック、ASM、および64~4096ビットのQAM変調器を接続する、超高速テラビット/秒のバス間ですべてのデジタル信号を移動させる。
プロトン切り替え層(PSL)は、復旧ループバッククロックスキーマを高レベルの標準発振器に使用して、原子核切り替え層(NSL)およびアクセスネットワーク層(ANL)システムに同期される。標準発振器は、世界中のGPSサービスを参照するため、クロックの安定が可能になる。
NSLシステムおよび無線リンクを介してPSLレベルに配信されると、この高レベルのクロックの安定性が、10^13分の1のクロックおよび同期の安定性を与える。
PSLノードはすべて、復調器の中間周波数からの復旧されたクロック用に設定される。復旧されたクロック信号は、内部発振器を制御し、その出力デジタル信号を参照して、これは次いで、高速バス、ASMゲート、およびIWICチップを駆動する。これにより、ASMの周回時間スロット内で切り替えおよびインターリーブされるデジタル信号のすべてが正確に同期され、ひいては、ビットエラーレートが低減されることを確実にする。
プロトンスイッチは、バイラル分子ネットワークの第2の通信デバイスであり、セルフレーミング高速スイッチを装備したハウジングを有する。プロトンスイッチは、70バイトのセルフレームを、直観的に賢い集積回路の略であるIWICと呼ばれる特定用途向け集積回路(ASIC)内に入れる機能を含む。
IWICは、バイラル周回車両(V-ROVER)、プロトンスイッチ、原子核スイッチのセル切り替えファブリックである。このチップは、テラヘルツ周波数レートで動作し、顧客のデジタルストリーム情報をカプセル化したセルフレームを取得して、それらを高速切り替えバスに入れる。プロトンスイッチは、16個の並列高速切り替えバスを有する。各バスは、2テラビット/秒(TBps)で稼働し、16個の並列バスは、セルフレーム内にカプセル化された顧客のデジタルストリームを、32テラビット/秒(TBps)の合計デジタル速度で移動させる。セルスイッチは、それに接続されたバイラル周回車両(ROVER)と原子核スイッチとの間で32TBpsの切り替えスループットを提供する。
プロトンスイッチのハウジングは、IWICチップを使用して、切り替えられたセルフレームを、各々40ギガビット/秒(GBps)~1テラビット/秒(TBps)で稼働中の16個のデジタルストリームにわたって時分割多元接続(TDMA)の周回時間スロット(OTS)内に入れ、640GBps~16TBpsの集約データレートを提供するアト秒多重化(ASM)回路構成を有する。
本発明の一実施形態である図20.0に示されるように、ASMは、セルスイッチの高速バスからセルフレームを取得し、それらを0.25マイクロ秒周期のTDMA周回時間スロット内に入れ、10,000ビット/時間スロット(OTS)に順応する。これらの周回時間スロットのうちの10個がアト秒多重化(ASM)フレームのうちの1つをなし、したがって、各ASMフレームは、2.5マイクロ秒ごとに100,000ビットを有する。
40GBpsデジタルストリームごとに、毎秒400,000個のASMフレームがある。25個のASMフレームは、1TBpsのプロトンスイッチポートデジタルストリームのうちの1つに収まる。これらの各ASMフレームの各々は、ネットワーク内で通信しているROVERデバイスに関連付けられた指定TDMA時間スロットに挿入される。プロトンスイッチのASMは、16個のデジタルストリームを介して、640GBps~16TBpsを、無線周波数セクションの中間周波数(IF)のQAMモデムに移動させる。これらのデジタルストリームは、本発明の一実施形態である図33.0に例示されるようなリンク暗号化回路構成を通過する。プロトンスイッチは、無線周波数(RF)セクションを有し、これは、4つのクワッド中間周波数(IF)モデム、および16個のRF信号を備えたRF伝送器/受信器からなる。
IFモデムは、ASMから16個の個別の40GBps~16TBpsのデジタルストリームを取得し、それらを16個のRF通信事業者のうちの1つと変調する64~4096ビットのQAMである。RF通信事業者は、30~3300ギガヘルツ(GHz)の範囲にある。プロトンスイッチのハウジングは、それらの動作の時間を計るためにデジタルクロック信号を必要とするすべての回路構成のすべてのデジタルクロック信号を発生させる発振器回路構成を有する。これらの回路構成は、ポートインターフェースドライバ、高速バス、ASM、IFモデム、およびRF機器である。発振器は、プロトンスイッチの受信されたデジタルストリームからクロック信号を復旧することによって、全地球測位システムに同期される。発振器は、受信されたデジタルストリームからの復旧されたクロック信号を使用し、発振器出力デジタル信号の安定性を制御する位相ロックループ回路構成を有する。
プロトンスイッチのシステム概略
図34.0は、本発明の一実施形態であるプロトンスイッチ設計回路構成の概略の例示であり、スイッチの内部構成要素の詳細なレイアウトを示す。16個の高速40GBps~1TBpsのデータポート306には、10兆分の1の安定性でネットワークセシウムビーム発振器から派生/復旧されたクロック信号に同期する40GBps~1TBpsの入力クロック速度が装備されている。各ポートインターフェースは、非常に安定したクロック信号805Cを提供して、ネットワークからデータ信号が出入りする時間を計る。
ローカルのV-ROVERエンドユーザポートインターフェース
本発明の一実施形態である図35.0に示されるように、ローカルのV-ROVERは、8つの物理ポートからなり、これらは、USB;(HDMI(登録商標));Ethernet(登録商標)ポート、RJ45モジュラコネクタ;IEEE1394インターフェース(FireWire(登録商標)としても知られる);ならびに/または短距離通信ポート、例えば、Bluetooth(登録商標)、Zigbee(登録商標)、近距離無線通信、WiFiおよびWiGi、ならびに赤外線インターフェースなどを有する。これらの物理ポートは、エンドユーザ情報を受信する。ラップトップ、デスクトップ、サーバ、メインフレーム、もしくはスーパーコンピュータであり得るコンピュータ;WiFiもしくは直接ケーブル接続を介したタブレット;携帯電話;音声オーディオシステム;ビデオサーバからのビデオの配信および放送;TV放送;放送無線局のステレオ、オーディオアナウンサービデオ、および無線ソーシャルメディアデータ;Attobahnモバイル携帯電話発呼;ニュースTVスタジオ品質のTVシステムのビデオ信号;3DスポーツイベントのTVカメラ信号、4K/5K/8K超高精細TV信号;映画ダウンロード情報信号;リアルタイムTVニュースレポートビデオストリームの分野;放送映画の映画館ネットワークビデオ信号;ローカルエリアネットワークのデジタルストリーム;ゲーム機;仮想現実データ;キネティックシステムデータ;インターネットTCP/IPデータ;非標準データ;住宅および商業建物のセキュリティシステムデータ;リモートロボット製造機械デバイスの信号およびコマンドのリモート制御テレメトリシステムの情報;建物管理およびオペレーティングシステムのデータ;家庭用電子システムおよびデバイスを含むが、これらに限定されないモノのインターネットデータストリーム;家電製品の管理および制御信号;工場フロア機械システムの性能の監視、管理、ならびに制御信号データ;個人用電子デバイスのデータ信号などからの顧客情報。
V-ROVER(MAST)
本発明の一実施形態である図35.0に示されるように、(プロトンスイッチの)ローカルのV-ROVERポートは、入来データ信号とクロック信号との位相差に注意する小さなバッファ240を介して、各データタイプをクロックインする。データ信号がV-ROVERクロック信号と同期すると、セルフレームシステム(CFS)241は、セルフレーム宛先アドレスのコピーのスクリプトをオフにし、それをマイクロアドレス割り当て切り替えテーブル(MAST)システム250に送信する。次いで、MASTは、宛先アドレスデバイスROVERが、発信元アドレスROVERデバイスと同じ分子ドメイン(400 V-ROVER、Nano-ROVER、およびAtto-ROVER)内にあるかどうかを判定する。
発信元アドレスと宛先アドレスとが同じドメイン内にある場合、セルフレームは、2つの40GBpsトランクポート242のうちのいずれか1つを介して切り替えられ、ここで、フレームはプロトンスイッチまたは近接するROVERのいずれかに伝送される。セルフレームの宛先アドレスが発信元アドレスROVERデバイスと同じ分子ドメイン内にない場合、セルスイッチは、フレームを、分子ドメインを制御するプロトンスイッチに接続されたトランクポート1に切り替える。
宛先アドレスROVERデバイスがローカル分子ドメイン内にないフレームを、ネットワークのプロトン切り替え層(PSL)に自動的に送信させる設計は、ネットワークを通じて切り替え待ち時間を低減する。このフレームが、その近接するROVERに切り替えられ、プロトンスイッチに直接向かう代わりに、フレームは、分子ドメインを出て、別のドメイン内の最終宛先に向かう前に、多くのROVERデバイスを通過する必要がある。
プロトンスイッチのMAST
本発明の一実施形態である図34.0に示されるように、プロトンスイッチの16×1TBpsの高速デジタルポート306は、入来データ信号とクロック信号との位相差に注意するバッファ340を介して、ASMからのデータをクロックインする。データ信号がスイッチクロック信号と同期すると、セルフレームシステム(CFS)341は、セルフレームROVER宛先アドレス(48ビット)のコピーのスクリプトをオフにし、それらをマイクロアドレス割り当て切り替えテーブル(MAST)システム350に送信する。次いで、MASTは、ROVER宛先アドレスが、発信元アドレスROVERデバイスと同じ分子ドメイン(400 V-ROVER、Nano-ROVER、およびAtto-ROVER)内にあるかどうかを判定する。
発信元アドレスと宛先アドレスとが同じドメイン内にある場合、セルフレームは、そのROVERのASM時間スロット242に切り替えられ、ここで、フレームは、その指定ROVERに伝送される。セルフレームの宛先アドレスが発信元アドレスROVERデバイスと同じまたはすぐ近接する分子ドメイン内にない場合、セルスイッチは、フレームを、ネットワークの原子核スイッチからNSL層に切り替える。原子核スイッチは、そのセルフレームを読み取るとき、グローバルおよびエリアコードアドレスを読み取り、それを別のエリアコード、グローバルコード、または宛先ROVERアドレスがある分子ドメインを制御するプロトンスイッチに送信するかどうかを判定する。
ROVER宛先アドレスデバイスがローカル分子ドメインまたは近接するドメイン内にないフレームを、ネットワークのプロトン切り替え層(PSL)に自動的に送信させる設計は、ネットワークを通じて切り替え待ち時間を低減する。このフレームが、その近接するROVERに切り替えられ、プロトンスイッチに直接向かう代わりに、フレームは、分子ドメインを出て、別のドメイン内の最終宛先に向かう前に、多くのROVERデバイスを通過する必要がある。
プロトン切り替えスループット
本発明の実施形態であるプロトンスイッチセルフレーム切り替えファブリックは、2TBps/バスで稼働する2つのグループの8つの個別のバス343を使用する。16個のスイッチポートの各々は、1TBpsで動作する。この配置により、プロトンスイッチのセルスイッチに32GBpsの合計切り替えスループットが与えられる。スイッチは、平均時間280ピコ秒以内に、任意の560ビットのセルフレームをスイッチのインとアウトに移動させることができる。スイッチは、5ミリ秒未満以内で、データの40GBpsのROVERデジタルストリームのいずれかを空にすることができる。デジタルストリームは、本発明の一実施形態である、16×2GHzの非常に安定したセシウムビーム800(図84.0)の参照ソースクロック信号によるセルスイッチのクロックインおよびクロックアウトである。
プロトンスイッチ時分割多元接続(TDMA)
本発明の一実施形態である図36.0に示されるように、プロトンスイッチ300は、時分割多元接続(TDMA)360設計を使用して、それに接続される400×ROVERデバイス伝送通信200を取り扱う。スイッチのTDMAフレームは、すべての400×ROVERの高速40GBpsデジタルストリーム/秒に順応する。TDMAフレーム361は、400個のROVERの各々に2.5ミリ秒の時間スロット362を割り当てて、それらのデータをスイッチのインとアウトに移動させる。各ROVERは、2.5ミリ秒の指定時間内に、40GBpsを伝送する。ROVERのTDMAフレームは、16個のフレームにサブ分割され、各フレームは、25×40GBps=1TBpsである。したがって、各TDMAサブフレームには、62.5ミリ秒(ms)の時間スロットを占める25個のROVERデータ信号がある。図33.0に示されるように、400個のROVERの場合、16個のポートからの1秒間の16個のTDMAフレームの合計バンド幅は、16TBps 306である。
本発明の一実施形態である図34.0に示されるように、プロトンスイッチ370のポート15および16を使用して、ネットワークのNSLレベルで2つの原子核スイッチ400を接続する。これらの2つのポートの各々は、1TBpsを25個のROVERと共有し、1TBpsを原子核スイッチのうちの1つと共有する。したがって、各プロトンスイッチと原子核スイッチのTDMAフレーム接続は、最大1TBpsを有する。
本発明の一実施形態である図34.0に例示されるように、プロトンスイッチは、QAMモデム346から16個のTDMAのASMシステム344にデジタルストリームをバーストするTDMAフレームをクロックインし、ここで、TDMAフレームは、ASMのOTSに逆多重化され、セルスイッチの16×1TBpsのポート306に伝達される。セルスイッチは、セルフレームをMAST350に送信し、MAST350は、ROVERアドレスヘッダーを読み取って、セルフレームがその分子ドメイン内のROVERのうちの1つに指定されているかどうかを判定する。セルフレームがそのドメイン用でない場合、スイッチは、そのセルフレームを、さらなる配信のネットワークの原子核スイッチ層に送信する。セルが、プロトンスイッチがサービス提供するドメイン内のROVERのうちの1つのためである場合、そのフレームは、正しいASMフレームに切り替えられ、指定されたROVERの関連するTDMAバースト時間スロット内に入れられる。
アト秒多重化(ASM)
本発明の一実施形態である図34.0に例示されるように、プロトンスイッチの高速16×1TBpsポートのデジタルストリームは、暗号化システム301Dを介してアト秒マルチプレクサ(ASM)344に供給される。ASMのフレームは、図19.0に表示されるように、周回時間スロット(OTS)フレームに編成される。16個のASMデジタルフレームは、TDMA時間スロット内に入れられ、ASMポート345を出て、次いで、ミリメートル波無線周波数(RF)リンクを横切る伝送のためにQAM変調器346に送信される。
TDMAのASMは、QAM復調器からデジタルフレームを受信し、それらをOTSから16×1TBpsのデータストリームに逆多重化し戻す。セルスイッチトランクポート342は、ROVERからの到来セルフレームと、ネットワークのNSLレベルからの2つの原子核スイッチとを監視し、次いで、セルフレームを処理するためにMASTに送信した。プロトンスイッチのMASTは、セルフレーム内のデータストリーム48ビット宛先アドレスを読み取り、アドレスを審査し、ローカルのROVERのアドレスが識別されると、MASTは、3ビット物理ポートアドレスを読み取り、これらのセルフレームをそれらの指定ポートへ切り替えるようにスイッチに命令する。
MASTは、48ビット宛先アドレスがローカルのROVERのものではないと判定すると、アドレスが分子ドメイン内のROVERうちの1つに関連付けられていない場合、そのセルフレームをROVERに向かって切り替えるようにスイッチに命令する。アドレスがドメイン内のいずれのROVERのためではない場合、スイッチはそのセルフレームを、ネットワークのNSLレベル内で接続されている2つの原子核スイッチにサービス提供するスイッチポートのうちの1つに送信する。
リンク暗号化
プロトンスイッチのASMの16個のトランクは、リンク暗号化システム301Dで終端する。リンク暗号化システムは、図6.0に示されるように、AAPIの下にあるアプリケーション暗号化システムの下の追加のセキュリティ層である。本発明の一実施形態である図34.0に示されるリンク暗号化システムは、ASMから出てくる16個の40GBps~16TBpsのデータストリームを暗号化する。この処理は、Attobahnデータがミリメートル波スペクトルを横断するときに、サイバー攻撃者がそのデータを見ることができないことを保証する。リンク暗号化システムは、ROVERと、プロトンスイッチと、原子核スイッチとの間でプライベート暗号鍵を使用する。この暗号化システムは、最低でも、AES暗号化レベルを満たすが、暗号化の方法論が、ネットワークのアクセスネットワーク層と、プロトン切り替え層と、原子核切り替え層との間で実装される方法ではそのレベルを超過する。
プロトンスイッチのQAMモデム
本発明の一実施形態である図34.0に示されるようなプロトンスイッチの直角位相振幅モデム(QAM)346は、4つのセクションの変調器および復調器である。各セクションは、ローカルのセシウムビーム参照発振器回路805ABCによって発生する30GHz~3300GHzの通信事業者信号を変調する40GBps~16TBpsの16個のデジタルベースバンド信号を受理する。
QAMモデムの最大デジタルバンド幅容量
プロトンスイッチのQAM変調器は、64~4096ビットの直角位相適応変調スキームを使用する。変調器は、ミリメートル波RF伝送リンクの信号対雑音の比(S/N)の状態に応じて、伝送ビットレートを変化させることができる適応スキームを使用する。変調器は、受信S/N比を監視し、このレベルが最も低い所定の閾値を満たすとき、QAM変調器は、ビット変調を最大の4096ビット形式に増加させて、12:1のシンボルレートをもたらす。したがって、バンド幅の1ヘルツごとに、システムは12ビットを伝送することができる。この配置により、プロトンスイッチが(バンド幅240GHzの通信事業者を使用する場合)12×24GHz=288GBpsの最大デジタルバンド幅容量を有することが可能になる。16×240GHzの通信事業者を取得すると、240GHzの通信事業者周波数でのプロトンスイッチの全容量は、16×288GBps=4.608TBpsである。
30~3300GHzのAttobahnミリメートル波RF信号動作のフルスペクトルにわたって、最大4096ビットのQAMでのAtto-ROVERの範囲は次のようになる。
30GHzの通信事業者、3GHzのバンド幅:12×3GHz×16個の通信事業者信号=576GBps(ギガビット/秒)
3300GHz、330GHzのバンド幅:12×330GHz×16個の通信事業者信号=63.36TBps(テラビット/秒)したがって、プロトンスイッチは、63.36TBpsの最大デジタルバンド幅容量を有する。
QAMモデムの最小デジタルバンド幅容量
プロトンスイッチの変調器は、受信S/N比を監視し、このレベルが最も高い所定の閾値を満たすとき、QAM変調器は、ビット変調をその最小の64ビット形式に減少させて、6:1のシンボルレートをもたらす。したがって、バンド幅の1ヘルツごとに、システムは6ビットを伝送することができる。この配置により、プロトンスイッチが(バンド幅240GHzの通信事業者を使用する場合)6×24GHz=1.44GBpsの最大デジタルバンド幅容量を有することが可能になる。16個の240GHzの通信事業者を取得すると、240GHzの通信事業者周波数でのプロトンスイッチの全容量は、16×1.44GBps=23.04GBpsである。
30~3300GHzのAttobahnミリメートル波RF信号動作のフルスペクトルにわたって、最小64ビットのQAMでのV-ROVERの範囲は次のようになる。
30GHzの通信事業者、3GHzのバンド幅:6×3GHz×16個の通信事業者信号=288GBps(ギガビット/秒)
3300GHz、330GHzのバンド幅:6×330GHz×16個の通信事業者信号=31.68TBps(テラビット/秒)
したがって、プロトンスイッチは、288GBpsの最大デジタルバンド幅容量を有する。したがって、ミリメートルおよび30GHz~3300GHzの超高周波数範囲にわたるプロトンスイッチのデジタルバンド幅範囲は、288GBps~63.36TBpsである。
プロトンスイッチのQAMモデムは、変調器のコンステレーション点を64ビット~4096ビットで自動的に調節する。コンスタレーション点が同じままの場合、S/Nが減少すると、受信されたデジタルビットのビットエラーレートが増加する。したがって、変調器は、コンスタレーション点およびシンボルレートをS/N比レベルと調和させて低減するように設計されており、それに伴って、より広いバンド幅にわたって高品質のサービスを伝達するためにビットエラーレートを維持する。この動的な性能設計は、Attobahnのデータサービスを、エンドユーザがサービス性能の劣化を実感することなく、高品質で体よく動作させる。
モデムデータ性能管理
本発明の一実施形態であるプロトンスイッチの変調器のデータ管理スプリッタ(DMS)348回路構成は、変調器リンクの性能を監視し、16個のRFリンクのS/N比の各々を、変調スキームに適用されるシンボルレートと相関させる。変調器は、リンクの劣化とその後のシンボルレートの低減を同時に考慮に入れ、劣化したリンクに指定されたデータをすぐにスロットルバックし、データトラフィックを性能の良い変調器に迂回させる。
したがって、変調器1がそのRFリンクの劣化を検出した場合、モデムシステムはその劣化した変調器からトラフィックを取得し、それをネットワークにわたる伝送のために変調器2に方向付ける。この設計の配置により、プロトンスイッチシステムは、そのデータトラフィックを非常に効率的に管理し、伝送リンクの劣化中でもシステム性能を維持することができる。DMSは、QAM変調処理のために、データ信号を位相(I)および90度位相がずれた直角位相(Q)回路構成351への2つのストリームに分配する前に、これらのデータ管理機能を実施する。
復調器
プロトンスイッチのQAM復調器352は、その変調器の逆に機能する。それは、RF低雑音増幅器(LNA)354からの16個のRF I-Q信号を受理し、それを16個のIQ回路構成355に供給し、ここで、元のデジタルストリームが復調後に組み合わされる。復調器は、入来するI-Q信号のシンボルレートを追跡し、それ自体を入来レートに自動的に調節し、信号を正しいデジタルレートで調和させて復調する。したがって、RF伝送リンクが劣化し、変調器がシンボルレートを最大の4096ビットレートから64ビットレートに減少させた場合、復調器は、より低いシンボルレートを自動的に追跡し、デジタルビットをより低いレートで復調する。この配置は、リンク性能が増加するまで一時的にデジタルビットレートを下げることによって、エンドツーエンドのデータ接続の品質が維持されることを確実にする。
プロトンスイッチのRF回路構成
プロトンスイッチのミリメートル波(mmW)無線周波数(RF)回路構成347Aは、さまざまな気候条件下で、30GHz~3300GHzの範囲で動作し、10億~1兆分の1のビットエラーレート(BER)のブロードバンドデジタルデータを伝達するように設計されている。
プロトンスイッチのmmW RF伝送器
プロトンスイッチのmmW RF伝送器(TX)ステージ347は、30GHz~3300GHzの周波数範囲を有するローカル発振器周波数(LO)が、3GHz~330GHzのバンド幅ベースバンドのI-Qモデム信号をRFが30GHZ~3330GHzの通信事業者信号と混合することを可能にする高周波数アップコンバータ混合器351Aからなる。混合器のRFが変調された通信事業者信号は、超高周波数(30~3300GHz)伝送器増幅器353に供給される。mmW RF TXは、1.5dB~20dBの電力利得を有する。TX増幅器の出力信号は、矩形のmmW導波管356に供給される。導波管は、本発明の一実施形態であるmmW360度円形アンテナ357に接続されている。
プロトンスイッチのmmW RF受信器
本発明の一実施形態である図34.0は、受信する矩形のmmW導波路356に接続されたmmW360度アンテナ357からなるプロトンスイッチのmmW受信器(RX)ステージを示す。入来するmmW RF信号は、360度アンテナで受信され、ここで、受信されたmmWの30GHz~3300GHzの信号は、矩形の導波管を介して、最大30dBの利得を有する低雑音増幅器(LNA)354に送信される。
信号は、LNAを離れた後、受信器バンドパスフィルタ354Aを通過し、高周波数混合器に供給される。高周波数ダウンコンバータ混合器352Aは、30GHz~3300GHzの周波数範囲を有するローカル発振器周波数(LO)が、30GHz~3300GHzの通信事業者信号のIおよびQ位相振幅を、3GHz~330GHzのベースバンドバンド幅に復調し戻すことを可能にする。バンド幅ベースバンドのI-Q信号355は、64~4096のQAM復調器352に供給され、ここで、分離された16個のI-Qデジタルデータ信号が元の単一の40GBpsのデータストリームに再度組み合わされる。QAM復調器352の16個の40GBps~16TBpsのデータストリームは、TDMAのASMを介して、復号化回路構成およびセルスイッチに供給される。
プロトンスイッチのクロックおよび同期回路構成
図34.0は、復旧されたクロック信号805から参照制御電圧を受信する位相ロックループ(PLL)回路805Aによって制御されるプロトンスイッチの内部発振器805ABCを示す。復旧されたクロック信号は、プロトンスイッチに接続された2つの原子核スイッチから到来した2つのLNA出力から受信したmmW RF信号から派生する。これらの2つのLNA出力は、発振器の一次およびバックアップクロック信号として使用される。受信されたmmW RF信号は、サンプルであり、本発明の一実施形態である図34.0に例示されるような、RFからデジタルへのコンバータ805Eによりデジタルパルスに変換される。
プロトンスイッチ分子ドメインにサービス提供する2つの原子核スイッチから到来したプロトンスイッチが受信するmmW RF信号。各原子核スイッチのRFおよびデジタル信号は、アップリンク国内バックボーンおよびグローバル原子核スイッチを参照するため、これらは、本発明の一実施形態である図107.0に例示されるAttobahnクロック標準原子セシウムビームマスタ発振器に接続される。プロトンスイッチは、事実上、原子セシウムビームの高安定性発振システムを参照する。原子セシウムビーム発振システムは、全地球測位衛星(GPS)を参照するため、すべてのAttobahnシステムが世界中でGPSを参照することを意味する。
このAttobahnクロックおよび同期の設計により、原子核スイッチ、プロトンスイッチ、V-ROVER、Nano-ROVER、Atto-ROVER、ならびに世界中のGPSを参照する光ファイバ端末およびゲートウェイルータなどのAttobahnの補助的な通信システムのすべてで、デジタルクロック発振器のすべてを作製する。
プロトンスイッチのmmW RF信号から派生した参照GPSクロック信号は、GNCC(グローバルネットワーク制御センタ)の原子セシウム発振器での正弦波の0~360度で、受信したGPS参照信号位相と調和してPLL出力電圧を変化させる。PLL出力電圧は、GPSを参照するGNCCの原子セシウムクロックに事実上同期するプロトンスイッチのローカル発振器の出力周波数を制御する。
プロトンスイッチのローカルのV-ROVERクロックシステムには、システムの以下のセクションにさまざまなクロック周波数を支給するための周波数逓倍器および分割器回路構成が装備されている。
1.RF混合器/アップコンバータ/ダウンコンバータ 1×30~3300GHz
2.QAMモデム 1×30~3300GHz信号
3.セルスイッチ 2×2THz信号
4.ASM 2×40GHz信号
5.エンドユーザポート 8×10GHz~20GHz信号
6.CPUおよびクラウドストレージ 1×2GHz信号
7.WiFiおよびWiGiシステム 1×5GHz信号および1×60GHz信号
プロトンスイッチのクロックシステムの設計は、Attobahnのデータ情報が原子セシウムクロックソースおよびGPSと完全に同期することを保証し、その結果、すべてのアプリケーションがネットワークにわたって、ビットエラーを徹底的に最小限に抑え、サービス性能を著しく改善させるネットワークインフラストラクチャにデジタル同期する。
マルチプロセッサおよびサービス
プロトンスイッチには、クラウドストレージサービス、ネットワーク管理データ、ならびにデバイス内のシステム構成、警告メッセージ表示、およびユーザサービス表示などのさまざまな管理機能を管理する、デュアルクアッドコア4GHz、8GB ROM、500GBストレージCPUが装備されている。
CPUは、システム性能情報を監視し、その情報をローカルのV-ROVERの論理ポート1(図6.0)Attobahnネットワーク管理ポート(ANMP)EXT.001を介して、プロトンスイッチネットワーク管理システム(RNMS)に通信する。エンドユーザは、ローカルのV-ROVERと相互作用して、パスワード、サービスへのアクセス、ショーの購入、顧客サービスとの通信などを設定するためのタッチ画面インターフェースを有する。
ローカルのV-ROVERのCPUは、次のエンドユーザ個人サービスアプリおよび管理機能を稼働させる。
1.個人情報メール
2.個人ソーシャルメディア
3.個人インフォテイメント
4.個人クラウド
5.電話サービス
6.新しく公開された映画サービスのダウンロードストレージ/削除管理
7.放送音楽サービス
8.放送TVサービス
9.オンラインのWORD、SPREAD SHEET、DRAW、およびデータベース
10.習慣的なアプリサービス
11.GROUPペイパービューサービス
12.コンサートペイパービュー
12.オンライン仮想現実
13.オンラインビデオゲームサービス
14.Attobahn広告表示サービス管理(バナーおよびビデオのフェードイン/フェードアウト)
15.AttoViewダッシュボード管理
16.パートナーサービス管理
17.ペイパービュー管理
18.ビデオダウンロードストレージ/削除管理
19.一般的なアプリ(Google、Facebook(登録商標)、Twitter(登録商標)、Amazon、What's Upなど)
20.カメラ
ローカルのROVERのためのこれらのサービス、クラウドサービスアクセス、およびストレージ管理の各々は、プロトンスイッチのCPU内のクラウドアプリによって制御される。
原子核スイッチ
本発明の一実施形態として、図38.0は、原子核スイッチユニット400を表示する。ユニットは、システム構成およびオンサイト管理用のLCDディスプレイ404を有する硬質プラスチック製フロントパネルを備えた側面、底部、および頂部上の金属ケーシング402内に収容されている。ユニットは、長さ24インチ、幅19インチ、高さ8インチである。ユニットは、TDMAのアト秒マルチプレクサ(ASM)424と、光ファイバ端末420と、高速セル切り替えファブリック425と、RF伝送システム408と、クロックおよびシステム制御管理436とを保持するカードケージを有する。ユニットは、ネジフランジを使用してラック/キャビネット/棚に取り付けられるように設計されているか、または任意選択で、ユニットは、スタンドアロン型、壁取り付け型、またはテーブルもしくは棚への静置型であるように設計されている。
原子核スイッチの背面には、n×10GBpsのデジタル速度で稼働するRJ45ポート414;n×10GBpsのデジタル速度の同軸ポート416;n×10GBpsのデジタル速度のUSBポート438;10GBps~768GBpsの速度の光ファイバポート418などで構成されているが、これらに限定されない。ユニットは、高周波数200~3300GHzのRF信号用の5つのアンテナポート410を有する。ユニットは、標準の120VAC電気コネクタ406を使用する。
本発明の一実施形態として、図39.0は、エンドユーザのシステム440への原子核スイッチユニット400の物理的接続性を示す。原子核スイッチは、都市内、都市間、および国際的な原子核ハブの場所のその他のバイラル分子ネットワーク;大容量の企業顧客システム;インターネットサービスプロバイダ;長距離通信事業者、地域電話会社;クラウドコンピューティングシステム;TVスタジオ放送の顧客;3DTVのスポーツイベントスタジアム;映画ストリーミング会社;映画館へのリアルタイム映画配信;大きなコンテンツプロバイダなどに接続するように、39.8~768GBpsで稼働する光ファイバポートに直接接続するように設計されているが、これらに限定されない。
原子核スイッチデバイスハウジングの実施形態は、70バイトのセルフレームを、直観的に賢い集積回路の略であるIWICと呼ばれる特定用途向け集積回路(ASIC)内に入れる機能を含む。IWICは、バイラル周回車両、プロトンスイッチ、原子核スイッチのセル切り替えファブリックである。このチップは、テラヘルツ周波数レートで動作し、顧客のデジタルストリーム情報をカプセル化したセルフレームを取得して、それらを高速切り替えバスに入れる。原子核スイッチは、原子核ハブの場所に実装されている原子核スイッチの量に応じて、96~960個の並列高速切り替えバスを有する。
原子核スイッチは、それらのうちの最大10個を、光ファイバポートを介して、相互接続することによって一緒に積層されて、バスごとに最大960個の並列バス×2テラビット/秒(TBps)を提供する、原子核スイッチの連続マトリックスを形成するように設計されている。各バスは、2TBpsで稼働し、960個の積層された並列バスは、セルフレーム内にカプセル化された顧客のデジタルストリームを、1.92エクサビット/秒(EBps)の合計デジタル速度で移動させる。10個の積層されたセルスイッチは、接続されたプロトンスイッチと;都市内、都市間、および国際的な原子核ハブの場所のその他のバイラル分子ネットワークと;大容量の企業顧客システムと;インターネットサービスプロバイダと;長距離通信事業者、地域電話会社と;クラウドコンピューティングシステムと;TVスタジオ放送の顧客と;3DTVのスポーツイベントスタジアムと;映画ストリーミング会社と;映画館へのリアルタイム映画配信と;大きなコンテンツプロバイダなどとの間で1.92EBpsの切り替えスループットを提供する。
原子核スイッチのハウジングは、IWICチップを使用して、切り替えられたセルフレームを各々40ギガビット/秒(GBps)~1TBpsで稼働中の96個のデジタルストリームにわたって周回時間スロット(OTS)内に入れ、640GBps~96TBpsの集約データレートを提供する、TDMAのアト秒多重化(ASM)回路構成を有する。
本発明の一実施形態である図20.0に例示されるように、ASMは、セルスイッチの高速バスからセルフレームを取得し、それらを0.25マイクロ秒周期の周回時間スロット内に入れ、10,000ビット/時間スロット(OTS)に順応する。これらの周回時間スロットのうちの10個がアト秒多重化(ASM)フレームのうちの1つをなし、したがって、各ASMフレームは、2.5マイクロ秒ごとに100,000ビットを有する。40GBpsデジタルストリームごとに、毎秒400,000個のASMフレームがある。ASMは、160個のデジタルストリームを介して、640GBps~160TBpsを、原子核スイッチの無線周波数セクションの中間周波数(IF)モデムに移動させる。
