KR20240066192A - 바이럴 분자 네트워크 아키텍처 및 설계 - Google Patents
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Abstract
본 개시는 무선 통신 디바이스, 고속, 고용량 전용 모바일 네트워크 시스템, 및 Attobahn IWIC 칩을 갖춘 소정의 터치 디바이스 및 V 이동국, 나노 이동국, 아토 이동국, 프로토닉 스위치, 핵 스위치 RF 신호를 수신 및 재증폭하여 재송신하는 전 세계에 걸친 도시, 교외, 및 마을에 걸쳐 특수한 설계 그리드 양식으로 자이로 TWA 초고전력 증폭기 반복 디바이스를 사용하는 밀리미터파 RF[주파수 대역은, 밀리미터파 스펙트럼의 상단에서 그리고 적외선 스펙트럼 안으로, 대략 30 내지 3300 기가헤르쯔(GHz) 범위 내에 있음] 시스템 아키텍처를 활용하여 엔드 유저에게 분자 네트워크를 통해 정보 스트림을 송신하기 위한 방법에 관한 것이다. 본 인클로저는 IEEE 802 LAN, ATM 또는 TCP/IP 연결 지향 표준 및 프로토콜을 사용하지 않고 상기 언급된 기능을 수행한다.
Description
현재의 인터넷 전세계 네트워크는 사반세기 더 이전에 개발된 기술에 기초한다. 이들 기술의 주요 부분은, 데이터, 음성 및 비디오의 통합 레벨로서 기능하는 인터넷 프로토콜 - 송신 제어 프로토콜/인터넷 프로토콜(Transmission Control Protocol/Internet Protocol: TCP/IP) 전송 라우터 시스템이다. 인터넷을 괴롭히는 문제는, 음성 및 비디오를, 인간과의 상호 작용을 위해 이들 두 애플리케이션이 필요로 하는 고품질의 성능으로 적절하게 수용할 수 없다는 것이다. 다양한 길이의 패킷 사이즈, 긴 라우터 노드 지연, 및 IP 라우터의 예측 불가능한 동적 전송 경로는 연장된 및 다양한 레이턴시로 나타나게 된다.
엔드 유저가 다운로드하는 비디오 클립 또는 영화를 기다릴 때, 이 예측 불가능성, 연장된 그리고 불안정한 레이턴시는, 나쁜 품질의 음성 대화 및 악명 높은 "버퍼" 휠과 같은, 음성 및 비디오 애플리케이션에 대해 부정적인 영향을 끼친다. 짜증나게 하는 고르지 못한 음성 통화, 비디오 및 영화가 재생될 때의 그들의 중단, 화상 회의 동안 픽쳐의 급격한 움직임 외에, 이들 문제점은, 새로운 4K/5K/8K 초고선명 텔레비전 신호, 스튜디오 품질의 실시간 뉴스 보도 및 실시간의 3D 초고선명 비디오/인터랙티브 스타디움 스포츠 경기(NFL, NBA, MLB, NHL, 축구, 크리켓, 운동 경기 이벤트, 테니스 등) 환경으로 이동하는 IP의 협대역 아키텍처로 배가된다.
또한, 고해상도 그래픽 및 기업 미션 크리티컬 애플리케이션(corporate mission critical application)은, 인터넷 TCP/IP 네트워크를 통과할 때, 서비스 및 애플리케이션과 동일한 운명을 겪는다. 이들 아주 인기있는 애플리케이션에 대한 IP 라우팅의 결함은, 소비자와 기업 둘 모두에 대해 일관성 없는 서비스 품질을 제공하는 전세계 인터넷으로 나타나게 되었다. 현존하는 인터넷 네트워크는, 원래, 협대역 데이터용으로 그리고 고용량 음성, 비디오, 인터랙티브 비디오 회의, 실시간 TV 뉴스 보도 및 스트리밍 비디오, 고용량 미션 크리티컬 기업 운영 데이터, 또는 동적 환경에서의 고해상도 그래픽을 전달하지 않도록 설계된 저품질 소비자 네트워크로서 분류될 수 있다. 전 세계적 인터넷 기반 구조는, 상당한 네트워크 성능 불일치 및 다양한 품질 문제를 가지고 주요 산업 국가에서부터 소규모 개발 도상국에 이르기까지 발전해 왔다.
소형화하는 컴퓨팅 세계의 디바이스가 수십억명의 인간 집단 속으로 신속하게 확산됨에 따라, IP 기반 네트워크의 하드웨어 및 소프트웨어 제조 업자는 수십 년에 걸쳐 일련의 불일치하는 하드웨어 및 기술을 조잡하게 꿰맞추어 왔고, 그 결과 인류의 위대한 이동성 및 그들의 새로운 기술적 경험과 상호 작용하는 그들의 방식을 수용하도록 무선 디바이스의 신속한 확산으로 나타나게 되었다.
컴퓨팅 프로세싱 및 메모리가 제공하는 규모 및 범위의 경제성을 더한, 기술 세계의 상기 언급된 역동성 전체; 소프트웨어 코딩의 계층화 및 단순성은 마이크로소프트(Microsoft) 하에서 제어 및 제한되도록 사용되었던 앱의 새로운 세계를 창조하였고, 그에 의해, 말 그대로 매년 수만 개의 이들 앱이 개발되었고; 광대한 수의 소비자 컴퓨팅 디바이스 및 용도는 광 범위를 넘어서는 속도 및 대역폭에 대한 전세계적인 갈망으로 나타나게 되었다. 이 카테고리 5 토네이도와 같은 소비자 기술 혁명이 전세계 인터넷을 심하게 약화시키지만, 지역 전화 사업자(Local Exchange Carrier: LEC), 교환국간 통신 사업자(Inter-Exchange Carrier: IXC), 국제 전화 사업자(International Carrier: IC), 인터넷 서비스 공급자(ISP), 케이블 공급자, 및 네트워크 하드웨어 제조업자는, 시간당 250 마일의 대규모 기술 토네이도를 진압하기 위해, 롱 텀 에볼루션(long term evolution: LTE) 및 5G 셀 전화 기반 네트워크 및 IP 네트워킹 하드웨어와 같은 대역 지원 솔루션을 구현 및 개발하려고 다투고 있다.
현재의 인터넷 통신 네트워크는, 근거리 통신망(Local Area Network) 레이어 2 MAC 프레임에 캡슐화되고, 그 다음, 프레임 릴레이 또는 비동기 전송 모드(Asynchronous Transfer Mode: ATM) 프로토콜에 배치되어 광역 네트워크를 통과하는 TCP/IP 패킷에서 음성, 데이터 및 비디오를 전송한다. 이들 일련의 표준 프로토콜은 원래의 데이터 정보에 엄청난 양의 오버헤드를 추가한다. 이러한 타입의 네트워크 아키텍처는, 광대역폭 비디오 및 멀티미디어 애플리케이션의 열악한 네트워크 성능으로 나타나는 비효율성을 발생시킨다. 인터넷, 교환국간 통신 사업자(IXC), 지역 전화 사업자(LEC), 서비스 공급자(ISP), 및 클라우드 기반 서비스 공급자 네트워크 아키텍처 및 기반 구조를 지배하는 것은 매우 비효율적인 이들 프로토콜이다. 순수 효과는, 고품질의 성능을 갖춘 4K/5K/8K 초고선명 TV에서의 발전 및 음성, 비디오 및 새로운 고용량 애플리케이션의 요구 사항을 충족할 수 없는 인터넷이다.
고용량, 광대역폭 서비스의 분배에 영향을 미치는 다른 문제점은 광섬유 케이블을 가정까지 설치하는 비용이 매우 높다는 것이다. 많은 기술 전문가들은, 광대역폭 무선 서비스가 가정까지의 국소적 액세스 광섬유 서비스를 대체할 올바른 솔루션이라는 것을 인식하였다. 무선 솔루션에서의 문제점은, 현존하는 마이크로파 스펙트럼이 혼잡하다는 것이다. 따라서, 통신 회사 및 인터넷 서비스 공급자(ISP)는 밀리미터파(mmW) 송신 기술로 그들의 관심을 돌렸다.
mmW 송신에서의 문제점은, 대기 조건에 기인하는 매우 짧은 거리에 걸친 RF 신호 열화이다. 무선 LAN IEEE 802.11ad WiGi 기술은 대역폭 크런치 문제를 해결하기 위한 하나의 시도이지만 그러나 이 기술은 룸(room)의 로컬 영역 또는 빌딩의 경계로 제한되며 긴 거리에 걸친 통신 서비스를 제공할 수 없다. 따라서, 음성; 비디오; 새로운 고용량 애플리케이션의 요구 사항; 및 고품질 성능을 갖춘 4K/5K/8K 초고선명 TV에서의 발전을 충족하기 위해서는, 30 내지 300㎓ 사이의 이들 주파수 및 더 높은 주파수의 RF 송신 거리를 확장시키는 광대역폭 mmW 송신 솔루션에 대한 필요성이 존재한다. Attobahn 밀리미터(mmW) 무선 주파수(Radio Frequency: RF) 아키텍처는, 상기 언급된 서비스를 지원하며 30 내지 3300㎓ 사이의 이들 주파수의 RF 송신 거리를 확장하는 mmW 송신 기술 솔루션을 제공한다.
과거에, 다른 것들은 TCP/IP, IEEE 802 LAN, ATM 및 TCP/IP의 고도로 계층화된 표준을 향상시키는 것 및 실시간 프로토콜(Real Time Protocol: RTP), 실시간 스트리밍 프로토콜(Real Time Streaming Protocol: RTSP), 및 IP를 통해 실행하는 실시간 제어 프로토콜(Real Time Control Protocol: RTCP)과 같은 프로토콜의 패치 워크를 사용하여 인터넷 전화(Voice Over IP), 비디오 전송, 및 스트리밍 비디오의 채택으로 추가적인 프로토콜을 활용하는 것에 의해 인터넷 성능 문제를 해결하려고 시도하였다. 미국 특허 제5,440,551호와 같은 더 좁은 솔루션을 다루기 위한 몇몇 개발자 및 네트워크 설계자 설계의 다양한 접근법은 ATM 네트워크와 함께 사용하기 위한 멀티미디어 패킷 통신 시스템을 개시하는 데, 여기서 연결은 애플리케이션에 의해 요구되는 품질에 따라 자동적으로 그리고 동적으로 선택적으로 사용될 수 있고, 품질 클래스를 설정하기 위해 상이한 요구 품질의 복수의 통신이 수반된다. 그러나 ATM 표준 셀 프레임 포맷 및 연결 지향 프로토콜의 사용은 과도하게 계층화된 표준의 문제를 완화시키지 않는다.
추가적으로, 미국 특허 제7,376,713호는, 데이터를 복수의 패킷으로 분할하는 것 및 MAC 헤더의 사용에 의해 TCP/IP를 프로토콜로 사용하지 않으면서 데이터의 블록 단위로 사설 네트워크에서 데이터를 송신하기 위한 시스템, 장치 및 방법을 개시한다. 데이터는, 거의 모든 패킷이 섹터의 블록으로부터의 데이터를 포함할 것이다는 것을 보장하기 위해 스토리지 디바이스의 인접한 섹터에 저장되거나 또는 이러한 패킷의 수신 확인 응답이다. 다시, 연결 지향 프로토콜을 통한, 심지어 전용 또는 사설 네트워크에서의 가변 길이 데이터 블록, MAC 헤더 및 확인 응답의 사용은, 높은 계층화로 인해, IEEE 802 LAN, ATM 및 TCP/IP 표준 및 프로토콜의 버퍼링 및 대기열 지연을 완전히 완화하지는 않는다.
보다 최근에, 미국 특허 공개 번호 제2013/0051398 A1호는 중앙 프로세싱 유닛(CPU)를 통합하지 않는 그리고 외부 제어 서버와 함께 사용하기 위한 저부하 및 고속 제어 스위칭 노드를 개시한다. 설명된 프레이밍 포맷은 다양한 사이즈의 데이터 패킷을 수용하기 위해 두 개의 레이어로 제한된다. 그러나, 데이터를 이동시키기 위한 가변 길이 프레이밍 포맷의 사용 및 TCP/IP 스택의 부분적인 사용 및 MAC 주소 지정 스키마를 매치시키는 것은, 스위칭 노드에서 이들 종래의 그리고 과도하게 계층화된 프로토콜의 사용을 완화하지 않는다.
따라서, 4K/5K/8K 초고선명 비디오의 무선 송신, 스튜디오 품질 TV, 빠른 영화 다운로드, 3D 라이브 비디오 스트리밍 가상 현실 광대역 데이터, 실시간 키네틱 비디오 게임 멀티미디어, 실시간 3D 초고선명 비디오/인터랙티브 스타디움 스포츠 경기(NFL, NBA, MLB, NHL, 축구, 크리켓, 육상 경기, 테니스 등) 환경, 고해상도 그래픽, 및 기업용 미션 크리티컬 애플리케이션을 위한 고속 고용량의 네트워크 시스템에 대한 필요성이 남아 있다.
본 개시는, 채용(adoptive) 모바일 백본 및 액세스 레벨을 갖는 고속, 고용량의 초당 테라비트(terabits per second)(TBps)의 장거리 밀리미터파(mmW) 무선 네트워크인 바이럴 분자 네트워크(Viral Molecular Network)에 관한 것이다. 네트워크는, 세 가지 타입의 통신 디바이스를 사용하는 3 계층의 기반 구조(infrastructure), 미국의 전국적 네트워크 및 음성, 데이터, 비디오, 스튜디오 품질 및 4K/5K/8K 초고선명 텔레비전(TV) 및 멀티미디어 정보를 전송하기 위해 분자 시스템 연결성 아키텍처에서 세 가지 통신 디바이스를 활용하는 국제 네트워크로 구성된다.
네트워크는, (차량 내부, 사람, 가정, 회사 사무실 등에서) 최소 400개의 바이럴 궤도 차량(Viral Orbital Vehicle)(세 개의 디바이스인 V-ROVER(V 이동국), Nano-ROVER(나노 이동국) 및 Atto-ROVER(아토 이동국)으로 구성됨) 액세스 노드를 그들의 각각의 하나로 끌어당기고 그 다음 그들의 고용량 트래픽을 세 가지 통신 디바이스 중 세 번째인, 도시에서 통신 허브로서 작용하는 Nucleus Switch(핵 스위치)로 집중시키는 프로토닉 바디(protonic body)로서 작용하는 노드 시스템(nodal system)으로서 Protonic Switch(프로토닉 스위치)를 사용하는 분자 아키텍처를 중심으로 설계된다.
핵 스위치 통신 디바이스는 도시 내(intra city) 및 도시간(inter city) 코어 원격 통신 백본 양식으로 서로 연결된다. 세 가지 통신 디바이스(바이럴 궤도 차량(V 이동국, 나노 이동국 및 아토 이동국) 액세스 디바이스, 프로토닉 스위치 및 핵 스위치) 사이에서 정보를 전송하는 기본 네트워크 프로토콜은, 이들 디바이스가 음성, 데이터, 및 비디오 패킷의 트래픽을 아토초(atto-second) 시분할 다중 액세스(Time Division Multiple Access: TDMA) 프레임에서 초고속으로 스위칭하는 셀 프레이밍 프로토콜이다. 빠른 셀 기반 및 아토초 스위칭 및 TDMA 궤도 시간 슬롯 멀티플렉싱 각각에 대한 핵심은 이들 세 가지 디바이스의 주요 전자 회로부인 IWIC(Instinctive Wise Integrated Circuit: 본능적으로 현명한 집적 회로)로 칭해지는 특별히 설계된 집적 회로 칩이다.
바이럴 분자 네트워크 아키텍처는 세 가지의 상기 언급된 통신 디바이스와 관련되는 세 개의 네트워크 계층(tier)으로 구성된다:
액세스 네트워크 레이어(Access Network Layer: ANL)은 V 이동국, 나노 이동국 및 아토 이동국으로 칭해지는 바이럴 궤도 차량 액세스 노드 통신 디바이스와 상호 관련된다.
프로토닉 스위치 통신 디바이스와 상관되는 프로토닉 스위칭 레이어(Protonic Switching Layer: PSL).
핵 스위치 통신 디바이스와 상관되는 핵 스위칭 레이어(Nucleus Switching Layer: NSL).
바이럴 분자 네트워크는, 시스템, 네트워크 및 엔드 유저 사이에서 데이터를 전송함에 따라 네트워크 기반 구조가 실제로 이동하게 되는 진정한 모바일 네트워크이다. 네트워크의 액세스 네트워크 레이어(ANL) 및 프로토닉 스위칭 레이어(PSL)는, 네트워크가 동작할 때 차량 및 사람에 의해 전송(이동)되고 있다. 이 네트워크는, 셀룰러 네트워크가 고정된 위치(타워 및 스위칭 시스템은 고정된 위치에 있음)로부터 동작되고 이동하고 있는 것은 네트워크가 아니라 엔드 유저(셀폰, 태블릿, 랩탑 등)이다는 의미에서, 통신 사업자(carrier)에 의해 운영되는 셀룰러 전화 네트워크와는 상이하다. 바이럴 분자 네트워크의 경우, 전체 ANL 및 PSL이 이동하는데, 그 이유는 그들의 네트워크 디바이스가 자동차, 트럭, 기차 및 이동 중인 사람, 진짜 움직이는 네트워크 기반 구조에 있기 때문이다. 이것은 바이럴 분자 네트워크의 명확한 특징이다.
본 발명의 하나의 실시형태에서, 본 개시는 바이럴 분자 네트워크의 ANL에서 동작하는 바이럴 궤도 차량 액세스 노드에 관한 것이다.
액세스 네트워크 레이어
바이럴 궤도 차량 아키텍처(V 이동국, 나노 이동국 및 아토 이동국)
액세스 네트워크 레이어(ANL)는 고객을 위한 네트워크의 터치 포인트인 바이럴 궤도 차량(V 이동국, 나노 이동국 및 아토 이동국)로 구성된다. V 이동국, 나노 이동국 및 아토 이동국은 고객 정보 스트림을, 음성; 데이터; 및 비디오의 형태로 WiFi 및 WiGi 및 WiGi 디지털 스트림; HDMI; USB; RJ45; RJ45; 및 임의의 타입의 고속 데이터 및 디지털 인터페이스로부터 직접적으로 수집한다. 수신된 고객의 정보 스트림은 고정 사이즈의 셀 프레임(60 바이트 페이로드 및 10 바이트 헤더)에 배치되는데, 그 다음, 그 셀 프레임은 아토초 범위에서 기능하는 시분할 다중 액세스(TDMA) 궤도 시간 슬롯(orbital time-slot: OTS)에 배치된다. 이들 OTS는 초당 테라비트(TBps) 범위에서 동작하는 초고속 디지털 스트림으로 인터리빙된다. 바이럴 궤도 차량(V 이동국, 나노 이동국 및 아토 이동국)의 WiFi 및 WiGi 인터페이스는 802.11b/g/n 안테나를 통한다.
바이럴 궤도 차량(V 이동국, 나노 이동국 및 아토 이동국) 아토초 멀티플렉서(Atto-Second Multiplexer: ASM)
바이럴 궤도 차량(V 이동국, 나노 이동국, 및 아토 이동국)은, 기본적으로, 디바이스의 포트로 들어가는 모든 정보 신호의 셀 기반 프레이밍을 제공하는 IWIC 칩과 함께 설계된다. 각각의 포트로부터의 셀 프레임은, 매우 빠른 레이트에서 궤도 시간 슬롯에 배치되고, 그 다음, 초고속 디지털 스트림에 인터리빙된다. 셀 프레임은 매우 낮은 오버헤드 프레임 길이를 사용하며 프로토닉 스위칭 노드(PSL)에서 자신의 지정된 먼 포트를 할당받는다. 포트의 데이터 디지털 스트림을 프레임화하고 그들을 TDMA 아토초 시간 슬롯으로 멀티플렉싱하는 전체 프로세스는 아토초 멀티플레싱(ASM)으로 칭해진다.