原子核スイッチのシステム概略
図40.0は、本発明の一実施形態であるプロトンスイッチ設計回路構成の概略の例示であり、スイッチの内部構成要素の詳細なレイアウトを示す。96個の高速40GBps~1TBpsのデータポート406には、10兆分の1の安定性でネットワークセシウムビーム発振器から派生/復旧されたクロック信号805ABCに同期する40GBps~1TBpsの入力クロック速度が装備されている。各ポートインターフェースは、非常に安定したクロック信号805Cを提供して、ネットワークからデータ信号が出入りする時間を計る。
原子核スイッチのMAST
本発明の一実施形態である図40.0に示されるように、原子核スイッチの96×1TBpsの高速デジタルポート406は、入来データ信号とクロック信号との位相差に注意するバッファ440を介して、ASMからのデータをクロックインする。データ信号がスイッチクロック信号と同期すると、セルフレームシステム(CFS)441は、セルフレームのグローバルコード(2ビット)および都市コードアドレス(6ビット)のコピーのスクリプトをオフにし、それらをマイクロアドレス割り当て切り替えテーブル(MAST)システム450に送信する。MASTは、宛先アドレスがサービス提供する同じグローバル地域(NA、EMEA、ASPAC、およびCCSA)内、または都市コード-国内エリア(V-ROVER、Nano-ROVER、Atto-ROVER、原子核スイッチ接続サーバ、サーバファーム、メインフレームコンピュータ、企業ネットワーク、ISP、共通の通信事業者、ケーブル会社、OTTプロバイダ、コンテンツプロバイダなど)内にあるかどうかを判定する。
グローバルおよび都市コードアドレスが同じグローバルおよび国内地域にある場合、セルフレームは、TDMAのASM時間スロット442に関連付けられた原子核セルスイッチポートに切り替えられ、ここで、セルフレームは、その指定デバイスに伝送される。セルフレームのグローバルコードまたは都市コードが同じところにない場合、セルスイッチは、フレームを原子核スイッチに切り替え、原子核スイッチは、そのフレームを、その地域または国内エリアにサービス提供するネットワークのNSL層に方向付ける。
グローバルゲートウェイ原子核スイッチのMAST
本発明の一実施形態である図14.0に描写されるように、グローバルゲートウェイ原子核スイッチ400Gは、セルフレームを、それらの切り替えファブリックを通じて可能な限り高速で移動するように設計されている。超高速切り替えバスおよび92TBpsの合計スループットに加えて、スイッチのMASTは、各セルフレームのグローバルコード2ビット102Aのみを読み取り、その他の558ビットを無視するように設計されている。スイッチは、どのグローバルコードであるかを迅速に判定する。
ビット00 北米
ビット01 EMEA
ビット10 ASPAC
ビット11 CCSA
2ビットを読み取った後、グローバルゲートウェイ原子核スイッチは、指定されたグローバルゲートウェイ原子核スイッチに接続する出力ポートにセルフレームを送信する。フレームは、離れたグローバルゲートウェイスイッチに関連付けられたASMのTDMA時間スロット内に入れられる。
グローバルコードの2ビットのみを読み取るセルフレームアドレス指定スキーマ設計は、グローバルゲートウェイ原子核スイッチが、これらのスイッチによる切り替え待ち時間を徹底的に低減することを可能にする。10ナノ秒~1マイクロ秒ほどのスイッチによる待ち時間。
国内原子核スイッチのMAST
図14.0および40.0に示されるような国内原子核スイッチ400は、本発明の一実施形態である。これらのスイッチには、各セルフレームのグローバルコードであるフレームの最初の2ビットの読み取りにのみ焦点を合わせたMAST450(図40.0)が装備されている。MASTは、グローバルコードがローカル地域ではないと判定すると、すぐにネットワークの国際的な切り替え層にあるグローバルゲートウェイ原子核スイッチ400G(図14.0)にフレームを送信される。
MASTは、グローバルコードがそのローカル地域用ではないことを読み取るとすぐに、次の6ビット(ビット番号3~番号8)103A(図14.0)を読み取って、指定するローカルエリアコードを判定し、フレームをそのエリアコードに関連付けられたポートに切り替える。エリアコード6ビット(ビット3~ビット8)が国内原子核スイッチに関連付けられている場合、そのスイッチのMASTは、次の48ビット(図14.0に示されるビット9~ビット56)を読み取り、これらは、指定されたROVERまたは事業原子核スイッチ(サーバ、サーバファーム、メインフレームコンピュータ、企業ネットワーク、ISP、共通の通信事業者、ケーブル会社、OTTプロバイダ、コンテンツプロバイダなど)のアドレスである。次いで、スイッチは、そのセルフレームを、指定されたアドレスを有するROVERデバイスが位置するプロトンスイッチのドメイン、または事業原子核スイッチに送信した。
原子核スイッチのスループット
本発明の一実施形態である原子核スイッチセルフレーム切り替えファブリックは、2TBps/バスで稼働する6つのグループの8つの個別のバス443を使用する。96個のスイッチポートの各々は、1TBpsで動作する。この配置により、原子核スイッチのセルスイッチに96GBpsの合計切り替えスループットが与えられる。スイッチは、平均時間280ピコ秒以内に、任意の560ビットのセルフレームをスイッチのインとアウトに移動させることができる。スイッチは、5ミリ秒未満以内で、データの40GBpsのROVERデジタルストリームのいずれかを空にすることができる。デジタルストリームは、本発明の一実施形態である、48×2GHzの非常に安定したセシウムビーム800(図107.0)の参照ソースクロック信号によるセルスイッチのクロックインおよびクロックアウトである。
原子核スイッチ時分割多元接続(TDMA)
本発明の一実施形態である図40.0に示されるように、原子核スイッチ400は、16TBps/フレームで稼働する6つの時分割多元接続TDMAフレーム460にわたって2,400×40GBpsのROVERを取り扱うことができる96TBpsを有する。スイッチのTDMAフレームは、すべての2,400×ROVERの高速40GBpsデジタルストリーム/秒に順応する。TDMAフレーム461は、2,400個のROVERの各々に2.5ミリ秒(ms)の時間スロットを割り当てて、それらのデータをスイッチのインとアウトに移動させる。各ROVERは、その40GBpsを2.5ms/フレーム362の指定時間内に伝送する(図36.0)。原子核スイッチのTDMAフレームは、16個のフレームにサブ分割され、各フレームは、25×40GBps=1TBpsである。したがって、各TDMAサブフレームには、各々が62.5ミリ秒(ms)の時間スロット363を占める25個のROVERデータ信号の16個のサブフレームがある(図36.0)。各原子核のTDMA時間スロットは2.5msであり、ここで、40GBpsのストリームは、原子核スイッチとプロトンスイッチとの間で輸送される。2,400個のROVERの場合、96個のポートからの1秒間の原子核スイッチのTDMAフレームの合計バンド幅は、462TBpsである(図40.0)。
本発明の一実施形態である図40.0に例示されるように、原子核スイッチは、QAMモデム446から96個のTDMAのASMシステム444にデジタルストリームをバーストするTDMAフレームをクロックインし、ここで、TDMAフレームは、ASMのOTSに逆多重化され、セルスイッチの96×1TBpsのポート462に伝達される。セルスイッチは、セルフレームをMAST450に送信し、MAST450は、グローバルおよびエリアコードのアドレスヘッダーを読み取って、セルフレームが4つのグローバル地域(NA、EMEA、ASPAC、およびCCSA)のうちの1つ、またはそのエリアコード内に指定されているかどうかを判定する。スイッチは、正しいASMフレームを介して、セルフレームをそのグローバル地域またはそのローカルエリアコードに送信し、指定されたグローバルゲートウェイ原子核スイッチまたはプロトンスイッチのそれぞれに対して、関連付けられたTDMAバースト時間スロット内に入れられる。
アト秒多重化(ASM)
本発明の一実施形態である図40.0に例示されるように、原子核スイッチの高速96×1TBpsポートのデジタルストリームは、暗号化システム401Cを介してアト秒マルチプレクサ(ASM)444に供給される。ASMのフレームは、図19.0に表示されるように、周回時間スロット(OTS)フレームに編成される。96個のASMデジタルフレームは、TDMA時間スロット内に入れられ、ASMポート445を出て、次いで、ミリメートル波無線周波数(RF)リンクを横切る伝送のためにQAM変調器446に送信される。
TDMAのASMは、QAM復調器からデジタルフレームを受信し、それらをOTSから96×1TBpsのデータストリームに逆多重化し戻す。セルスイッチトランクポート442は、TDMAのASM時間スロットからの到来セルフレームを監視し、それらを処理するためにMAST450に送信した。プロトンスイッチのMASTは、セルフレーム内のデータストリーム48ビット宛先アドレスを読み取り、アドレスを審査し、これらのセルフレームをそれらの指定ポートへ切り替えるようにスイッチに命令する。
リンク暗号化
原子核スイッチのASMの96個のトランクは、リンク暗号化システム401Dで終端する。原子核スイッチ内のリンク暗号化システムは、図6.0に示されるように、AAPIの下にあるアプリケーション暗号化システムの下の追加のセキュリティ層である。本発明の一実施形態である図40.0に示されるリンク暗号化システムは、ASMから出てくる96個の40GBpsのデータストリームを暗号化する。
原子核スイッチのリンク暗号化システムは、それら自体とプロトンスイッチとの間でプライベート暗号鍵を使用して、Attobahnデータがネットワークにわたってミリメートル波スペクトルを横断するときに、サイバー攻撃者がそのデータを見ることができないことを保証する。エンドツーエンドのリンク暗号化システムは、AES暗号化レベルを満たし、暗号化の方法論が、ネットワークのアクセスネットワーク層と、プロトン切り替え層と、原子核切り替え層との間で実装される方法ではそのレベルを超過する。
原子核スイッチのQAMモデム
本発明の一実施形態である図40.0に示されるような原子核スイッチの直角位相振幅モデム(QAM)446は、16個のセクションの変調器および復調器である。各セクションは、ローカルのセシウムビーム参照発振器回路805ABCによって発生する30GHz~3300GHzの通信事業者信号を変調する40GBps~96TBpsの16個のデジタルベースバンド信号を受理する。
原子核スイッチのQAMモデムの最大デジタルバンド幅容量
原子核スイッチのQAM変調器は、64~4096ビットの直角位相適応変調スキームを使用する。変調器は、ミリメートル波RF伝送リンクの信号対雑音の比(S/N)の状態に応じて、伝送ビットレートを変化させることができる適応スキームを使用する。原子核スイッチの変調器は、受信S/N比を監視し、このレベルが最も低い所定の閾値を満たすとき、QAM変調器は、ビット変調を最大の4096ビット形式に増加させて、12:1のシンボルレートをもたらす。したがって、バンド幅の1ヘルツごとに、システムは12ビットを伝送することができる。この配置により、原子核スイッチが(バンド幅240GHzの通信事業者を使用する場合)12×24GHz=288GBpsの最大デジタルバンド幅容量を有することが可能になる。96×240GHzの通信事業者を取得すると、240GHzの通信事業者周波数での原子核スイッチの全容量は、96×288GBps=27.648TBpsである。
原子核スイッチのミリメートル波RF信号は、30~3300GHzで動作し、4096ビットのQAMでの最大バンド幅は次のようになる。
30GHzの通信事業者、3GHzのバンド幅:12×3GHz×96個の通信事業者信号=3.456TBps(テラビット/秒)
3300GHz、330GHzのバンド幅:12×330GHz×96個の通信事業者信号=380.16TBps(テラビット/秒)。したがって、原子核スイッチは、380.16TBpsの最大デジタルバンド幅容量を有する。
原子核スイッチのQAMモデムの最小デジタルバンド幅容量
原子核スイッチの変調器は、受信S/N比を監視し、このレベルが最も高い所定の閾値を満たすとき、QAM変調器は、ビット変調をその最小の64ビット形式に減少させて、6:1のシンボルレートをもたらす。したがって、バンド幅の1ヘルツごとに、システムは6ビットを伝送することができる。この配置により、原子核スイッチが(バンド幅240GHzの通信事業者を使用する場合)6×24GHz=1.44GBpsの最大デジタルバンド幅容量を有することが可能になる。16個の240GHzの通信事業者を取得すると、240GHzの通信事業者周波数での原子核スイッチの全容量は、96×1.44GBps=138.24GBpsである。
30~3300GHzの原子核スイッチのミリメートル波RF信号動作のフルスペクトルにわたって、最小64ビットのQAMでのスイッチの範囲は次のようになる。
30GHzの通信事業者、3GHzのバンド幅:6×3GHz×96個の通信事業者信号=1.728TBps(ギガビット/秒)
3300GHz、330GHzのバンド幅:6×330GHz×96個の通信事業者信号=190.08TBps(テラビット/秒)
したがって、原子核スイッチは、1.728TBpsの最小デジタルバンド幅容量を有する。したがって、ミリメートルおよび30GHz~3300GHzの超高周波数範囲にわたる原子核スイッチのデジタルバンド幅範囲は、1.728TBps GBps~380.16TBpsである。
原子核スイッチのQAMモデムは、変調器のコンステレーション点を64ビット~4096ビットで自動的に調節する。コンスタレーション点が同じままの場合、S/Nが減少すると、受信されたデジタルビットのビットエラーレートが増加する。したがって、原子核スイッチの変調器は、コンスタレーション点およびシンボルレートをS/N比レベルと調和させて低減するように設計されており、それに伴って、より広いバンド幅にわたって高品質のサービスを伝達するためにビットエラーレートを維持する。この動的な性能設計は、Attobahnのデータサービスを、エンドユーザがサービス性能の劣化を実感することなく、高品質で体よく動作させる。
原子核スイッチのモデムデータ性能管理
本発明の一実施形態である原子核スイッチの変調器のデータ管理スプリッタ(DMS)448回路構成は、変調器リンクの性能を監視し、96個のRFリンクのS/N比の各々を、変調スキームに適用されるシンボルレートと相関させる。変調器は、リンクの劣化とその後のシンボルレートの低減を同時に考慮に入れ、劣化したリンクに指定されたデータをすぐにスロットルバックし、データトラフィックを性能の良い変調器に迂回させる。
したがって、変調器1がそのRFリンクの劣化を検出した場合、モデムシステムはその劣化した変調器からトラフィックを取得し、それをネットワークにわたる伝送のために変調器2に方向付ける。この設計の配置により、原子核スイッチシステムは、そのデータトラフィックを非常に効率的に管理し、伝送リンクの劣化中でもシステム性能を維持することができる。DMSは、QAM変調処理のために、データ信号を位相(I)および90度位相がずれた直角位相(Q)回路構成451への2つのストリームに分配する前に、これらのデータ管理機能を実施する。
原子核スイッチの復調器
原子核スイッチのQAM復調器452は、その変調器の逆に機能する。それは、RF低雑音増幅器(LNA)454からの96個のRF I-Q信号を受理し、それを96個のIQ回路構成455に供給し、ここで、元のデジタルストリームが復調後に組み合わされる。復調器は、入来するI-Q信号のシンボルレートを追跡し、それ自体を入来レートに自動的に調節し、信号を正しいデジタルレートで調和させて復調する。したがって、RF伝送リンクが劣化し、変調器がシンボルレートを最大の4096ビットレートから64ビットレートに減少させた場合、復調器は、より低いシンボルレートを自動的に追跡し、デジタルビットをより低いレートで復調する。この配置は、リンク性能が増加するまで一時的にデジタルビットレートを下げることによって、エンドツーエンドのデータ接続の品質が維持されることを確実にする。
原子核スイッチのRF回路構成
本発明の一実施形態である図40.0は、原子核スイッチのミリメートル波(mmW)無線周波数(RF)回路構成447Aを示しており、これは、さまざまな気候条件下で、30GHz~3300GHzの範囲で動作し、10億~1兆分の1のビットエラーレート(BER)のブロードバンドデジタルデータを伝達するように設計されている。
原子核スイッチのmmW RF伝送器
本発明の一実施形態である図40.0は、原子核スイッチのmmW RF伝送器(TX)ステージ447を示しており、これは、30GHz~3300GHzの周波数範囲を有するローカル発振器周波数(LO)が、RFが30GHZ~3330GHzの通信事業者信号を有する3GHz~330GHzのバンド幅ベースバンドのI-Qモデム信号と混合することを可能にする高周波数アップコンバータ混合器451Aからなる。混合器のRFが変調された通信事業者信号は、超高周波数(30~3300GHz)伝送器増幅器453に供給される。mmW RF TXは、1.5dB~20dBの電力利得を有する。TX増幅器の出力信号は、矩形のmmW導波管456に供給される。導波管は、本発明の一実施形態であるmmW360度円形アンテナ457に接続されている。
原子核スイッチのmmW RF受信器
本発明の一実施形態である図40.0は、受信する矩形のmmW導波路456に接続されたmmW360度アンテナ457からなる原子核スイッチのmmW受信器(RX)ステージ447Aを示す。入来するmmW RF信号は、360度アンテナで受信され、ここで、受信されたmmWの30GHz~3300GHzの信号は、矩形の導波管を介して、最大30dBの利得を有する低雑音増幅器(LNA)454に送信される。
信号は、LNAを離れた後、受信器バンドパスフィルタ454Aを通過し、高周波数混合器に供給される。高周波数ダウンコンバータ混合器452Aは、30GHz~3300GHzの周波数範囲を有するローカル発振器周波数(LO)が、30GHz~3300GHzの通信事業者信号のIおよびQ位相振幅を、3GHz~330GHzのベースバンドバンド幅に復調し戻すことを可能にする。バンド幅ベースバンドのI-Q信号455は、64~4096のQAM復調器452に供給され、ここで、分離された96個のI-Qデジタルデータ信号が元の単一の40GBpsのデータストリームに再度組み合わされる。QAM復調器452の96個の40GBps~96TBpsのデータストリームは、TDMAのASMを介して、復号化回路構成およびセルスイッチに供給される。
原子核スイッチのクロックおよび同期回路構成
図40.0は、復旧されたクロック信号805から参照制御電圧を受信する位相ロックループ(PLL)回路805Aによって制御される原子核スイッチの内部発振器805ABCを示す。復旧されたクロック信号は、原子核スイッチに接続された2つのグローバルゲートウェイおよび国内原子核スイッチから到来した2つのLNA出力から受信したmmW RF信号から派生する。これらの2つのLNA出力は、発振器の一次およびバックアップクロック信号として使用される。受信されたmmW RF信号は、サンプルであり、本発明の一実施形態である図40.0に例示されるような、RFからデジタルへのコンバータ805Eによりデジタルパルスに変換される。
プロトンスイッチ分子ドメインにサービス提供する2つの原子核スイッチから到来した原子核スイッチが受信するmmW RF信号。各原子核スイッチのRFおよびデジタル信号は、アップリンク国内バックボーンおよびグローバル原子核スイッチを参照するため、これらは、本発明の一実施形態である図107.0に例示されるAttobahnクロック標準原子セシウムビームマスタ発振器に接続される。プロトンスイッチは、事実上、原子セシウムビームの高安定性発振システムを参照する。原子セシウムビーム発振システムは、全地球測位衛星(GPS)を参照するため、すべてのAttobahnシステムが世界中でGPSを参照することを意味する。
このAttobahnクロックおよび同期の設計により、原子核スイッチ、プロトンスイッチ、V-ROVER、Nano-ROVER、Atto-ROVER、ならびに世界中のGPSを参照する光ファイバ端末およびゲートウェイルータなどのAttobahnの補助的な通信システムのすべてで、デジタルクロック発振器のすべてを作製する。
原子核スイッチのmmW RF信号から派生した参照GPSクロック信号は、GNCC(グローバルネットワーク制御センタ)の原子セシウム発振器での正弦波の0~360度で、受信したGPS参照信号位相と調和してPLL出力電圧を変化させる。PLL出力電圧は、GPSを参照するGNCCの原子セシウムクロックに事実上同期する原子核スイッチのローカル発振器の出力周波数を制御する。
原子核スイッチのクロックシステムには、システムの以下のセクションにさまざまなクロック周波数を支給するための周波数逓倍器および分割器回路構成が装備されている。
1.RF混合器/アップコンバータ/ダウンコンバータ 1×30~3300GHz
2.QAMモデム 1×30~3300GHz信号
3.セルスイッチ 8×2THz信号
4.ASM 40GHz信号
5.CPUおよびクラウドストレージ 1×2GHz信号
原子核スイッチのクロックシステムの設計は、Attobahnのデータ情報が原子セシウムクロックソースおよびGPSと完全に同期することを保証し、その結果、すべてのアプリケーションがネットワークにわたって、ビットエラーを徹底的に最小限に抑え、サービス性能を著しく改善させるネットワークインフラストラクチャにデジタル同期する。
原子核スイッチのマルチプロセッサおよびサービス
原子核スイッチには、クラウドストレージサービス、ネットワーク管理データ、ならびにデバイス内のシステム構成、警告メッセージ表示、およびユーザサービス表示などのさまざまな管理機能を管理する、デュアルクアッドコア4GHz、8GB ROM、500GBストレージCPUが装備されている。
CPUは、システム性能情報を監視し、その情報を論理ポート1(図6.0)Attobahnネットワーク管理ポート(ANMP)EXT.001を介して、原子核スイッチネットワーク管理システム(NNMS)に通信する。エンドユーザは、原子核スイッチと相互作用して、パスワード、サービスへのアクセス、および顧客サービスとの通信などを設定するためのタッチ画面インターフェースを有する。
ローカルのV-ROVERのCPUは、ネットワーク個人サービスアプリおよび管理機能のために次のエンドユーザクラウドストレージを稼働させる。
1.個人情報メール
2.個人ソーシャルメディア
3.個人インフォテイメント
4.個人クラウド
5.電話サービス
6.新しく公開された映画サービスのダウンロードストレージ/削除管理
7.放送音楽サービス
8.放送TVサービス
9.オンラインのWORD、SPREAD SHEET、DRAW、およびデータベース
10.習慣的なアプリサービス
11.GROUPペイパービューサービス
12.コンサートペイパービュー
12.オンライン仮想現実
13.オンラインビデオゲームサービス
14.Attobahn広告表示サービス管理(バナーおよびビデオのフェードイン/フェードアウト)
15.AttoViewダッシュボード管理
16.パートナーサービス管理
17.ペイパービュー管理
18.ビデオダウンロードストレージ/削除管理
19.一般的なアプリ(Google、Facebook(登録商標)、Twitter(登録商標)、Amazon、What's Upなど)
20.カメラ
原子核スイッチのためのこれらのサービス、クラウドストレージサービスアクセス、および管理の各々は、原子核スイッチのCPU内のクラウドアプリによって制御される。
ATTOBAHN切り替えファブリック
本発明の一実施形態として、図41.0は、Attobahnバイラル分子ネットワークのプロトンスイッチおよびバイラル周回車両アクセスノードの原子分子ドメインの相互接続性と、原子核スイッチ/ASMハブネットワークの接続性を示す。
図41.0は、バイラル分子ネットワークの大容量バックボーンを示し、これは、テラビット/秒の原子核スイッチ/ASM424、超高速切り替えファブリック、ならびに都市内および都市間の設備444に基づくブロードバンド光ファイバSONETからなる原子核切り替え層450である。ネットワークのこのセクションは、インターネット、公共の地域電話会社および長距離の共通通信事業者、国際通信事業者、企業ネットワーク、コンテンツプロバイダ(TV、ニュース、映画など)、ならびに政府機関(非軍事)への一次インターフェースである。
原子核スイッチ400(NSL)のセルファブリックは、RF信号を介してプロトンスイッチ300(PSL)に接続されたTDMAのASMによるフロントエンドである。ハブ原子核スイッチ/ASM424は、PSL350とコアバックボーンスイッチ(CSL)550間の中間スイッチとして作用する。これらの原子核スイッチ/ASM NSL450には、コアバックボーン原子核スイッチのシールドとして機能する切り替えファブリックが装備されている。都市内レベルの原子核スイッチ/ASMは、ローカルの都市内トラフィックがコアバックボーン都市間原子核切り替えファブリック550にアクセスしないようにすることで、データトラフィックを管理する。
この配置により、都市内原子核スイッチ/ASMを使用して、非コアバックボーンネットワークトラフィックのみを切り替え、コアバックボーン原子核スイッチに都市間およびグローバルデータトラフィックのみを切り替えさせることにより、ネットワークバンド幅利用の非効率性を排除する。この構成により、アクセス切り替え層(ASL)250のROVERノード200と、プロトンスイッチと、ローカルのANLおよびPSLレベル内の都市内ハブ原子核スイッチ/ASMデータトラフィックとの間のローカルの一時的なトラフィックが維持される。
ハブのASMは、インターネット、ローカルエリア外のその他の都市、ホストツーホストの高速データトラフィック、プライベート企業のネットワーク情報、特定のエンドユーザのシステム宛てのネイティブ音声およびビデオ信号、コンテンツプロバイダに対するビオでおよび映画のダウンロード要求、オンネット携帯電話発呼、10ギガビットEthernet(登録商標) LANサービスなどのために指定されたすべてのトラフィックを選択する。図15.0は、ローカル分子ネットワークのドメイン内でローカルトラフィックを維持するASM切り替え制御を示す。
ATTOBAHN三重切り替えレベル
本発明の実施形態として、図42.0は、バイラル分子ネットワークのアクセスネットワーク層(ANL)250、プロトン切り替え層(PSL)350、および原子核切り替え層(NSL)450の三重レベルの階層を示す。ネットワークは、原子分子ドメインと呼ばれる小さな管理可能なドメイン内のネットワークの最も混雑した部分であるANLを破壊することにより、インフラストラクチャを通じたセルフレームの非常に効率的な切り替えを可能にするために、バイラル周回車両(ROVER)200、プロトンスイッチ300、原子核スイッチ400で構成されるこれらの3つの層にそれぞれアーキテクトされている。プロトンスイッチによって制御されるこれらのドメインは、ネットワーク分子350と呼ばれる。
ASLは、すべてのローカルトラフィックを管理するPSLにトラフィックを供給し、そのトラフィックをローカルに維持し、NSLに達してNSLでバンド幅とセル切り替えリソースを浪費しないようにする。したがって、同じドメイン内の別のバイラル周回車両(ROVER)宛てのバイラル周回車両(ROVER)200からのいずれのトラフィックも、250層に示されているように、バイラル周回車両からバイラル周回車両に向かうか、採用のプロトンスイッチ300を同じドメイン内の宛先のバイラル周回車両に横断させるかのいずれかによって、ASLにとどまる。インターネットまたは遠方にある別のバイラル周回車両宛ての別のバイラル周回車両宛てのバイラル周回車両からのすべてのトラフィックは、PSLおよびNSLの原子核スイッチを横断しなければならない。
ATTOBAHNネットワーク切り替え階層
本発明の一実施形態として、図43.0は、バイラル分子ネットワークのプロトン切り替え層、ならびにローカル原子分子のドメイン内およびドメイン間の管理ならびに都市間トラフィックの管理を切り替えるハブASM切り替えを示す。ネットワーク層により、バイラル周回車両200はプロトンスイッチ300を介して相互にトラフィックを切り替えることができる。バイラル周回車両からプロトンスイッチへのセル切り替えは、プロトンスイッチがセルフレームの宛先アドレスを読み取り、セルアップリンクを原子核切り替え層450に送信するか、またはセルが接続されているローカルのバイラル周回車両に指定されている場合にセルフレームをANL250にダウンし戻して切り替えるかどうかを決定することによって達成される。この図に示されている例では、バイラル周回車両#1とバイラル周回車両#231が関係しているが、バイラル周回車両#1は、セルフレームをハブASM424に送信した、採用されたプロトンスイッチに直接向かい、その後、宛先バイラル周回車両への接続を終端させる近接するプロトンスイッチに向かうことによって、宛先バイラル周回車両ID231に到達するための最短パスを選択する。
示される第2の例は、遠方の都市にあるバイラル周回車両(ROVER)にデータを送信するバイラル周回車両(ROVER)ID264である。セルは、セルヘッダーを読み取り、セルを遠方の都市に切り替えるNSL450にある原子核スイッチ400に向かう必要があると判定する、プロトン周回スイッチを採用したバイラル周回車両によって切り替えられる。この配置は、ローカル接続宛てのセルをNSLまで送信しないことにより、重要なバンド幅と切り替えリソースの利用を管理する。
ATTOBAHN車両輸送インフラストラクチャ
本発明の一実施形態として、図44.0は、プロトン切り替え層のためのバイラル分子ネットワークプロトンスイッチ300およびバイラル周回車両(ROVER)200の車両実装例を示す。車両のプロトンスイッチ336およびROVER200は、Attobahn車両輸送ネットワーク(AVTN)の車、トラック、SUV、フリートなどに設置される。これらのスイッチ336は、車両が移動するときに動き、それらが互いに近接するときにさまざまなバイラル周回車両(ROVER)を採用する。プロトンスイッチと、それらの採用されたバイラル周回車両(ROVER)との間のミリメートル波(mmW)RF接続リンク228は、これらの車両が都市を通って移動するにつれて常に変化する。バイラル周回車両およびプロトンスイッチは、最大1兆分の1のBERの高品質データレートを伴って、このモバイル環境で機能するように設計されている。
Attobahn車両輸送ネットワーク(AVTN)は、自律運転車両が連続したネットワーク内で個別に、および相互に動作することができるように設計されている。車両の衝突信号および方向信号は、ROVERおよびプロトンスイッチのミリメートル波RF信号を介して輸送される。自律車両管理アプリは、各車両のスタンドアロンROVERデバイスおよび内部ROVERの両方にある。これらの自律車両および各車両内の通常の車両アプリは、10GBpsのデジタル信号速度で相互に通信する。これらのアプリは、AVTN内の自律車両と通信することができる通常の車両にも設置される。通常の自律車両は、道路状況、交通情報、環境状況、互いの外部カメラからのビデオ、インフォテイメントデータなどを互いに共有することができる。
AVTNは、4つのプロトンスイッチに対して4×400個のバイラル周回車両からなる車両分子ドメインと呼ばれる動作ドメイン226に分離される。プロトンスイッチは、各ドメインから、マルチRFリンクを介して、バイラル分子ネットワークの都市ハブにおいて、ハブTDMAのASMを介して、いくつかの原子核スイッチに接続する。これらのドメインは一緒に接続されて、都市内および地域にわたって連続したAVTNを形成する。AVTNインフラストラクチャ技術は、前述の、AttobahnネットワークインフラストラクチャのROVER、プロトンスイッチ、および原子核スイッチの詳細設計に従う。
北米バックボーンネットワーク
図45.0は、本発明の一実施形態である、エンドユーザ向けに原子核スイッチを使用して、エンドユーザに全国的な通信を提供することを包含するバイラル分子ネットワークの北米コアバックボーンネットワークを示す。バックボーンスイッチは、大容量バンド幅の三次レベルで主要なNFL都市を接続し、小さな都市のコアの二次層を統合する。国際バックボーン層は、主要な国際都市を接続する。このネットワークは、ニューヨーク、ワシントンD.C.、アトランタ、トロント、モントリオール、およびマイアミからなる主要な東海岸のハブ501;シカゴ、セントルイス、およびテキサスからなる主要な中西部のハブ502;シアトル、サンフランシスコ、ロサンゼルス、およびフェニックスからなる主要な西海岸のハブ503に拡張されている。
これらの主要なハブは、AttobahnバックボーンmmW超高電力ジャイロTWAブームボックスRFリンク(図58、59、60、68、および70を参照されたい)、ならびに複数の原子核スイッチ間で768GBpsで動作している大容量光ファイバリンク504を介して互いに接続されている。これらの光ファイバリンクは、バイラル分子ネットワークがバックボーンネットワークに共通の障害点を有しないようにするために、ルート、ケーブルトレンチ、ポイントオブプレゼンス(POP)の点で互いに異なる。この冗長設計は、原子核スイッチのセル切り替えスキーマの設計と調和して作動し、その結果、ファイバリンクまたは原子核スイッチで障害が発生したときに、都市が隔離されることはなく、ひいては、その都市のユーザは依然としてサービスを有する。
原子核スイッチの光ファイバ障害警告、および障害の周りで再ルーティングするセルスイッチは、セルスイッチが余りにも早くセルの再ルーティングを開始する前に、光ファイバ端末がそれらのバックアップリンクにスイッチオーバーするのにかかる時間で作動するアルゴリズムによって判定され、その結果、システムが復旧する時間が延長される。バイラル分子ネットワークの原子核スイッチは、光ファイバ端末およびスイッチと共に作動して、ネットワークの障害が発生した設備の復旧を調整するように設計されている。
図45.0に例示されるように、バイラル分子の北米バックボーンネットワークは最初は、コア原子核スイッチを装備した次の主要都市ネットワークハブからなる。ボストン、ニューヨーク、フィラデルフィア、ワシントンDC、アトランタ、マイアミ、シカゴ、セントルイス、ダラス、フェニックス、ロサンゼルス、サンフランシスコ、シアトル、モントリオール、およびトロント。これらのハブ間の設備は、原子核スイッチで終端する複数の光ファイバSONET OC-768回路である。これらの場所は、大都市の人口の集中度に基づいており、ニューヨーク市の地下鉄は合計約19,000,000箇所、ロサンゼルスは13,000,000箇所以上、シカゴは9,555,000箇所、ダラスとヒューストンは各々6,700,000箇所超を有し、ワシントンDC、マイアミ、およびアトランタのメトロは各々、5,500,000箇所超を誇るなど。
北米ネットワークの自己回復および災害復旧
図46.0は、本発明の重要な実施形態である、ネットワークのコア北バックボーン部分のAttobahnバイラル分子ネットワークの自己回復および災害復旧設計を例示する。ネットワークは、主要ハブ都市間の自己回復リングで設計されている。リングは、光ファイバ設備に障害が発生したときに、原子核スイッチがトラフィックを自動的に再ルーティングすることを可能にする。スイッチは、数マイクロ秒後に設備のデジタル信号の損失を認識し、すぐにサービス復旧処理に入り、故障した設備に送信されていたすべてのトラフィックを他のルートに切り替え、元の宛先に応じて、トラフィックをこれらのルートにわたって配信する。
例えば、サンフランシスコとシアトル間の複数のOC-768 SONETファイバ設備、またはAttobahnバックボーンmmW超高電力ジャイロTWAブームボックスRFリンク(図58、59、60、68、および70を参照されたい)のうちの1つに障害が発生した場合、これら2つの場所の間の原子核スイッチは、この障害状態をすぐに認識し、補正措置をとる。シアトルのスイッチは、サンフランシスコの場所宛てのトラフィック、ならびにシカゴおよびセントルイスのスイッチを通過してサンフランシスコに戻る一時的なトラフィックの再ルーティングを開始する。
シカゴとモントリオール間で障害が発生すると、同じ一連の措置とネットワーク自己回復処理が開始され、スイッチは、シカゴ宛てのトロントとニューヨークを経由してシカゴに戻る復旧されたトラフィックを送り出す。ワシントンDCとアトランタ間のスイッチが、これらの2つの場所の間で失われたトラフィックを、シカゴとセントルイスを経由して切り替えることによって、同様の一連の措置がとられる。これらの措置のすべては、エンドユーザの知識およびサービスへのいかなる影響もなく即座に実行される。この再ルーティングが行われる速度は、エンドシステムがmmW RF超高電力ジャイロTWA RFシステムまたはファイバ設備の障害に対応し得る速度よりも速い。
TCP/IPデバイスなど、ほとんどのエンドシステムによる自然な対応は、任意の少量の損失データを再度伝送することであり、ほとんどのデジタル音声およびビデオシステムのラインバッファリングは、データストリームの瞬間的な損失を補償する。ネットワークのこの自己回復能力により、99.9パーセンタイルでのネットワークの運用性能が維持される。ネットワークのこれらの性能と自己補正活動はすべて、ネットワーク管理システムおよびグローバルネットワーク制御センタ(GNCC)の担当者によって捕捉される。
Attobahnトラフィック管理
グローバルトラフィック切り替え管理
図47.0は、本発明の一実施形態である、原子核スイッチ400を利用するグローバル国際ゲートウェイハブ500間のデジタルストリームのバイラル分子ネットワークグローバルトラフィック管理の例示である。スイッチのルーティングおよびマッピングシステムは、コスト要因とバンド幅の配信効率に基づいて、国内および国際レベルでネットワークトラフィックを管理するように構成されている。グローバルコアバックボーンネットワークは、ネットワークの三次グローバル層(図10.0のグローバルコードを参照されたい)に供給される国内レベルの分子ドメイン(図10.0のエリアコードを参照されたい)に分割される。
グローバルスケールでの全体のトラフィック管理処理は、アクセス切り替え層(ASL)250、プロトン切り替え層(PSL)350、原子核切り替え層(NSL)450、および国際切り替え層(ISL)のスイッチによって自己管理される。
アクセスネットワーク層のトラフィック管理
本発明の一実施形態である図47.0に例示されるように、バイラル周回車両(ROVER)のアクセス切り替え層(ASL)250レベルは、どのトラフィックがそのノードを通過しているかを判定し、それをセルフレームの宛先ノードまたは採用されたプロトンスイッチに応じて、2つの近接するバイラル周回車両200のうちの1つに切り替える。ASLレベルでは、バイラル周回車両間を横断するすべてのトラフィックは、その原子ドメイン内のバイラル周回車両のうちの1つで終端する。統括する原子ドメインのゲートキーパーとして作用するプロトンスイッチ300。したがって、いったんトラフィックがASL内を移動すると、そのトラフィックは、そのソースバイラル周回車両から、一次アドプターとして既に採用されている統括プロトンスイッチに向かう途中であるか、または宛先のバイラル周回車両に向かって通過しているかのいずれかである。したがって、原子ドメイン内のすべてのトラフィックは、プロトンスイッチ300に向かう途中にバイラル周回車両を出て、原子核スイッチ400に向かって進み、次いで、インターネット、企業ホスト、ネイティブビデオ、もしくはオンネット音声/発呼、映画のダウンロードなどに送信されるか、またはドメイン内のバイラル周回車両のうちの1つで終端するように通過する形態のドメイン向けである。このトラフィック管理は、他の原子ドメインのトラフィックが別のドメインのバンド幅と切り替えリソースを使用していないことを確認し、したがって、ASL内のバンド幅効率を達成する。
プロトン切り替え層のトラフィック管理
本発明の一実施形態である図47.0に例示されるように、プロトンスイッチ350は、その原子分子ドメイン内のトラフィックを管理し、別の原子分子ドメイン宛てのすべてのトラフィックがローカルに結合されたドメインに進入するのをブロックするという役割を務める。また、プロトンスイッチは、すべてのトラフィックをハブASMに切り替える役割を有する。プロトンスイッチは、セルフレームヘッダーを読み取り、セルを原子間分子ドメイントラフィック760、都市内もしくは都市間トラフィック、国内もしくは国際トラフィック770のための国内の原子核スイッチ/ASM400に方向付ける。プロトンスイッチは、前述のトラフィックグループを分離する必要はなく、代わりに、単純に、アウトバウンドトラフィックおよびインバウンドトラフィックで原子ドメイントラフィックを探す。
インバウンドトラフィックセルフレームヘッダーは、原子ドメインヘッダーを有していない場合、それが原子ドメインに進入することをブロックし、それをハブASMスイッチに切り替え戻す。バイラル周回車両からのすべてのアウトバウンドトラフィックは、プロトンスイッチによって統括ハブASMスイッチに直接切り替えられる。プロトンスイッチのこの切り替えおよびトラフィック管理設計は、プロトンスイッチが行う必要がある切り替え管理の量を最小限に抑え、それによって、切り替えを高速化し、スイッチ間のトラフィック待ち時間を低減する。
原子核およびハブASMの切り替え/トラフィック管理
本発明の一実施形態である図47.0に例示されるように、国内のハブASMおよび原子核スイッチ760は、すべてのトラフィックをPSL350レベルから、概観する分子ドメイン内の他の原子ドメイン250に方向付ける。さらに、ハブ国内原子核スイッチ/ASM760は、他の原子核スイッチ/ASMの分子ドメイン宛てのNSL450でトラフィックを切り替えるか、またはトラフィックをISLレベル550で国際原子核スイッチ770に送信する。したがって、ハブの国内ハブ原子核スイッチ/ASMは、分子ドメイン間のすべての都市内トラフィックを管理し、国際的な原子核スイッチはグローバルコード間の国際トラフィックを切り替える。
これらのASMは、すべてのローカルトラフィックが原子核スイッチおよび国内ネットワークに進入することをブロックする。ASMおよび原子核の国際ハブ770は、セルフレームヘッダーを読み取って、トラフィックの宛先を判定し、別の都市または国際宛てのすべてのトラフィックを原子核スイッチに切り替える。この配置は、すべてのローカルトラフィックが国内または国際コアバックボーンに進入すること防ぐ。
原子核スイッチは、世界中の主要都市に戦略的に位置する。これらのスイッチは、国内ネットワーク内の都市間のトラフィックを管理することを担当する。スイッチは、セルフレームヘッダーを読み取り、国内ネットワーク内および国際スイッチ間のピアにトラフィックをルーティングする。これらのスイッチは、内地のトラフィックが国際コアバックボーンに入らないようにし、国内のトラフィックが高価な国際設備を使用するのを排除し、ネットワークの待ち時間を低減し、バンド幅の利用効率を増加させる。
グローバルコアバックボーンネットワーク
本発明の実施形態である図48.0は、本発明の重要な部分である、バイラル分子ネットワークの、国際的な接続性をバイラル分子ネットワークの顧客に提供するために主要国の原子核切り替えハブを接続するネットワークのグローバルコアバックボーンの国際部分600の描写である。
国際スイッチは、図48.0に示されるように、他の国宛ての国内ネットワークから渡されたトラフィックを統括する。これらのスイッチは、国内スイッチが渡すセルのみに焦点を合わせ、国内トラフィックの配信には関与しない。国際スイッチは、セルフレームヘッダーを審査し、どのグローバルコートがセルに宛てられているかを判定し、それらを正しい国際ノードおよび関連するSonet設備に切り替える。
いくつかの国際スイッチは、4つのグローバル地域の各々をインターフェースするグローバルゲートウェイスイッチとして機能し、米国のサンフランシスコおよびロサンゼルスのグローバルゲートウェイスイッチ601は、オーストラリアのシドニーおよび日本の東京でASPAC地域602に接続する北米(NA)地域ハブとして機能する。米国東海岸のニューヨーク603とワシントンDCにある4つのゲートウェイスイッチは、英国のロンドンとフランスのパリの欧州、中東、およびアフリカ(EMEA)の欧州ゲートウェイ604に接続する。アトランタとマイアミ605の2つのゲートウェイノードは、ブラジルのリオデジャネロとベネズエラのカラカスといった都市のカリブ海、中南米(CCSA)地域606のゲートウェイノードに接続する。
パリのグローバルゲートウェイノードは、アフリカのナイジェリアのラゴスとジブチ市のゲートウェイノードに接続する。ロンドン市は、イスラエルのテルアビブでアジアの西部に接続する。この設計は、さまざまな地域へのトラフィックを隔離する階層構成を提供する。例えば、ジブチ市とラゴスのゲートウェイノードは、アフリカに出入りするすべてのトラフィックのセルフレームを読み取り、大陸(都市コード)で終端するトラフィックのみを通過させる。また、これらのスイッチは、別の地域宛てのトラフィックのみが大陸を離れることを可能にする。これらのスイッチは、すべての大陸内トラフィックが他の地域のゲートウェイスイッチに渡されるのをブロックする。これらのスイッチのこの能力は、大陸のトラフィックと他の地域の通過トラフィックを管理する。
グローバルバックボーンネットワークの自己回復および災害復旧
本発明の一実施形態である図49.0は、本発明の一実施形態であるバイラル分子ネットワークの、ネットワークのグローバルコアバックボーンの国際部分の自己回復および動的な災害復旧を表示する。図49.0に描写されるグローバルコアネットワークは、グローバルゲートウェイスイッチを接続する自己回復リング750で設計されている。
第1のリングは、ニューヨークと、ワシントンDCと、ロンドンと、パリとの間に形成されている。第2のリングは、ブエノスアイレス経由のアトランタと、マイアミと、カラカスと、リオデジャネロとの間である。第3のリングは、ケープタウン、ヨハネスブルグ、およびアディスアベバ経由の、ロンドンと、パリと、ラゴスと、ジブチとの間である。第4のリングは、ジブチ、ドバイ、およびムンバイ経由のロンドンと、パリと、テルアビブと、北京と、香港との間である。第5のリングは、北京と、香港と、メルボルンと、シドニーと、ハワイと、東京と、サンフランシスコと、ロサンゼルスとの間である。これらのリングは、Sonet設備のうちの1つに障害が発生すると、図48.0に示されるように、そのリング内のゲートウェイスイッチがすぐに障害の周りのトラフィックを再ルーティングする措置に向かうような様式で設計されている。
ゲートウェイスイッチは、Sonet設備がアトランタとリオデジャネロ間のリング番号2で障害が発生した場合に、スイッチがすぐに問題を認識し、このパスを使用していたトラフィックを、アトランタ、カラカス、サンパウロのスイッチおよび設備を経由して、リオデジャネロの元の宛先に再ルーティングし始めるように構成されている。同じシナリオが、イスラエルと北京間で障害が発生した後のリング番号4に示されている。
2つの設備の間のスイッチは、障害が発生した設備の周りのトラフィックを、テルアビブからロンドンに、次いで、パリを通って、ジブチ市、ドバイ、ムンバイ、香港、そして北京に再ルーティングする。このすべては、マイクロ秒でスイッチ間で実施される。これらの障害が発生したリングを回復する速度により、データの損失が最小限に抑えられ、ほとんどの場合、エンドユーザおよびそれらのシステムは気づきさえしない。ゲートウェイノード間のすべてのリングは、自己回復型であり、したがって、復旧および性能の点でネットワークを非常に堅牢なものにする。
グローバルネットワーク制御センタ
図50.0は、本発明の一実施形態である、北米、ASPAC(アジア太平洋)、ならびにEMEA(ヨーロッパ、中東、およびアフリカ)のグローバルネットワーク制御センタ700を描写する。バイラル分子ネットワークは、図49.0に示されるように、3つのグローバルネットワーク制御センタ(GNCC)によって制御される。GNCCは、すべての国際および国内原子核スイッチ/ASM、ならびにプロトンスイッチを監視することによって、エンドツーエンドに基づいてネットワークを管理する。また、GNCCは、バイラル周回車両(ROVER)、RFシステム、ゲートウェイルータ、および光ファイバ端末を監視する。
監視処理は、グローバルネットワークインフラストラクチャにわたるすべてのネットワークデバイスおよびシステムのシステムステータスを受信することからなる。監視および性能レポートはすべて、リアルタイムで実施される。いつでも、GNCCは、前述のネットワークスイッチおよびシステムのうちのいずれか1つのステータスを瞬時に判定することができる。
3つのGNCCは、シドニー701、ロンドン702、およびニューヨーク703に戦略的に位置する。これらのGNCCは、1日24時間、週7日(24/7)動作し、GNCCの制御は、太陽に追従し、GNCCの制御は、シドニーである東の第1のGNCCから始まり、地球が回転するにつれて、太陽が地球をシドニー、ロンドン、そしてニューヨークを覆う。これは、英国と米国が夜、眠っている間(最小限のスタッフ)、シドニーのGNCCが日勤スタッフの完全な補充を担う。
オーストラリアの営業日が終わりに近づき、スタッフが最小限になると、太陽に追従して、ロンドンが起き、全スタッフで稼働し、ネットワークの一次制御を引き継ぐ。この処理は後に、ロンドンのスタッフが営業日を終えるとき、ニューヨークが制御する。このネットワーク管理処理は、太陽追従型と呼ばれ、大規模なグローバルネットワークの管理に非常に効果的である。
GNCCは、グローバルゲートウェイハブと同じ場所に位置し、バイラル周回車両、プロトン、ASM、原子核、および国際スイッチNMS(ネットワーク管理システム)などのさまざまなネットワーク管理ツールが装備される。GNCCは各々、ATTOMOMと呼ばれるマネージャオブマネージャ(MOM)ネットワーク管理ツールを有する。ATTOMOMは、ネットワーク内のさまざまなネットワークシステムから受信したすべての警告および性能の情報を合併および統合し、それらを論理的かつ秩序立った様式で提示する。ATTOMOMは、すべての警告および性能の課題を根本原因分析として提示し、その結果、技術運用スタッフは、問題を迅速に隔離し、任意の障害が発生したサービスを復活させることができる。また、MOMの包括的なリアルタイムレポートシステムにより、バイラル分子ネットワークの運用スタッフは、ネットワークの管理に積極的になる。
ATTOBAHNマネージャオブマネージャ(ATTOMOM)
本発明の一実施形態である図51.0に例示されるように、ATTOMOM700は、システム性能の劣化、断続的な停止、停止、および壊滅的な停止の根本原因問題分析機能700Aに基づいて、サービス修復決定を採取し、分析し、かつ行うカスタマイズされた集中型ネットワーク管理システムである。
ATTOMOMは、次のAttobahnネットワークシステムを統合する。
1.Atto-サービス管理システム(ASMS)701
2.ROVERネットワーク管理システム(RNMS)702
3.プロトンスイッチネットワーク管理システム(PNMS)703
4.原子核スイッチネットワーク管理システム(NNMS)704
5.ミリメートル波RFネットワーク管理システム(RFNMS)705
6.ルータおよび伝送ネットワーク管理システム(RTNMS)706
7.クロックおよび同期管理システム707
8.セキュリティ管理システム(SMS)708
これらの管理システムの各々は、次の情報をATTOMOMに送信する。
1.システム警告ステータスレポート。
2.ネットワークシステム構成の変更。
3.システムのリアルタイム運用性能レポート。
4.セキュリティアクセス、危険な兆候、拒否、保護措置、および変更。
5.アクセス制御管理レポート。
6.ネットワーク障害復旧措置情報
7.計画的なルーチンメンテナンスおよび緊急メンテナンスのステータスレポート。
8.災害復旧計画および実装された措置のレポート
ATTOMOMおよびそのすべての下位ネットワーク管理システム情報は、APPI論理ポート1 ANMPを介して収集および送信される。ATTOMOMには、前述のネットワーク管理システムの情報が連続的に支給され、データ分析後は、根本原因の問題判定、警告および性能情報の予めプログラムされた措置が行われること、ならびに適切な人間の介入が支給される。ATTOMOMシステムは、グローバルネットワーク制御センタの技術者がネットワークの問題を迅速に解決するのに役立つ。
ATTOBAHN ATTO-サービス管理システム
本発明の一実施形態である図52.0に示されるように、Attobahn Atto-サービス管理システム(ASMS)は、ニューヨーク、ロンドン、およびシドニーの3つのグローバルネットワーク制御センター(GNCC)に位置する。GNCCの技術者は、ASMSを管理して、APPI論理ポートの割り当てをリモートで構成および制御し、各ROVERで必要に応じて、サービスへの有効化と無効化かつサービスからの有効化と無効化を行う。ASMSは、次のアプリケーションおよびサービスの性能を監視する。
1.ビデオアプリの運用統計-ASMSは、次のサービスのビデオトラフィック701Aを監視する。
A.4K/5K/8Kビデオ
B.放送TVビデオ
C.3Dビデオ
D.新しく公開された映画
これらのビデオアプリは、図6および16.0に例示されるように論理ポート7、10、11、および12を横断し、ネットワークにわたってクライアントアプリとサーバアプリ間の待ち時間の追跡を続ける。次のような性能統計:
-アプリはホスト間の処理時間を要求する
-ビデオのダウンロード時間
-ビデオサービスの中断
2.論理ポート17を横断するAttoViewダッシュボード701BユーザインターフェースをASMSによって監視して、習慣的サービスの性能;広告プレゼンテーションの統計;プレイヤとゲームサーバ間の応答時間に関するゲームアプリのアクセスとサービスの品質;サービスアクセス、クラウドベースのVRサーバとユーザgoogle間の待ち時間などに関する仮想現実リアルタイムサービス性能を捕捉する。
3.ブロードキャストステレオオーディオアプリ701Cの品質が監視され、信号対雑音の比がある特定の値を下回って劣化すると、それが警告と共にASMSシステムにレポートされる。
4.アプリケーション暗号化システム701Dのエンドツーエンドの性能およびプライベート鍵の管理が監視され、ASMSにレポートされる。
5.論理ポート6、14~16、18~29、および将来のポート129~512を横断する音声発呼および高速データアプリ701Eが監視され、それらの、ネットワークにわたるクライアントとサーバホスト間の待ち時間が監視される。次のような性能統計:
-アプリはホスト間の処理時間を要求する
-ダウンロード時間
-サービスの中断
-音声発呼の品質
-BER
6.論理ポート2、3、4、および5を横断する個人ソーシャルメディア、クラウド、インフォテイメント、および情報メールは、サービスの品質、アプリの性能統計、ならびに全体的なサービスの可用性およびアップタイムについて常に監視される。
7.ASMSセキュリティ管理:ASMSシステムへのアクセスは、3つのGNCC内のAttobahnセキュリティ管理部門によって管理される。アクセスリスト、ユーザ認証、およびシステム使用レベルは、本発明の一実施形態であるAttobahnセキュリティ管理システム708を通じて提供される。
ASMSは、Attobahnアプリおよびセキュリティディレクトリ、APPI、ならびに論理ポートからの情報を監視し、これらの情報入力から性能統計を展開して、ネットワークにわたってサービスの品質を判定する。
ROVERSネットワーク管理システム
図53.0は、本発明の一実施形態であるROVERネットワーク管理システム(RNMS)702を示す。RNMSは、3つのGNCCに位置し、技術者がV-ROVER、Nano-ROVER、およびAtto-ROVERのリアルタイム性能をリモートで構成、制御、および監視するために使用される。
RNMSは、次の機能で設計されている。
1.レポートするために、セル切り替え/秒、平均バッファ容量利用率、MASTメモリ利用率、動作温度などのようなIWICチップ702Aの性能統計が捕捉され、APPI ANMP論理ポートを介してRNMSに送信される。
2.構成管理702B:12ポートスイッチを構成する機能、ユーザインターフェースのポート速度管理、ポートの電気インターフェースタイプ、WiFi/WiGiシステムの構成および管理。
3.セルスイッチ702Cの警告および性能のレポート。BERレベル、セルアドレスが破損されたセルアドレス、バッファオーバーフロー、クロック同期位相シフトおよびジッタなどが捕捉され、APPI ANMP論理ポート45を介してGNCCのRNMSにレポートされる。
4.セルテーブル702Dは、これらのパラメータが事前定義されたパラメータを下回った場合、構成、ならびに切り替え性能の監視および警告レポートを更新する。
5.TDMAのASM702Eの構成、性能管理、および警告レポート。
6.暗号化システム702Fのエンドツーエンドリンクの性能およびプライベート鍵の管理が監視され、RNMSにレポートされる。
7.クロックシステム702Gの構成、管理、および性能統計が許可、捕捉、およびレポートされる。事前定義されたパラメータに基づく、クロックジッタ仕様、クロックスリップ、および信号対雑音比などの性能情報。
8.モデムおよびRF伝送/受信システム702Hの構成、管理、および性能統計が許可、捕捉、およびレポートされる。信号対雑音(S/N)仕様、BERなどの性能情報、ならびに関連する警告および回路構成の障害レポート。
9.CPUプロセッサ702I管理および警告レポート。各ROVERからのCPU利用率、メモリ利用率、使用中の処理、アップタイプ、使用中のサービス、ソーシャルメディアのメモリ利用率、使用中のプロセッサ、キャッシュ利用率、速度などのような性能情報は、GNCCに位置するRNMSに送られる。
10.クラウドストレージ702Kの構成および管理。メモリ利用率、情報メールストレージ、ソーシャルメディアストレージ、電話連絡先ストレージ、映画/ビデオストレージなどのような性能データは、GNCCのRNMSに送信される。
11.電源装置702Kの性能の監視およびバックアップ管理。
12.RNMSセキュリティ管理702L:RNMSシステムへのアクセスは、3つのGNCC内のAttobahnセキュリティ管理部門によって管理される。アクセスリスト、ユーザ認証、およびシステム使用レベルは、本発明の一実施形態であるAttobahnセキュリティ管理システム708を通じて提供される。
プロトンネットワーク管理システム
図54.0は、本発明の一実施形態であるプロトンネットワーク管理システム(PNMS)703を示す。PNMSは、3つのGNCCに位置し、技術者がプロトンスイッチのリアルタイム性能をリモートで構成、制御、および監視するために使用される。
PNMSは、次の機能で設計されている。
1.レポートするために、セル切り替え/秒、平均バッファ容量利用率、MASTメモリ利用率、動作温度などのようなIWICチップ703Aの性能統計が捕捉され、APPI ANMP論理ポートを介してPNMSに送信される。
2.構成管理703B:16×1TBpsのポートスイッチを構成する機能、ローカルV-ROVERのユーザインターフェースのポート速度管理、ポートの電気インターフェースタイプ、WiFi/WiGiシステムの構成および管理。
3.セルスイッチ703Cの警告および性能のレポート。BERレベル、セルアドレスが破損されたセルアドレス、バッファオーバーフロー、クロック同期位相シフトおよびジッタなどが捕捉され、APPI ANMP論理ポート45を介してGNCCのPNMSにレポートされる。
4.セルテーブル703Dは、これらのパラメータが事前定義されたパラメータを下回った場合、構成、ならびに切り替え性能の監視および警告レポートを更新する。
5.TDMAのASM703Eの構成、性能管理、および警告レポート。
6.暗号化システム703Fのエンドツーエンドリンクの性能およびプライベート鍵の管理が監視され、PNMSにレポートされる。
7.クロックシステム703Gの構成、管理、および性能統計が許可、捕捉、およびレポートされる。事前定義されたパラメータに基づく、クロックジッタ仕様、クロックスリップ、および信号対雑音比などの性能情報。
8.モデムおよびRF伝送/受信システム703Hの構成、管理、および性能統計が許可、捕捉、およびレポートされる。信号対雑音(S/N)仕様、BERなどの性能情報、ならびに関連する警告および回路構成の障害レポート。
9.CPUプロセッサ703I管理および警告レポート。各プロトンスイッチからのCPU利用率、メモリ利用率、使用中の処理、アップタイプ、使用中のサービス、ソーシャルメディアのメモリ利用率、使用中のプロセッサ、キャッシュ利用率、速度などのような性能情報は、GNCCに位置するPNMSに送られる。
10.クラウドストレージ703Kの構成および管理。メモリ利用率、情報メールストレージ、ソーシャルメディアストレージ、電話連絡先ストレージ、映画/ビデオストレージなどのような性能データは、GNCCのPNMSに送信される。
11.電源装置703Kの性能の監視およびバックアップ管理。
12.PNMSセキュリティ管理703L:PNMSシステムへのアクセスは、3つのGNCC内のAttobahnセキュリティ管理部門によって管理される。アクセスリスト、ユーザ認証、およびシステム使用レベルは、本発明の一実施形態であるAttobahnセキュリティ管理システム708を通じて提供される。
原子核ネットワーク管理システム
図55.0は、本発明の一実施形態である原子核ネットワーク管理システム(NNMS)704を示す。NNMSは、3つのGNCCに位置し、技術者がプロトンスイッチのリアルタイム性能をリモートで構成、制御、および監視するために使用される。
NNMSは、次の機能で設計されている。
1.レポートするために、セル切り替え/秒、平均バッファ容量利用率、MASTメモリ利用率、動作温度などのようなIWICチップ704Aの性能統計が捕捉され、APPI ANMP論理ポートを介してNNMSに送信される。
2.構成管理704B:96×1TBpsのポートスイッチを構成する機能、ポート速度管理、ならびにポートシステムの構成および管理。
3.セルスイッチ704Cの警告および性能のレポート。BERレベル、セルアドレスが破損されたセルアドレス、バッファオーバーフロー、クロック同期位相シフトおよびジッタなどが捕捉され、APPI ANMP論理ポート45を介してGNCCのNNMSにレポートされる。
4.セルテーブル704Dは、これらのパラメータが事前定義されたパラメータを下回った場合、構成、ならびに切り替え性能の監視および警告レポートを更新する。
5.TDMAのASM704Eの構成、性能管理、および警告レポート。
6.暗号化システム704Fのエンドツーエンドリンクの性能およびプライベート鍵の管理が監視され、NNMSにレポートされる。
7.クロックシステム704Gの構成、管理、および性能統計が許可、捕捉、およびレポートされる。事前定義されたパラメータに基づく、クロックジッタ仕様、クロックスリップ、および信号対雑音比などの性能情報。
8.モデムおよびRF伝送/受信システム704Hの構成、管理、および性能統計が許可、捕捉、およびレポートされる。信号対雑音(S/N)仕様、BERなどの性能情報、ならびに関連する警告および回路構成の障害レポート。
9.CPUプロセッサ704I管理および警告レポート。各原子核スイッチからのCPU利用率、メモリ利用率、使用中の処理、アップタイプ、使用中のサービス、ソーシャルメディアのメモリ利用率、使用中のプロセッサ、キャッシュ利用率、速度などのような性能情報は、GNCCに位置するNNMSに送られる。
10.クラウドストレージ704Kの構成および管理。メモリ利用率、情報メールストレージ、ソーシャルメディアストレージ、電話連絡先ストレージ、映画/ビデオストレージなどのような性能データは、GNCCのNNMSに送信される。
11.電源装置704Kの性能の監視およびバックアップ管理。
12.NNMSセキュリティ管理704L:NNMSシステムへのアクセスは、3つのGNCC内のAttobahnセキュリティ管理部門によって管理される。アクセスリスト、ユーザ認証、およびシステム使用レベルは、本発明の一実施形態であるAttobahnセキュリティ管理システム708を通じて提供される。
ミリメートル波RF管理システム
図56.0は、本発明の一実施形態であるミリメートル波RF管理システム(MRMS)705を示す。MRMSは、3つのGNCCに位置し、次の機能で設計されている。
1.V-ROVERのミリメートル波RF705A伝送器増幅器の出力電力レベルが監視され、ANMP論理ポートを介してGNCCのMRMSにレポートされる。V-ROVERのRF受信器の低雑音増幅器(LNA)の信号対雑音比(S/N)は、MRMSによって監視され、ある特定の閾値を下回ると、それが障害点まで劣化する前に、問題を修正するためにGNCCの技術者が措置をとるための警告が発生する。
2.Nano-ROVERのミリメートル波RF705B伝送器増幅器の出力電力レベルが監視され、ANMP論理ポートを介してGNCCのMRMSにレポートされる。Nano-ROVERのRF受信器の低雑音増幅器(LNA)の信号対雑音比(S/N)は、MRMSによって監視され、ある特定の閾値を下回ると、それが障害点まで劣化する前に、問題を修正するためにGNCCの技術者が措置をとるための警告が発生する。
3.Atto-ROVERのミリメートル波RF705C伝送器増幅器の出力電力レベルが監視され、ANMP論理ポートを介してGNCCのMRMSにレポートされる。Atto-ROVERのRF受信器の低雑音増幅器(LNA)の信号対雑音比(S/N)は、MRMSによって監視され、ある特定の閾値を下回ると、それが障害点まで劣化する前に、問題を修正するためにGNCCの技術者が措置をとるための警告が発生する。
4.プロトンスイッチのミリメートル波RF705D伝送器増幅器の出力電力レベルが監視され、ANMP論理ポートを介してGNCCのMRMSにレポートされる。プロトンスイッチのRF受信器の低雑音増幅器(LNA)の信号対雑音比(S/N)は、MRMSによって監視され、ある特定の閾値を下回ると、それが障害点まで劣化する前に、問題を修正するためにGNCCの技術者が措置をとるための警告が発生する。
5.原子核スイッチのミリメートル波RF705E伝送器増幅器の出力電力レベルが監視され、ANMP論理ポートを介してGNCCのMRMSにレポートされる。原子核スイッチのRF受信器の低雑音増幅器(LNA)の信号対雑音比(S/N)は、MRMSによって監視され、ある特定の閾値を下回ると、それが障害点まで劣化する前に、問題を修正するためにGNCCの技術者が措置をとるための警告が発生する。
6.ジャイロTWAブームボックス705F高電力チューブ、カソード、およびコレクタセクション回路構成の性能および温度制御の動作仕様は、MRMSによって監視される。MRMSは、TWA水冷システムを監視し、流体温度をGNCCにレポートする。
7.ジャイロTWAミニブームボックス705G高電力チューブ、カソード、およびコレクタセクション回路構成の性能および温度制御の動作仕様は、MRMSによって監視される。MRMSは、TWA水冷システムを監視し、流体温度をGNCCにレポートする。
8.窓取り付け型mmW180度ホーンアンテナ中継器のRF増幅器705Hの信号対雑音比(S/N)は、GNCCのMRMSによって監視される。
9.ドア/壁取り付け型mmW20~60度ホーンアンテナ中継器のRF増幅器705Iの信号対雑音比(S/N)は、GNCCのMRMSによって監視される。
10.ドア/壁取り付け型mmW180度ホーンアンテナ中継器のRF増幅器705Jの信号対雑音比(S/N)は、GNCCのMRMSによって監視される。
11.ジャイロTWAブームボックスおよびミニブームボックス電源705Kの性能監視およびバックアップ管理情報は、GNCCのMRMSに送信される。
12.MRMSセキュリティ管理705L:NRMSシステムへのアクセスは、3つのGNCC内のAttobahnセキュリティ管理部門によって管理される。アクセスリスト、ユーザ認証、およびシステム使用レベルは、本発明の一実施形態であるAttobahnセキュリティ管理システム708を通じて提供される。
伝送システム管理システム
図57.0は、本発明の一実施形態である3つのGNCCに位置する伝送システム管理システム(TSMS)706を示す。TSMSの機能能力は次のとおりである。
1.OC-768光ファイバ端末(FOT)構成管理および性能統計レポートメッセージを供給するデジタル40GBpsリンク間のスタンドアロンリンク暗号化40GBpsデバイス706Aは、TSMSによって制御される。これらのスタンドアロン暗号化デバイスの動作性能の警告メッセージは、TSMSによって捕捉される。
2.光ファイバ端末(FOT)706Bの構成および警告レポート情報は、TSMSによって制御される。TSMSは、BER、バッファ過負荷、クロックスリップ、およびネットワークリンクの停止を監視し、GNCCの技術者が、ネットワークの停止になる前に、劣化したシステムおよび設備を積極的に修正することを可能にする。
3.原子核スイッチとインターネットとをインターフェースするゲートウェイルータ706Cは、GNCCのTSMSによって構成および管理される。
4.FOTを供給した光波マルチプレクサ706Dは、GNCCのTSMSによって構成および管理される。
5.TSMSセキュリティ管理706E:TSMSシステムへのアクセスは、3つのGNCC内のAttobahnセキュリティ管理部門によって管理される。アクセスリスト、ユーザ認証、およびシステム使用レベルは、本発明の一実施形態であるAttobahnセキュリティ管理システム708を通じて提供される。
クロックおよび同期管理システム
図58.0は、本発明の一実施形態である、3つのGNCCに位置するAttobahnクロックおよび同期管理システム(CSMS)707を例示する。CSMSは、次の機能能力で設計されている。
1.セシウムビーム発振器707Aは、CSMSによって構成、制御、および管理される。CSMSは、発振器システムのクロック出力の安定性、温度制御をリアルタイムで監視し、クロック精度の安定性の追跡を続ける。クロックの安定性が事前定義されたレベルの下に下がると、CSMSは、システム劣化警告を受信する。
2.クロック配信システム(CDS)707Bは、CSMSによって構成、制御、および管理される。CDSからの警告メッセージは、CSMSに送信され、GNCCにおいて一緒に共に位置する。