바이럴 궤도 차량 포트 인터페이스
바이럴 궤도 차량(V 이동국, 나노 이동국 및 아토 이동국) 포트는, USB 포트로 제한되지 않는; 그리고 고선명 멀티미디어 인터페이스(high-definition multimedia interface: HDMI) 포트; 이더넷 포트, RJ 45 모듈 커넥터; IEEE 1394 인터페이스(FireWire(파이어와이어)로도 또한 알려짐) 및/또는 단거리 통신 포트 예컨대 바이럴 분자 네트워크 애플리케이션 프로그래머블 인터페이스(AAPI); 인터넷 전화(Voice Over IP: VOIP); 또는 비디오 IP 패킷으로부터의 TCP/IP 패킷 또는 데이터 스트림을 반송하는 WiFi 및 WiGi; 블루투스(Bluetooth); 지그비(Zigbee); 근접장 통신(near field communication); 또는 적외선 인터페이스일 수 있는 근거리 통신망(LAN) 인터페이스로부터, 64 Kbps 내지 10 GBps까지의 범위에 이르는 고속 데이터 스트림을 수용할 수 있다.
바이럴 궤도 차량(V 이동국, 나노 이동국 및 아토 이동국)은, WiFi 및 WiGi 디바이스 데이터 스트림을 수용하고 그들의 데이터를 네트워크를 통해 이동시키기 위해, WiFi 및 WiGi 성능을 구비한다(항상 포트 1). WiFi 및 WiGi 포트는 자신의 범위 내의 모든 WiFi 및 WiGi 디바이스에 대한 핫스팟 액세스 포인트로서 작용한다. WiFi 및 WiGi 입력 데이터는 셀 프레임으로 변환되고 OTS 프로세스 및 후속하여 ASM 멀티플렉싱 스키마로 전달된다.
바이럴 궤도 차량(V 이동국, 나노 이동국, 및 아토 이동국)은 자신의 포트 입력 데이터 스트림 패킷 헤더(예컨대 IP 또는 MAC 어드레스) 중 어떤 것도 판독하지 않으며, 그것은 단순히 데이터 스트림을 취하고 그들을 70 바이트 셀 프레임으로 자르고 원시 데이터를 자신의 입력으로부터 종단 바이럴 궤도 차량 종료 포트로 전송하는데, 종단 바이럴 궤도 차량 종료 포트는 그것을 지정된 종단 네트워크 또는 시스템으로 전달한다. 바이럴 궤도 차량이 정보 스트림 패킷 헤더 비트를 판독하거나 또는 IP 또는 어떤 다른 패킷 프레이밍 방법론을 기반으로 이들 데이터 스트림을 라우팅하도록 시도하는 데 시간을 소비하지 않는다는 사실은, 액세스 바이럴 궤도 차량 ASM을 통한 극소의 지연 시간이 있다는 것을 의미한다.
바이럴 궤도 차량(V 이동국, 나노 이동국 및 아토 이동국) ASM 스위칭 기능
바이럴 궤도 차량은 또한, 자신의 포트 중 하나에 대해 지정되지 않은 정보(음성, 비디오 및 데이터)에 대한 통과 스위칭 디바이스(transit switching device)로서 역할을 한다. 디바이스는 자신의 포트 지정 어드레스에 대한 셀 프레임 헤더를 지속적으로 판독한다. 그것이 이동국 지정 프레임 헤더에서 자신의 지정 어드레스 중 어떤 것도 보지 못하면, 그것은 단순히, 디지털 스트림을 자신의 이웃하는 바이럴 궤도 차량으로 통과시키는 자신의 광역 포트 중 하나로 모든 셀을 전달한다. 이동국 네트워킹 기술의 이러한 빠른 룩업 배열은, 디바이스 및 후속하여 전체 바이럴 네트워크 전체를 통한 통과 지연 시간을 다시 한번 감소시킨다. 이들 감소된 오버헤드 프레임 및 오버헤드 프레임의 길이는, 작은 고정된 사이즈의 셀 프로세스 및 고정된 하드에 내장된(hard-wired) 채널/시간 슬롯 TDMA ASM 멀티플렉싱 기술과 조합하여, 디바이스를 통한 레이턴시를 감소시키고 네트워크에서의 데이터 속도 스루풋을 증가시킨다.
바이럴 궤도 차량은, 그것이 위치되는 네트워크 분자의 프로토닉 스위칭 레이어에서 주(primary) 프로토닉 스위치에 의해 항상 채택된다. 바이럴 궤도 차량은 최소 5 마일 반경 내에서 가장 가까운 프로토닉 스위치를 자신의 주 어답터(primary adopter)로서 선택한다. 동시에 바이럴 궤도 차량(V 이동국, 나노 이동국 및 아토 이동국)은 자신의 보조 어답터로서 다음으로 가장 가까운 프로토닉 스위치를 선택하고, 그 결과, 자신의 주 어답터가 고장나면, 그것은 자신의 업스트림 데이터 모두를 보조 어답터로 자동적으로 펌핑한다. 이 프로세스는 바이럴 궤도 차량을 발신, 종단, 또는 통과하는 모든 유저 트래픽에 대해 투명하게 수행된다. 따라서, 이 레이어에서 네트워크에서의 장애 동안 엔드 유저 트래픽에 대한 중단은 없다. 그러므로, 바이럴 궤도 차량(V 이동국, 나노 이동국 및 아토 이동국)과 그들의 프로토닉 스위치 어답터의 이러한 바이럴 채택 및 탄력성은, 고성능 네트워킹 환경을 제공한다.
네트워크로 구축되는 이들 설계 및 네트워킹 전략은, 자신의 액세스 레이어로부터 시작하여, 바이럴 분자 네트워크를 가장 빠른 데이터 스위칭 및 전송 네트워크로 만들고 그것을 다른 네트워크, 예컨대 5G 및 수많은 타입의 일반적인 통신 사업자 및 기업과 분리시키는 것이다.
바이럴 궤도 차량(V 이동국, 나노 이동국 및 아토 이동국) 무선 주파수 시스템
바이럴 궤도 차량(V 이동국, 나노 이동국, 및 아토 이동국) 송신 스키마는, 마이크로파 대역의 울트라 하이 엔드에서 동작하는, 고주파 전자기 무선 신호에 기초한다. 주파수 대역은, 마이크로파 스펙트럼의 상위 엔드에 있는 그리고 적외선 스펙트럼 안까지의, 대략 30 내지 3300 기가헤르쯔 범위에 있다. 이 대역 할당은 FCC 제한 동작 대역의 밖에 있으며, 따라서 바이럴 분자 네트워크가 자신의 테라비트 디지털 스트림을 위해 넓은 대역폭을 활용하는 것을 허용한다. 바이럴 궤도 차량의 RF 섹션은, RF 송신기/수신기로의 자신의 중간 주파수(Intermediate Frequency: IF)를 위해 광대역의 64 내지 4096 비트 직교 진폭 변조(Quadrature Amplitude Modulation: QAM) 변조기/복조기를 사용한다. 전력 송신 와트수 출력은, 복조기로부터의 복원된 디지털 스트림이, 1조 비트마다 하나의 비트 에러인 1조 분의 1의 비트 에러율(Bit Error Rate: BER) 범위 내에 있는 것을 허용하는 데시벨(dB) 레벨을 가지고 신호가 수신되도록 충분히 높다. 이것은, 데이터 스루풋이 장기적인 기반에 걸쳐 매우 높은 것을 보장한다.
V 이동국 RF 섹션은, 각각, 초당 40 기가비트(GBbs)에서 이어지는 네(4) 개의 디지털 스트림을 변조할 것인데, 총 160 GBps의 총 스루풋을 갖는다. 이들 네 개의 디지털 스트림의 각각은 64 내지 4096 비트 QAM 변조기로 변조되고 RF 반송파에 배치되는 IF 신호로 변환된다.
나노 이동국 및 아토 이동국 RF 섹션은, 각각, 초당 40 기가비트(GBbs)에서 이어지는 두(2) 개의 디지털 스트림을 변조할 것인데, 총 80 GBps의 총 스루풋을 갖는다. 이들 두 개의 디지털 스트림의 각각은 64 내지 4096 비트 QAM 변조기로 변조되고 RF 반송파에 배치되는 IF 신호로 변환된다.
바이럴 궤도 차량(V 이동국, 나노 이동국, 및 아토 이동국) 클럭 및 동기화
바이럴 궤도 차량(V 이동국, 나노 이동국 및 아토 이동국)은, 자신의 수신 및 송신 데이터 디지털 스트림을, 전국적(national) 바이럴 분자 네트워크 기준 원자 발진기(national viral molecular network reference atomic oscillator)에 동기화시킨다. 기준 발진기는 자신의 표준으로서 전지구 위치 결정 시스템(Global Positioning System)에 결부된다. 모든 바이럴 궤도 차량은, 전체 액세스 네트워크가 네트워크의 프로토닉 스위칭 및 핵 레이어에 동기화되도록, 복원된 클럭 포메이션(recovered clock formation)에서 구성된다. 이것은, 액세스 레벨에서의 네트워크의 비트 에러율(BER)이 대략 1,000,000,000,000분의 1일 것이다는 것을 보장할 것이다.
액세스 디바이스는, 자신의 내부 위상 동기 루프(Phase Lock Loop: PLL)를 사용하는 것에 의해 디지털 클럭킹 신호를 복원하여 국부 발진기를 제어하기 위해, 64 내지 4096 비트 QAM 모뎀에서 중간 주파수(intermediate frequency: IF) 신호를 사용한다. 그 다음, 위상 동기식 국부 발진기는, 셀 프레이밍 포맷팅 및 스위칭; 궤도 시간 슬롯 할당; 및 아토초 멀티플렉싱을 구동하는 IWIC 칩에 분배되는 여러 가지 클럭킹 신호를 생성한다. 또한, 네트워크는, 엔드 유저 및 액세스 시스템에서의 유도된 클럭 신호를, 바이럴 궤도 차량의 액세스 포트로의 디지털 데이터 스트림, VOIP 음성 패킷, IP 데이터 패킷/MAC 프레임, 네이티브 AAPI 음성 및 비디오 신호와 동기화한다.