3.冗長で多様なGPS受信器707Cは、CSMSによって構成、制御、および管理される。GPSシステムからの警告メッセージは、CSMSに送信され、GNCCにおいて一緒に共に位置する。
4.グローバルゲートウェイ原子核スイッチおよび国内FOT707D、ならびにそれらの光波マルチプレクサは、セシウムビームGPS参照クロックシステムによって供給されるネットワークの第1のフェーズである。これらのグローバルおよび国内レベルのシステムはクロックされ、同期はリアルタイムで監視され、それらのクロックの安定性はCSMSによって継続的に追跡される。これらのクロック信号の安定性が劣化すると、警告が発生し、CSMSに送信される。
5.クロックおよび同期システムの一次およびバックアップ電源707Eは、CSMSによって監視される。電源の性能が劣化すると、警告メッセージがCSMSに送信される。
6.CSMSセキュリティ管理706E:CSMSシステムへのアクセスは、3つのGNCC内のAttobahnセキュリティ管理部門によって管理される。アクセスリスト、ユーザ認証、およびシステム使用レベルは、本発明の一実施形態であるAttobahnセキュリティ管理システム708を通じて提供される。
ATTOBAHNミリメートル波RFシステムアーキテクチャ
図59.0は、本発明の一実施形態であるAttobahnミリメートル波(mmW)無線周波数(RF)伝送アーキテクチャ1000を示す。Attobahn mmW RFアーキテクチャは、高周波電磁無線信号に基づいており、ミリメートル波バンドの超ハイエンドで動作し、赤外線バンドに入る。周波数バンドは、30~3300ギガヘルツ(GHz)ほどの範囲1006で、マイクロ波スペクトルの上端から赤外線スペクトルまでである。このバンド200~3300GHzの上限の割り当ては、一般的に使用されるFCC動作バンド外であり、したがって、バイラル分子ネットワークがテラビットデジタルストリームに広いバンド幅を利用することを可能にする。
Attobahn RF伝送システムアーキテクチャ1000を図58.0に示す。このアーキテクチャは、次のRF層からなる。
1.層I:Attobahnバイラル周回車両(V-ROVER、Nano-ROVER、およびAtto-ROVER)RFシステム1001。
2.層II:プロトンスイッチRFシステム1002。
3.層III:原子核スイッチRFシステム1003。
4.層IV:ブームボックス層1004(ミニブームボックス)および1005(ブームボックス)と呼ばれる超高電力(UHP)ジャイロ進行波管増幅器(TWA)RFシステム。
ATTOBAHN mmW戦略的伝送インフラストラクチャ
Attobahn RF伝送システムアーキテクチャ層I~IIIは、図60.0に例示されるように、層IV、ブームボックス層1005と呼ばれる、超高電力(UHP)ジャイロ進行波管増幅器(TWA)RFシステム上にある。ブームボックス1004および1005層は、他の3つのRF伝送層に共通である。
本発明の一実施形態である図60.0に例示されるように、ROVER1001のRF信号は、そのジャイロTWAミニブームボックスのグリッド1004A内の各ジャイロTWAミニブームボックスRF1004受信器によって受信され、1.5ワット~100ワットに増幅される。これらの増幅されたRF信号は、再伝送され、ブームボックスグリッド1005A内のより大きなUHPジャイロTWAブームボックス1005で受信され、ここで、それらはさらに10,000ワット程度まで増幅される。これらのUHP RF信号は、そのUHPジャイロTWAブームボックスグリッド1005A内の任意の場所のプロトンスイッチのRFシステム1002および他のROVERのRFシステム1001に再伝送される。
プロトンスイッチのRFシステム1002は、mmW RF信号を受信する。これらのスイッチは、IQ QAM信号を元の高速デジタル信号に復調し、それらをTDMAのASMに送信し、ここで、TDMAの時間スロットおよびその後のASMのOTSは逆多重化され、データストリームはセルスイッチに供給される。セルスイッチは、高速セルをそれらの適切なポートに配信し、これらのポートは、大容量リンクを原子核スイッチに供給する。プロトンスイッチのRF増幅器は、その分子ドメインにサービス提供するミニボックスグリッド1004AにmmW信号を伝送する。ジャイロTWAミニブームボックス1004Aは、mmW RF信号を受信し、増幅し、UHPジャイロTWAブームボックスグリッド1005Aに再伝送する。ブームボックスは、RF信号を原子核スイッチに再伝送する。
ミニブームボックス、ならびに都市および郊外の高電力mmW伝送グリッドへのブームボックスの戦略的な構成は、Attobahn mmWネットワークインフラストラクチャの信頼性の性能にとって重要である。
mmW RF高電力グリッドマトリックス
図61.0は、本発明の一実施形態であるAttobahn mmW高電力グリッドマトリックス(HPGM)1000を例示する。HPGMは、エンドツーエンドのサービスの信頼性を第一の目標としてアーキテクトおよび設計されている。Attobahn mmW HPGMの技術戦略は、これらの繊細なRF信号の電力レベルを高く維持し、mmW伝送に関連付けられた自然の大気減衰現象を緩和することである。この物理的現象を解決するために、HPGMは、ミニブームボックスグリッド1004Aの出力電力が1/4マイルの都市および郊外の街路ブロックを満たし、UHPブームボックスグリッド1005Aの出力電力が都市および郊外エリアの周りの5マイルグリッドを支配するように設計されている。
ジャイロTWAミニブームボックス1004およびジャイロTWAブームボックス1005はそれぞれ、1.5~10,000ワットのmmW信号を増幅する。ROVERのRFシステム1001、プロトンスイッチのRFシステム1002、および原子核スイッチのRFシステム1003からのmmW RF信号は、300フィート~1/4マイルのマトリックス内の小さなグリッドのミニブームボックス内に入れられ、これらのグリッド内のすべてのROVERは、この配置で互いに容易に通信することができる。
1/4マイル~5マイルのマトリックスを網羅する大きなブームボックスグリッドにより、ROVER、プロトンスイッチ、および原子核スイッチのRF信号のより低い伝送電力がより遠くに到達し、ネットワーク全体が99.9%の信頼性パーセンテージで機能する信頼できる信号強度を提供することを可能にする。図59.0、60.0、69.0、71.0、および73.0に示されるように、mmW RF伝送は、バックボーンジャイロTWAブームボックスを使用することによって、非常に長い距離に増加される。このエンジニアリングHPGMアーキテクチャは、Attobahnバイラル分子ネットワークの運用に不可欠である。
ジャイロTWAシステム
Attobahnネットワークは、それぞれミニブームボックスおよびブームボックスと呼ばれるジャイロTWA高電力および超高電力mmW増幅器を利用する。これらのジャイロTWAは、シリコンおよびGANタイプの増幅器と比較して、遠距離でのmmW波の伝達を保証するような様式で配信および接続される。
図62.0は、本発明の一実施形態であるジャイロTWA1004および1005のエンジニアリング設計構成、それらの地上衛星のような中継器配置の接続方法、ならびにそれらのホーンアンテナ構造1004Bおよび1004Cを示す。ミニブームボックスおよびブームボックスは、建物の屋根、家屋の屋根、電柱、電塔のなどの上に戦略的に位置する。
TWAの戦略的な位置により、TWAがROVER、プロトンスイッチ、および原子核スイッチからmmW RF信号を受信し、これらの増幅信号をこれらのデバイスに再伝送することが可能になる。各TWAには、ROVER200、プロトンスイッチ200、および原子核スイッチ300からmmW RF信号1000Aを受信するLNA mmW受信器1005Bが付随されている。図62.0に示されるように、これらの信号をジャイロTWAブームボックス1005に供給する。信号は増幅され、mmW導波管1005Dを横断した後、360度供給ホーン1005Cに送信される。
ジャイロTWAミニブームボックスには、mmW LNAのRF受信器1004Bが装備されており、これは、ROVER200、プロトンスイッチ300、および原子核スイッチ400からmmW RF信号1000Aを受信する。図62.0に示されるように、これらの信号をジャイロTWAミニブームボックス1004に供給する。信号は増幅され、mmW導波管1004Dを横断した後、360度供給ホーン1004Cに送信される。
本発明の一実施形態である図62.0に示されるように、ROVER220、プロトンスイッチ328、および原子核スイッチ428のmmW伝送器増幅器220は、30GHz~3300GHzの周波数範囲を取り扱う。LNA受信器は、受信した信号のS/Nに応じて、ブームボックスおよびミニボックスからUHP mmW RF信号を受信する。LNA受信器は、受信するより強い信号を選択し、QAM復調器に渡すように設計されている。
ATTOBAHN mmW RF 4~8KTVおよびHD無線放送サービス
4~8K TV放送
図63.0は、本発明の一実施形態であるAttobahn mmW TVおよび無線放送伝送ネットワークインフラストラクチャを示す。4~8K TV放送サービスアプリ110は、Atto-ROVERのAPPI論理ポート10に送信される。4~8K TVカメラ100TVからの4~8K TV放送デジタルストリームは、10GBpsでAtto-ROVER200にクロックされる。セルスイッチは、mmW RF伝送器220を介して放送TVを送信する。
Atto-ROVERのRF伝送信号1000Aは、ジャイロTWAミニブームボックス1004に送信され、ここで、増幅され、ジャイロTWAブームボックス1005に再伝送される。ブームボックスは、TV放送信号を増幅し、それを10,000ワットで周辺エリアに伝送する。その放送グリッド内の任意のV-ROVER、Nano-ROVER、またはAtto-ROVERは、放送TV信号を受信することができる。
4~8K TV放送信号伝送範囲は、本発明の一実施形態である図60.0、61.0、70.0、72.0、および74.0に例示されるAttobahnバックボーンジャイロTWA UHPブームボックスを介して信号を供給することによって、何マイルも拡張される。
映画、ビデオ、ライブ3Dスポーツ、およびコンサートの放送
図63.0は、本発明の一実施形態であるAttobahn mmW TVおよび映画、ビデオ、ならびに3Dライブスポーツおよびライブコンサート放送伝送ネットワークインフラストラクチャを示す。映画、ビデオ、ならびにライブスポーツおよびライブコンサートの放送サービスアプリ121、122、111、および124は、Atto-ROVERのAPPI論理ポート21、22、11、および24に送信される。4~8K映画、ビデオ、および3Dライブ4~8Kビデオ、ならびにその映画およびビデオサーバからの付随するHDオーディオ放送デジタルストリーム、ならびにライブスポーツおよびライブコンサートの供給100MV、100VD、100SP、および100LCはそれぞれ、10GBps/秒でAtto-ROVER200にクロックされる。セルスイッチは、映画およびビデオサーバを送信し、ライブスポーツおよびライブコンサートは、mmW RF伝送器220を介して放送信号を供給する。
Atto-ROVERのRF伝送信号1000Aは、ジャイロTWAミニブームボックス1004に送信され、ここで、増幅され、ジャイロTWAブームボックス1005に再伝送される。ブームボックスは、mmW TVおよび映画、ビデオ、ならびに3Dライブスポーツおよびライブコンサートの放送信号を増幅し、それらを10,000ワットで周辺エリアに伝送する。その放送グリッド内の任意のV-ROVER、Nano-ROVER、またはAtto-ROVERは、放送TV信号を受信することができる。
4~8K映画、ビデオ、ライブ4~8Kビデオ、ならびにその映画およびビデオサーバからの付随するHDオーディオ放送デジタルストリーム、ならびにライブスポーツおよびライブコンサート放送信号の伝送範囲は、これらを、本発明の一実施形態である図60.0、61.0、70.0、72.0、および74.0に例示されるAttobahnバックボーンジャイロTWA UHPブームボックスを通じて供給することによって数マイル拡張される。
HDオーディオ無線放送
図63.0は、本発明の一実施形態であるAttobahn mmW TVおよび無線放送伝送ネットワークインフラストラクチャを示す。HD(44KHz~96KHz)オーディオ無線放送サービスアプリ120は、Atto-ROVERのAPPI論理ポート20に送信される。無線局のアナウンサー100RDからのHDオーディオ無線放送デジタルストリームは、10GBpsでAtto-ROVER200にクロックされる。セルスイッチは、そのmmW RF伝送器220を介して放送無線信号を送信する。
Atto-ROVERのRF伝送信号1000Aは、ジャイロTWAミニブームボックス1004に送信され、ここで、増幅され、ジャイロTWAブームボックス1005に再伝送される。ブームボックスは、HDオーディオ放送信号を増幅し、それを10,000ワットで周辺エリアに伝送する。その放送グリッド内の任意のV-ROVER、Nano-ROVER、またはAtto-ROVERは、HDオーディオ放送信号を受信することができる。
HDオーディオ放送信号伝送範囲は、本発明の一実施形態である図60.0、61.0、70.0、72.0、および74.0に例示されるAttobahnバックボーンジャイロTWA UHPブームボックスを介して信号を供給することによって、何マイルも拡張される。
ROVER、プロトンスイッチ、および原子核スイッチのRF設計
RFアーキテクチャインフラストラクチャグリッドネットワーク設計を図60.0に示す。本発明の一実施形態である図40.0、34.0、29.0、および25.0に例示されるように、バイラル周回車両(V-ROVER、Nano ROVER、およびAtto ROVER)、プロトンスイッチ、および原子核スイッチのRFセクションはそれぞれ、RF伝送器および受信器に対する複数の40GBps~1TBpsのデジタルベースバンドにブロードバンド64~4096ビット直角位相振幅変調(QAM)変調器および復調器を使用する。
ジャイロTWAミニブームボックスとブームボックスとを組み合わせたROVER、プロトンスイッチ、および原子核スイッチのRF伝送器の出力電力は、デシベル(dB)レベルのデバイスが受信するRF信号に十分なワット数を提供し、これにより、復調器から復旧されたデジタルストリームを1,000,000,000分の1~1,000,000,000,000分の1のビットエラーレート(BER)の範囲内に収めることができる(それぞれ10億~1兆ビットごとに1ビットエラー)。これは、データスループットが長期にわたって非常に高くなることを保証する。
RF伝送構成-V-ROVER~ブームボックス
本発明の一実施形態である図64.0に例示されるように、V-ROVERには、4K/8K UHDF TV、コンピューティングデバイス、スマートフォン、サーバ、ゲームシステム、仮想現実デバイスなどのような顧客の終端デバイスに接続された8つの10ギガビット/秒(GBps)の物理入力/出力ポートが装備されている。これらの10GBpsポートは、4つの64~4096ビット直角位相振幅変調(QAM)1001VB変調器/復調器(モデム)に接続された4つの40GBpsの集約デジタルストリーム1001VAを有する高速スイッチに接続される。4つのQAM変調器出力RF信号の各々は、30~3300GHzの範囲で動作する。
V-ROVERの4つの出力30~3300GHzのRF信号は各々、40GBpsのバンド幅を有する。4つの30~3300GHzのRF信号は、ミリメートルモノリシック集積回路(MMIC)のRF増幅器1001VCを介して伝送される。4つの出力RF信号は、mmW360度全方向性ホーンアンテナ1001VDを介して伝送される。RF信号は、V-ROVERからすべての方向に伝送され、300フィート~1/4マイルのグリッド内のミニブームボックスおよびブームボックス360度全方向性アンテナ1004Fおよび1004Gで受信される。ミニブームボックスまたはブームボックスが受信したV-ROVER出力RF信号は、ジャイロTWA超高電力増幅器に供給される。
ミニブームボックスジャイロTWA超高電力1004増幅器は、V-ROVERの受信RF信号を1.5~100ワットに増幅し、ブームボックスジャイロTWA超高電力増幅器1005は、これらのRF信号を500~10,000ワットに増幅する。ブームボックスの増幅されたRF出力は、360度全方向性ホーンアンテナに供給される。ミニブームボックスとブームボックスグリッドのRF放射は、最大10マイルの半径距離を網羅し、場合によっては、大気条件に応じてそれ以上の距離をも網羅する。これらの相互接続されたグリッドは、郊外エリアの周辺および都市間の数百マイルを網羅するために組み合わされる。
ミニブームボックスとブームボックスから伝送されたRF信号は、非常に高い電力レベルでブームボックスRFグリッド内のV-ROVER、Nano-ROVER、Atto-ROVER、およびプロトンスイッチによって受信される。したがって、ブームボックスは、V-ROVER、Nano-ROVER、Atto-ROVER、プロトンスイッチ、および原子核スイッチを増幅するRF伝送中継器または地上通信衛星のように作用する。ブームボックスは、建物(商業用または選択された住居用建物)の屋根頂部、通信塔、および空中ドローンの上に位置決めされる。
RF伝送構成-Nano-ROVER~ブームボックス
本発明の一実施形態である図65.0に例示されるように、Nano-ROVERには、4K/8K UHDF TV、コンピューティングデバイス、スマートフォン、サーバ、ゲームシステム、仮想現実デバイスなどのような顧客の終端デバイスに接続された4つの10ギガビット/秒(GBps)の物理入力/出力ポートが装備されている。これらの10GBpsポートは、2つの64~4096ビット直角位相振幅変調(QAM)変調器/復調器(モデム)に接続された2つの40GBpsの集約デジタルストリーム1001NAを有する高速スイッチに接続される。2つのQAM1001NB変調器出力RF信号の各々は、30~3300GHzの範囲で動作する。
Nano-ROVERの2つの出力30~3300GHzのRF信号は各々、40GBpsのバンド幅を有する。2つの30~3300GHzのRF信号は、ミリメートルモノリシック集積回路(MMIC)のRF増幅器1001VCを介して伝送される。2つの出力RF信号は、mmW360度全方向性ホーンアンテナ1001NDを介して伝送される。RF信号は、Nano-ROVERからすべての方向に伝送され、300フィート~1/4マイルのグリッド内のミニブームボックスおよびブームボックス360度全方向性アンテナ1004Fおよび1005Fで受信される。受信器の出力は、ブームボックスジャイロTWA超高電力増幅器に供給される。
ミニブームボックスジャイロTWA超高電力増幅器1004は、Nano-ROVERの受信RF信号を10~500ワットに増幅し、ブームボックスジャイロTWA超高電力増幅器1005は、これらのRF信号を500~10,000ワットに増幅する。ブームボックスの増幅されたRF出力は、360度全方向性ホーンアンテナに供給される。ミニブームボックスとブームボックスグリッドのRF放射は、最大10マイルの半径距離を網羅し、場合によっては、大気条件に応じてそれ以上の距離をも網羅する。これらの相互接続されたグリッドは、郊外エリアの周辺および都市間の数百マイルを網羅するために組み合わされる。
ミニブームボックスとブームボックスから伝送されたRF信号は、非常に高い電力レベルでブームボックスRFグリッド内のNano-ROVER、V-ROVER、Atto-ROVER、およびプロトンスイッチのすべてによって受信される。したがって、ブームボックスは、Nano-ROVER、V-ROVER、Atto-ROVER、プロトンスイッチ、および原子核スイッチを増幅するRF伝送中継器または地上通信衛星のように作用する。ブームボックスは、建物(商業用または選択された住居用建物)の屋根頂部、通信塔、および空中ドローンの上に位置決めされる。
RF伝送構成-Atto-ROVER~ブームボックス
本発明の一実施形態である図66.0に例示されるように、Atto-ROVERには、4K/8K UHDF TV、コンピューティングデバイス、スマートフォン、サーバ、ゲームシステム、仮想現実デバイスなどのような顧客の終端デバイスに接続された2つの10ギガビット/秒(GBps)の物理入力/出力ポートが装備されている。これらの10GBpsポートは、2つの64~4096ビット直角位相振幅変調(QAM)1001AB変調器/復調器(モデム)に接続された2つの40GBpsの集約デジタルストリーム1001AAを有する高速スイッチに接続される。2つのQAM変調器出力RF信号の各々は、30~3300GHzの範囲で動作する。
Atto-ROVERの2つの出力30~3300GHzのRF信号は各々、40GBpsのバンド幅を有する。2つの30~3300GHzのRF信号は、ミリメートルモノリシック集積回路(MMIC)のRF増幅器1001ACを介して伝送される。2つの出力RF信号は、mmW360度全方向性ホーンアンテナ1001ADを介して伝送される。RF信号は、Atto-ROVERからすべての方向に伝送され、300フィート~1/4マイルのグリッド内のミニブームボックスおよびブームボックス360度全方向性アンテナ1004Fおよび1005Fで受信される。受信器の出力は、ブームボックスジャイロTWA超高電力増幅器に供給される。
ミニブームボックスジャイロTWA超高電力増幅器1004は、Atto-ROVERの受信RF信号を10~500ワットに増幅し、ブームボックスジャイロTWA超高電力増幅器1005は、これらのRF信号を500~10,000ワットに増幅する。ブームボックスの増幅されたRF出力は、360度全方向性ホーンアンテナに供給される。ミニブームボックスとブームボックスグリッドのRF放射は、最大10マイルの半径距離を網羅し、場合によっては、大気条件に応じてそれ以上の距離をも網羅する。これらの相互接続されたグリッドは、郊外エリアの周辺および都市間の数百マイルを網羅するために組み合わされる。
ミニブームボックスとブームボックスから伝送されたRF信号は、非常に高い電力レベルでブームボックスRFグリッド内のAtto-ROVER、V-ROVER、Nano-ROVER、およびプロトンスイッチによって受信される。したがって、ブームボックスは、Atto-ROVER、V-ROVER、Nano-ROVER、プロトンスイッチ、および原子核スイッチのRF信号を増幅し、それらをグリッド内のオープンエリアに再伝送し返すRF伝送中継器または地上通信衛星のように作用する。ブームボックスは、建物(商業用または選択された住居用建物)の屋根頂部、通信塔、および空中ドローンの上に位置決めされる。
RF層II:プロトンスイッチのRF設計
本発明の一実施形態である図67.0に示されるように、AttobahnプロトンスイッチRFシステム1002は、自動調節変調機能を有する16個のモデム1002Aが装備されたミリメートル波通信デバイスであり、それによって、64ビット~4096ビットのQAMの範囲を使用して、16個のベースバンドの各々を、TDMAのASMマルチプレクサからの1TBpsのデジタルストリームにエンコード(マッピング)する。
モデムは、RF通信リンクの信号対雑音比(S/N)レベル(dBm)に応じて調節を行う。プロトンスイッチの受信器は、受信したRF信号の信号対雑音比(S/N)レベルを監視する。dBmレベルが定義された閾値の下に下がると、メッセージはQAMモデムに供給されて、そのビットエンコーディング(デマッピング)が最大4096ビット~64ビット程度まで低く下方に低減し、それに応じて復調器がそれに続き、ビットデコードレベルも同様に低減する。
AttobahnのRFアーキテクチャの各RF通信事業者のバンド幅は、通信事業者周波数のおよそ10%である。したがって、240GHzの一次通信事業者周波数の1つでは、利用可能なバンド幅は、およそ24GHzになる。したがって、64~4096のQAMモデムの最大信号対雑音比が最大4096ビットのQAMを使用する場合、10ビット/Hzが生成され、240GBps/通信事業者の最大変調バンド幅をもたらす。
プロトンスイッチには、16個の64~4096ビットのQAMモデムが装備されている。これらのモデムの信号の各々は、30GHz~3300GHzの混合器/アップコンバータRF通信事業者と、対応する出力RF増幅器1002Bとに供給される。増幅された出力RF信号は、360度ホーンアンテナ1002Cを介して通信グリッドエリアに伝播され、ここで、これらの信号は、その通信グリッドエリアにサービス提供するブームボックスまたはミニブームボックス受信器によって受信される。ミニブームボックス1004およびブームボックス1005は、原子核スイッチのRF信号を受信し、それを1.5ワット~10,000ワットのジャイロTWA増幅器を用いて増幅する。これらのUHP増幅器は、プロトンスイッチおよび原子核スイッチ、ならびにさまざまな通信デバイスで受信されるように、RF信号を通信グリッドに再伝送し返す。
プロトンスイッチのmmW RF伝送器
本発明の一実施形態である図67.0に示されるように、プロトンスイッチのmmW RF伝送器(TX)のステージは、MMICのmmW増幅器1002Bからなる。増幅器は、30GHz~3300GHzの周波数範囲を有するローカル発振器周波数(LO)1002Dが、3GHz~330GHzのバンド幅ベースバンドのI-Qモデム信号をRFが30GHZ~3330GHzの通信事業者信号と混合することを可能にする高周波数アップコンバータ混合器によって供給される。混合器のRFが変調された通信事業者信号は、超高周波数(30~3300GHz)伝送器増幅器に供給される。MMICのmmW RF TXは、1.5dB~20dBの電力利得を有する。TX増幅器の出力信号は、矩形のmmW導波管1002Eに供給される。導波管は、本発明の一実施形態であるmmW360度円形アンテナに接続されている。
プロトンスイッチのmmW RF受信器
本発明の一実施形態である図67.0は、受信する矩形のmmW導波路に接続されたmmW360度アンテナからなるプロトンスイッチのmmW受信器(RX)ステージを示す。360度ホーンアンテナは、V-ROVER、Nano-ROVER、Atto-ROVER200、原子核スイッチ400、およびその他のプロトンスイッチ300から発信されたブームボックスおよびミニボックスボックスから超高電力の再伝送RF信号を受信する。mmW 30GHz~3300GHzの信号は、矩形の導波管を介して、最大30dBの利得を有する低雑音増幅器(LNA)1002Fに送信される。
信号は、LNAを離れた後、受信器バンドパスフィルタを通過し、高周波数混合器に供給される。高周波数ダウンコンバータ混合器は、30GHz~3300GHzの周波数範囲を有するローカル発振器周波数(LO)1002Dが、30GHz~3300GHzの通信事業者信号のIおよびQ位相振幅を、3GHz~330GHzのベースバンドバンド幅に復調し戻すことを可能にする。バンド幅ベースバンドのI-Q信号は、64~4096のQAM復調器1002Gに供給され、ここで、分離された16個のI-Qデジタルデータ信号が元の単一の40GBps~1TBpsのデータストリームに再度組み合わされる。QAM復調器の16個の40GBps~16TBpsのデータストリームは、TDMAのASMを介して、復号化回路構成およびセルスイッチに供給される。
RF層III:原子核スイッチのRF設計
本発明の一実施形態である図68.0に示されるように、Attobahn原子核スイッチRFシステム1003は、自動調節変調機能を有する96個のモデム1003Aが装備されたミリメートル波通信デバイスであり、それによって、64ビット~4096ビットQAMの範囲を使用して、96個のベースバンドの各々を、TDMAのASMマルチプレクサからの1TBpsのデジタルストリームにエンコード(マッピング)する。
モデムは、RF通信リンクの信号対雑音比(S/N)レベル(dBm)に応じて調節を行う。原子核スイッチの受信器は、受信したRF信号の信号対雑音比(S/N)レベルを監視する。dBmレベルが定義された閾値の下に下がると、メッセージはQAMモデムに供給されて、そのビットエンコーディング(デマッピング)が最大4096ビット~64ビット程度まで低く下方に低減し、それに応じて復調器がそれに続き、ビットデコードレベルも同様に低減する。
AttobahnのRFアーキテクチャの各RF通信事業者のバンド幅は、通信事業者周波数のおよそ10%である。したがって、240GHzの一次通信事業者周波数の1つでは、利用可能なバンド幅は、およそ24GHzになる。したがって、64~4096のQAMモデムの最大信号対雑音比が最大4096ビットのQAMを使用する場合、10ビット/Hzが生成され、240GBps/通信事業者の最大変調バンド幅をもたらす。
原子核スイッチには、96個の64~4096ビットのQAMモデムが装備されている。これらのモデムの信号の各々は、30GHz~3300GHzの混合器/アップコンバータRF通信事業者と、対応する出力RF増幅器1003Bとに供給される。増幅された出力RF信号は、360度ホーンアンテナ1003Cを介して通信グリッドエリアに伝播され、ここで、これらの信号は、その通信グリッドエリアにサービス提供するブームボックスまたはミニブームボックス受信器によって受信される。ミニブームボックス1004およびブームボックス1005は、原子核スイッチのRF信号を受信し、それを1.5ワット~10,000ワットのジャイロTWA増幅器を用いて増幅する。これらのUHP増幅器は、プロトンスイッチおよび原子核スイッチ、ならびにさまざまな通信デバイスで受信されるように、RF信号を通信グリッドに再伝送し返す。
原子核スイッチのmmW RF伝送器
本発明の一実施形態である図68.0に示されるように、原子核スイッチのmmW RF伝送器(TX)のステージは、MMICのmmW増幅器からなる。増幅器は、30GHz~3300GHzの周波数範囲を有するローカル発振器周波数(LO)1003Dが、3GHz~330GHzのバンド幅ベースバンドのI-Qモデム信号をRFが30GHZ~3330GHzの通信事業者信号と混合することを可能にする高周波数アップコンバータ混合器によって供給される。混合器のRFが変調された通信事業者信号は、超高周波数(30~3300GHz)伝送器増幅器に供給される。mmW RF TXは、1.5dB~20dBの電力利得を有する。TX増幅器の出力信号は、矩形のmmW導波管に供給される。導波管1003Eは、本発明の一実施形態であるmmW360度円形アンテナに接続されている。
原子核スイッチのmmW RF受信器
本発明の一実施形態である図68.0は、受信する矩形のmmW導波路に接続されたmmW360度アンテナからなる原子核スイッチのmmW受信器(RX)ステージを示す。360度ホーンアンテナは、他のプロトンスイッチおよび他の原子核スイッチから発信されたブームボックスおよびミニボックスボックスから超高電力の再伝送RF信号を受信する。mmW 30GHz~3300GHzの信号は、矩形の導波管を介して、最大30dBの利得を有する低雑音増幅器(LNA)1003Fに送信される。
信号は、LNAを離れた後、受信器バンドパスフィルタを通過し、高周波数混合器に供給される。高周波数ダウンコンバータ混合器は、30GHz~3300GHzの周波数範囲を有するローカル発振器周波数(LO)1003Dが、30GHz~3300GHzの通信事業者信号のIおよびQ位相振幅を、3GHz~330GHzのベースバンドバンド幅に復調し戻すことを可能にする。バンド幅ベースバンドのI-Q信号は、64~4096のQAM復調器1003Gに供給され、ここで、分離された96個のI-Qデジタルデータ信号が元の単一の40GBps~1TBpsのデータストリームに再度組み合わされる。QAM復調器の96個の40GBps~96TBpsのデータストリームは、TDMAのASMを介して、復号化回路構成およびセルスイッチに供給される。
ATTOBAHNインフラストラクチャmmWアンテナアーキテクチャ
Attobahn mmWネットワークインフラストラクチャは、本発明の一実施形態である図69.0に例示されるように、5層のミリメートル波アンテナアーキテクチャからなる。アンテナアーキテクチャは、次の層で設計されている。
1.層Iは、ジャイロTWAブームボックスmmWアンテナ1005Aである。
2.層IIは、ジャイロTWAミニブームボックスmmWアンテナ1004Aである。
3.層IIIのmmWアンテナは、以下からなる。
i.原子核スイッチのmmWアンテナ1003C。
ii.プロトンスイッチのmmW WiFi/WiGiアンテナ1002C。
iii.V-ROVERのmmW WiFi/WiGiアンテナ1001VD。
iv.Nano-ROVERのmmW WiFi/WiGiアンテナ1001ND。
v.Atto-ROVERのmmW WiFi/WiGiアンテナ1001AD。
vi.窓取り付け型mmWアンテナ増幅器中継器1006A。
vii.ドア取り付け型mmWアンテナ増幅器中継器1006B。
viii 壁取り付け型mmWアンテナ増幅器中継器1006D。
4.層IVは、タッチポイントデバイスのmmWアンテナ1007(ラップトップ、タブレット、電話、TV、サーバ、メインフレームコンピュータ、スーパーコンピュータ、ゲーム機、仮想現実システム、キネティクスシステム、IoT、機械自動化システム、自律車両、車、トラック、重機、電気システムなど)。
アンテナ電力仕様
本発明の一実施形態である図70.0に示されるように、Attobahn mmWアンテナアーキテクチャは、逆積層電力設計を有し、それによって、層が減少するにつれて出力ワット数が増加する。積層アンテナの電力出力範囲は、次のとおりである。
1.層I-500~10,000ワットの出力電力を用いて30~3300GHzのRF信号を動作させるUHPジャイロTWAブームボックスアンテナ1005ODおよび1005PP。
2.層II-1.5~100ワットの出力電力を用いて30~3300GHzのRF信号を動作させるジャイロTWAミニブームボックスアンテナ1004A
3.層III
-50ミリワット~3ワットの出力電力を用いて30~3300GHzのRF信号で動作する原子核スイッチのmmWアンテナ1003C。
-50ミリワット~3ワットの出力電力を用いて30~3300GHzのRF信号で動作するプロトンスイッチのmmWアンテナ1002C。
-50ミリワット~3ワットの出力電力を用いて30~3300GHzのRF信号で動作するV-ROVERのmmWアンテナ1001VD。
-50ミリワット~3ワットの出力電力を用いて30~3300GHzのRF信号で動作するNano-ROVERのmmWアンテナ1001ND。
-50ミリワット~3.0ワットの出力電力を用いて30~3300GHzのRF信号で動作するAtto-ROVERのmmWアンテナ1001AD。
-50ミリワット~3.0ワットの出力電力を用いて30~3300GHzのRF信号で動作する窓取り付け型mmWアンテナ増幅器中継器1006A。
-50ミリワット~2.0ワットの出力電力を用いて30~3300GHzのRF信号で動作するドア取り付け型mmWアンテナ増幅器中継器1006B。
-50ミリワット~2.0ワットの出力電力を用いて30~3300GHzのRF信号で動作する壁取り付け型mmWアンテナ増幅器中継器1006C。