엔드 유저 애플리케이션
바이럴 궤도 차량(V 이동국, 나노 이동국 및 아토 이동국)에 연결되는 엔드 유저는 다음 애플리케이션을 실행할 수 있을 것이다:
인터넷 액세스
차량 온보드 진단
비디오 및 영화 다운로드
신규 영화 릴리스 배급
온넷 셀폰 통화
라이브 비디오/TV 분배
라이브 비디오/TV 방송
고해상도 그래픽
모바일 화상 회의
호스트 대 호스트
개인 기업 네트워크 서비스
개인 클라우드
개인 소셜 미디어
개인 인포메일
개인 인포테인먼트(PERSONAL INFOTAINMENT)
가상 현실 디스플레이 인터페이스 및 네트워크 서비스
지능형 운송 네트워크 서비스(INTELLIGENT TRANSPORTATION NETWORK SERVICE: ITS)
자율 차량 네트워크 서비스
위치 기반 서비스
바이럴 궤도 차량 - V 이동국 액세스 노드 - 은 다음을 갖는 하우징으로 이루어진다:
한 개(1) 내지 여덟 개(8)의 물리적 USB; (HDMI) 포트; 이더넷 포트, RJ45 모듈식 커넥터; IEEE 1394 인터페이스(파이어와이어로도 또한 알려짐) 및/또는 단거리 통신 포트 예컨대 블루투스; 지그비; 근접장 통신; WiFi 및 WiGi; 및 적외선 인터페이스.
이들 물리 포트는 엔드 유저 정보를 수신한다. 고객 정보는, 랩탑, 데스크탑, 서버, 메인 프레임 또는 수퍼 컴퓨터일 수 있는 컴퓨터; WiFi 또는 직접 케이블 연결을 통한 태블릿; 셀폰; 음성 오디오 시스템; 비디오 서버로부터의 분배 및 방송 비디오; 방송 TV; 라디오 방송국 스테레오 오디오; Attobahn 모바일 셀폰 통화; 뉴스 TV 스튜디오 품질 TV 시스템 비디오 신호; 3D 스포츠 이벤트 TV 카메라 신호, 4K/5K/8K 초고선명 TV 신호; 영화 다운로드 정보 신호; 현장 내에서의 실시간 TV 뉴스 보도 비디오 스트림; 방송 영화 씨네마 씨어터 네트워크 비디오 신호; 근거리 통신망 디지털 스트림; 게임 콘솔; 가상 현실 데이터; 키네틱 시스템 데이터; 인터넷 TCP/IP 데이터; 비표준 데이터; 주거 및 상업용 빌딩 보안 시스템 데이터; 원격 로봇식 제조 머신 디바이스 신호 및 커맨드를 위한 원격 제어 텔레메트리 시스템 정보; 빌딩 관리 및 운영 시스템 데이터; 가정용 전자 시스템 및 디바이스를 포함하는 그러나 이것으로 제한되지는 않는 사물 인터넷 데이터 스트림; 홈 어플라이언스 관리 및 제어 신호; 작업 현장(factory floor) 기계류 시스템 성능 모니터링, 관리; 및 제어 신호 데이터; 개인 전자 디바이스 데이터 신호; 등등으로부터 유래한다.
상기 언급된 다수의 고객 데이터 디지털 스트림이 V 이동국 액세스 노드 포트 인터페이스를 통과한 이후, 그들은, 모든 디지털 데이터 신호의 타이밍을 맞추고 동기화하기 위해 디바이스 회로부를 통해 분배되는 위상 동기 루프(PLL) 복원 클럭 신호에 동기화되는 내부 발진기 디지털 펄스에 의해 자신의 본능적으로 현명한 집적 회로(Instinctively Wise Integrated Circuit: IWIC) 게이트로 클럭킹된다(clocked). 그 다음, 고객 디지털 스트림은 바이럴 분자 네트워크의 포맷된 70 바이트 셀 프레임 안으로 캡슐화된다. 이들 셀 프레임은, 60 바이트의 셀 페이로드와 함께, 10 바이트로 구성되는 셀 시퀀싱 번호, 소스 및 목적지 어드레스, 및 스위칭 관리 제어 헤더를 갖추고 있다.
V 이동국 CPU 클라우드 스토리지 및 디스플레이 성능
V 이동국은, Attobahn 분산형 바이럴 클라우드 기술을 관리하기 위한 멀티 코어 중앙 프로세싱 유닛(CPU), 유닛 디스플레이 및 터치스크린 기능; 네트워크 관리(SNMP); 및 시스템 성능 모니터링을 갖추고 있다.
바이럴 궤도 차량 - 다음을 갖는 하우징을 포함하는 나노 이동국 액세스 노드:
한 개(1) 내지 네 개(4)의 물리적 USB; (HDMI) 포트; 이더넷 포트, RJ45 모듈식 커넥터; IEEE 1394 인터페이스(파이어와이어로도 또한 알려짐) 및/또는 단거리 통신 포트 예컨대 블루투스; 지그비; 근접장 통신; WiFi 및 WiGi; 및 적외선 인터페이스. 이들 물리 포트는 엔드 유저 정보를 수신한다.
고객 정보는, 랩탑, 데스크탑, 서버, 메인 프레임 또는 수퍼 컴퓨터일 수 있는 컴퓨터; WiFi 또는 직접 케이블 연결을 통한 태블릿; 셀폰; 음성 오디오 시스템; 비디오 서버로부터의 분배 및 방송 비디오; 방송 TV; 라디오 방송국 스테레오 오디오; Attobahn 모바일 셀폰 통화; 뉴스 TV 스튜디오 품질 TV 시스템 비디오 신호; 3D 스포츠 이벤트 TV 카메라 신호, 4K/5K/8K 초고선명 TV 신호; 영화 다운로드 정보 신호; 현장 내에서의 실시간 TV 뉴스 보도 비디오 스트림; 방송 영화 씨네마 씨어터 네트워크 비디오 신호; 근거리 통신망 디지털 스트림; 게임 콘솔; 가상 현실 데이터; 키네틱 시스템 데이터; 인터넷 TCP/IP 데이터; 비표준 데이터; 주거 및 상업용 빌딩 보안 시스템 데이터; 원격 로봇식 제조 머신 디바이스 신호 및 커맨드를 위한 원격 제어 텔레메트리 시스템 정보; 빌딩 관리 및 운영 시스템 데이터; 가정용 전자 시스템 및 디바이스를 포함하는 그러나 이것으로 제한되지는 않는 사물 인터넷 데이터 스트림; 홈 어플라이언스 관리 및 제어 신호; 작업 현장 기계류 시스템 성능 모니터링, 관리; 및 제어 신호 데이터; 개인 전자 디바이스 데이터 신호; 등등으로부터 유래한다.
상기 언급된 다수의 고객 데이터 디지털 스트림이 나노 이동국 액세스 노드 포트 인터페이스를 통과한 이후, 그들은, 모든 디지털 데이터 신호의 타이밍을 맞추고 동기화하기 위해 디바이스 회로부를 통해 분배되는 위상 동기 루프(PLL) 복원 클럭 신호에 동기화되는 내부 발진기 디지털 펄스에 의해 자신의 본능적으로 현명한 집적 회로(IWIC) 게이트로 클럭킹된다. 그 다음, 고객 디지털 스트림은 바이럴 분자 네트워크의 포맷된 70 바이트 셀 프레임 안으로 캡슐화된다. 이들 셀 프레임은, 60 바이트의 셀 페이로드와 함께, 10 바이트로 구성되는 셀 시퀀싱 번호, 소스 및 목적지 어드레스, 및 스위칭 관리 제어 헤더를 갖추고 있다.
나노 이동국 CPU 클라우드 스토리지 및 디스플레이 성능
나노 이동국은, Attobahn 분산형 바이럴 클라우드 기술을 관리하기 위한 멀티 코어 중앙 프로세싱 유닛(CPU), 유닛 디스플레이 및 터치스크린 기능; 네트워크 관리(SNMP); 및 시스템 성능 모니터링을 갖추고 있다.
바이럴 궤도 차량 - V 이동국 액세스 노드 - 은 다음을 갖는 하우징으로 이루어진다:
아토 이동국: 한 개(1) 내지 네 개(4)의 물리적 USB; (HDMI) 포트; 이더넷 포트, RJ45 모듈식 커넥터; IEEE 1394 인터페이스(파이어와이어로도 또한 알려짐) 및/또는 단거리 통신 포트 예컨대 블루투스; 지그비; 근접장 통신; WiFi 및 WiGi; 및 적외선 인터페이스. 이들 물리 포트는 엔드 유저 정보를 수신한다.
고객 정보는, 랩탑, 데스크탑, 서버, 메인 프레임 또는 수퍼 컴퓨터일 수 있는 컴퓨터; WiFi 또는 직접 케이블 연결을 통한 태블릿; 셀폰; 음성 오디오 시스템; 비디오 서버로부터의 분배 및 방송 비디오; 방송 TV; 라디오 방송국 스테레오 오디오; Attobahn 모바일 셀폰 통화; 뉴스 TV 스튜디오 품질 TV 시스템 비디오 신호; 3D 스포츠 이벤트 TV 카메라 신호, 4K/5K/8K 초고선명 TV 신호; 영화 다운로드 정보 신호; 현장 내에서의 실시간 TV 뉴스 보도 비디오 스트림; 방송 영화 씨네마 씨어터 네트워크 비디오 신호; 근거리 통신망 디지털 스트림; 게임 콘솔; 가상 현실 데이터; 키네틱 시스템 데이터; 인터넷 TCP/IP 데이터; 비표준 데이터; 주거 및 상업용 빌딩 보안 시스템 데이터; 원격 로봇식 제조 머신 디바이스 신호 및 커맨드를 위한 원격 제어 텔레메트리 시스템 정보; 빌딩 관리 및 운영 시스템 데이터; 가정용 전자 시스템 및 디바이스를 포함하는 그러나 이것으로 제한되지는 않는 사물 인터넷 데이터 스트림; 홈 어플라이언스 관리 및 제어 신호; 작업 현장 기계류 시스템 성능 모니터링, 관리; 및 제어 신호 데이터; 개인 전자 디바이스 데이터 신호; 등등으로부터 유래한다.
상기 언급된 다수의 고객 데이터 디지털 스트림이 나노 이동국 액세스 노드 포트 인터페이스를 통과한 이후, 그들은, 모든 디지털 데이터 신호의 타이밍을 맞추고 동기화하기 위해 디바이스 회로부를 통해 분배되는 위상 동기 루프(PLL) 복원 클럭 신호에 동기화되는 내부 발진기 디지털 펄스에 의해 자신의 본능적으로 현명한 집적 회로(IWIC) 게이트로 클럭킹된다. 그 다음, 고객 디지털 스트림은 바이럴 분자 네트워크의 포맷된 70 바이트 셀 프레임 안으로 캡슐화된다. 이들 셀 프레임은, 60 바이트의 셀 페이로드와 함께, 10 바이트로 구성되는 셀 시퀀싱 번호, 소스 및 목적지 어드레스, 및 스위칭 관리 제어 헤더를 갖추고 있다.
아토 이동국 CPU 클라우드 스토리지 및 디스플레이 성능
아토 이동국은, 다음으로 구성되는, P2 기술(P2 = Personal & Private)을 관리하기 위한 멀티 코어 중앙 프로세싱 유닛(CPU)을 갖추고 있다:
개인 클라우드 스토리지
개인 클라우드 앱(APP)
개인 소셜 미디어 스토리지
개인 소셜 미디어 앱
개인 인포메일 스토리지
개인 인포메일 앱
개인 인포테인먼트 스토리지
개인 인포테인먼트 앱
가상 현실 인터페이스
게임 앱
아토 이동국 CPU는 또한, 클라우드 기술; 유닛 디스플레이 및 터치스크린 기능; 스테레오 오디오 제어, 카메라 기능; 네트워크 관리(SNMP); 및 시스템 성능 모니터링에 대한 유저의 요청 및 정보를 프로세싱하는 것을 담당한다.
본능적으로 현명한 집적 회로(IWIC) - V 이동국
V 이동국 액세스 노드 디바이스 하우징 실시형태는 바이럴 분자 네트워크로의 70 바이트 셀 프레임을 IWIC 안으로 배치하는 기능을 포함한다. IWIC는 바이럴 궤도 차량(V 이동국, 나노 이동국 및 아토 이동국)의 셀 스위칭 패브릭(cell switching fabric)이다. 이 칩은 테라헤르쯔 주파수 레이트에서 동작하며 그것은 고객의 디지털 스트림 정보를 캡슐화하는 셀 프레임을 취하고 그들을 고속 스위칭 버스 상으로 배치한다. V 이동국 액세스 노드는 네 개의 병렬 고속 스위칭 버스를 구비한다. 각각의 버스는 초당 2 테라비트(TBps)에서 동작하고 네 개의 병렬 버스는 셀 프레임에 캡슐화되는 고객 디지털 스트림을 초당 8 테라비트(TBps)의 결합된 디지털 속도에서 이동시킨다. 셀 스위치는, 자신의 고객 연결 포트와 바이럴 궤도 차량을 통과하는 데이터 스트림 사이에서 8 TBps의 스위칭 스루풋을 제공한다.
본능적으로 현명한 집적 회로(IWIC) - 나노 이동국 및 아토 이동국
나노 이동국 및 아토 이동국 액세스 노드 디바이스 하우징 실시형태는, 바이럴 분자 네트워크로의 70 바이트 셀 프레임을 IWIC 안으로 배치하는 기능을 포함한다. IWIC는 바이럴 궤도 차량(V 이동국, 나노 이동국 및 아토 이동국)의 셀 스위칭 패브릭(cell switching fabric)이다. 이 칩은 테라헤르쯔 주파수 레이트에서 동작하며 그것은 고객의 디지털 스트림 정보를 캡슐화하는 셀 프레임을 취하고 그들을 고속 스위칭 버스 상으로 배치한다. 나노 이동국 및 아토 이동국 액세스 노드는 두(2) 개의 병렬 고속 스위칭 버스를 구비한다. 각각의 버스는 초당 2 테라비트(TBps)에서 동작하고 두(2) 개의 병렬 버스는 셀 프레임에 캡슐화되는 고객 디지털 스트림을 초당 4 테라비트(TBps)의 결합된 디지털 속도에서 이동시킨다. 셀 스위치는, 고객 연결 포트와 나노 이동국 및 아토 이동국을 통과하는 데이터 스트림 사이에서 4 TBps의 스위칭 스루풋을 제공한다.
TDMA 아토초 멀티플렉싱(Atto Second Multiplexing: ASM) - V 이동국
V 이동국 하우징은, 스위칭된 셀 프레임을, 160 GBps의 집성 데이터 레이트를 제공하는, 초당 40 기가비트(GBps)에서 각각 동작하는 네(4) 개의 디지털 스트림에 걸쳐 궤도 시간 슬롯(orbital time slot: OTS) 안으로 배치하기 위해 IWIC 칩을 사용하는 아토초 멀티플렉싱(ASM) 회로부를 구비한다. ASM은 셀 스위치의 고속 버스로부터 셀 프레임을 취하고, 그들을, 궤도 시간 슬롯(OTS)당 10,000 비트를 수용하는 0.25 마이크로초 기간의 궤도 시간 슬롯 안으로 배치한다. 이들 궤도 시간 슬롯 중 열 개는 아토초 멀티플렉싱(ASM) 프레임 중 하나를 만들고, 따라서 각각의 ASM 프레임은 2.5 마이크로초마다 100,000 비트를 갖는다. 각각의 40 GBps 디지털 스트림에는 매초 400,000개의 ASM 프레임이 있다. 네 개의 400,000개 ASM 프레임 디지털 스트림의 각각은 시분할 다중 액세스(TDMA) 궤도 시간 슬롯 안으로 배치된다. TDMA ASM은, 160 GBps를, 4개의 디지털 스트림을 통해 V 이동국의 무선 주파수 섹션의 중간 주파수(IF) 64 내지 4096 비트 QAM 모뎀으로 이동시킨다.
이 실시형태에서, 바이럴 궤도 차량은 쿼드 중간 주파수(IF) 모뎀 및 네(4) 개의 RF 신호를 갖는 RF 송신기/수신기로 구성되는 무선 주파수(RF) 섹션을 갖는다. IF 모뎀은, TDMA ASM으로부터 네 개의 개개의 40 GBps 디지털 스트림을 취하고, 그들을, 네(4) 개의 RF 반송파 중 하나와 나중에 믹싱되는 IF 기가헤르쯔 주파수로 변조하는 64 내지 4096 비트 QAM이다. RF 반송파는 30 내지 3300 기가헤르쯔(GHz) 범위 내에 있다.
TDMA 아토초 멀티플렉싱(ASM) - 나노 이동국 및 아토 이동국
나노 이동국 및 아토 이동국 하우징은, 스위칭된 셀 프레임을, 80 GBps의 집성 데이터 레이트를 제공하는, 초당 40 기가비트(GBps)에서 각각 동작하는 두(2) 개의 디지털 스트림에 걸쳐 궤도 시간 슬롯(OTS) 안으로 배치하기 위해 IWIC 칩을 사용하는 아토초 멀티플렉싱(ASM) 회로부를 구비한다. TDMA ASM은 셀 스위치의 고속 버스로부터 셀 프레임을 취하고, 그들을, 궤도 시간 슬롯(OTS)마다 10,000 비트를 수용하는 0.25 마이크로초 기간의 궤도 시간 슬롯에 배치한다. 이들 궤도 시간 슬롯 중 열 개는 아토초 멀티플렉싱(ASM) 프레임 중 하나를 만들고, 따라서 각각의 ASM 프레임은 2.5 마이크로초마다 100,000 비트를 갖는다. 각각의 40 GBps 디지털 스트림에는 매초 400,000개의 ASM 프레임이 있다. 두 개의 400,000 ASM 프레임 디지털 스트림의 각각은 시분할 다중 액세스(TDMA) 궤도 시간 슬롯 안으로 배치된다. TDMA ASM은, 80 GBps를, 2개의 디지털 스트림을 통해 나노 이동국 및 아토 이동국의 무선 주파수 섹션의 중간 주파수(IF) 64 내지 4096 비트 QAM 모뎀으로 이동시킨다.
이 실시형태에서, 바이럴 궤도 차량은 듀얼 중간 주파수(IF) 모뎀 및 2개의 RF 신호를 갖는 RF 송신기/수신기로 구성되는 무선 주파수(RF) 섹션을 갖는다. IF 모뎀은 ASM으로부터 두(2) 개의 개별 40 GBps 디지털 스트림을 취하고, 그들을, IF 기가헤르쯔 주파수로 변조하는 64 내지 4096 비트 QAM인데, IF 기가헤르쯔 주파수는, 그 다음, 두(2) 개의 RF 반송파 중 하나와 혼합된다. RF 반송파는 30 내지 3300 기가헤르쯔(GHz) 범위 내에 있다.