4.層IV-25ミリワット~1.5ワットの出力電力を用いて30~3300GHzのRFで動作するタッチポイントデバイスのmmWアンテナ1007。(ラップトップ、タブレット、電話、TV、サーバ、メインフレームコンピュータ、スーパーコンピュータ、ゲーム機、仮想現実システム、キネティクスシステム、IoT、機械自動化システム、自律車両、車、トラック、重機、電気システムなど)。
mmWジャイロTWAブームボックスシステム設計
AttobahnジャイロTWAブームボックス1005は、30GHz~3300GHzのRF範囲でmmW信号の非常に高い増幅のためにジャイロ進行波増幅器チューブ1005Bを使用する超高電力増幅器である。ジャイロTWAブームボックスには次の2つのタイプがある。
1.全方向性UHP mmWブームボックス1005OD
2.ポイントツーポイントUHP mmWブームボックス1005PP
これら2つのジャイロTWAブームボックスは、それぞれ図71.0および72.0に例示されており、本発明の一実施形態である。
全方向性UHP mmWブームボックス
全方向性UHPブームボックス(OD-UHPブームボックス)1005ODは、本発明の一実施形態である図71.0に例示される。ジャイロ進行波増幅器(TWA)1004Bは、連続モードおよび脈動モードで500~10,000ワットの出力電力を有する。OD-UHPブームボックスをネットワーク内で使用して、ジャイロTWAミニボックス、V-ROVER、Nano-ROVER、Atto-ROVER、プロトンスイッチ、および原子核スイッチからのミリメートル波信号を増幅および再伝送する。
ジャイロTWAには、30GHz~3300GHzのRF範囲で動作するミリメートル波RF受信器1005Cが付随されている。受信器は、ミリメートル導波管1005Dを介して、360度方向性ホーンアンテナ1005Aに接続されている。受信器は、20DBの利得を備えた低雑音増幅器(LNA)を有する。LNA出力mmW信号は、前置増幅器に供給され、次いで、ジャイロTWAに供給される。
OD-UHPブームボックスには、連続モードまたは脈動モードで動作する100~150キロボルトの電源1005Eが装備されている。
増幅器は、次の仕様および寸法を有する特別な設計のカーボンファイバケース1005Fの中に収容されている。
-360度全方向性ホーンアンテナ1005A
-長さ:30インチ。
-幅:16インチ。
-高さ:20インチ。
-重量:50ポンド。
-電源:110/240-VAC-源/100~150KVの連続および非連続動作。
-冷却システム:連続密閉水冷システム。
-冷却ファン:6インチ×6インチ 110/240VAC。
ポイントツーポイントUHP mmWブームボックス
ポイントツーポイントUHP mmWブームボックス(PP-UHPブームボックス)1005PPは、本発明の一実施形態である図72.0に例示される。ジャイロ進行波増幅器(TWA)1004Bは、連続モードおよび脈動モードで500~10,000ワットの出力電力を有する。
PP-UHPブームボックスは、Attobahnネットワークの都市内/都市間ハブと、分子ネットワークドメインと、長距離リンクとの間のポイント間バックボーンネットワークのRF伝送リンクとして設計されている。PP-UHPジャイロTWAブームボックスには、30GHz~3300GHzのRF範囲で動作するミリメートル波RF受信器1005Cが付随されている。受信器は、ミリメートル導波管1005Dを介して、20~60度方向性ホーンアンテナ1005Aに接続されている。受信器は、20DBの利得を備えた低雑音増幅器(LNA)を有する。LNA出力mmW信号は、前置増幅器に供給され、次いで、ジャイロTWAに供給される。
PP-UHPブームボックスには、連続モードまたは脈動モードで動作する100~150キロボルトの電源1005Eが装備されている。
増幅器は、次の仕様および寸法を有する特別な設計のカーボンファイバケース1005Fの中に収容されている。
-20~60度方向性ホーンアンテナ
-長さ:30インチ。
-幅:16インチ。
-高さ:20インチ。
-重量:50ポンド。
-電源:110/240-VAC-源/100~150KVの連続および非連続動作。
-冷却システム:連続密閉水冷システム。
-冷却ファン:6インチ×6インチ 110/240VAC。
ジャイロTWAブームボックスの設置設計
ジャイロTWAブームボックス1005は、そのRF信号を向けている他のmmWデバイスよりも高い標高に位置する場合、地理的エリア内で最適なRF伝送網羅率を提供する。AttobahnがOD-UHPおよびPP-UHPブームボックスを取り付けるために使用する典型的な設置方法のうちのいくつかを、本発明の一実施形態である図73.0および74.0にそれぞれ示す。
全方向性UHP mmWブームボックスの取り付け
図73.0に示されるOD-UHPブームボックスの取り付け設置は、3つの方法からなるが、取り付け設計は、本発明の一部としてこれら3つの方法だけに限定されない。図73.0に例示される3つの方法は次のとおりである。
1.屋根取り付け型1005G
2.塔取り付け型1005H
3.電柱取り付け型1005I
屋根取り付け型
OD UHPブームボック屋根取り付け型1005Gの設計は、TWA増幅器および他の回路構成を収容するカーボンファイバボックス構造のベースに4つのブロットを設置することにより配置される。50ポンドのカーボンファイバボックスケーシング1005Fは、コンクリート取り付け用の4つの3/4×4インチ長のコンクリートボルト1005GA、木梁取り付け用の木ネジ用3/4×4インチ、および金属梁取り付け用の六角ナット付き3/4×4インチボルトを使用して屋根構造に固設される。取り付け方法、ならびにボルトおよびネジの強度は、屋根構造、およびOD UHPブームボックスがいかに設置されるかに応じて、120マイル/時の風に耐えるように設計されている。
塔取り付け型
本発明の一実施形態である図73.0に示されるように、OD UHPブームボックスは、標準的な通信塔1005Hに取り付けられる。Attobahnは、これらのボックスをさまざまなタイプの塔1005Hに設置する。Attobahnは、これらの塔で空間を賃借し、特定のケースでは、Attobahnは独自の塔を構築および設置する。塔取り付け型の設計は、TWA増幅器および他の回路構成を収容するカーボンファイバボックス構造のベースに4つのブロットを取り付けることで配置される。50ポンドのカーボンファイバボックスケーシング1005Fは、金属梁取り付け用の六角ナット付きの4つの3/4×4インチ長のボルト1005HAを使用して塔の頂部構造の床材に固設される。取り付け方法、ならびにボルトの強度は、屋根構造、およびOD UHPブームボックスがいかに設置されるかに応じて、120マイル/時の風に耐えるように設計されている。
柱取り付け型
本発明の一実施形態である図73.0に示されるように、OD UHPブームボックスは、標準的な電柱に取り付けられる。Attobahnは、これらのボックスを、電気電柱から郊外の近接の照明柱の範囲の、さまざまなタイプの柱1005Iに設置する。Attobahnは、これらの電柱で空間を賃借し、特定のケースでは、Attobahnは、OD UHPブームボックスを設置するための独自の柱を構築および設置する。柱取り付け型の設計は、TWA増幅器および他の回路構成を収容するカーボンファイバボックス構造のベースに4つのブロットを取り付けることで配置される。50ポンドのカーボンファイバボックスケーシング1005Fは、金属梁取り付け用の六角ナット付きの4つの3/4×4インチ長のボルト1005IAを使用して柱構造に固設される。取り付け方法、ならびにボルトの強度は、屋根構造、およびOD UHPブームボックスがいかに設置されるかに応じて、120マイル/時の風に耐えるように設計されている。
ポイントツーポイントUHP mmWブームボックスの取り付け
本発明の一実施形態である図74.0に示されるように、PP-UHPブームボックス1005PPの取り付け設置は、これらのデバイスのうちの2つの間の見通し線を必要とする。採用される選択された取り付け技術は、見通し線が維持されることを保証する必要がある。図74.0には3つの取り付け設計が示されているが、本発明は、これら3つの設計だけに限定されない。図74.0に例示される3つの方法は次のとおりである。
1.屋根取り付け型1005G
2.塔取り付け型1005H
3.電柱取り付け型1005I
屋根取り付け型
PP-UHPブームボックス屋根取り付け型1005Fの設計は、TWA増幅器および他の回路構成を収容するカーボンファイバボックス構造のベースに4つのブロットを取り付けることで配置される。50ポンドのカーボンファイバボックスケーシング1005Fは、コンクリート取り付け用の4つの3/4×4インチ長のコンクリートボルト1005GA、木梁取り付け用の木ネジ用3/4×4インチ、および金属梁取り付け用の六角ナット付き3/4×4インチボルトを使用して屋根構造に固設される。取り付け方法、ならびにボルトおよびネジの強度は、屋根構造、およびPP-UHPブームボックスがいかに設置されるかに応じて、120マイル/時の風に耐えるように設計されている。
塔取り付け型
本発明の一実施形態である図74.0に示されるように、PP-UHPブームボックスは、標準的な通信塔1005Hに取り付けられる。Attobahnは、これらのボックスをさまざまなタイプの塔に設置する。Attobahnは、これらの塔で空間を賃借し、特定のケースでは、Attobahnは独自の塔を構築および設置する。塔取り付け型の設計は、TWA増幅器および他の回路構成を収容するカーボンファイバボックス構造のベースに4つのブロットを取り付けることで配置される。50ポンドのカーボンファイバボックスケーシング1005Fは、金属梁取り付け用の六角ナット付きの4つの3/4×4インチ長のボルトを使用して塔の頂部構造の床材に固設される。取り付け方法、ならびにボルトの強度は、屋根構造、およびPP-UHPブームボックスがいかに設置されるかに応じて、120マイル/時の風に耐えるように設計されている。
柱取り付け型
本発明の一実施形態である図74.0に示されるように、PP-UHPブームボックスは、標準的な電柱1005Iに取り付けられる。Attobahnは、これらのボックスを、電気電柱から郊外の近接の照明柱の範囲の、さまざまなタイプの柱に設置する。Attobahnは、これらの電柱で空間を賃借し、特定のケースでは、Attobahnは、PP-UHPブームボックスを設置するための独自の柱を構築および設置する。柱取り付け型の設計は、TWA増幅器および他の回路構成を収容するカーボンファイバボックス構造のベースに4つのブロットを取り付けることで配置される。50ポンドのカーボンファイバボックスケーシング1005Fは、金属梁取り付け用の六角ナット付きの4つの3/4×4インチ長のボルト1005IAを使用して柱構造に固設される。取り付け方法、ならびにボルトの強度は、屋根構造、およびPP-UHPブームボックスがいかに設置されるかに応じて、120マイル/時の風に耐えるように設計されている。
mmWジャイロTWAミニブームボックスシステム設計
本発明の一実施形態である図75.0に示されるように、AttobahnジャイロTWAブームボックス1004は、30GHz~3300GHzのRF範囲でmmW信号の非常に高い増幅のために進行波増幅器(TWA)チューブ1004Bを使用する高電力増幅器である。
連続モードで1.5~100ワットの出力電力を有する。ミニブームボックスをネットワーク内で使用して、ジャイロTWAのV-ROVER、Nano-ROVER、Atto-ROVER、プロトンスイッチ、および原子核スイッチからのミリメートル波信号を増幅および再伝送する。
ジャイロTWAには、30GHz~3300GHzのRF範囲で動作するミリメートル波RF受信器1004Cが付随されている。受信器は、ミリメートル導波管1004Dを介して、360度方向性ホーンアンテナ1004Aに接続されている。受信器は、20DBの利得を備えた低雑音増幅器(LNA)を有する。LNA出力mmW信号は、前置増幅器に供給され、次いで、ジャイロTWAに供給される。
ジャイロTWAブームボックスには、連続モードまたは脈動モードで動作する100~150キロボルトの電源1005Eが装備されている。
増幅器は、次の仕様および寸法を有する特別な設計のカーボンファイバケース1004Fの中に収容されている。
-360度全方向性ホーンアンテナ
-長さ:16インチ。
-幅:10インチ。
-高さ:12インチ。
-重量:30ポンド。
-電源:110/240-VAC-源/100~150KVの連続動作。
-冷却システム:連続密閉水冷システム。
-冷却ファン:6インチ×6インチ 110/240VAC。
mmWミニブームボックスの取り付け
図76.0に示されるミニブームボックスの取り付け設置は、3つの方法からなるが、取り付け設計は、本発明の一部としてこれら3つの方法だけに限定されない。図75.0に例示される3つの方法は次のとおりである。
1.屋根取り付け型1004G
2.塔取り付け型1004H
3.電柱塔取り付け型1004I
屋根取り付け型
ミニブームボック屋根取り付け型1004Gの設計は、TWA増幅器および他の回路構成を収容するカーボンファイバボックス構造のベースに4つのブロットを設置することにより配置される。30ポンドのカーボンファイバボックスケーシングは、コンクリート取り付け用の4つの3/4×4インチ長のコンクリートボルト1004GA、木梁取り付け用の木ネジ用3/4×4インチ、および金属梁取り付け用の六角ナット付き3/4×4インチボルトを使用して屋根構造に固設される。取り付け方法、ならびにボルトおよびネジの強度は、屋根構造、およびミニブームボックスがいかに設置されるかに応じて、120マイル/時の風に耐えるように設計されている。
塔取り付け型
本発明の一実施形態である図76.0に示されるように、ミニブームボックスは、標準的な通信塔1004Hに取り付けられる。Attobahnは、これらのボックスをさまざまなタイプの塔に設置する。Attobahnは、これらの塔で空間を賃借し、特定のケースでは、Attobahnは独自の塔を構築および設置する。塔取り付け型の設計は、TWA増幅器および他の回路構成を収容するカーボンファイバボックス構造のベースに4つのブロットを取り付けることで配置される。30ポンドのカーボンファイバボックスケーシングは、金属梁取り付け用の六角ナット付きの4つの3/4×4インチ長のボルト1004HAを使用して塔の頂部構造の床材に固設される。取り付け方法、ならびにボルトの強度は、屋根構造、およびミニブームボックスがいかに設置されるかに応じて、120マイル/時の風に耐えるように設計されている。
柱取り付け型
本発明の一実施形態である図76.0に示されるように、ミニブームボックスは、標準的な電柱に取り付けられる。Attobahnは、これらのボックスを、電気電柱から郊外の近接の照明柱の範囲の、さまざまなタイプの柱1004Iに設置する。Attobahnは、これらの電柱で空間を賃借し、特定のケースでは、Attobahnは、ミニブームボックスを設置するための独自の柱を構築および設置する。柱取り付け型の設計は、TWA増幅器および他の回路構成を収容するカーボンファイバボックス構造のベースに4つのブロットを取り付けることで配置される。30ポンドのカーボンファイバボックスケーシングは、金属梁取り付け用の六角ナット付きの4つの3/4×4インチ長のボルト1004IAを使用して柱構造に固設される。取り付け方法、ならびにボルトの強度は、屋根構造、およびミニブームボックスがいかに設置されるかに応じて、120マイル/時の風に耐えるように設計されている。
家屋/建物外部窓取り付け型mmWアンテナ
図77.0は、本発明の一実施形態である家屋/建物外部窓取り付け型mmWアンテナ1006Aを例示する。窓取り付け型mmWアンテナ(WMMA)1006Aの目的は、家屋または建物の外部にあるブームボックス、ミニブームボックス、プロトンスイッチ、V-ROVER、Nano-ROVER、およびAtto-ROVERによって伝播されるミリメートル波を捕捉し、これらのmmW信号を再伝送して、家屋/建物の内部に透過させる。図77.0に示されるように、WMMAは、窓1006に取り付けられる。
WMMAには2つのタイプがある。
1.360度アンテナ増幅器中継器(360-WMMA)1006AA。
2.180度アンテナ増幅器中継器(180-WMMA)1006BB。
360-WMMA誘導連結接続設計
360度アンテナ増幅器中継器(360-WMMA)1006AAは、全方向性ホーンアンテナである。360-WMMAは、ユーザの窓ガラス1006に取り付けられているドゥーイットユアセルフ(DYI)デバイスである。本発明の一実施形態である図77.0に例示されるように、アンテナは、窓ガラスの外側上と内側上の両方に取り付けられる。図77.0に例示されるように、両方のアンテナ片は、アンテナデバイスの窓側上の薄い自己接着ストリップ1006AAAによって窓ガラスに付着するように作製されている。
360-WMMAは、次の2つのセクションからなる。
1.10dBの利得を備えた統合型mmW RF LNAを有する屋外用360度ホーンアンテナ1006AB。屋外デバイスは、図77.0に示されるように、ユニットに統合されたソーラー発電充電バッテリを有する。屋外デバイスは、360-WMMAの第2のセクションへの誘導連結を有する。
2、360-WMMAの第2のセクションは、窓の内側上に設置される屋内デバイスである。屋内デバイス1006ACは、屋外セクションに誘導連結され、mmW RF信号を家屋/建物の内部空間に再伝送する20~60度ホーンアンテナを装備している。窓取り付け型屋内デバイスには、ソーラー充電式バッテリも装備されている。
360-WMMA誘導回路構成の構成
この例示の一実施形態である図78.0に例示されるように、360度WMMA1006AA誘導回路構成の構成は、デバイスの外部セクションの360度ホーンアンテナからなる。外部ホーンアンテナ1006ABは、30GHz~3300GHzのRFの周波数範囲で動作し、出力電力は50ミリワット~3.0ワットである。ホーンアンテナは、その低雑音増幅器(LNA)1006ADと統合されている。
ホーンアンテナから受信した30GHz~3300GHzのmmW RF信号は、LNAに送信され、LNAは、10dBの利得を提供し、増幅された信号を、ベースバンドフィルタ1006AEを介して、伝送器増幅器1006AFに渡す。RF信号は、屋内の20~60度屋内ホーンアンテナ2006ACに誘導連結される。
LNAの信号対雑音比(S/N)1006AGおよびソーラー充電式バッテリ1006AHの充電レベル情報が捕捉され、360-WMMAデバイスのAttobahnネットワーク管理システム(ANMS)1006AIエージェントに送信される。ANMS出力信号は、360-WMMAのWiFiシステム1006AJを介して、最も近いV-ROVER、Nano-ROVER、Atto-ROVER、またはプロトンスイッチのローカルV-ROVERに送信される。ANMS情報は、ROVERのWiFi受信器に到着し、ここで、復調され、APPI論理ポート1に渡される。次いで、情報は、グローバルネットワーク管理センター(GNCC)のミリメートル波RF管理システムへとAttobahnネットワークを横断する。
360-WMMA誘導システムのクロックおよび同期設計
本発明の一実施形態である図78.0に例示されるように、360-WMMAデバイスは、LNAで受信したmmW RF信号からの復旧されたクロックを使用する。復旧されたクロック信号は、WiFiを伝送器および受信器システムに供給する位相ロックループ(PLL)ならびにローカル発振器回路構成805Aおよび805Bに渡される。復旧されたクロック信号は、GPSに効果的に位相ロックされた、3つのGNCCに位置するAttobahnセシウムビーム原子クロックを参照する。
360-WMMAシールド線接続設計
本発明の一実施形態である図79.0に例示されるように、360-WMMAシールド線接続窓取り付け型デバイスは、360度アンテナ増幅器中継器(360-WMMA)1006AAである。全方向性ホーンアンテナを有する。屋内および屋外ユニットは、屋外のmmW LNAおよび屋内のRF増幅器と、関連する20~60度ホーンアンテナとの間でシールド線によって接続されている。360-WMMAシールド線デバイスは、ユーザの窓ガラス1006に取り付けられているドゥーイットユアセルフ(DYI)デバイスである。本発明の一実施形態である図79.0に例示されるように、アンテナは、窓ガラスの外側上と内側上の両方に取り付けられる。図79.0に例示されるように、両方のアンテナ片は、アンテナデバイス片の窓側上の薄い自己接着ストリップによって窓ガラスに付着するように作製されている。
360-WMMAは、次の2つのセクションからなる。
1.10dBの利得を備えた統合型mmW RF LNAを有する屋外用360度ホーンアンテナ。屋外デバイスは、図79.0に示されるように、ユニットに統合されたソーラー発電充電式バッテリを有する。屋外デバイスは、シールド線を介して、360-WMMAの第2のセクションに接続されている。
2、360-WMMAの第2のセクションは、窓の内側上に設置される屋内デバイスである。屋内デバイスは、シールド線を介して、屋外セクションに接続されている。屋内デバイスは、mmW RF信号を家屋/建物の内部空間に再伝送する20~60度ホーンアンテナを装備している。窓取り付け型屋内デバイスには、ソーラー充電式バッテリも装備されている。
360-WMMAシールド線回路構成の構成
この例示の一実施形態である図80.0に例示されるように、360度WMMA(360-WMMA)1006AAシールド線構成は、デバイスの外部セクションの360度ホーンアンテナからなる。外部ホーンアンテナ1006ABは、30GHz~3300GHzのRFの周波数範囲で動作し、出力電力は50ミリワット~3.0ワットである。ホーンアンテナは、その低雑音増幅器(LNA)1006ADと統合されている。
ホーンアンテナから受信した30GHz~3300GHzのmmW RF信号は、LNAに送信され、LNAは、10dBの利得を提供し、増幅された信号を、ベースバンドフィルタ1006AFを介して、伝送器増幅器1006AEに渡す。RF信号は、シールド線を介して、屋内の20~60度屋内ホーンアンテナ2006ACに接続される。
LNAの信号対雑音比(S/N)1006AGおよびソーラー充電式バッテリの充電レベル情報1006AHが捕捉され、360-WMMAデバイスのAttobahnネットワーク管理システム(ANMS)1006AIエージェントに送信される。ANMS出力信号は、360-WMMAのWiFiシステム1006AJを介して、最も近いV-ROVER、Nano-ROVER、Atto-ROVER、またはプロトンスイッチのローカルV-ROVERに送信される。ANMS情報は、ROVERのWiFi受信器に到着し、ここで、復調され、APPI論理ポート1に渡される。次いで、情報は、グローバルネットワーク管理センター(GNCC)のミリメートル波RF管理システムへとAttobahnネットワークを横断する。
360-WMMAシールド線システムのクロックおよび同期設計
本発明の一実施形態である図80.0に例示されるように、360-WMMAデバイスは、LNAで受信したmmW RF信号からの復旧されたクロックを使用する。復旧されたクロック信号は、WiFiを伝送器および受信器システムに供給する位相ロックループ(PLL)ならびにローカル発振器回路構成805Aおよび805Bに渡される。復旧されたクロック信号は、GPSに効果的に位相ロックされた、3つのGNCCに位置するAttobahnセシウムビーム原子クロックを参照する。
180-WMMA誘導連結接続設計
180度アンテナ増幅器中継器(180-WMMA)1006BBは、全方向性ホーンアンテナである。180-WMMAは、ユーザの窓ガラス1006に取り付けられているドゥーイットユアセルフ(DYI)デバイスである。本発明の一実施形態である図81.0に例示されるように、アンテナは、窓ガラスの外側上と内側上の両方に取り付けられる。図81.0に例示されるように、両方のアンテナ片は、アンテナデバイスの窓側上の薄い自己接着ストリップによって窓ガラスに付着するように作製されている。
180-WMMAは、次の2つのセクションからなる。
1.10dBの利得を備えた統合型mmW RF LNAを有する屋外用180度ホーンアンテナ1006AB。屋外デバイスは、図81.0に示されるように、ユニットに統合されたソーラー発電充電バッテリを有する。屋外デバイスは、360-WMMAの第2のセクションへの誘導連結を有する。
2、180-WMMAの第2のセクションは、窓の内側上に設置される屋内の180度ホーンアンテナ1006ACデバイスである。屋内デバイスは、屋外セクションに誘導連結され、mmW RF信号を家屋/建物の内部空間に再伝送する180度ホーンアンテナを装備している。窓取り付け型屋内デバイスには、ソーラー充電式バッテリも装備されている。
180-WMMA誘導回路構成の構成
この例示の一実施形態である図82.0に例示されるように、180度WMMA1006BB誘導回路構成の構成は、デバイスの外部セクションの180度ホーンアンテナからなる。外部ホーンアンテナ1006ABは、30GHz~3300GHzのRFの周波数範囲で動作し、出力電力は50ミリワット~3.0ワットである。ホーンアンテナは、その低雑音増幅器(LNA)1006ADと統合されている。
ホーンアンテナから受信した30GHz~3300GHzのmmW RF信号は、LNAに送信され、LNAは、10dBの利得を提供し、増幅された信号を、ベースバンドフィルタ1006AFを介して、伝送器増幅器1006AEに渡す。RF信号は、屋内の180度屋内ホーンアンテナ2006ACに誘導連結される。
LNAの信号対雑音比(S/N)1006AGおよびソーラー充電式バッテリの充電レベル情報1006AHが捕捉され、180-WMMAデバイスのAttobahnネットワーク管理システム(ANMS)1006AIエージェントに送信される。ANMS出力信号は、180-WMMAのWiFiシステム1006AJを介して、最も近いV-ROVER、Nano-ROVER、Atto-ROVER、またはプロトンスイッチのローカルV-ROVERに送信される。ANMS情報は、ROVERのWiFi受信器に到着し、ここで、復調され、APPI論理ポート1に渡される。次いで、情報は、グローバルネットワーク管理センター(GNCC)のミリメートル波RF管理システムへとAttobahnネットワークを横断する。
180-WMMA誘導システムのクロックおよび同期設計
本発明の一実施形態である図82.0に例示されるように、180-WMMAデバイスは、LNAで受信したmmW RF信号からの復旧されたクロックを使用する。復旧されたクロック信号は、WiFiを伝送器および受信器システムに供給する位相ロックループ(PLL)ならびにローカル発振器回路構成805Aおよび805Bに渡される。復旧されたクロック信号は、GPに効果的に位相ロックされた、3つのGNCCに位置するAttobahnセシウムビーム原子クロックを参照する。
180-WMMAシールド線接続設計
本発明の一実施形態である図83.0に例示されるように、180-WMMAシールド線接続窓取り付け型デバイスは、180度アンテナ増幅器中継器(360-WMMA)1006BBである。全方向性ホーンアンテナを有する。屋内および屋外ユニットは、屋外のmmW LNAおよび屋内のRF増幅器と、関連する180度ホーンアンテナとの間でシールド線によって接続されている。180-WMMAシールド線デバイスは、ユーザの窓ガラス1006に取り付けられているドゥーイットユアセルフ(DYI)デバイスである。本発明の一実施形態である図83.0に例示されるように、アンテナは、窓ガラスの外側上と内側上の両方に取り付けられる。図83.0に例示されるように、両方のアンテナ片は、アンテナデバイスの窓側上の薄い自己接着ストリップによって窓ガラスに付着するように作製されている。
180-WMMAは、次の2つのセクションからなる。
1.10dBの利得を備えた統合型mmW RF LNAを有する屋外用180度ホーンアンテナ。屋外デバイスは、図83.0に示されるように、ユニットに統合されたソーラー発電充電式バッテリを有する。屋外デバイスは、シールド線を介して、180-WMMAの第2のセクションに接続されている。
2.180-WMMAの第2のセクションは、窓の内側上に設置される屋内デバイスである。屋内デバイスは、シールド線を介して、屋外セクションに接続されている。屋内デバイスは、mmW RF信号を家屋/建物の内部空間に再伝送する180度ホーンアンテナを装備している。窓取り付け型屋内デバイスには、ソーラー充電式バッテリも装備されている。
180-WMMAシールド線回路構成の構成
この例示の一実施形態である図84.0に例示されるように、180度WMMA1006BBシールド線の構成は、デバイスの外部セクションの180度ホーンアンテナからなる。外部ホーンアンテナ1006ABは、30GHz~3300GHzのRFの周波数範囲で動作し、出力電力は50ミリワット~3.0ワットである。ホーンアンテナは、その低雑音増幅器(LNA)1006ADと統合されている。
ホーンアンテナから受信した30GHz~3300GHzのmmW RF信号は、LNAに送信され、LNAは、10dBの利得を提供し、増幅された信号を、ベースバンドフィルタ1006AFを介して、伝送器増幅器1006AEに渡す。RF信号は、シールド線を介して、屋内の180度屋内ホーンアンテナ2006ACに接続される。
LNAの信号対雑音比(S/N)1006AGおよびソーラー充電式バッテリの充電レベル情報1006AHが捕捉され、360-WMMAデバイスのAttobahnネットワーク管理システム(ANMS)1006AIエージェントに送信される。ANMS出力信号は、180-WMMAのWiFiシステム1006AJを介して、最も近いV-ROVER、Nano-ROVER、Atto-ROVER、またはプロトンスイッチのローカルV-ROVERに送信される。ANMS情報は、ROVERのWiFi受信器に到着し、ここで、復調され、APPI論理ポート1に渡される。次いで、情報は、グローバルネットワーク管理センター(GNCC)のミリメートル波RF管理システムへとAttobahnネットワークを横断する。
180-WMMAシールド線システムのクロックおよび同期設計
本発明の一実施形態である図84.0に例示されるように、360-WMMAデバイスは、LNAで受信したmmW RF信号からの復旧されたクロックを使用する。復旧されたクロック信号は、WiFiを伝送器および受信器システムに供給する位相ロックループ(PLL)ならびにローカル発振器回路構成805Aおよび805Bに渡される。復旧されたクロック信号は、GPに効果的に位相ロックされた、3つのGNCCに位置するAttobahnセシウムビーム原子クロックを参照する。
360-誘導窓取り付け型mmWアンテナの設置
外部1006ABおよび屋内1006ACセクションの誘導360度mmWアンテナ(360-WMMA)設計により、当該セクションを窓ガラスの反対側上で互いに近接して整合させるだけで、設置処理が簡単になる。これは、本発明の一実施形態である図77.0に例示される。システムは、ドゥーイットユアセルフ(DIY)設置処理の簡易さを備えた設計であり、それによって、次のようになる。
1.ユーザは、窓ガラスに面する外部(外側)1006ABOおよび屋内1006ACIセクションの接着テープを露出させる接着ストリップカバーを単にはがすのみである。
2.次いで、外部と内部のアンテナ片を向かい合わせにしっかりと窓ガラス上に置く。
3.(360-WMMA)の外部セクションと屋内セクションとを整合させる。ユーザは、図77.0に示されるように、窓ガラスの両側上で2つのアンテナ片が適切に向かい合っていることを確認する。
360-シールド線窓取り付け型mmWアンテナの設置
外部(屋外)1006ABおよび屋内1006ACセクションの誘導360度mmWアンテナ(360-WMMA)設計により、当該セクションを窓ガラスの反対側上で互いに近接して整合させるだけで、設置処理が簡単になる。これは、本発明の一実施形態である図79.0に例示される。システムは、ドゥーイットユアセルフ(DIY)設置処理の簡易さを備えた設計であり、それによって、次のようになる。
1.ユーザは、窓ガラスに面する外部(外側)1006ABOおよび屋内1006ACIセクションの接着テープを露出させる接着ストリップカバーを単にはがすのみである。
2.次いで、外部と内部のアンテナ片を向かい合わせにしっかりと窓ガラスの外側上と内側上にそれぞれ置く。
3.シールド線の一方の端を、外部の360度ホーンアンテナの側面上の穴に差し込む。シールド線を窓の下端の下に走らせ、シールド線の他方の端を、窓の内側の屋内20~60度ホーンアンテナの側面上で接続する。
4.360-WMMAの外部セクションと屋内セクションとを整合させる。ユーザは、図79.0に示されるように、窓ガラスの両側上で2つのアンテナ片が適切に向かい合っていることを確認する。
180-誘導窓取り付け型mmWアンテナの設置
外部(屋外)1006ABおよび屋内1006ACセクションの誘導180度mmWアンテナ(160-WMMA)設計により、当該セクションを窓ガラスの反対側上で互いに近接して整合させるだけで、設置処理が簡単になる。これは、本発明の一実施形態である図81.0に例示される。システムは、ドゥーイットユアセルフ(DIY)設置処理の簡易さを備えた設計であり、それによって、次のようになる。
1.ユーザは、窓ガラスに面する外部(外側)1006ABOおよび屋内1006ACIセクションの接着テープを露出させる接着ストリップカバーを単にはがすのみである。
2.次いで、外部と内部のアンテナ片を向かい合わせにしっかりと窓ガラスの外側上と内側上にそれぞれ置く。
3.シールド線の一方の端を、外部の180度ホーンアンテナの側面上の穴に差し込む。シールド線を窓の下端の下に走らせ、シールド線の他方の端を、窓の内側の屋内180度ホーンアンテナの側面上で接続する。
4.180-WMMAの外部セクションと屋内セクションとを整合させる。ユーザは、図81.0に示されるように、窓ガラスの両側上で2つのアンテナ片が適切に向かい合っていることを確認する。
180-シールド線窓取り付け型mmWアンテナの設置
外部(屋外)1006ABおよび屋内1006ACセクションのシールド線180度mmWアンテナ(180-WMMA)設計により、当該セクションを窓ガラスの反対側上で互いに近接して整合させるだけで、設置処理が簡単になる。これは、本発明の一実施形態である図83.0に例示される。システムは、ドゥーイットユアセルフ(DIY)設置処理の簡易さを備えた設計であり、それによって、次のようになる。
1.ユーザは、窓ガラスに面する外部(外側)1006ABOおよび屋内1006ACIセクションの接着テープを露出させる接着ストリップカバーを単にはがすのみである。
2.次いで、外部と内部のアンテナ片を向かい合わせにしっかりと窓ガラスの外側上と内側上にそれぞれ置く。
3.シールド線の一方の端を、外部の180度ホーンアンテナの側面の穴に差し込む。シールド線を窓の下端の下に走らせ、シールド線の他方の端を、窓の内側の屋内180度ホーンアンテナの側面上で接続する。
4.180-WMMAの外部セクションと屋内セクションとを整合させる。ユーザは、図83.0に示されるように、窓ガラスの両側上で2つのアンテナ片が適切に向かい合っていることを確認する。
家屋窓取り付け型360度mmW RF通信
誘導設計