바이럴 궤도 차량(V 이동국, 나노 이동국 및 아토 이동국) 하우징은 그들의 동작의 타이밍을 맞추기 위해 디지털 클럭킹 신호를 필요로 하는 모든 회로부에 대한 디지털 클럭킹 신호를 생성하는 발진기 회로부를 구비한다. 이들 회로부는 포트 인터페이스 드라이버, 고속 버스, ASM, IF 모뎀 및 RF 기기이다. 발진기는, 북아메리카(North America)(NA-USA), 아시아 태평양(Asia Pacific)(ASPAC - 호주), 유럽 중동 및 아프리카(Europe Middle East & Africa)(EMEA-런던), 및 카리브해 중남미(Caribbean Central & South America)(CCSA-브라질)에 위치될 Attobahn 센트럴 클럭 원자 발진기에 대한 기준인 프로토닉 스위치의 수신된 디지털 스트림으로부터 클럭킹 신호를 복원하는 것에 의해 전지구 위치 결정 시스템(GPS)에 동기화된다.
3). Attobahn의 원자 시계의 각각은 각각 100 조분의 1 비트의 안정성을 갖는다. 이들 원자 시계는 전 세계의 Attobahn 네트워크의 글로벌 시계 동기화 및 안정성을 보장하기 위한 GPS에 대한 기준이다. 바이럴 궤도 차량의 발진기는, 수신된 디지털 스트림으로부터 복원된 클럭 신호를 사용하며 발진기 출력 디지털 신호의 안정성을 제어하는 위상 동기 루프 회로부를 구비하고 있다.
본 개시에서의 본 발명의 제2 실시형태는 바이럴 분자 네트워크의 프로토닉 스위칭 레이어를 포함하는 프로토닉 스위치 통신 디바이스이다.
프로토닉 스위칭 레이어
PSL 구성
바이럴 분자 네트워크의 프로토닉 스위칭 레이어(PSL)는, 바이럴하게(virally) 획득된 바이럴 궤도 차량 고속 셀 프레임을 모으고, 그들을, 핵 스위치를 통해 인터넷 또는 바이럴 궤도 차량 상의 목적지 포트로 신속하게 스위칭하는 네트워크의 제1 스테이지이다. 이 스위칭 레이어는 바이럴 궤도 차량과 핵 스위치 사이의 셀 프레임을 스위칭하는 데에만 전용된다. PSL의 스위칭 패브릭은 바이럴 분자 네트워크의 많은 일을 하는 기계(work-horse)이다. 이들 스위치는, TCP/IP, MAC 프레임, 또는 임의의 표준 또는 프로토콜 또는 심지어 바이럴 셀 프레임으로 변환된 임의의 네이티브 디지털 스트림과 같은 어떠한 기본 프로토콜도 검사하지 않는다.
프로토닉 스위치는 다음과 같은 위치에 배치, 설치 및 위치된다: 가정; 스타벅스(Starbucks), 파네라 브레드(Panera Bread)와 같은 카페; 차량(자동차, 트럭, RV 등); 학교 교실 및 통신실; 사람의 주머니 또는 지갑; 기업 사무실 통신실, 근로자의 데스크탑; 공중 드론 또는 풍선; 데이터 센터, 클라우드 컴퓨팅 위치, 일반 통신 사업자, ISP, 뉴스 TV 방송국; 등등.
PSL 스위칭 패브릭
PSL 스위칭 패브릭은, 네 개의 개별적인 64 내지 4096 비트 직교 진폭 변조기/복조기(64 내지 4096 비트 QAM) 모뎀 및 관련 RF 시스템을 실행하는 16개의 TDMA ASM 멀티플렉서에 의해 둘러싸이는 코어 셀 스위칭 노드로 구성된다. 네 개의 ASM/QAM 모뎀/RF 시스템은, 16×40 GBps 내지 16×1 TBps 디지털 스트림의 총 대역폭을 구동하여, 초당 0.64 테라비트(0.64 TBps) 또는 초당 640,000,000,000 비트 내지 16 TBps의 방대한 대역폭을 갖는 고용량 디지털 스위칭 시스템이 된다.
PSL 스위칭 성능
셀 스위칭 패브릭의 코어는 ASM 궤도 시간 슬롯으로부터의 데이터의 통과를 수용하며 셀 프로세서에 의한 셀 프레임 목적지 식별자를 판독하기 위해 그들을 큐에 배치하는 여러 개의 고속 버스로 구성된다. 바이럴 궤도 차량으로부터 들어온 셀은, 코어 백본 네트워크의 중앙 스위칭 노드에서 핵 스위칭 허브에 연결되는 시간 슬롯으로 자동적으로 스위칭된다. 프로토닉 스위치를 통과하는 바이럴 궤도 차량 셀에 대한 라우팅 테이블을 룩업하지 않는 이 배열은 프로토닉 노드를 통해 레이턴시를 근본적으로 감소시킨다. 이것은 전반적인 네트워크 성능을 향상시키는 것을 돕고 기반 구조 전반에서 데이터 스루풋을 증가시킨다.
PSL 스위칭 체계(PSL Switching Hierarchy)
바이럴 궤도 차량이 서로 및 프로토닉 노드와만 통신하게 되는 네트워크의 체계적 설계는, 네트워크 스위칭 프로세스를 단순화하고 간단한 알고리즘이 바이럴 궤도 차량(V 이동국, 나노 이동국) 사이 및 프로토닉 노드와 그들의 획득된 궤도를 선회하는 바이럴 궤도 차량(V 이동국, 나노 이동국 및 아토 이동국) 사이의 스위칭을 수용하는 것을 허용한다. 체계적 설계는 프로토닉 노드가 바이럴 궤도 차량과 핵 스위칭 노드 사이에서만 셀을 스위칭하는 것을 또한 허용한다. 프로토닉 노드는 서로 간에 셀을 스위칭하지 않는다. 프로토닉 노드 메모리의 스위칭 테이블은, 이들 바이럴 궤도 차량 궤도 상태의 트랙을 유지하는 그들의 획득된 바이럴 궤도 차량 지정 포트를, 그들이 온되고 노드에 의해 획득되는 경우에만, 운반한다. 프로토닉 노드는 핵 노드로부터의 유입하는 셀을 판독하고, 원자 셀 라우팅 테이블을 룩업하고, 그 다음, 그들을, 셀이 종단하는 그 지정 바이럴 궤도 차량(V 이동국, 나노 이동국 및 아토 이동국)에 연결되는 ASM의 시분할 다중 액세스(TDMA) 궤도 시간 슬롯에 삽입한다.
프로토닉 스위칭 레이어 탄력성
네트워크는, 바이럴 궤도 차량의 바이럴 거동을, 그들이 프로토닉 스위치에 의해 채택되고 있을 때뿐만 아니라 그들이 프로토닉 스위치의 장애로 인해 그 채택을 상실하는 경우에도, 허용하도록 PSL에서 설계된다. 프로토닉 스위치가 턴오프되거나 또는 그 배터리가 죽는 경우, 또는 디바이스에서 한 컴포넌트가 고장나는 경우, 그 스위치를 궤도 선회하고 있었던 모든 바이럴 궤도 차량은, 그들이 주 어답터이기 때문에, 그들의 보조 프로토닉 스위치로 자동적으로 채택된다. 궤도 바이럴 차량 트래픽은 그들의 새로운 어답터로 즉각적으로 스위칭되고 서비스는 계속 정상적으로 기능한다. 고장난 주 프로토닉 스위치와 보조 프로토닉 스위치 사이에서의 바이럴 궤도 차량의 초고속 채택 전이 동안의 데이터의 손실은, 네이티브 음성 또는 비디오 신호의 경우에 엔드 유저 종단 호스트 또는 디지털 버퍼에서 보상된다.
바이럴 궤도 차량(V 이동국, 나노 이동국, 및 아토 이동국)은 고장으로 인한 네트워크 복원에서 프로토닉 스위치와 함께 중요한 역할을 한다. 바이럴 궤도 차량(V 이동국, 나노 이동국 및 아토 이동국)은 자신의 주 어답터가 고장나거나 오프라인으로 진행하는 때를 즉시 인식하고 자신의 주 어답터 경로를 사용하고 있었던 모든 업스트림 및 일시적인 데이터를 자신의 보조 어답터 다른 링크로 즉시 스위칭한다. 자신의 주 어답터를 상실한 바이럴 궤도 차량은 이제 그들의 보조 어답터를 그들의 주 어답터로 만든다. 그 다음, 새로 채택된 바이럴 궤도 차량은 그들의 운영 네트워크 분자 내에서 프로토닉 스위치를 채택하는 새로운 보조물을 찾는다. 이러한 배치는, 그들의 주 어답터에 다른 장애가 발생할 때까지 그대로 유지되고, 그 다음, 동일한 바이럴 채택 프로세스가 다시 시작된다.
프로토닉 노드 로컬 바이럴 궤도 차량(V 이동국만)
각각의 프로토닉 스위칭 노드는 국소적 엔드 유저 트래픽을 수집하기 위한 바이럴 궤도 차량(V 이동국 Only)(200)을 갖추고 있어서, 이들 스위치를 수용하는 차량은 또한 이 시점에서 네트워크 액세스를 제공받는다. 국소적으로 부착된 바이럴 궤도 차량(V 이동국만)은 USB 포트를 통해 프로토닉 스위치의 ASM 중 하나에 하드 배선된다. 이것은 PSL 계층이 수용하는 유일한 발신 및 종단 포트이다. 모든 다른 PSL 포트는 순전히 전이 포트(transition port)이다, 즉, 액세스 네트워크 레이어[바이럴 궤도 차량(V 이동국, 나노 이동국 및 아토 이동국)]와 핵 스위칭 레이어(코어 에너제틱 레이어(Core Energetic Layer)) 사이에서 트래픽을 통과시키는 포트이다.
로컬 바이럴 궤도 차량(V 이동국만)은, 자신이 위치되는 네트워크 분자에 자신을 또한 연결시키는 보조 무선 주파수(RF) 포트를 구비한다. 이 바이럴 궤도 차량은, 국소적인 하드 배선되어 연결된 프로토닉 스위치(가장 가까운 것)를 자신의 주 어답터로서, 그리고 자신의 RF 포트에 연결되는 보조 어답터를 자신의 보조 어답터로서 사용한다. 로컬 프로토닉 스위치가 고장나면, 로컬 바이럴 궤도 차량(V 이동국만)이 탄력적인 채택 및 네트워크 복원 프로세스로 들어간다.
프로토닉 스위치 포트 인터페이스
프로토닉 스위치는 로컬 바이럴 궤도 차량(V 이동국만) 디바이스 엔드 유저의 연결을 위한 최소 여덟(8) 개의 외부 포트 인터페이스를 갖추고 있다. 이 내부 V 이동국은 40 GBps에서 작동하며 자신의 데이터를 바이럴 궤도 차량으로부터 분자 네트워크로 전송한다. 스위치의 다른 인터페이스는 네 개의 30 내지 3300㎓ 신호에 걸쳐 16×40 GBps 내지 16×1 TBps에서 작동하는 RF 레벨에 있다. 이 스위치는 기본적으로 자체 내장되어 있으며, 자신의 스위칭 패브릭, TDMA ASM, 및 64 내지 4096 비트 QAM 변조기를 연결하는 자신의 초고속의 초당 테라비트 급의 버스를 통한 디지털 신호 이동을 갖는다.
프로토닉 스위치 클럭킹 및 동기화
PSL은, 상위 레벨의 표준 발진기로의 복원 루프백된 클럭킹 스키마를 사용하여 NSL 및 ANL 시스템에 동기화된다. 표준 발진기는 전세계 GPS 서비스를 기준으로 하고, 클럭 안정성을 허용한다. NSL 시스템 및 라디오 링크를 통해 PSL 레벨로 분배될 때 이 높은 레벨의 클럭 안정성은 클럭킹 및 동기화 안정성을 제공한다.
PSL 노드는 복조기에서 중간 주파수로부터의 복원된 클럭에 대해 모두 설정된다. 복원된 클럭 신호는 내부 발진기를 제어하고 차후 고속 버스, ASM 게이트 및 IWIC 칩을 구동하는 자신의 출력 디지털 신호를 참조한다. 이것은 ASM의 궤도 시간 슬롯에서 스위칭 및 인터리빙되고 있는 모든 디지털 신호가 정확하게 동기화되고 따라서 비트 에러율을 감소시키는 것을 보장한다.
프로토닉 스위치는 바이럴 분자 네트워크의 제2 통신 디바이스이며, 그것은 셀 프레이밍 고속 스위치가 구비되는 하우징을 구비한다. 프로토닉 스위치는 70 바이트 셀 프레임을, 본능적으로 현명한 집적 회로를 나타내는 IWIC로 칭해지는 바이럴 분자 네트워크 주문형 반도체(application specific integrated circuit: ASIC) 안으로 배치하는 기능을 포함한다. IWIC는 바이럴 궤도 차량, 프로토닉 스위치, 및 핵 스위치의 셀 스위칭 패브릭이다.
이 칩은 테라헤르쯔 주파수 레이트에서 동작하며 그것은 고객 디지털 스트림 정보를 캡슐화하는 셀 프레임을 취하고 그들을 고속 스위칭 버스 상으로 배치한다. 프로토닉 스위치는 열 여섯(16) 개의 병렬 고속 스위칭 버스를 구비한다. 각각의 버스는 초당 2 테라비트(TBps)에서 동작하며 열 여섯개의 병렬 버스는 초당 32 테라비트(TBps)의 결합된 디지털 속도에서 셀 프레임에 캡슐화되어 있는 고객 디지털 스트림을 이동시킨다. 셀 스위치는, 자신에게 연결되는 자신의 바이럴 궤도 차량(이동국(ROVER))과 핵 스위치 사이에서 32 TBps 스위칭 스루풋을 제공한다.
프로토닉 스위치 하우징은, 640 GBps 내지 16 TBps의 집성 데이터 레이트를 제공하는, 초당 40 기가비트(GBps) 내지 초당 1 테라비트에서 각각 동작하는 열 여섯 개의 디지털 스트림을 통해 스위칭된 셀 프레임을 시분할 다중 액세스(TDMA) 궤도 시간 슬롯(OTS) 안으로 배치하기 위해 IWIC 칩을 사용하는 아토초 멀티플렉싱(ASM) 회로부를 구비한다. ASM은 셀 스위치의 고속 버스로부터 셀 프레임을 취하고, 시간 슬롯(OTS) 당 10,000 비트를 수용하는, 0.25 마이크로초 기간의 궤도 시간 슬롯 안으로 그들을 배치한다.
이들 궤도 시간 슬롯 중 열 개는 아토초 멀티플렉싱(ASM) 프레임 중 하나를 만들고, 따라서 각각의 ASM 프레임은 2.5 마이크로초마다 100,000 비트를 갖는다. 각각의 40 GBps 디지털 스트림에는 매초 400,000개의 ASM 프레임이 있다. 열 여섯 개의 400,000 ASM 프레임 디지털 스트림의 각각은 시분할 다중 액세스(TDMA) 궤도 시간 슬롯 안으로 배치된다. TDMA ASM은, 640 GBps 내지 16 TBps를, 16개의 디지털 스트림을 통해 프로토닉 스위치의 무선 주파수 섹션의 중간 주파수(IF) 64 내지 4096 비트 QAM 모뎀으로 이동시킨다.
이 실시형태에서, 프로토닉 스위치는, 네(4) 개의 쿼드 중간 주파수(IF) 모뎀 및 16개의 RF 신호를 갖는 RF 송신기/수신기로 구성되는 무선 주파수(RF) 섹션을 구비한다. IF 모뎀은 TDMA ASM으로부터 16개의 개별 40 GBps 내지 16 TBps 디지털 스트림을 취하고, 그들을, IF 기가헤르쯔 주파수로 변조하는 64 내지 4096 비트 QAM 변조기인데, IF 기가헤르쯔 주파수는, 그 다음, 16개의 RF 반송파 중 하나와 혼합된다. RF 반송파는 30 내지 3300 기가헤르쯔(GHz) 범위 내에 있다.
프로토닉 스위치 하우징은, 자신의 동작의 타이밍을 맞추기 위해 디지털 클럭킹 신호를 필요로 하는 모든 회로부에 대한 디지털 클럭킹 신호를 생성하는 발진기 회로부를 구비한다. 이들 회로부는 포트 인터페이스 드라이버, 고속 버스, ASM, IF 모뎀 및 RF 기기이다. 발진기는, 프로토닉 스위치의 수신된 디지털 스트림으로부터 클럭킹 신호를 복원하는 것에 의해 전지구 위치 결정 시스템에 동기화된다. 발진기는, 수신된 디지털 스트림으로부터 복원된 클럭 신호를 사용하며 발진기 출력 디지털 신호의 안정성을 제어하는 위상 동기 루프 회로부를 구비하고 있다.
본 개시에서의 본 발명의 제3 실시형태는, 바이럴 분자 네트워크의 핵 스위칭 레이어를 포함하는 핵 스위치 통신 디바이스이다.
핵 스위칭 레이어
코어 에너제틱 백본 네트워크
바이럴 분자 네트워크의 고용량 백본은, 초당 테라비트의 TDMA ASM, 셀 기반의 초고속 스위칭 패브릭, 및 광대역 광섬유 SONET 기반의 도시 내 및 도시간 시설로 구성되는 핵 스위칭 레이어이다. 네트워크의 이 섹션은, 인터넷, 공공 지역 전화 사업자 및 교환국 간 일반 통신 사업자, 국제 통신 사업자, 기업 네트워크, ISP, 오버 더 톱(Over The Top: OTT), 콘텐츠 공급자(TV, 뉴스, 영화 등), 및 정부 기관(비군사)에 대한 주 인터페이스이다.
핵 스위치는, RF 신호를 통해 프로토닉 스위치에 연결되는 TDMA ASM에 의한 프론트 엔드이다. 허브 TDMA ASM은, PSL과 코어 백본 스위치 사이에서 중간 스위치로서 작용한다. 이들 TDMA ASM은, 넌 코어(non-core) 백본 네트워크 트래픽을 스위칭하기 위해 핵 스위치를 사용하는 것의 비효율을 제거하기 위해, 국소적인 도시내 트래픽이 자신에게 액세스하는 것을 방지함에 있어서 핵 스위치에 대한 차폐물로서 기능하는 스위칭 패브릭을 갖추고 있다.
이러한 배열은 로컬 ANL 및 PSL 레벨 내에서의 바이럴 궤도 차량 노드, 프로토닉 스위치, 및 허브 TDMA ASM 사이의 국소적인 일시적 트래픽을 유지한다. 허브 ASM은, 인터넷, 로컬 영역 밖의 다른 도시, 호스트 대 호스트 고속 데이터 트래픽, 개인 기업 네트워크 정보, 특정한 엔드 유저 시스템으로 예정되는 네이티브 음성 및 비디오 신호, 콘텐츠 공급자에 대한 비디오 및 영화 다운로드 요청, 온넷 셀폰 통화, 10 기가비트 이더넷 LAN 서비스 등으로 예정되는 모든 트래픽을 선택한다. 도 43은 로컬 분자 네트워크 도메인 내에서 로컬 트래픽을 유지하는 ASM 스위칭 제어를 도시한다.
핵 스위치 디바이스 하우징 실시형태는, 70 바이트 셀 프레임을, 본능적으로 현명한 집적 회로를 나타내는 IWIC로 칭해지는 바이럴 분자 네트워크 주문형 반도체(ASIC) 안으로 배치하는 기능을 포함한다. IWIC는 바이럴 궤도 차량(V 이동국, 나노 이동국 및 아토 이동국), 프로토닉 스위치, 및 핵 스위치의 셀 스위칭 패브릭이다. 이 칩은 테라헤르쯔 주파수 레이트에서 동작하고, 그것은, 고객 디지털 스트림 정보를 캡슐화하는 셀 프레임을 취하고 그들을 고속 스위칭 버스 상으로 배치한다. 핵 스위치는, 핵 허브 위치에서 구현되는 핵 스위치의 양에 따라 100 내지 1000개의 병렬 고속 스위칭 버스를 갖는다.