360度mmW RFアンテナ中継器増幅器(360-WMMA)誘導ユニット1006AAは、ネットワークから受信したミリメートル波RF信号が低いか、または壁を貫通することができない家庭および建物のために使用されるように設計されている。ユニットは、その外部(屋外)セクションと屋内セクションとの間で10~20dBの利得を提供する。
技術仕様:
1.ホーンアンテナの角度:外部360度
2.ホーンアンテナの角度:内部20~60度
3.出力電力:50ミリワット~3.0ワット
4.ホーンアンテナの長さ:3インチ
5.ホーンアンテナの高さ:3インチ
6.ホーンアンテナの幅:3インチ
7.ホーンアンテナの重量窓向き:3オンス
8.ホーンアンテナの重量内部向き:2オンス
図85.0は、本発明の一実施形態である360-WMMA1006AAを示す。ジャイロTWAブームボックス1005からの入来するRFミリメートル波は、LNAを介して、10dBの利得を有する信号を増幅する360-WMMA屋外ユニット1006ABで受信される。次いで、その信号は、360-WMMAの屋内ユニット1006ACに誘導連結される。屋内ユニットは、その信号を増幅し、それを20~60度ホーンアンテナからV-ROVER、Nano-ROVER、およびAtto-ROVERに向かって伝送する。
V-ROVER、Nano-ROVER、およびAtto-ROVER200の伝送信号は、360-WMMA屋内セクションで受信され、ここで、それらの信号は、増幅され、360度ホーンアンテナに渡され、ジャイロTWAミニブームボックス1004へと伝送される。ミニブームボックスは、ミリメートル波RF信号を増幅し、それをブームボックスに再伝送し、ここで、信号はさらに超高電力に増幅される。信号は、ブームボックスから他のV-ROVER、Nano-ROVER、Atto-ROVER、およびプロトンスイッチに伝送される。
家屋の内側では、V-ROVER、Nano-ROVER、およびAtto-ROVERは、高速シリアルケーブル、WiFi、およびWiGiシステムを介して、タブレット、ラップトップ、PC、スマートフォン、仮想現実ユニット、ゲーム機、4K/5K/8K TVなどのようなユーザのタッチポイントデバイスに接続される。
家屋窓取り付け型360度mmW RF通信
シールド線設計
360度mmW RFアンテナ中継器増幅器(360-WMMA)シールド線ユニット1006BBは、ネットワークから受信したミリメートル波RF信号が低いか、または壁を貫通することができない家庭および建物のために使用されるように設計されている。ユニットは、その外部(屋外)セクションと屋内セクションとの間で10~20dBの利得を提供する。
技術仕様:
1.ホーンアンテナの角度:外部360度
2.ホーンアンテナの角度:内部20~60度
3.出力電力:50ミリワット~3.0ワット
4.ホーンアンテナの長さ:3インチ
5.ホーンアンテナの高さ:3インチ
6.ホーンアンテナの幅:3インチ
7.ホーンアンテナの重量窓向き:3オンス
8.ホーンアンテナの重量内部向き:2オンス
図86.0は、本発明の一実施形態である360度mmW RFアンテナ中継器増幅器(360-WMMA)1006BBを示す。ジャイロTWAブームボックス1005からの入来するRFミリメートル波は、LNAを介して、10dBの利得を有する信号を増幅する360-WMMA屋外ユニット1006ABで受信される。次いで、その信号は、360-WMMAの屋内ユニット1006ACに誘導連結される。屋内ユニットは、その信号を増幅し、それを20~60度ホーンアンテナからV-ROVER、Nano-ROVER、およびAtto-ROVER200に向かって伝送する。
V-ROVER、Nano-ROVER、およびAtto-ROVER200の伝送信号は、360-WMMA屋内セクションで受信され、ここで、それらの信号は、増幅され、360度ホーンアンテナに渡され、ジャイロTWAミニブームボックス1004へと伝送される。ミニブームボックスは、ミリメートル波RF信号を増幅し、それをブームボックスに再伝送し、ここで、信号はさらに超高電力に増幅される。信号は、ブームボックスから他のV-ROVER、Nano-ROVER、Atto-ROVER、およびプロトンスイッチに伝送される。
家屋の内側では、V-ROVER、Nano-ROVER、およびAtto-ROVERは、高速シリアルケーブル、WiFi、およびWiGiシステムを介して、タブレット、ラップトップ、PC、スマートフォン、仮想現実ユニット、ゲーム機、4K/5K/8K TVなどのようなユーザのタッチポイントデバイスに接続される。
建物天井取り付け型360度mmW RF通信
誘導設計
360度天井取り付け型mmW RFアンテナ中継器増幅器(360-CMMA)誘導ユニット1006AAは、ネットワークから受信したミリメートル波RF信号が低いか、または壁を貫通することができない家庭および1~4階建ての建物のために使用されるように設計されている。ユニットは、その窓向きセクションと内部向きセクションとの間で10~20dBの利得を提供する。
技術仕様:
1.ホーンアンテナの角度:360度窓向き
2.ホーンアンテナの角度:20~60度外部向き
3.出力電力:50ミリワット~3.0ワット
4.ホーンアンテナの長さ:3インチ
5.ホーンアンテナの高さ:3インチ
6.ホーンアンテナの幅:3インチ
7.ホーンアンテナの重量窓向き:3オンス
8.ホーンアンテナの重量内部向き:2オンス
図87.0は、本発明の一実施形態である360-CMMA1006AAを示す。360-CMMAは、オフィス建物のガラス窓1006の近くの天井に取り付けられる。ジャイロTWAブームボックス1005からの入来するRFミリメートル波は、LNAを介して、10dBの利得を有する信号を増幅する360-CMMA屋外ユニット1006ABで受信される。次いで、その信号は、360-CMMAの屋内ユニット1006ACに誘導連結される。屋内ユニットは、その信号を増幅し、それを20~60度ホーンアンテナから建物内のV-ROVER、Nano-ROVER、およびAtto-ROVERに向かって伝送する。
V-ROVER、Nano-ROVER、およびAtto-ROVER200の伝送信号は、360-CMMA屋内セクションで受信され、ここで、それらの信号は、増幅され、360度ホーンアンテナに渡され、ジャイロTWAミニブームボックス1004へと伝送される。ミニブームボックスは、ミリメートル波RF信号を増幅し、それをブームボックスに再伝送し、ここで、信号はさらに超高電力に増幅される。信号は、ブームボックスから他のV-ROVER、Nano-ROVER、Atto-ROVER、およびプロトンスイッチに伝送される。
1~4階建てのオフィス建物の内側では、V-ROVER、Nano-ROVER、およびAtto-ROVERは、高速シリアルケーブル、WiFi、およびWiGiシステムを介して、タブレット、ラップトップ、PC、スマートフォン、仮想現実ユニット、4K/5K/8K TVなどのようなユーザのタッチポイントデバイスに接続される。
家屋窓取り付け型180度mmW RF通信
誘導設計
180度mmW RFアンテナ中継器増幅器(180-WMMA)誘導ユニット1006BBは、ネットワークから受信したミリメートル波RF信号が低いか、または壁を貫通することができない家庭および建物のために使用されるように設計されている。ユニットは、その外部(屋外)セクションと屋内セクションとの間で10~20dBの利得を提供する。
技術仕様:
1.ホーンアンテナの角度:180度
2.出力電力:50ミリワット~3.0ワット
3.ホーンアンテナの長さ:2インチ
4.ホーンアンテナの高さ:1インチ
5.ホーンアンテナの幅:1インチ
6.ホーンアンテナの重量通路:2オンス
7.ホーンアンテナの重量部屋:2オンス
図88.0は、本発明の一実施形態である180-WMMA1006AAを示す。ジャイロTWAブームボックス1005からの入来するRFミリメートル波は、LNAを介して、10dBの利得を有する信号を増幅する180-WMMA屋外ユニット1006ABで受信される。次いで、その信号は、180-WMMAの屋内ユニット1006ACに誘導連結される。屋内ユニットは、その信号を増幅し、それを180度ホーンアンテナからV-ROVER、Nano-ROVER、およびAtto-ROVER200に向かって伝送する。
V-ROVER、Nano-ROVER、およびAtto-ROVER200の伝送信号は、180-WMMA屋内セクションで受信され、ここで、それらの信号は、増幅され、180度ホーンアンテナに渡され、ジャイロTWAミニブームボックス1004へと伝送される。ミニブームボックスは、ミリメートル波RF信号を増幅し、それをブームボックスに再伝送し、ここで、信号はさらに超高電力に増幅される。信号は、ブームボックスから他のV-ROVER、Nano-ROVER、Atto-ROVER、およびプロトンスイッチに伝送される。
家屋の内側では、V-ROVER、Nano-ROVER、およびAtto-ROVERは、高速シリアルケーブル、WiFi、およびWiGiシステムを介して、タブレット、ラップトップ、PC、スマートフォン、仮想現実ユニット、ゲーム機、4K/5K/8K TVなどのようなユーザのタッチポイントデバイスに接続される。
家屋窓取り付け型180度mmW RF通信
シールド線設計
180度mmW RFアンテナ中継器増幅器(180-WMMA)シールド線ユニット1006BBは、ネットワークから受信したミリメートル波RF信号が低いか、または壁を貫通することができない家庭および建物のために使用されるように設計されている。ユニットは、その外部(屋外)セクションと屋内セクションとの間で10~20dBの利得を提供する。
技術仕様:
1.ホーンアンテナの角度:180度
2.出力電力:50ミリワット~3.0ワット
3.ホーンアンテナの長さ:2インチ
4.ホーンアンテナの高さ:1インチ
5.ホーンアンテナの幅:1インチ
6.ホーンアンテナの重量通路:2オンス
7.ホーンアンテナの重量部屋:2オンス
図89.0は、本発明の一実施形態である180度窓取り付け型mmW RFアンテナ中継器増幅器(180-WMMA)1006BBを示す。ジャイロTWAブームボックス1005からの入来するRFミリメートル波は、LNAを介して、10dBの利得を有する信号を増幅する180-WMMA屋外ユニット1006ABで受信される。次いで、その信号は、シールド線を介して180-WMMAの屋内ユニット1006ACに送信される。屋内ユニットは、その信号を増幅し、それを180度ホーンアンテナからV-ROVER、Nano-ROVER、およびAtto-ROVER200に向かって伝送する。
V-ROVER、Nano-ROVER、およびAtto-ROVER200の伝送信号は、180-WMMA屋内セクション1006ACで受信され、ここで、それらの信号は、増幅され、180度ホーンアンテナに渡され、ジャイロTWAミニブームボックス1004へと伝送される。ミニブームボックスは、ミリメートル波RF信号を増幅し、それをブームボックスに再伝送し、ここで、信号はさらに超高電力に増幅される。信号は、ブームボックスから他のV-ROVER、Nano-ROVER、Atto-ROVER、およびプロトンスイッチに伝送される。
家屋の内側では、V-ROVER、Nano-ROVER、およびAtto-ROVERは、高速シリアルケーブル、WiFi、およびWiGiシステムを介して、タブレット、ラップトップ、PC、スマートフォン、仮想現実ユニット、ゲーム機、4K/5K/8K TVなどのようなユーザのタッチポイントデバイスに接続される。
建物天井取り付け型180度mmW RF通信
誘導設計
180度天井取り付け型mmW RFアンテナ中継器増幅器(180-CMMA)誘導ユニット1006AAは、ネットワークから受信したミリメートル波RF信号が低いか、または壁を貫通することができない小さなオフィスの1~4階建ての建物のために使用されるように設計されている。ユニットは、その窓向きセクションと内部向きセクションとの間で10~20dBの利得を提供する。
技術仕様:
1.ホーンアンテナの角度:180度
2.出力電力:50ミリワット~3.0ワット
3.ホーンアンテナの長さ:2インチ
4.ホーンアンテナの高さ:1インチ
5.ホーンアンテナの幅:1インチ
6.ホーンアンテナの重量窓向き:2オンス
7.ホーンアンテナの重量内部向き:2オンス
図90.0は、本発明の一実施形態である180-CMMA1006AAを示す。180-CMMAは、オフィス建物のガラス窓1006に取り付けられる。ジャイロTWAブームボックス1005からの入来するRFミリメートル波は、LNAを介して、10dBの利得を有する信号を増幅する180-CMMA屋外ユニット1006ABで受信される。次いで、その信号は、180-CMMAの屋内ユニット1006ACに誘導連結される。屋内ユニットは、その信号を増幅し、それを180度ホーンアンテナから建物内のV-ROVER、Nano-ROVER、およびAtto-ROVERに向かって伝送する。
V-ROVER、Nano-ROVER、およびAtto-ROVER200の伝送信号は、180-CMMA内部向きセクションで受信され、ここで、それらの信号は、増幅され、窓向き180度ホーンアンテナに渡され、ジャイロTWAミニブームボックス1004へと伝送される。ミニブームボックスは、ミリメートル波RF信号を増幅し、それをブームボックスに再伝送し、ここで、信号はさらに超高電力に増幅される。信号は、ブームボックスから他のV-ROVER、Nano-ROVER、Atto-ROVER、およびプロトンスイッチに伝送される。
オフィス建物の内側では、V-ROVER、Nano-ROVER、およびAtto-ROVERは、高速シリアルケーブル、WiFi、およびWiGiシステムを介して、タブレット、ラップトップ、PC、スマートフォン、仮想現実ユニット、4K/5K/8K TVなどのようなユーザのタッチポイントデバイスに接続される。
mmWの家屋および建物配信設計
本発明の一実施形態である図91.0に例示されるmmWの家屋および建物配信設計。この設計は、次のことを考慮に入れる。
1.受信したmmW RF信号、およびそれらが家屋の全体でどのように配信されるか。
2.V-ROVER、Nano-ROVER、Atto-ROVER、およびプロトンスイッチからの伝送mmW信号、ならびに窓取り付け型360-WMMA1006AAおよび180-WMMA1006BB mmWアンテナ増幅器中継器による集中がどのくらいあるか。
受信したmmW RF配信
ジャイロTWAブームボックス1005からの入来するmmW RF信号は、窓上の360-WMMA1006AAまたは180-WMMA1006BBアンテナに進入する。信号は、増幅され、ユニットの20~60度または180度ホーンアンテナセクションを介して家屋内部に再伝送される。信号は、図91.0に例示されるように、開いた通路を通って、窓の近くのエリアおよび周囲のエリアに透過する。
mmW RF信号が厚すぎるために壁を貫通することができず、これらの信号を大幅に吸収する材料を含有するか、または電磁シールド効果を有する場合、設計ではドア取り付け型および壁取り付け型アンテナ増幅器中継器を使用して、部屋および家屋の他のエリア内に信号を入れる。
ドアおよび壁取り付け型アンテナ中継器増幅器
本発明の一実施形態である図91.0に例示されるように、mmW RFドア取り付け型アンテナ中継器増幅器(DMMA)1006Bは、360-WMMA1006ABまたは180-WMMA1006ACからミリメートル波RF信号を受信し、これらの信号を増幅し、サービス提供する部屋の中にそれらの信号を再伝送する。タッチポイントデバイスのV-ROVER、Nano-ROVER、Atto-ROVER200などの任意のAttobahn mmWデバイスは、部屋に進入する増幅されたミリメートル波信号を拾うことができる。
mmW RF壁取り付け型アンテナ増幅器中継器(WLMA)1006Cは、WMMAに面した壁のホーンアンテナの1つを介して360-WMMAまたは180-WMMAからミリメートル波RF信号を受信し、これらの信号を増幅し、壁の反対側の内部エリアにある他のアンテナを介して、サービス提供する部屋の中にそれらの信号を再伝送する。タッチポイントデバイス1007のV-ROVER、Nano-ROVER、Atto-ROVER200などの任意のAttobahn mmWデバイスは、部屋に進入する増幅されたミリメートル波信号を拾うことができる。
図91.0に例示されるように、窓取り付け型360-WMMAおよび180-WMMA1006ABおよび1006ACから家屋内へのRF再伝送信号はまた、V-ROVER、Nano-ROVER、Atto-ROVER200、もしくはプロトンスイッチ300によって直接、または家屋の壁からの反射を介して受信される。
ブームボックス1005からの超高電力mmW RF信号は、ほとんどの家屋の壁を直接または壁からの反射を介して貫通して、V-ROVERに到達するのに十分強力である。家屋内のNano-ROVER、Atto-ROVER200、またはプロトンスイッチ300。
mmW RFドア取り付け型アンテナ増幅器中継器
ドア取り付け型アンテナ増幅器中継器の2つの設計は、次のものからなる。
1.20~60度ドア取り付け型アンテナ増幅器中継器(20~60-DMMA)。
2.180度ドア取り付け型アンテナ増幅器(180-DMMA)。
mmW20~60度ドア取り付け型アンテナ
本発明の一実施形態である図92.0に例示されるように、20~60度ドア取り付け型アンテナ増幅器中継器(20~60-DMMA)1006Bは、出入口の上に取り付けられる。
技術仕様:
1.ホーンアンテナの角度:20~60度
2.出力電力:50ミリワット~2.0ワット
3.ホーンアンテナの長さ:2インチ
4.ホーンアンテナの高さ:1インチ
5.ホーンアンテナの幅:1インチ
6.ホーンアンテナの重量通路:2オンス
7.ホーンアンテナの重量部屋:2オンス
20~60-DMMA1006Bは、窓に取り付けられた360-WMMAおよび180-WMMAに対するミリメートル波信号の受信と、伝送とを行う通路ホーンアンテナ1006BAを有する。通路ホーンアンテナ1006BAはまた、図92.0に示されるように、家屋の壁を貫通し得る、ブームボックス1005からの超高電力ミリメートル波信号を受信することができる。通路のアンテナセクションは、ミリメートル波信号を増幅し、それらを部屋ホーンアンテナ1006BCに渡す。部屋ホーンアンテナは、RF信号をさらに増幅し、それらを、Attobahnミリメートル波RF回路構成を装備したV-ROVER、Nano-ROVER、Atto-ROVER、プロトンスイッチ、およびタッチポイントデバイスに向けて部屋の中に再伝送する。
mmW20~60度ドア取り付け型アンテナ回路の構成
この例示の一実施形態である図93.0に例示されるように、20~60度DMMA(20~60-DMMA)1006Bシールド線回路の構成は、デバイスの通路セクションにある20~60度ホーンアンテナ1006BAからなる。通路ホーンアンテナ1006BAは、30GHz~3300GHzのRFの周波数範囲内で動作し、出力電力は50ミリワット~2.0ワットである。ホーンアンテナは、その低雑音増幅器(LNA)1006BDと統合されている。
20~60度ホーンアンテナから受信した30GHz~3300GHzのmmW RF信号は、LNAに送信され、LNAは、10dBの利得を提供し、増幅された信号を、ベースバンドフィルタ1006BFを介して、伝送器増幅器1006BEに渡す。RF信号は、シールド線を介して、20~60度の部屋ホーンアンテナ2006BCに接続される。
LNAの信号対雑音比(S/N)1006AGおよびソーラー充電式バッテリの充電レベル情報1006AHが捕捉され、360-WMMAデバイスのAttobahnネットワーク管理システム(ANMS)1006AIエージェントに送信される。ANMS出力信号は、360-WMMAのWiFiシステム1006AJを介して、最も近いV-ROVER、Nano-ROVER、Atto-ROVER、またはプロトンスイッチのローカルV-ROVERに送信される。ANMS情報は、ROVERのWiFi受信器に到着し、ここで、復調され、APPI論理ポート1に渡される。次いで、情報は、グローバルネットワーク管理センター(GNCC)のミリメートル波RF管理システムへとAttobahnネットワークを横断する。
20~60-DMMAシステムのクロックおよび同期設計
本発明の一実施形態である図93.0に例示されるように、20~60-DMMAデバイスは、LNAで受信したmmW RF信号からの復旧されたクロックを使用する。復旧されたクロック信号は、WiFiを伝送器および受信器システムに供給する位相ロックループ(PLL)ならびにローカル発振器回路構成805Aおよび805Bに渡される。復旧されたクロック信号は、GPSに効果的に位相ロックされた、3つのGNCCに位置するAttobahnセシウムビーム原子クロックを参照する。
20~60度ドア取り付け型mmWアンテナの設置
20~60度ドア取り付け型アンテナ増幅器中継器(20~60-DMMA)1006Bの通路および部屋アンテナセクションにより、当該セクションをドア上部クロストリム1006B1の反対側上に整合させるだけで、設置処理が簡単になる。これは、本発明の一実施形態である図93.0に例示される。システムは、ドゥーイットユアセルフ(DIY)設置処理の簡易さを備えた設計であり、それによって、次のようになる。
1.ユーザは、図93.0に示されるように、通路アンテナ1006BAセクションおよび部屋アンテナ1006BCセクションの接着テープを露出させる接着ストリップカバーを単にはがすのみである。
2.次いで、図93.0に示されるように、通路と部屋のアンテナ片を向かい合わせにしっかりと出入口のドア上部トリム上に置く。
3.シールド線1006B2の一方の端を、通路の20~60度ホーンアンテナの側面上の穴に差し込む。シールド線を出入口の下端の下に走らせ、シールド線の他方の端を、出入口の内側の部屋20~60度ホーンアンテナの側面上で接続する。
4.20~60-DMMAの通路セクションと部屋セクションとを整合させる。ユーザは、図93.0に示されるように、ドアの両側上で2つのアンテナ片が適切に向かい合っていることを確認する。
mmW180度ドア取り付け型アンテナ
本発明の一実施形態である図94.0に例示されるように、180度ドア取り付け型アンテナ増幅器中継器(180-DMMA)1006Cは、出入口の上に取り付けられる。
技術仕様:
1.ホーンアンテナの角度:180度
2.出力電力:50ミリワット~2.0ワット
3.ホーンアンテナの長さ:2インチ
4.ホーンアンテナの高さ:1インチ
5.ホーンアンテナの幅:1インチ
6.ホーンアンテナの重量通路:2オンス
7.ホーンアンテナの重量部屋:2オンス
180-DMMA1006Cは、窓に取り付けられた360-WMMA1006ABおよび180-WMMA1006ACに対するミリメートル波信号の受信と、伝送とを行う通路ホーンアンテナ1006CAを有する。通路ホーンアンテナ1006CAはまた、図93.0に示されるように、家屋の壁を貫通し得る、ブームボックス1005からの超高電力ミリメートル波信号を受信することができる。通路のアンテナセクションは、ミリメートル波信号を増幅し、それらを部屋ホーンアンテナ1006CBに渡す。部屋ホーンアンテナは、RF信号をさらに増幅し、それらを、Attobahnミリメートル波RF回路構成を装備したV-ROVER、Nano-ROVER、Atto-ROVER200、プロトンスイッチ、およびタッチポイントデバイス1007に向けて部屋の中に再伝送する。
mmW180度ドア取り付け型アンテナ回路の構成
この例示の一実施形態である図96.0に例示されるように、180度DMMA(180-DMMA)1006Cシールド線回路の構成は、デバイスの通路セクション上の180度ホーンアンテナ1006CAからなる。通路ホーンアンテナ1006CAは、30GHz~3300GHzのRFの周波数範囲内で動作し、出力電力は50ミリワット~2.0ワットである。ホーンアンテナは、その低雑音増幅器(LNA)1006CDと統合されている。
180度ホーンアンテナから受信した30GHz~3300GHzのmmW RF信号は、LNAに送信され、LNAは、10dBの利得を提供し、増幅された信号を、ベースバンドフィルタ1006CFを介して、伝送器増幅器1006CEに渡す。RF信号は、シールド線を介して、180度の部屋ホーンアンテナ2006CCに接続される。
LNAの信号対雑音比(S/N)1006CGおよびソーラー充電式バッテリの充電レベル情報1006CHが捕捉され、360-WMMAデバイスのAttobahnネットワーク管理システム(ANMS)1006CIエージェントに送信される。ANMS出力信号は、360-WMMAのWiFiシステム1006CJを介して、最も近いV-ROVER、Nano-ROVER、Atto-ROVER、またはプロトンスイッチのローカルV-ROVERに送信される。ANMS情報は、ROVERのWiFi受信器に到着し、ここで、復調され、APPI論理ポート1に渡される。次いで、情報は、グローバルネットワーク管理センター(GNCC)のミリメートル波RF管理システムへとAttobahnネットワークを横断する。
180-DMMAシステムのクロックおよび同期設計
本発明の一実施形態である図96.0に例示されるように、180-DMMAデバイスは、LNAで受信したmmW RF信号からの復旧されたクロックを使用する。復旧されたクロック信号は、WiFiを伝送器および受信器システムに供給する位相ロックループ(PLL)ならびにローカル発振器回路構成805Aおよび805Bに渡される。復旧されたクロック信号は、GPSに効果的に位相ロックされた、3つのGNCCに位置するAttobahnセシウムビーム原子クロックを参照する。
180度ドア取り付け型mmWアンテナの設置
180度ドア取り付け型アンテナ増幅器中継器(180-DMMA)1006Cの通路および部屋アンテナセクションにより、当該セクションをドア上部クロストリム1006C1の反対側上に整合させるだけで、設置処理が簡単になる。これは、本発明の一実施形態である図97.0に例示される。システムは、ドゥーイットユアセルフ(DIY)設置処理の簡易さを備えた設計であり、それによって、次のようになる。
1.ユーザは、図97.0に示されるように、通路アンテナ1006CAセクションおよび部屋アンテナ1006CBセクションの接着テープを露出させる接着ストリップカバーを単にはがすのみである。
2.次いで、図97.0に示されるように、通路と部屋のアンテナ片を向かい合わせにしっかりと出入口のドア上部トリム上に置く。
3.シールド線1006B2の一方の端を、通路の180度ホーンアンテナ1006CAの側面上の穴に差し込む。シールド線を出入口の下端の下に走らせ、シールド線の他方の端を、出入口の内側の部屋180度ホーンアンテナ1006CBの側面上で接続する。
4.180-DMMAの通路セクションと部屋セクションとを整合させる。ユーザは、図97.0に示されるように、ドアの両側上で2つのアンテナ片が適切に向かい合っていることを確認する。
mmW RF壁取り付け型アンテナ増幅器中継器
180度壁取り付け型アンテナ増幅器中継器(180-WAMA)1006Dは、本発明の一実施形態である図98.0に例示されるように、部屋の外側および内側の壁に取り付けられる。
技術仕様:
1.ホーンアンテナの角度外側壁:180度
2.ホーンアンテナの角度壁内側:180度
3.出力電力:50ミリワット~2.0ワット
4.ホーンアンテナの長さ:2インチ
5.ホーンアンテナの高さ:1インチ
6.ホーンアンテナの幅:1インチ
7.ホーンアンテナの重量通路:2オンス
8.ホーンアンテナの重量部屋:2オンス
180-WAMA1006Dは、窓に取り付けられた360-WMMA1006ABおよび180-WMMA1006ACに対するミリメートル波信号の受信と、伝送とを行う外側の部屋壁アンテナ1006DAを有する。外側の部屋壁アンテナ1006DAはまた、図97.0に示されるように、家屋または建物の壁を貫通し得る、ブームボックス1005からの超高電力ミリメートル波信号を受信することができる。外側の部屋壁アンテナセクションは、ミリメートル波信号を増幅し、それらを、シールド線を介して、内側の部屋壁ホーンアンテナ1006CBに渡す。内側の部屋壁ホーンアンテナは、RF信号をさらに増幅し、それらを、Attobahnミリメートル波RF回路構成を装備したV-ROVER、Nano-ROVER、Atto-ROVER200、プロトンスイッチ、およびタッチポイントデバイス1007に向けて部屋の中に再伝送する。
mmW180度壁取り付け型アンテナ回路の構成
この例示の一実施形態である図99.0に例示されるように、180度WAMA(180-WAMA)1006Dシールド線回路の構成は、デバイスの外側の部屋壁セクション上の180度ホーンアンテナ1006DAからなる。外側の部屋壁ホーンアンテナ1006DAは、30GHz~3300GHzのRFの周波数範囲内で動作し、出力電力は50ミリワット~2.0ワットである。ホーンアンテナは、その低雑音増幅器(LNA)1006CDと統合されている。
180度ホーンアンテナから受信した30GHz~3300GHzのmmW RF信号は、LNAに送信され、LNAは、10dBの利得を提供し、増幅された信号を、ベースバンドフィルタ1006DFを介して、伝送器増幅器1006DEに渡す。RF信号は、シールド線を介して、180度の部屋ホーンアンテナ2006DBに接続される。
LNAの信号対雑音比(S/N)100DGおよびソーラー充電式バッテリの充電レベル情報1006DHが捕捉され、360-WMMAデバイスのAttobahnネットワーク管理システム(ANMS)1006DIエージェントに送信される。ANMS出力信号は、360-WMMAのWiFiシステム1006DJを介して、最も近いV-ROVER、Nano-ROVER、Atto-ROVER、またはプロトンスイッチのローカルV-ROVERに送信される。ANMS情報は、ROVERのWiFi受信器に到着し、ここで、復調され、APPI論理ポート1に渡される。次いで、情報は、グローバルネットワーク管理センター(GNCC)のミリメートル波RF管理システムへとAttobahnネットワークを横断する。
180-WAMAシールド線システムのクロックおよび同期設計
本発明の一実施形態である図99.0に例示されるように、180-WAMAデバイスは、LNAで受信したmmW RF信号からの復旧されたクロックを使用する。復旧されたクロック信号は、WiFiを伝送器および受信器システムに供給する位相ロックループ(PLL)ならびにローカル発振器回路構成805Aおよび805Bに渡される。復旧されたクロック信号は、GPSに効果的に位相ロックされた、3つのGNCCに位置するAttobahnセシウムビーム原子クロックを参照する。
180度壁取り付け型mmWアンテナの設置
180度壁取り付け型アンテナ増幅器中継器(180-WAMA)1006Dの外側の部屋壁および内側の部屋壁のアンテナセクションにより、当該セクションを壁1006D1の反対側上に整合させるだけで、設置処理が簡単になる。これは、本発明の一実施形態である図100.0に例示される。システムは、ドゥーイットユアセルフ(DIY)設置処理の簡易さを備えた設計であり、それによって、次のようになる。
1.ユーザは、図100.0に示されるように、外側の部屋壁アンテナ1006DAセクションおよび内側の部屋壁アンテナ1006DBセクションの接着テープを露出させる接着ストリップカバーを単にはがすのみである。
2.次いで、図100.0に示されるように、内側と外側の部屋壁のアンテナ片を向かい合わせにしっかりと壁上に置く。
3.2つのアンテナセクションが設置される外側の部屋壁と内側の部屋壁のスポットを整合させて、壁を通る1/4インチの穴を掘削する。
4.シールド線1006D2の一方の端を、外側の部屋壁の180度ホーンアンテナ1006DAの側面上の穴に差し込む。シールド線を壁の穴に通して走らせ、シールド線の他方の端を、内側の部屋壁の180度ホーンアンテナ1006DBの側面に接続する。
5.180-WAMAの外側の部屋壁を整合させる。ユーザは、図99.0に示されるように、壁の両側上で2つのアンテナ片が適切に向かい合っていることを確認する。
郊外高層建築建物用アンテナアーキテクチャ
Attobahn郊外高層建築用アンテナアーキテクチャの設計は、360度全方向性および見通し線ホーンアンテナを装備した、戦略的に位置決めされた複数のジャイロTWAブームボックスシステムからなる。このアーキテクチャは、本発明の一実施形態である図101.0に例示される。
超高電力ジャイロTWAブームボックスシステム1005は、1/4マイルグリッドの都市の最も高い建物に位置決めされる。これらのブームボックスの全方向性360度ホーンアンテナは、超高電力ミリメートル波RF信号を、それらのグリッド内の近接する建物に向けて、あらゆる方向に方向付ける。これらの信号の電力は、各オフィスフロア(またはアパート/マンション)に位置する屋内の天井に取り付けられたmmW RFアンテナ中継器増幅器(CMMA)1006Aによって受信されるように、ほとんどの建物の壁と二重窓ペインを貫通するのに十分強力である。
天井に取り付けられたmmW RFアンテナ中継器増幅器(CMMA)デバイスには2つのタイプがある。
1.天井取り付け型360度mmW RFアンテナ中継器増幅器。
2.天井取り付け型180度mmW RFアンテナ中継器増幅器。
建物天井取り付け型360度mmW RFアンテナ中継器増幅器
誘導設計
天井取り付け型360度mmW RFアンテナ中継器増幅器(360-CMMA)誘導ユニット1006CMは、ネットワークから受信したミリメートル波RF信号が壁および二重ペインガラス窓を、建物フロアエリアの内部まで貫通するのに十分強力である建物のために使用されるように設計されている。ユニットは、その窓向きセクションと内部空間向きセクションとの間で10~20dBの利得を提供する。
技術仕様:
1.ホーンアンテナの角度:360度窓向き
2.ホーンアンテナの角度:20~60度内部向き
3.出力電力:1.0ワット~1.5ワット
4.ホーンアンテナの長さ:3インチ
5.ホーンアンテナの高さ:3インチ
6.ホーンアンテナの幅:3インチ
7.ホーンアンテナの重量窓向き:3オンス
8.ホーンアンテナの重量内部向き:2オンス
図102.0は、本発明の一実施形態である天井取り付け型360度mmW RFアンテナ中継器増幅器(360-CMMA)1006ACMを示す。ジャイロTWAブームボックス1005からの入来するRFミリメートル波は、LNAを介して、10dBの利得を有する信号を増幅するユニット1006CMAの360-CMMA窓向きセクションで受信される。次いで、その信号は、誘導連結を介して360-CMMAのユニット1006CMBの内部向きセクションに送信される。内部向きセクションは、ミリメートル波RF信号を増幅し、当該信号を20~60度ホーンアンテナから、Attobahnミリメートル波RF回路構成を装備したV-ROVER、Nano-ROVER、Atto-ROVER200、プロトンスイッチ、またはタッチポイントデバイスに向けて伝送する。
Attobahnミリメートル波RF回路構成を装備したV-ROVER、Nano-ROVER、Atto-ROVER200、プロトンスイッチ、またはタッチポイントデバイスが伝送した信号は、360-CMMAデバイスの内部向きセクションの20~60度ホーンアンテナによって受信される。次いで、受信した信号は、増幅され、360度ホーンアンテナに渡され、ジャイロTWAミニブームボックス1004へと伝送される。ミニブームボックスは、ミリメートル波RF信号を増幅し、それをブームボックスに再伝送し、ここで、信号はさらに超高電力に増幅される。信号は、ブームボックスから他のV-ROVER、Nano-ROVER、Atto-ROVER、およびプロトンスイッチに伝送される。
建物の内側では、V-ROVER、Nano-ROVER、およびAtto-ROVERは、高速シリアルケーブル、WiFi、およびWiGiシステムを介して、サーバ、セキュリティシステム、環境システム、タブレット、ラップトップ、PC、スマートフォン、4K/5K/8K TVなどのようなユーザのタッチポイントデバイスに接続される。
360-CMMA誘導回路構成の構成
この例示の一実施形態である図102.0に例示されるように、360度WMMA1006CM誘導回路構成の構成は、デバイスの窓向きセクション1006CMA上の360度ホーンアンテナからなる。窓向き360度ホーンアンテナ1006CMAは、30GHz~3300GHzのRFの周波数範囲で動作し、出力電力は1.0~1.5ワットである。ホーンアンテナは、その低雑音増幅器(LNA)1006CMDと統合されている。
ホーンアンテナから受信した30GHz~3300GHzのmmW RF信号は、LNAに送信され、LNAは、10dBの利得を提供し、増幅された信号を、ベースバンドフィルタ1006CMEを介して、伝送器増幅器1006CMFに渡す。RF信号は、内部向き20~60度屋内ホーンアンテナ1006CMCに誘導連結される。
LNAの信号対雑音比(S/N)1006CMGおよびソーラー充電式バッテリ1006CMHの充電レベル情報が捕捉され、360-CMMAデバイスのAttobahnネットワーク管理システム(ANMS)1006CMIエージェントに送信される。ANMS出力信号は、360-CMMAのWiFiシステム1006CMJを介して、最も近いV-ROVER、Nano-ROVER、Atto-ROVER、またはプロトンスイッチのローカルV-ROVERに送信される。ANMS情報は、ROVERのWiFi受信器に到着し、ここで、復調され、APPI論理ポート1に渡される。次いで、情報は、グローバルネットワーク管理センター(GNCC)のミリメートル波RF管理システムへとAttobahnネットワークを横断する。
360-CMMA誘導システムのクロックおよび同期設計
本発明の一実施形態である図102.0に例示されるように、360-CMMAデバイスは、LNAで受信したmmW RF信号からの復旧されたクロックを使用する。復旧されたクロック信号は、WiFiを伝送器および受信器システムに供給する位相ロックループ(PLL)ならびにローカル発振器回路構成805Aおよび805Bに渡される。復旧されたクロック信号は、GPSに効果的に位相ロックされた、3つのGNCCに位置するAttobahnセシウムビーム原子クロックを参照する。
建物天井取り付け型180度mmW RFアンテナ中継器増幅器
誘導設計
180度mmW RFアンテナ中継器増幅器(180-CMMA)誘導ユニット1006CMは、ネットワークから受信したミリメートル波RF信号が壁および二重ペインガラス窓を、建物フロアエリアの内部まで貫通するのに十分強力である建物のために使用されるように設計されている。ユニットは、その窓向きセクションと内部空間向きセクションとの間で10~20dBの利得を提供する。
技術仕様:
1.ホーンアンテナの角度:180度窓向き
2.ホーンアンテナの角度:180度内部向き
3.出力電力:1.0ワット~1.5ワット
4.ホーンアンテナの長さ:3インチ
5.ホーンアンテナの高さ:3インチ
6.ホーンアンテナの幅:3インチ
7.ホーンアンテナの重量窓向き:2オンス
8.ホーンアンテナの重量内部向き:2オンス
図103.0は、本発明の一実施形態である天井取り付け型180度mmW RFアンテナ中継器増幅器(180-CMMA)1006BCMを示す。ジャイロTWAブームボックス1005からの入来するRFミリメートル波は、LNAを介して、10dBの利得を有する信号を増幅するユニット1006BCAの180-CMMA窓向きセクションで受信される。次いで、その信号は、誘導連結を介して180-CMMAのユニット1006BCBの内部向きセクションに送信される。内部向きセクションは、ミリメートル波RF信号を増幅し、当該信号を180度ホーンアンテナから、Attobahnミリメートル波RF回路構成を装備したV-ROVER、Nano-ROVER、Atto-ROVER200、プロトンスイッチ、またはタッチポイントデバイス1007に向けて伝送する。
Attobahnミリメートル波RF回路構成を装備したV-ROVER、Nano-ROVER、Atto-ROVER200、プロトンスイッチ、またはタッチポイントデバイス1007が伝送した信号は、180-CMMAデバイス1006BCBの内部向きセクションの180度ホーンアンテナによって受信される。次いで、受信した信号は、増幅され、窓向き180度ホーンアンテナ1006BCAに渡され、ジャイロTWAミニブームボックス1004へと伝送される。ミニブームボックスは、ミリメートル波RF信号を増幅し、それをジャイロTWAブームボックス1005に再伝送し、ここで、信号はさらに超高電力に増幅される。信号は、ブームボックスから他のV-ROVER、Nano-ROVER、Atto-ROVER、およびプロトンスイッチに伝送される。
建物の内側では、V-ROVER、Nano-ROVER、およびAtto-ROVER200は、高速シリアルケーブル、WiFi、およびWiGiシステムを介して、サーバ、セキュリティシステム、環境システム、タブレット、ラップトップ、PC、スマートフォン、4K/5K/8K TVなどのようなユーザのタッチポイントデバイス1007に接続される。
180-CMMA誘導回路構成の構成
この例示の一実施形態である図103.0に例示されるように、180度CMMA1006BCM誘導回路構成の構成は、デバイスの窓向きセクション1006BCA上の180度ホーンアンテナからなる。180度ホーンアンテナ1006BCAは、30GHz~3300GHzのRFの周波数範囲で動作し、出力電力は1.0ミリワット~1.5ワットである。窓向き180度ホーンアンテナは、その低雑音増幅器(LNA)1006BCDと統合されている。
窓向き180度ホーンアンテナから受信した30GHz~3300GHzのmmW RF信号は、LNAに送信され、LNAは、10dBの利得を提供し、増幅された信号を、ベースバンドフィルタ1006BCFを介して、伝送器増幅器1006BCEに渡す。RF信号は、内部向き180度屋内ホーンアンテナ2006BCBに誘導連結される。
LNAの信号対雑音比(S/N)1006BCGおよびソーラー充電式バッテリの充電レベル情報1006BCHが捕捉され、180-CMMAデバイスのAttobahnネットワーク管理システム(ANMS)1006BCIエージェントに送信される。ANMS出力信号は、180-CMMAのWiFiシステム1006BCJを介して、最も近いV-ROVER、Nano-ROVER、Atto-ROVER、またはプロトンスイッチのローカルV-ROVERに送信される。ANMS情報は、ROVERのWiFi受信器に到着し、ここで、復調され、APPI論理ポート1に渡される。次いで、情報は、グローバルネットワーク管理センター(GNCC)のミリメートル波RF管理システムへとAttobahnネットワークを横断する。
180-CMMA誘導システムのクロックおよび同期設計
本発明の一実施形態である図103.0に例示されるように、180-CMMAデバイスは、LNAで受信したmmW RF信号からの復旧されたクロックを使用する。復旧されたクロック信号は、WiFiを伝送器および受信器システムに供給する位相ロックループ(PLL)ならびにローカル発振器回路構成805Aおよび805Bに渡される。復旧されたクロック信号は、GPSに効果的に位相ロックされた、3つのGNCCに位置するAttobahnセシウムビーム原子クロックを参照する。
高層建築オフィス空間用mmW配信設計
Attobahnミリメートル波RF信号配信アーキテクチャは、これらの波をオフィス建物空間全体に透過させる設計を含む。図103.0は、次のAttobahnが設計したミリメートル波RFアンテナの利用を例示する。
1.天井取り付け型360度mmW RFアンテナ中継器増幅器(360-CMMA)誘導ユニット1006CM。
2.天井取り付け型180度mmW RFアンテナ増幅器中継器(180-CMMA)誘導ユニット1006BM。
3.20~60度ドア取り付け型アンテナ増幅器中継器(20~60-DMMA)1006B。
4.180度ドア取り付け型アンテナ増幅器中継器(180-DMMA)1006B。
本発明の一実施形態である図104.0に示されるように、これらのアンテナをオフィス空間内に戦略的に配置して、空間全体がミリメートルRF信号で飽和されることを保証する。この設計により、サービス空間内のデッドスポットが排除される。360-CMMA1006CMおよび180-CMMA1006BMは、窓ガラスから約2インチに位置決めされた、天井の窓に沿って、およそ30フィートごとに配分される。
天井に取り付けられた360-CMMAおよび180-CMMAアンテナから離れる方向にオフィスの内部方向に向かっておよそ20フィートごとに、20~60-DMMA1006Bおよび180-DMMA1006Bが小部屋エリア(オープンエリア)内の20フロアグリッドに位置決めされる。これらのデバイスは、ミリメートル波RF信号中継器増幅器として作用し、これらの信号をグリッド内で、オフィス内外の受信方向および伝送方向の両方に増幅する。
オフィスフロア受信信号処理
ジャイロTWAブームボックス1005からの入来するミリメートル波RF信号は、窓1008のCMMA1006CMアンテナで受信および増幅される。次いで、これらのアンテナは、DMMAアンテナで受信した信号を再伝し、DMMAアンテナは、信号を再びブーストし、それらをオープンオフィス空間(小部屋)の20フィートグリッド内の周囲のタッチポイントデバイスに配信する。本発明の一実施形態である図94.0および図97.0にそれぞれ示されるように、密閉されたオフィス、会議部屋、多機能部屋、クローゼットにサービス提供するために、360-DMMA1006Bおよび180-DMMA1006Cは、これらのオフィスおよび部屋のドアの上に展開される。信号は、そのオフィスまたは部屋の中のV-ROVER、Nano-ROVER、Atto-ROVER、およびプロトンスイッチに配信される。また、これらのオフィスおよび部屋の中で、Attobahnミリメートル波RF回路構成を装備したタッチポイントデバイスは、信号を受信する。
壁が厚いか、または高ミリメートル波減衰材料で作製されている部屋を備えるオフィス空間の場合、本発明の一実施形態である図98.0に例示されるように、壁取り付け型180度mmW RF信号中継器増幅器(180-WAMA)1006Cを使用して、信号を増幅し、信号を壁の外部から内部へ再伝送する。次いで、再伝送された信号は、部屋内のタッチポイントデバイスに配信される。
オフィスフロア伝送信号処理
Attobahnミリメートル波RF回路構成を装備したタッチポイントデバイス1007、V-ROVER、Nano-ROVER、Atto-ROVER、およびプロトンスイッチによって伝送されるミリメートル波は、サービス提供グリッド、オフィス、および部屋内の360-DMMA、180-DMMA、および180-WAMAユニットによって捕捉される。これらのユニットは、RF信号を増幅し、それらをCCMA1006CMに向けて再伝送する。
オフィスフロアの窓1006に沿って天井に取り付けられたCMMAは、RF信号を受信し、それらの信号を増幅し、次いで、それらの信号を、オフィス建物が位置するグリッドにサービス提供するジャイロTWAミニブームボックス1004に再伝送する。ミニブームボックスは、信号を再増幅し、それらの信号を超高電力ジャイロTWAブームボックス1005に送信し、ここで、信号は100~10,000ワットの範囲の電力で増幅および再伝送される。
ATTOBAHN mmW RFアンテナ中継器増幅器
Attobahn mmW RFアンテナ中継器増幅器は、全体的なミリメートル波RFアーキテクチャの重要な部分である。このアーキテクチャは、本発明の一実施形態である。これらのデバイスのネットワークアーキテクチャ内での設計および実装は、これらの信号が家屋または他のタイプの建物を通って進む際の信号対雑音比(S/N)の急速な劣化の緩和に役立つ。
図105.0は、本発明の一実施形態である一連のAttobahn mmW RFアンテナ中継器増幅器を示す。これらのデバイスは、弱められたミリメートル波信号を取得し、それらの信号をより強いレベルに増幅し、次いで、それらの信号を、信号が増幅される前に到達することができなかった家屋または建物のエリアに再伝送する。この設計により、ネットワークサービスの信頼性と堅牢性が高まる。ユーザが家屋または建物内のどこに位置するかに関係なく、ユーザに優れたウルトラブロードバンドネットワークサービス体験を提供する。
図105.0に示される次のAttobahn mmW RFアンテナ中継器増幅器は次のとおりである。
1.窓取り付け型360度アンテナ増幅器中継器(360-WMMA)1006AA。
2.窓取り付け型180度アンテナ増幅器中継器(180-WMMA)1006BB。
3.20~60度ドア取り付け型アンテナ増幅器中継器(20~60-DMMA)。
4.180度ドア取り付け型アンテナ増幅器中継器(180-DMMA)1006C。
5.180度壁取り付けアンテナ増幅器中継器(180-WAMA)1006D。
6.天井取り付け型360度mmW RFアンテナ中継器増幅器1006CM。
7.天井取り付け型180度mmW RFアンテナ中継器増幅器1006CM。
ATTOBAHNクロックおよび同期アーキテクチャ
本発明の一実施形態である図106.0に例示されるように、Attobahn調整タイミング(ACT)クロックおよび同期アーキテクチャ800は、利用可能な最高の原子クロック発振システムのうちの1つを利用するタイミング標準からなる。このアーキテクチャは、共通のクロックソースに同期する8つのデジタル伝送層を有し、それに伴って、最上位ネットワークシステムからエンドユーザのタッチポイントシステムまでの完全なデジタル信号位相ロックネットワークを可能にする。
アーキテクチャの8つの層は次のとおりである。
1.30GHz~3300GHzの高いミリメートル波RF範囲で機能するジャイロTWAブームボックスシステム発振回路構成800A。
2.30GHz~3300GHzの高いミリメートル波RF範囲で機能するジャイロTWAブームボックスシステム発振回路構成800B。
3.光周波数および高速デジタル範囲で動作するSONET光ファイバ端末およびデジタルマルチプレクサ発振回路構成810。
4.原子核スイッチ高速デジタルセル切り替えおよびミリメートル波RFシステム発振回路構成803。
5.プロトンスイッチ高速デジタルセル切り替えおよびミリメートル波RFシステム発振回路構成804。
6.ROVERスイッチ高速デジタルセル切り替えおよびミリメートル波RFシステム発振回路構成805。
7.30GHz~3300GHzの高いミリメートル波RF範囲で機能するmmW RFアンテナ中継器増幅器発振回路構成807、809。
8.エンドユーザタッチポイントデバイスのデジタル回路構成の同期800H。
本発明の一実施形態である図107.0に示されるように、Attobahnクロックおよび同期アーキテクチャ(ACSA)は、その3つのタイミングおよび同期場所間のグローバルタイミング参照として全地球測位システム(GPS)801を使用する。ACSAは、世界中のAttobahnの4つの事業地域のうちの3つに戦略的に位置する3つのセシウムビーム高安定発振器800を有する。
セシウムビーム発振器800は、次の地域のAttobahnグローバルネットワーク制御センタ(GNCC)に位置する。
1.北米(NA)GNCC。
2.欧州、中東、およびアフリカ(EMEA)GNCC。
3.アジア太平洋(ASPAC)GNCC。
Attobahnは、3つのGNCCでセシウムビーム発振器800と共に位置する3つのGPS衛星局受信器801でACSAを設計する。3つの場所で受信されたこれらのGPSタイミング信号をそれらの結果と比較して、Attobahn調整時間(ACT)を展開するように、セシウムビーム発振器タイミングを通信する。ACTは、ジャイロTWAブームボックスおよびミニブームボックス、原子核スイッチ、プロトンスイッチ、V-ROVER、Nano-ROVER、Atto-ROVER、ならびにタッチポイントデバイス内のすべてのローカル発振器を同期するためのネットワーク参照タイミング信号になる。
Attobahnネットワーク全体のACTクロックおよび同期配信は、本発明の一実施形態である図107.0に例示されるように、次の方法で達成される。
1.ACT出力参照デジタルクロック信号は、3つのGNCCの場所で、セシウムビーム発振器800からクロック配信システム(CDS)802に送信される。
2.CDSは、入力一次および二次ACT参照デジタル信号を一連のドライバにわたって分配して、いくつかの参照クロック信号802ABを生成する。
3.次いで、CDSからのクロック信号802Aは、以下に配信される。
i.SONET光ファイバシステム810。
ii.ジャイロTWAブームボックス806
iii.ジャイロTWAミニボックス808。
iv.原子核スイッチ803。
これらのネットワークシステムはすべて、それらの位相ロックループ(PLL)806A回路構成でCDSからのクロック信号を受信し、位相ロックループ(PLL)806A回路構成は、この参照クロック信号周波数に同調される。PLL補正電圧レベルは、入来する参照クロック信号のデジタルパルスの位相と調和して変化する。PLL補正電圧は、前述のネットワークシステムのローカル発振器に供給される。PLLは、入来する参照クロック信号と調和して、ローカル発振器のアウト周波数(out frequency)を制御する。この配置により、3つのGNCCで、ローカル発振器の周波数精度がACT参照クロックセシウムビーム発振器に同期される。
プロトンスイッチ804、V-ROVER805、Nano-ROVER805A、Atto-ROVER805B、mmW RFアンテナ中継器増幅器809、およびAttobahnのIWICチップを装備したエンドユーザタッチポイントデバイスなどのネットワークシステムの残部は、復旧されたループのクロック方法を利用する。復旧されたループのクロック方法は、受信したミリメートル波信号からクロック信号を復旧し、それらをローカル発振器のPLL回路構成に供給するデジタル信号に変換することによって作動される。ローカル発振器の出力周波数は、ACT高安定セシウムビームクロックシステムを参照するPLL制御電圧によって制御される。この配置により、ネットワーク全体のすべてのクロックシステムが3つのGNCCでACT高安定セシウムビーム発振器クロックシステムに同期され、参照されることが事実上もたらされる。
ATTOBAHNの直観的に賢い集積回路(IWIC)
本発明の一実施形態である図108.0に例示されるように、IWICチップと呼ばれるAttobahnの直観的に賢い集積回路は、カスタム設計の特定用途向け集積回路(ASIC)である。IWICチップは、Attobahnネットワークシステムの主要構成要素である。IWICチップは、V-ROVER、Nano-ROVER、Atto-ROVER、プロトンスイッチ、および原子核スイッチの動作で重要な役割を果たす。
IWICチップの主な機能は、図に記載されるように、4つのセクションからなる高速テラビット/秒切り替えファブリックである。5つのセクションは、次のとおりである。
1.セルフレーム切り替えファブリック回路構成901。
2.アト秒多重化回路構成902。
3.ミリメートル波RF増幅器、LNA、およびQAMモデム回路構成903。
4.ローカル発振器およびPLL回路構成904。
5.CPU回路構成905。
本発明の一実施形態である図107.0に示されるように、IWICチップは、セルフレーム切り替えおよびアト秒多重化機能、ならびに関連するポートドライバのための特定の回路構成設計を利用する。チップは、チップの切り替えファブリックを介したデータのインおよびアウトの時間を計るために、複数の高速2THzデジタルクロック信号を使用する。
ミリメートル波RF増幅器、LNA、およびQAMモデム回路構成は、チップの別々のエリア内にある。チップのこのセクションは、伝送器および受信器の増幅器にMMIC基板を使用する。
ローカル発振器およびPLLは、IWICチップの別々のエリア内にある。チップを介したすべての接続は、フォトリソグラフィ積層基板を使用する。IWICチップは、デジタルおよびアナログ回路構成の混合信号回路である。IWICチップのハードウェア記述言語(HDL)は、論理回路;ポート間の回路ゲート切り替え速度;V-ROVER、Nano-ROVER、Atto-ROVER、プロトンスイッチ、および原子核スイッチのマイクロアドレス割り当て切り替えテーブル(MAST)によるセルスイッチポート切り替え決定の動作に関する特定の命令を提供する。
IWICはまた、クラウドストレージサービス、ネットワーク管理データ、アプリケーションレベル暗号化およびリンク暗号化、ならびにデバイス内のシステム構成、警告メッセージ表示、およびユーザサービス表示などのさまざまな管理機能を管理する、デュアルクアッドコア4GHz、8GB ROM、500GBストレージCPUである、CPUセクションを有する。
CPUは、システム性能情報を監視し、その情報を論理ポート1(図6.0)Attobahnネットワーク管理ポート(ANMP)EXT.001を介して、原子核スイッチネットワーク管理システム(NNMS)に通信する。エンドユーザは、原子核スイッチと相互作用して、パスワード、サービスへのアクセス、および顧客サービスとの通信などを設定するためのタッチ画面インターフェースを有する。
IWICチップの物理的サイズは、本発明の一実施形態である図109.0に示されている。
技術仕様
1.0物理的サイズ:
i.長さ:3インチ
ii.幅:2インチ
iii.高さ:0.25インチ
2.0 供給電圧:-1.0~-5VDC
3.0 電流:10マイクロアンペア~40ミリアンペア
4.0 68個のピン
5.0 動作温度:-55C~125C
概要
一実施形態では、高速で大容量の専用モバイルネットワークシステムのための30GHz~3300GHzミリメートル波無線通信デバイスは、10MBps以上のデジタル速度で稼働中のエンドユーザアプリケーションから情報ストリームを受信するための少なくとも1つのUSBポートを有するハウジングと、ハウジングの内側に接続された少なくとも1つの集積回路チップと、無線ローカルエリアネットワークから情報ストリームを受信するためのポートと、少なくとも1つのクロックと、アト秒マルチプレクサTDMAと、ローカル発振器と、少なくとも1つの位相ロックループと、少なくとも1つの周回時間スロットと、64~4096ビットのQAM変調器を有する少なくとも1つのミリメートル波RFユニットと、を備え、集積回路チップは、少なくとも1つのポートからの情報ストリームを少なくとも1つの固定セルフレームに変換し、少なくとも1つの固定セルフレームは、アト秒マルチプレクサTDMAによって処理され、終端ネットワークへの超高デジタルデータストリームとしての伝達用に少なくとも1つの周回時間スロットに配信され、ミリメートル波無線通信デバイスは、少なくとも1つの他の無線通信デバイスと共に高速で大容量の専用分子ネットワークを作り出す。
少なくともジャイロTWAブームボックスの超高電力30GHz~3300GHzミリメートル波増幅器の一実施形態において、増幅器は、少なくとも30GHz~3300GHzの受信器と、360度ホーンアンテナと、20~60度ホーンアンテナと、可撓性ミリメートル波導波管と、高電圧DC連続および脈動(非連続)電源と、ジャイロTWAおよび関連する構成要素が封入されるケーシングとを有する。ジャイロTWAブームボックスの超高電力増幅器は、100ワット~10,000ワットの出力電力ワット数を有する。
少なくともジャイロTWAミニブームボックスの超高電力30GHz~3300GHzミリメートル波増幅器の一実施形態において、増幅器は、少なくとも30GHz~3300GHzの受信器と、360度ホーンアンテナと、20~60度ホーンアンテナと、可撓性ミリメートル波導波管と、高電圧DC連続および脈動(非連続)電源と、ジャイロTWAおよび関連する構成要素が封入されるケーシングとを有する。ジャイロTWAブームボックスの超高電力増幅器は、1.5~100ワットの出力電力ワット数を有する。
少なくとも1つのポートが、ホストパケット、TCP/IPパケット、ボイスオーバーIPパケット、ビデオIPパケット、ビデオオーバーセルフレーム、ボイスオーバーセルフレーム、グラフィックパケット、MACフレーム、およびデータパケットを含む群からの高速データストリームを受理する、請求項1に記載の30GHz~3300GHzの無線通信デバイス。少なくとも1つのポートが、ホストパケット、TCP/IPパケット、ボイスオーバーIPパケット、ビデオIPパケット、ビデオオーバーセルフレーム、ボイスオーバーセルフレーム、グラフィックパケット、MACフレーム、およびデータパケットの少なくとも1つの固定セルフレームからの専用ではない生データを終端ネットワークへ伝送する。集積回路チップは、Attobahnセルフレームプロトコルによって、ポート指定アドレスの少なくとも1つの固定セルフレームのヘッダーを常に読み取る。80バイトまでの固定セルフレーム。
一実施形態では、高速で大容量の専用分子ネットワークは、アクセスネットワーク層(ANL)と、プロトン切り替え層(PSL)と、原子核切り替え層(NSL)とを備え、ANLは、PSLにおいて無線情報ストリームの少なくとも1つの周回時間スロット内で無線で伝送および受信される30GHz~3300GHzミリメートル波である少なくとも1つの固定サイズのセルフレームの情報ストリームを伝送および受信する少なくとも1つの30GHz~3300GHzミリメートル波無線通信デバイスを含む。PSLは、NSLを介して、インターネット、ケーブル、電話、およびプライベートネットワークからの情報ストリームの少なくとも1つの周回時間スロットと通信して、追加の30GHz~3300GHzミリメートル波無線通信デバイスの少なくとも1つのポートと少なくとも1つの固定サイズのセルフレームの伝送および受信を行うための少なくとも1つのプロトンスイッチを含み、NSLは、PSLと、インターネット、電話、ケーブル、およびプライベートネットワークとの間の一次インターフェースを作成するために、固定された場所に位置決めされた少なくとも1つの原子核スイッチを含む。
一実施形態では、高速で大容量の専用の30GHz~3300GHzミリメートル波モバイルネットワークシステムは、アクセスネットワーク層(ANL)と、プロトン切り替え層(PSL)と、原子核切り替え層(NSL)とを備え、ANLは、少なくとも1つの30GHz~3300GHzミリメートル波無線通信デバイスを含み、少なくとも1つの30GHz~3300GHzミリメートル波無線通信デバイスは、エンドユーザアプリケーションから情報ストリームを受信するための少なくとも1つのUSBポートを有するハウジングと、ハウジングの内側に接続された少なくとも1つの集積回路チップと、無線ローカルエリアネットワークから情報ストリームを受信するためのポートと、少なくとも1つのクロックと、アト秒マルチプレクサTDMAと、ローカル発振器と、少なくとも1つの位相ロックループと、少なくとも1つの周回時間スロットと、64~4096ビットのQAM変調器を有する少なくとも1つのRFユニットと、を備え、PSLは、少なくとも1つのプロトンスイッチを含み、少なくとも1つの30GHz~3300GHzミリメートル波無線通信デバイスは、エンドユーザアプリケーションから情報ストリームを受信するための少なくとも1つのUSBポートを有するハウジングと、ハウジングの内側に接続された少なくとも1つの集積回路チップと、少なくとも1つのクロックと、アト秒マルチプレクサTDMAと、ローカル発振器と、少なくとも1つの位相ロックループと、少なくとも1つの周回時間スロットと、NSLを介して、追加の30GHz~3300GHzミリメートル波無線通信デバイスの少なくとも1つのポートと少なくとも1つの固定サイズのセルフレームの伝送および受信を行うために、インターネット、ケーブル、電話、およびプライベートネットワークからの情報ストリームの少なくとも1つの周回時間スロットにおいて64~4096ビットのQAM変調器を有する少なくとも1つの30RFユニットと、を備え、NSLは、PSLと、インターネット、電話、ケーブル、およびプライベートネットワークとの間の一次インターフェースを作成するために、固定された場所に位置決めされた少なくとも1つの原子核スイッチを含む。NSLは、少なくとも1つの原子核スイッチを含み、少なくとも1つの30GHz~3300GHzミリメートル波無線通信デバイスは、ユーザアプリケーションからなる情報ストリームを受信するための少なくとも1つのUSBポートを有するハウジングと、ハウジングの内側に接続された少なくとも1つの集積回路チップと、少なくとも1つのクロックと、アト秒マルチプレクサTDMAと、ローカル発振器と、少なくとも1つの位相ロックループと、少なくとも1つの周回時間スロットと、追加の30GHz~3300GHzミリメートル波無線通信デバイスの少なくとも1つのポートと少なくとも1つの固定サイズのセルフレームの伝送および受信を行うために、インターネット、ケーブル、電話、およびプライベートネットワークからの情報ストリームの少なくとも1つの周回時間スロットにおいて64~4096ビットのQAM変調器を有する少なくとも1つの30GHz~3300GHzミリメートル波RFユニットと、を含む。
互いに相互接続された複数のアト秒マルチプレクサTDMA、および少なくとも1つの原子核スイッチであって、ここで、各アト秒マルチプレクサが、PSLに無線で連結され、PSLと、他のアト秒マルチプレクサTDMAと、少なくとも1つの原子核スイッチとの間の中間物として作用する。
一実施形態では、高速で大容量のモバイル30GHz~3300GHzミリメートル波無線ネットワークシステムを介して情報ストリームを伝送する方法は、アクセスネットワーク層(ANL)から30GHz~3300GHzミリメートル波無線通信デバイスへの情報ストリームを受信するステップであって、30GHz~3300GHzミリメートル波無線通信デバイスが、エンドユーザアプリケーションから情報ストリームを受信するための少なくとも1つのポートを有するハウジング、ハウジングの内側に接続された少なくとも1つの集積回路チップ、無線ローカルエリアネットワークから情報ストリームを受信するためのポート、少なくとも1つのクロック、アト秒マルチプレクサTDMA、ローカル発振器、少なくとも1つの位相ロックループ、少なくとも1つの周回時間スロット、および64~4096ビットのQAM変調器を有する少なくとも1つの30GHz~3300GHzミリメートル波RFユニット、を備える、受信するステップと、集積回路チップによって、少なくとも1つのポートからの情報ストリームを少なくとも1つの固定セルフレームに変換するステップと、プロトン切り替え層(PSL)を介して、情報ストリームの少なくとも1つの固定セルフレームを、追加の30GHz~3300GHzミリメートル波無線通信デバイスの少なくとも1つのポートから少なくとも1つの周回時間スロットへ伝送するステップと、PSLと、エンドユーザのインターネット、電話、ケーブル、およびプライベートネットワークとの間の一次インターフェース原子核切り替え層(NSL)を作成するために、固定された場所に位置決めされた少なくとも1つの原子核スイッチによって、情報ストリームの少なくとも1つの固定セルフレームを受信するステップと、を含む。
本開示の趣旨および範囲から逸脱することなく、本開示にさまざまな変更を行うことができることは当業者には明らかであり、かつしたがって、本開示は、本明細書に具体的に開示されたもの以外の実施形態を包含するが、添付の特許請求の範囲に示されている場合のみとする。
[項目1]
高速で大容量の専用のバイラル分子ネットワークを作成するための方法であって、
周回時間スロットデジタル信号を暗号化することと、
上記暗号化された周回時間スロットデジタル信号を時分割多元接続(TDMA)フレーム内に入れて、TDMA信号を作成することと、を含む、方法。
[項目2]
無線周波数(RF)信号を形成するように、上記TDMA信号をアップコンバートすることをさらに含む、項目1に記載の方法。
[項目3]
上記アップコンバートすることが、上記RF信号を形成するように、上記TDMA信号を高速デジタル信号で変調することを含む、項目2に記載の方法。
[項目4]
上記RF信号からミリメートル波RF信号を作成することをさらに含む、項目2または3に記載の方法。
[項目5]
上記ミリメートル波RF信号を上記作成することが、30GHz~3,300GHzのRF周波数を有する上記ミリメートル波RF信号を作成することを含む、項目4に記載の方法。
[項目6]
上記ミリメートル波RF信号を上記作成することが、上記RF信号をアップコンバートおよび増幅することを含む、項目4または5に記載の方法。
[項目7]
上記ミリメートル波RF信号を上記作成することが、上記ミリメートル波RF信号を伝送することを含む、項目5または6に記載の方法。
[項目8]
上記伝送されたミリメートル波RF信号を受信することをさらに含む、項目7に記載の方法。
[項目9]
上記伝送されたミリメートル波RF信号を上記受信することが、上記伝送されたミリメートル波RF信号をダウンコンバートすることを含む、項目8に記載の方法。
[項目10]
上記伝送されたミリメートル波RF信号を上記ダウンコンバートすることが、上記TDMA信号を上記高速デジタル信号で復調することを含む、項目9に記載の方法。
[項目11]
上記ミリメートル波RF信号を上記伝送することが、ジャイロ進行波増幅器間で上記伝送されたミリメートル波RF信号を送受することを含む、項目7~10のいずれか一項に記載の方法。
[項目12]
上記伝送されたミリメートル波RF信号を上記送受することが、高出力電力ジャイロ進行波増幅器間で上記伝送されたミリメートル波RF信号を送受することを含む、項目11に記載の方法。
[項目13]
上記伝送されたミリメートル波RF信号を上記送受することが、ジャイロ進行波管増幅器間で上記伝送されたミリメートル波RF信号を送受することを含む、項目11または12に記載の方法。
[項目14]
ソフトウェアアプリケーションとのインターフェースのためのアプリケーションプログラミングインターフェース(API)を提供することであって、上記APIが、データの受信を容易にするように構成されている、提供すること、
上記受信されたデータを少なくとも1つの固定セルフレーム内にカプセル化すること、
上記少なくとも1つの固定セルフレームを処理すること、および
アト秒マルチプレクサを介して、少なくとも1つの処理された固定セルフレームを周回時間スロットに伝達すること、のうちの少なくとも1つをさらに含み、
上記周回時間スロットが、上記周回時間スロットデジタル信号を介して、上記固定セルフレームをテラビット/秒の速度で上記バイラル分子ネットワークに伝送するように構成される、先行する項目のいずれか一項に記載の方法。
[項目15]
先行する項目のいずれか一項に記載の方法を実施するための手段を備える、高速で大容量の専用のバイラル分子ネットワークを作成するためのシステム。
[項目16]
高速で大容量の専用バイラル分子ネットワークを作成するように構成された無線通信デバイスであって、上記デバイスが、
上記デバイスに通信可能に連結されたソフトウェアアプリケーションとインターフェースするように構成されているアプリケーションプログラミングインターフェース(API)であって、上記APIが、データの受信を容易にするように構成されている、アプリケーションプログラミングインターフェースと、
上記データを少なくとも1つの固定セルフレーム内にカプセル化するように構成された同期セルフレーミングプロトコルと、
上記固定セルフレームを処理するように構成されたアト秒マルチプレクサと、
アト秒マルチプレクサを介して、上記固定セルフレームを周回時間スロットに伝達するように構成されたデータバスであって、上記周回時間スロットが、周回時間スロットデジタル信号を介して、上記固定セルフレームをテラビット/秒の速度で上記バイラル分子ネットワークに伝送するように構成されている、データバスと、
位相ロックループ回路構成を有するローカル発振器と、
上記周回時間スロットデジタル信号を暗号化するように構成された暗号化回路と、
上記暗号化された周回時間スロットデジタル信号を時分割多元接続(TDMA)フレーム内に入れて、それによって、TDMA信号を作成するように構成された時分割多元接続(TDMA)回路と、
無線周波数(RF)のアップコンバータとダウンコンバータとの間の高速デジタル信号で上記TDMA信号を変調および復調するように構成されたモデムと、
ミリメートル波RF信号を作成するように構成されたRF増幅器と、
ミリメートル波RF信号を受信するように構成されたRF受信器と、
高出力電力ジャイロ進行波増幅器の出力間でミリメートル波RF信号を送受するように構成されたミリメートル波アンテナと、を備える、デバイス。
[項目17]
上記ミリメートル波RF信号が、30GHz~3,300GHzのRF周波数を有する、項目16に記載のデバイス。
[項目18]
バイラル分子ネットワーク内で動作させるための方法であって、
データセルフレームを少なくとも1つの通信デバイスから受信器デバイスに接続することと、
上記データセルフレームを記憶し、読み取り、かつインターネットプロトコル(IP)アドレスにマッピングすることと、を含む、方法。
[項目19]
データポートを上記通信デバイスおよび上記受信器デバイスと通信可能に連結することをさらに含む、項目18に記載の方法。
[項目20]
上記データポートが、光ファイバデータポートである、項目18または19に記載の方法。
[項目21]
上記データセルフレームを上記接続することが、マッピング回路を介して、上記通信デバイスから上記受信器デバイスに上記データセルフレームを接続することを含み、上記データセルフレームを上記記憶し、読み取り、かつマッピングすることが、プロセッサを介して、上記データセルフレームを記憶し、読み取り、かつ上記IPアドレスにマッピングすることを含み、上記マッピング回路、上記プロセッサ、および上記データポートが、共通のデータバスに連結される、項目18~20のいずれか一項に記載の方法。
[項目22]
30GHz~3,300GHzの周波数を有するミリメートル波無線周波数(RF)信号を伝送および受信するように上記データポートを構成することをさらに含む、項目18~21のいずれか一項に記載の方法。
[項目23]
項目18~22のいずれか一項に記載の方法を実施するための手段を備える、バイラル分子ネットワーク内で動作させるためのシステム。
[項目24]
バイラル分子ネットワーク内で動作させるための方法であって、
1.5ワット~10,000ワットの範囲のミリメートル波RF信号を増幅および出力することと、
30GHz~3,330GHzの周波数を有するミリメートル波無線周波数(RF)信号を増幅することと、を含む、方法。
[項目25]
上記ミリメートル波RF信号を上記増幅および出力することが、高出力電力ジャイロ進行波増幅器を介して遂行される、項目24に記載の方法。
[項目26]
項目24または25に記載の方法を実施するための手段を備える、バイラル分子ネットワーク内で動作させるためのシステム。
[項目27]
バイラル分子ネットワーク内で動作するように構成された増幅器であって、上記増幅器が、
1.5ワット~10,000ワットの範囲のミリメートル波RF信号を増幅および出力するように構成され、かつさらに30GHz~3,330GHzの周波数を有するミリメートル波無線周波数(RF)信号を増幅するように構成されたジャイロ進行波増幅器、を含む、増幅器。
[項目28]
上記ジャイロ進行波増幅器が、高出力電力ジャイロ進行波増幅器を含む、項目27に記載の増幅器。
[項目29]
上記ジャイロ進行波増幅器が、ジャイロ進行波管増幅器を含む、項目27または28に記載の方法。
[項目30]
バイラル分子ネットワーク内で動作させるための方法であって、
ミリメートルRF信号アンテナ増幅器中継器を介して、30GHz~3,300GHzのRF周波数を有するミリメートル波無線周波数(RF)信号を送受することと、
上記ミリメートル波RF信号アンテナ増幅器中継器を構造体に取り付けることと、を含む、方法。
[項目31]
上記取り付けることが、上記ミリメートル波RF信号アンテナ増幅器中継器を上記構造体に壁取り付けによって取り付けるか、窓取り付けによって取り付けるか、パネル、カウンタ、表面、および他の構造体に使用されるオンおよびインガラス/プラスチック/木製、もしくは他のタイプの材料に取り付けるか、ドア取り付けによって取り付けるか、天井取り付けによって取り付けるか、またはそれらの組み合わせによって取り付けることを含む、項目30に記載の方法。
[項目32]
項目30または31に記載の方法を実施するための手段を備える、バイラル分子ネットワーク内で動作させるためのシステム。
[項目33]
バイラル分子ネットワーク内で動作するミリメートルRF信号アンテナ増幅器中継器であって、
30GHz~3,300GHzのRF周波数を有するミリメートル波無線周波数(RF)信号を送受するように構成されたミリメートル波アンテナと、
上記アンテナを構造体に取り付けるように構成されたハードウェアと、を備え、上記ハードウェアが、壁取り付け型;パネル、カウンタ、表面、および他の構造体に使用されるオンおよびインガラス/プラスチック/木製、もしくは他のタイプの材料;窓取り付け型;ドア取り付け型;天井取り付型;またはそれらの組み合わせからなる群から選択される、ミリメートルRF信号アンテナ増幅器中継器。
[項目34]
バイラル分子ネットワーク内で動作させるための原子クロックおよび同期方法であって、
共有の原子発振クロックソースと同期させることと、
同期デジタル信号を発生させることと、を含み、上記デジタル信号が、クロック周波数およびデジタルタイミング信号のうちの少なくとも1つの制御を、
単位相ロック型ネットワークと、
上記バイラル分子ネットワークに接続されたコンピューティングおよび通信デバイスと、
ジャイロ進行波増幅器と、
光ファイバ端末、および各光ファイバ端末に連結されたそれぞれの発振回路と、に拡張するように構成される、方法。
[項目35]
上記同期デジタル信号を上記発生させることが、クロック周波数およびデジタルタイミング信号のうちの少なくとも1つの制御を高出力電力ジャイロ進行波増幅器に拡張するように構成される上記同期デジタル信号を発生させることを含む、項目34に記載の方法。
[項目36]
上記同期デジタル信号を上記発生させることが、クロック周波数およびデジタルタイミング信号のうちの少なくとも1つの制御をジャイロ進行波管増幅器に拡張するように構成される上記同期デジタル信号を発生させることを含む、項目34または35に記載の方法。
[項目37]
上記同期デジタル信号を上記発生させることが、クロック周波数およびデジタルタイミング信号のうちの少なくとも1つの制御を、デバイスおよび集積回路チップのうちの少なくとも1つに拡張するように構成される上記同期デジタル信号を発生させることを含む、項目34~36のいずれか一項に記載の方法。
[項目38]
上記同期デジタル信号を上記発生させることが、クロック周波数およびデジタルタイミング信号のうちの少なくとも1つの制御を、高速で大容量の専用バイラル分子ネットワークを作成するように構成された無線通信デバイスに拡張するように構成される上記同期デジタル信号を発生させることを含み、上記無線通信デバイスが、
上記デバイスに通信可能に連結されたソフトウェアアプリケーションとインターフェースするように構成されているアプリケーションプログラミングインターフェース(API)であって、上記APIが、データの受信を容易にするように構成されている、アプリケーションプログラミングインターフェースと、
上記データを少なくとも1つの固定セルフレーム内にカプセル化するように構成された同期セルフレーミングプロトコルと、
上記固定セルフレームを処理するように構成されたアト秒マルチプレクサと、
アト秒マルチプレクサを介して、上記固定セルフレームを周回時間スロットに伝達するように構成されたデータバスであって、上記周回時間スロットが、周回時間スロットデジタル信号を介して、上記固定セルフレームをテラビット/秒の速度で上記バイラル分子ネットワークに伝送するように構成されている、データバスと、
位相ロックループ回路構成を有するローカル発振器と、
上記周回時間スロットデジタル信号を暗号化するように構成された暗号化回路と、
上記暗号化された周回時間スロットデジタル信号を時分割多元接続(TDMA)フレーム内に入れて、それによって、TDMA信号を作成するように構成されたTDMA回路と、
無線周波数(RF)のアップコンバータとダウンコンバータとの間の高速デジタル信号で上記TDMA信号を変調および復調するように構成されたモデムと、
ミリメートル波RF信号を作成するように構成されたRF増幅器と、
ミリメートル波RF信号を受信するように構成されたRF受信器と、
高出力電力ジャイロ進行波増幅器の出力間でミリメートル波RF信号を送受するように構成されたミリメートル波アンテナと、を備える、項目37に記載の方法。
[項目39]
上記同期デジタル信号を上記発生させることが、クロック周波数およびデジタルタイミング信号のうちの少なくとも1つの制御を、高速で大容量の専用バイラル分子ネットワークを作成するように構成された集積回路チップに拡張するように構成される上記同期デジタル信号を発生させることを含み、上記デバイスが、
上記デバイスに通信可能に連結されたソフトウェアアプリケーションとインターフェースするように構成されているアプリケーションプログラミングインターフェース(API)であって、上記APIが、データの受信を容易にするように構成されている、アプリケーションプログラミングインターフェースと、
上記データを少なくとも1つの固定セルフレーム内にカプセル化するように構成された同期セルフレーミングプロトコルと、
上記固定セルフレームを処理するように構成されたアト秒マルチプレクサと、
アト秒マルチプレクサを介して、上記固定セルフレームを周回時間スロットに伝達するように構成されたデータバスであって、上記周回時間スロットが、周回時間スロットデジタル信号を介して、上記固定セルフレームをテラビット/秒の速度で上記バイラル分子ネットワークに伝送するように構成されている、データバスと、
位相ロックループ回路構成を有するローカル発振器と、
上記周回時間スロットデジタル信号を暗号化するように構成された暗号化回路と、
上記暗号化された周回時間スロットデジタル信号を時分割多元接続(TDMA)フレーム内に入れて、それによって、TDMA信号を作成するように構成されたTDMA回路と、
無線周波数(RF)のアップコンバータとダウンコンバータとの間の高速デジタル信号で上記TDMA信号を変調および復調するように構成されたモデムと、
ミリメートル波RF信号を作成するように構成されたRF増幅器と、
ミリメートル波RF信号を受信するように構成されたRF受信器と、
高出力電力ジャイロ進行波増幅器の出力間でミリメートル波RF信号を送受するように構成されたミリメートル波アンテナと、を備える、項目37または38に記載の方法。
[項目40]
項目34~39のいずれか一項に記載の方法を実施するための手段を備える、バイラル分子ネットワーク内で動作させるための原子クロックおよび同期システム。
[項目41]
バイラル分子ネットワーク内で動作するように構成された原子クロックおよび同期システムであって、上記原子クロックおよび同期システムが、
原子発振器と、
クロック信号配信システムと、
共通の原子発振クロックソースに同期するように構成されたデジタル伝送層と、
同期デジタル信号を発生させるように構成されたプロセッサと、を備え、上記デジタル信号が、クロック周波数およびデジタルタイミング信号のうちの少なくとも1つの制御を、
単位相ロック型ネットワークと、
ジャイロ進行波増幅器と、
光ファイバ端末、および各光ファイバ端末に連結されたそれぞれの発振回路と、に拡張するように構成される、システム。
[項目42]
上記ジャイロ進行波増幅器が、高出力電力ジャイロ進行波増幅器を含む、項目41に記載のシステム。
[項目43]
上記ジャイロ進行波増幅器が、ジャイロ進行波管増幅器を含む、項目41または42に記載のシステム。
[項目44]
上記デジタル信号が、クロック周波数およびデジタルタイミング信号のうちの少なくとも1つの制御を、高速で大容量の専用バイラル分子ネットワークを作成するように構成された無線通信デバイスに拡張するように構成され、上記無線通信デバイスが、
上記デバイスに通信可能に連結されたソフトウェアアプリケーションとインターフェースするように構成されているアプリケーションプログラミングインターフェース(API)であって、上記APIが、データの受信を容易にするように構成されている、アプリケーションプログラミングインターフェースと、
上記データを少なくとも1つの固定セルフレーム内にカプセル化するように構成された同期セルフレーミングプロトコルと、
上記固定セルフレームを処理するように構成されたアト秒マルチプレクサと、
アト秒マルチプレクサを介して、上記固定セルフレームを周回時間スロットに伝達するように構成されたデータバスであって、上記周回時間スロットが、周回時間スロットデジタル信号を介して、上記固定セルフレームをテラビット/秒の速度で上記バイラル分子ネットワークに伝送するように構成されている、データバスと、
位相ロックループ回路構成を有するローカル発振器と、
上記周回時間スロットデジタル信号を暗号化するように構成された暗号化回路と、
上記暗号化された周回時間スロットデジタル信号を時分割多元接続(TDMA)フレーム内に入れて、それによって、TDMA信号を作成するように構成されたTDMA回路と、
無線周波数(RF)のアップコンバータとダウンコンバータとの間の高速デジタル信号で上記TDMA信号を変調および復調するように構成されたモデムと、
ミリメートル波RF信号を作成するように構成されたRF増幅器と、
ミリメートル波RF信号を受信するように構成されたRF受信器と、
高出力電力ジャイロ進行波増幅器の出力間でミリメートル波RF信号を送受するように構成されたミリメートル波アンテナと、を備える、項目41~43のいずれか一項に記載のシステム。
[項目45]
上記デジタル信号が、クロック周波数およびデジタルタイミング信号のうちの少なくとも1つの制御を、高速で大容量の専用バイラル分子ネットワークを作成するように構成された集積回路チップに拡張するように構成され、上記デバイスが、
上記デバイスに通信可能に連結されたソフトウェアアプリケーションとインターフェースするように構成されているアプリケーションプログラミングインターフェース(API)であって、上記APIが、データの受信を容易にするように構成されている、アプリケーションプログラミングインターフェースと、
上記データを少なくとも1つの固定セルフレーム内にカプセル化するように構成された同期セルフレーミングプロトコルと、
上記固定セルフレームを処理するように構成されたアト秒マルチプレクサと、
アト秒マルチプレクサを介して、上記固定セルフレームを周回時間スロットに伝達するように構成されたデータバスであって、上記周回時間スロットが、周回時間スロットデジタル信号を介して、上記固定セルフレームをテラビット/秒の速度で上記バイラル分子ネットワークに伝送するように構成されている、データバスと、
位相ロックループ回路構成を有するローカル発振器と、
上記周回時間スロットデジタル信号を暗号化するように構成された暗号化回路と、
上記暗号化された周回時間スロットデジタル信号を時分割多元接続(TDMA)フレーム内に入れて、それによって、TDMA信号を作成するように構成されたTDMA回路と、
無線周波数(RF)のアップコンバータとダウンコンバータとの間の高速デジタル信号で上記TDMA信号を変調および復調するように構成されたモデムと、
ミリメートル波RF信号を作成するように構成されたRF増幅器と、
ミリメートル波RF信号を受信するように構成されたRF受信器と、
高出力電力ジャイロ進行波増幅器の出力間でミリメートル波RF信号を送受するように構成されたミリメートル波アンテナと、を備える、項目41~44のいずれか一項に記載のシステム。
[項目46]
バイラル分子ネットワーク内で動作するように構成されたネットワーク管理方法であって、30GHz~3,300GHzの周波数を有するミリメートル波無線周波数(RF)信号で動作する複数のデバイスの動作ステータスを分析することを含む、ネットワーク管理方法。
[項目47]
項目46に記載の方法を実施するための手段を備える、バイラル分子ネットワーク内で動作させるためのネットワーク管理システム。
[項目48]
バイラル分子ネットワーク内で動作するように構成されたネットワーク管理システムであって、上記ネットワーク管理システムが、30GHz~3,300GHzの周波数を有するミリメートル波無線周波数(RF)信号で動作する複数のデバイスの動作ステータスを分析するように構成されたプロセッサを備える、ネットワーク管理システム。
[項目49]
高速で大容量の専用のバイラル分子ネットワークを作成するための方法であって、
データの受信を容易にするためのアプリケーションプログラミングインターフェース(API)を提供すること、
上記受信されたデータを変調することと、
上記変調されたデータからミリメートル波RF信号を作成することと、
上記ネットワーク内の高電力ジャイロ進行波増幅器で上記ミリメートル波RF信号を送受することと、を含む、方法。
[項目50]
上記ミリメートル波RF信号を上記作成することが、30GHz~3,300GHzのRF周波数を有する上記ミリメートル波RF信号を作成することを含む、項目49に記載の方法。
[項目51]
上記ミリメートル波RF信号を上記作成することが、上記ミリメートル波RF信号を伝送することを含む、項目49または50に記載の方法。
[項目52]
上記伝送されたミリメートル波RF信号を受信することをさらに含む、項目51に記載の方法。
[項目53]
上記受信されたミリメートル波RF信号を復調することをさらに含む、項目52に記載の方法。
[項目54]
上記受信されたデータを少なくとも1つの固定セルフレーム内にカプセル化すること、
上記少なくとも1つの固定セルフレームを処理すること、および
少なくとも1つの処理された固定セルフレームを周回時間スロットに伝達すること、のうちの少なくとも1つをさらに含み、
上記周回時間スロットが、上記周回時間スロットデジタル信号を介して、上記固定セルフレームをテラビット/秒の速度で上記バイラル分子ネットワークに伝送するように構成される、項目49~53のいずれか一項に記載の方法。
[項目55]
上記少なくとも1つの固定セルフレームを暗号化することをさらに含む、項目54に記載の方法。
[項目56]
上記受信されたデータを暗号化することをさらに含む、項目54または55に記載の方法。
[項目57]
上記受信されたデータを上記暗号化することが、エンドユーザアプリケーションデータを暗号化することを含む、項目56に記載の方法。
[項目58]
上記APIを上記提供することが、ソフトウェアアプリケーションとインターフェースするための上記APIを提供することを含む、項目49~57のいずれか一項に記載の方法。
[項目59]
項目49~58のいずれか一項に記載の方法を実施するための手段を備える、高速で大容量の専用のバイラル分子ネットワークを作成するためのシステム。
[項目60]
高速で大容量の専用バイラル分子ネットワークを作成するように構成された無線通信デバイスであって、上記デバイスが、
上記デバイスに通信可能に連結されたソフトウェアアプリケーションとインターフェースするように構成されているアプリケーションプログラミングインターフェース(API)であって、上記APIが、データの受信を容易にするように構成されている、アプリケーションプログラミングインターフェースと、
上記データを少なくとも1つの固定セルフレーム内にカプセル化するように構成されたセルフレーミングプロトコルと、
上記固定セルフレームを処理するように構成されたアト秒マルチプレクサと、
上記固定セルフレームを周回時間スロットに伝達するように構成されたデータバスであって、上記周回時間スロットが、周回時間スロットデジタル信号を介して、上記固定セルフレームをテラビット/秒の速度で上記バイラル分子ネットワークに伝送するように構成されている、データバスと、
位相ロックループ回路構成を有するローカル発振器と、
上記データを変調および復調するモデムと、
ミリメートル波RF信号を作成するように構成されたRF増幅器と、
ミリメートル波RF信号を受信するように構成されたRF受信器と、
上記ネットワーク内の高電力ジャイロ進行波増幅器間でミリメートル波RF信号を送受するように構成されたミリメートル波アンテナと、を備える、無線通信デバイス。
[項目61]
上記ミリメートル波RF信号が、30GHz~3,300GHzのRF周波数を有する、項目60に記載のデバイス。
[項目62]
エンドユーザアプリケーションデータ、上記受信されたデータ、および上記セルフレームのうちの少なくとも1つを暗号化するように構成された暗号化システムをさらに備える、項目60または61に記載のデバイス。
[項目63]
高速で大容量の専用バイラル分子ネットワークでのデータ通信を容易にするための方法であって、
上記ネットワーク内の高電力ジャイロ進行波増幅器に第1のミリメートル波RF信号を伝送することと、
上記高電力ジャイロ進行波増幅器から第2のミリメートル波RF信号を受信することと、を含む、方法。
[項目64]
上記第1のミリメートル波RF信号を上記伝送することが、30GHz~3,300GHzのRF周波数を有する上記第1のミリメートル波RF信号を伝送することを含む、項目63に記載の方法。
[項目65]
上記第1のミリメートル波RF信号を上記伝送することが、上記第1のミリメートル波RF信号を変調することを含む、項目63または64に記載の方法。
[項目66]
上記第2のミリメートル波RF信号を上記受信することが、30GHz~3,300GHzのRF周波数を有する上記第2のミリメートル波RF信号を受信することを含む、項目63~65のいずれか一項に記載の方法。
[項目67]
上記第2のミリメートル波RF信号を上記受信することが、上記第2のミリメートル波RF信号を復調することを含む、項目63~66のいずれか一項に記載の方法。
[項目68]
受信されたデータを少なくとも1つの固定セルフレーム内にカプセル化すること、
上記少なくとも1つの固定セルフレームを処理すること、および
少なくとも1つの処理された固定セルフレームを周回時間スロットに伝達すること、のうちの少なくとも1つをさらに含み、
上記周回時間スロットが、上記周回時間スロットデジタル信号を介して、上記固定セルフレームをテラビット/秒の速度で上記バイラル分子ネットワークに伝送するように構成される、項目63~67のいずれか一項に記載の方法。
[項目69]
上記少なくとも1つの固定セルフレームを暗号化することをさらに含む、項目68に記載の方法。
[項目70]
上記第1のミリメートル波RF信号を上記伝送することが、上記受信されたデータを変調して、上記第1のミリメートル波RF信号を作成することを含む、項目68または69に記載の方法。
[項目71]
上記第2のミリメートル波RF信号を上記受信することが、上記受信されたデータを復調することを含む、項目68~70のいずれか一項に記載の方法。
[項目72]
項目63~71のいずれか一項に記載の方法を実施するための手段を備える、高速で大容量の専用バイラル分子ネットワーク上でのデータ通信を容易にするためのシステム。
[項目73]
高速で大容量の専用バイラル分子ネットワーク上でのデータ通信を容易にするように構成された集積回路チップであって、
データを少なくとも1つの固定セルフレーム内にカプセル化するように構成されたセルフレーミングプロトコルと、
上記固定セルフレームを処理するように構成されたアト秒マルチプレクサと、
上記固定セルフレームを周回時間スロットに伝達するように構成されたデータバスと、
上記データを変調および復調するモデムと、
上記ネットワーク内の高電力ジャイロ進行波増幅器と通信するミリメートル波RF信号を伝送および受信するように構成された無線周波数(RF)アップ/ダウンコンバータ、増幅器、および受信器と、を備え、
上記ミリメートル波RF信号が、30GHz~3,300GHzのRF周波数を有する、集積回路チップ。
[項目74]
エンドユーザアプリケーションデータ、上記データ、および上記セルフレームのうちの少なくとも1つを暗号化するように構成された暗号化システムをさらに備える、項目73に記載の集積回路チップ。
[項目75]
バイラル分子ネットワーク内で動作させるための方法であって、
高電力ミリメートルRF信号を受信することと、
上記受信された高電力ミリメートルRF信号を増幅することと、を含み、
上記受信することおよび上記増幅することが、ジャイロ進行波増幅器を介して遂行される、方法。
[項目76]
上記増幅された高電力ミリメータRF信号を出力することをさらに含む、項目75に記載の方法。
[項目77]
上記増幅された高電力ミリメータRF信号を上記出力することが、ジャイロ進行波増幅器を介して、上記増幅された高電力ミリメータRF信号を出力することを含む、項目76に記載の方法。
[項目78]
上記高電力ミリメータRF信号を上記受信することが、30GHz~3,300GHzのRF周波数を有する上記高電力ミリメータRF信号を受信することを含む、項目75~77のいずれか一項に記載の方法。
[項目79]
項目75~78のいずれか一項に記載の方法を実施するための手段を備える、バイラル分子ネットワーク内で動作させるためのシステム。
[項目80]
バイラル分子ネットワーク内で動作するように構成された増幅器であって、上記増幅器が、
30GHz~3,330GHzのRF周波数を有する高電力ミリメートルRF信号を受信、増幅、および出力するように構成されたジャイロ進行波増幅器を備える、増幅器。
[項目81]
バイラル分子ネットワーク内での原子クロックおよび同期のための方法であって、
上記ネットワーク内の複数のデバイスの回路構成周波数を同期させることと、
上記デバイスの上記回路構成周波数を制御することと、を含む、方法。
[項目82]
項目81に記載の方法を実施するための手段を備える、バイラル分子ネットワーク内での原子クロックおよび同期のためのシステム。
[項目83]
バイラル分子ネットワーク内で動作して、上記ネットワーク内のすべてのデバイスおよびシステムのデジタルおよびアナログ回路構成周波数のすべてを同期および制御するように構成された原子クロックおよび同期システム。
[項目84]
バイラル分子ネットワーク内でミリメートルRF信号アンテナ増幅器中継器を動作させるための方法であって、
上記ミリメートルRF信号アンテナ増幅器中継器を提供することと、
上記ミリメートルRF信号アンテナ増幅器中継器を構造体に取り付けることと、を含む、方法。
[項目85]
上記ミリメートルRF信号アンテナ増幅器中継器を上記取り付けることが、上記ミリメートルRF信号アンテナ増幅器中継器を上記構造体に壁取り付けによって取り付けるか、窓取り付けによって取り付けるか、パネル、カウンタ、表面、および他の構造体に使用されるオンおよびインガラス/プラスチック/木製、もしくは他のタイプの材料に取り付けるか、ドア取り付けによって取り付けるか、天井取り付けによって取り付けるか、またはそれらの組み合わせによって取り付けることを含む、項目84に記載の方法。
[項目86]
上記ミリメートルRF信号アンテナ増幅器中継器を上記提供することが、30GHz~3,300GHzのRF周波数を有するRF信号を受信する上記ミリメートルRF信号アンテナ増幅器中継器を提供することを含む、項目84または85に記載の方法。
[項目87]
項目84~86のいずれか一項に記載の方法を実施するための手段を備える、バイラル分子ネットワーク内でミリメートルRF信号アンテナ増幅器中継器を動作させるためのシステム。
[項目88]
30GHz~3,300GHzのRF周波数を有するミリメートル波無線周波数(RF)信号を送受する、バイラル分子ネットワーク内で動作する、壁取り付け型;窓取り付け型;パネル、カウンタ、表面、および他の構造体に使用されるオンおよびインガラス/プラスチック/木製、もしくは他のタイプの材料;ドア取り付け型;ならびに天井取り付け型のミリメートルRF信号アンテナ増幅器中継器。
[項目89]
高速で大容量の専用バイラル分子ネットワークを作成するように構成された集積回路チップであって、
上記デバイスに通信可能に連結されたソフトウェアアプリケーションとインターフェースするように構成されているアプリケーションプログラミングインターフェース(API)であって、上記APIが、データの受信を容易にするように構成されている、アプリケーションプログラミングインターフェースと、
上記データを少なくとも1つの固定セルフレーム内にカプセル化するように構成された同期セルフレーミングプロトコルと、
上記固定セルフレームを処理するように構成されたアト秒マルチプレクサと、
アト秒マルチプレクサを介して、上記固定セルフレームを周回時間スロットに伝達するように構成されたデータバスであって、上記周回時間スロットが、周回時間スロットデジタル信号を介して、上記固定セルフレームをテラビット/秒の速度で上記バイラル分子ネットワークに伝送するように構成されている、データバスと、
位相ロックループ回路構成を有するローカル発振器と、
上記周回時間スロットデジタル信号を暗号化するように構成された暗号化回路と、
上記暗号化された周回時間スロットデジタル信号を時分割多元接続(TDMA)フレーム内に入れて、それによって、TDMA信号を作成するように構成されたTDMA回路と、
無線周波数(RF)のアップコンバータとダウンコンバータとの間の高速デジタル信号で上記TDMA信号を変調および復調するように構成されたモデムと、
ミリメートル波RF信号を作成するように構成されたRF増幅器と、
ミリメートル波RF信号を受信するように構成されたRF受信器と、
高出力電力ジャイロ進行波増幅器の出力間でミリメートル波RF信号を送受するように構成されたミリメートル波アンテナと、を備える、集積回路チップ。
[項目90]
上記ミリメートル波RF信号が、30GHz~3,300GHzのRF周波数を有する、項目89に記載のデバイス。

Claims (15)

  1. ミリメートル波技術を用いてネットワークを介してデータを無線通信するためのモバイルデバイスであって、前記モバイルデバイスは、
    複数のポートと、
    アプリケーションプログラミングインターフェース(API)と、
    ソフトウェアアプリケーションを格納するメモリと、
    前記複数のポート、前記API、および前記メモリに結合される集積回路とを備え、
    前記集積回路は、
    前記複数のポートのうちの1つにおいて前記ネットワークからデータパケットを受信し、
    前記データパケットを認証し、
    前記データパケットを、時分割多元接続フレームである固定セルフレーム内にカプセル化し、
    前記ミリメートル波技術を用いて前記ネットワークに前記固定セルフレームを送信するようにプログラミングされたものである
    モバイルデバイス。
  2. 多数のデータレートで前記複数のポート間で前記データパケットを移動させるように構成されるスイッチをさらに備える、
    請求項1に記載のモバイルデバイス。
  3. 前記集積回路は、前記データパケットを認証するために前記ソフトウェアアプリケーションを実行する
    請求項1に記載のモバイルデバイス。
  4. 前記集積回路は、前記データパケットを暗号化するために前記ソフトウェアアプリケーションを実行する
    請求項1から3のいずれか一項に記載のモバイルデバイス。
  5. 前記集積回路は、高速デジタル変調器および復調器に結合される
    請求項1から3のいずれか一項に記載のモバイルデバイス。
  6. 前記集積回路は、クロックおよび同期モジュールに結合される
    請求項1から3のいずれか一項に記載のモバイルデバイス。
  7. 前記集積回路は、ネットワーク管理モジュールに結合される
    請求項1から3のいずれか一項に記載のモバイルデバイス。
  8. 前記集積回路は、無線周波数ミリメートル波(RFミリメートル波)を送信および受信するように構成されるトランシーバに結合される
    請求項1から3のいずれか一項に記載のモバイルデバイス。
  9. 前記RFミリメートル波は、30GHzと3300GHzとの間の周波数で動作する
    請求項8に記載のモバイルデバイス。
  10. 前記RFミリメートル波は、ジャイロ進行波増幅器とRFミリメートルアンテナ中継器増幅器との間で送信される
    請求項8に記載のモバイルデバイス。
  11. ミリメートル波技術を用いてネットワークを介してデータを無線通信するためのモバイルデバイスであって、前記モバイルデバイスは、
    複数のポートと、
    ソフトウェアアプリケーションを格納するメモリと、
    前記ソフトウェアアプリケーションへのデータアクセスを可能にするように構成されるアプリケーションプログラミングインターフェース(API)と、
    クロックおよび同期モジュールと、
    ネットワーク管理モジュールと、
    無線周波数ミリメートル波(RFミリメートル波)を送信および受信するように構成されるトランシーバと、
    前記複数のポート、前記メモリ、前記API、前記クロックおよび同期モジュール、前記ネットワーク管理モジュール、および前記トランシーバに結合される集積回路とを備え、
    前記集積回路は、
    前記複数のポートのうちの1つにおいて前記ネットワークからデータパケットを受信し、
    前記ソフトウェアアプリケーションを実行することにより前記データパケットを認証し、
    前記ソフトウェアアプリケーションを実行することにより、前記データパケットを、時分割多元接続フレームである固定セルフレーム内にカプセル化し、
    多数のデータレートで前記複数のポート間で前記データパケットを移動させ、
    前記ミリメートル波技術を用いて前記固定セルフレームを前記ネットワークに送信するようにプログラミングされたものである
    モバイルデバイス。
  12. スイッチをさらに備え、
    前記集積回路は、前記スイッチを用いて、多数のデータレートで前記複数のポート間で前記データパケットを移動させる
    請求項11に記載のモバイルデバイス。
  13. 前記集積回路は、前記トランシーバを用いて、前記固定セルフレームを前記ネットワークに送信する
    請求項11に記載のモバイルデバイス。
  14. 前記トランシーバは、前記RFミリメートル波を、ジャイロ進行波増幅器とRFミリメートルアンテナ中継器増幅器との間で送信するように構成される
    請求項11から13のいずれか一項に記載のモバイルデバイス。
  15. 前記RFミリメートル波は、30GHzと3300GHzとの間の周波数を有する
    請求項11から13のいずれか一項に記載のモバイルデバイス。
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