핵 스위치는, 광섬유 포트를 통해 그들의 최대 10개까지를 상호 연결하는 것에 의해 서로 적층되어, 최대 1000개의 병렬 버스×버스당 초당 2 테라비트(TBps)를 제공하는 핵 스위치의 연속 매트릭스를 형성하도록 설계된다. 각각의 버스는 2 TBps에서 동작하며 1000개의 적층된 병렬 버스는 초당 2000 테라비트(TBps)의 결합된 디지털 속도에서 셀 프레임에 캡슐화되어 있는 고객 디지털 스트림을 이동시킨다. 10개의 적층된 셀 스위치는, 자신의 연결된 프로토닉 스위치; 다른 바이럴 분자 네트워크 도시 내, 도시간 및 국제 핵 허브 위치; 고용량 기업 고객 시스템; 인터넷 서비스 공급자; 교환국간 통신 사업자, 지역 전화 사업자; 클라우드 컴퓨팅 시스템; TV 스튜디오 방송 고객; 3D TV 스포츠 스타디움; 영화 스트리밍 회사; 영화관으로의 실시간 영화 배급; 대형 콘텐츠 공급자 등 사이에서 2000 TBps의 스위칭 스루풋을 제공한다.
핵 스위치 하우징은, 스위칭된 셀 프레임을, 4 TBps 내지 200 TBps의 집성 데이터 레이트를 제공하는, 초당 40 기가비트(GBps) 내지 1 TBps에서 각각 동작하는 100개의 디지털 스트림에 걸쳐 궤도 시간 슬롯(OTS) 안으로 배치하기 위해 IWIC 칩을 사용하는 TDMA 아토초 멀티플렉싱(ASM) 회로부를 구비한다. ASM은 셀 스위치의 고속 버스로부터 셀 프레임을 취하고, 시간 슬롯(OTS) 당 10,000 비트를 수용하는, 0.25 마이크로초 기간의 궤도 시간 슬롯 안으로 그들을 배치한다. 이들 궤도 시간 슬롯 중 열 개는 아토초 멀티플렉싱(ASM) 프레임 중 하나를 만들고, 따라서 각각의 ASM 프레임은 2.5 마이크로초마다 100,000 비트를 갖는다. 각각의 40 GBps 디지털 스트림에는 매초 400,000개의 ASM 프레임이 있다. TDMA ASM은 100개의 디지털 스트림을 통해 핵 스위치의 무선 주파수 섹션의 중간 주파수(IF) 모뎀으로 4 TBps 내지 200 TBps를 이동시킨다.
핵 하우징은, 다른 바이럴 분자 네트워크 도시 내, 도시간, 및 국제 핵 허브 위치; 고용량 회사 고객의 시스템, 인터넷 서비스 공급자(Internet Service Providers: ISP); 교환국간 통신 사업자, 지역 전화 사업자; 클라우드 컴퓨팅 시스템; TV 스튜디오 방송 고객; 3D TV 스포츠 경기 스타디움; 영화 스트리밍 회사; 영화관으로의 실시간 영화 배급; 대형 콘텐츠 공급자 등에 연결하기 위해 39.8 내지 768 GBps에서 동작하는 광섬유 포트를 포함한다.
코어 백본 네트워크 스위칭 체계
Attobahn 백본 네트워크는 고용량 대역폭 3 차 레벨에서 주요 NFL 도시(표 1.0)를 연결하는 핵 스위치로 구성되고 더 작은 도시에서 코어 백본 네트워크의 보조 레이어를 통합한다. 국제 백본 레이어는 표 2.0에서 열거되는 주요 국제 도시를 연결한다.
도 44에서 예시되는 바와 같은 바이럴 분자 북아메리카 백본 네트워크는, 초기에, 코어 핵 스위치를 갖춘 다음의 주요 도시 네트워크 허브로 구성된다: 보스턴, 뉴욕, 필라델피아, 워싱턴 DC, 애틀랜타, 마이애미, 시카고, 세인트 루이스, 달라스, 피닉스, 로스 앤젤레스, 샌프란시스코, 시애틀, 몬트리올, 및 토론토. 이들 허브 사이의 시설은 핵 스위치 상에서 종단하는 다수의 광섬유 SONET OC-768 회로이다. 이들 위치는 사람들의 대도시 집중에 기초한다; 뉴욕시 지하철은 총 합해서 약 19,000,000명이고; 로스 앤젤레스는 13,000,000명 넘게 있으며, 시카고는 9,555,000명이 있고; 달라스 및 휴스턴은 각각 6,700,000명이 넘고; 워싱턴 DC, 마이애미, 및 애틀랜타 메트로는 각각 5,500,000명보다 더 많은 등등이다.
북아메리카 백본 네트워크 자가 치유 링(Self-Healing Ring)
네트워크는 도 45에서 나타내어지는 바와 같이 키 허브 도시 사이에서 자가 치유 링(self-healing ring)을 가지고 설계된다. 그 링은, 광섬유 시설이 고장 났을 때 핵 스위치가 트래픽을 자동으로 재라우팅하는 것을 허용한다. 스위치는 수 마이크로초 이후 시설 디지털 신호의 손실을 인식하고 즉시 서비스 복원 프로세스로 들어가고 고장난 시설로 전송되고 있었던 모든 트래픽을 다른 경로로 스위칭하고 그들의 원래의 목적지에 따라 그들 경로를 통해 트래픽을 분산한다.
예를 들면, 샌프란시스코와 시애틀 사이의 다수의 OC-768 SONET 광섬유 시설이 고장난 경우, 이들 두 위치 사이의 핵 스위치는 이 고장난 상태를 즉시 인식하고 시정 조치를 취한다. 시애틀 스위치는 샌프란시스코 위치를 향하는 트래픽의 재라우팅을 시작하고 시카고 및 세인트 루이스를 통과하는 일시적인 트래픽을 다시 샌프란시스코로 스위칭한다.
시카고와 몬트리올 사이에 고장이 발생하면, 동일한 일련의 조치 및 네트워크 자가 치유 프로세스가 시작하는데, 스위치는 시카고를 향하는 복원된 트래픽을 토론토 및 뉴욕을 통해 다시 시카고로 펌핑한다. 워싱턴 DC와 애틀랜타 위치 사이에서 상실되는 트래픽을, 그들을 시카고와 세인트루이스를 통해 스위칭하는 것에 의해 복원하기 위해, 워싱턴 DC와 애틀랜타 사이에서 조치의 유사한 세트가 스위치에 의해 취해질 것이다. 모든 이들 조치는 엔드 유저의 지식 없이 그리고 그들의 서비스에 아무런 영향 없이 즉각적으로 실행된다. 이 재라우팅이 이루어지는 속도는, 엔드 시스템이 광섬유 시설의 장애에 대응할 수 있는 속도보다 더 빨리 발생한다.
TCP/IP 디바이스와 같은 대부분의 엔드 시스템에 의한 자연스런 응답은, 임의의 소량의 손실 데이터를 재송신하는 것이고, 대부분의 디지털 음성 및 비디오 시스템의 라인 버퍼링은 데이터 스트림의 일시적인 손실을 보상할 것이다.
네트워크의 이러한 자가 치유 능력은 자신의 동작 성능을 99.9 퍼센타일에서 유지한다. 네트워크의 이들 성능 및 자가 수정 활동 모두는, 네트워크 관리 시스템 및 글로벌 네트워크 제어 센터(Global Network Control Center: GNCC) 직원에 의해 포착된다.
글로벌 백본 네트워크
글로벌 코어 백본 네트워크
여섯 개의 선택된 주요 스위칭 허브 도시(뉴욕, 워싱턴 DC, 애틀랜타, 마이애미, 샌프란시스코, 및 로스 앤젤레스)는, 북아메리카를 통한 그리고 영국 런던 및 프랑스 파리(EMEA 지역 - 유럽, 중동, 및 아프리카(Europe, Middle-East, and Africa) - 에 대한 허브); 일본 도쿄; 중국 베이징 및 홍콩; 호주의 멜버른 및 시드니 인도의 뭄바이; 및 이스라엘 텔 아비브(ASPAC 지역 - 아시아 태평양 - 에 대한 허브); 및 베네수엘라 카라카스; 브라질 리오데 자네이로 및 상 파울로; 아르헨티나 부에노스 아이레스(CCSA 지역 - 카리브해, 중남미 - 에 대한 허브)의 코어 허브로의 일시적 트래픽을 통해 고용량 데이터 전송을 제공한다. 도 19는 글로벌 코어 백본 네트워크를 도시한다.
다른 국제 네트워크 위치는 나이지리아의 라고스(Lagos); 남아프리카의 케이프 타운 및 요하네스버그; 에티오피아의 아디스 아바다; 지부티의 지부티 시티를 포함한다. 모든 국제 스위칭 허브는 ASM 고용량 멀티플렉서에 의해 핵 스위치 프론트 엔드를 사용한다. 이들 스위치는 국가 내 로컬 스위치 및 멀티플렉서와 통합되는 멀티플렉서이다. 글로벌 및 전국적 백본 네트워크는 조화로운 동질적인 기반 구조로서 작동한다. 이것은, 인접하는 모든 스위치가 서로의 동작 상태를 알고 네트워크 장애가 발생하는 경우 효율적인 스위칭 및 순간 복원의 관점에서 환경에 반응한다.
글로벌 트래픽 스위칭 관리
스위치 라우팅 및 매핑 시스템은, 비용 인자 및 대역폭 분배 효율에 기초하여 전국적 및 국제 레벨에서 네트워크 트래픽을 관리하도록 구성된다. 글로벌 코어 백본 네트워크는 도 41에 묘사되는 바와 같이 네트워크의 3 차 글로벌 레이어로 공급되는 전국적 레벨의 분자 도메인으로 분할된다.
글로벌 규모의 전체 트래픽 관리 프로세스는 액세스 네트워크 레이어(ANL), 프로토닉 스위칭 레이어(PSL), 핵 스위칭 레이어(NSL), 및 국제 스위칭 레이어(ISL)에서 스위치에 의해 자가 관리된다.
액세스 네트워크 레이어 트래픽 관리
ANL 레벨에서, 바이럴 궤도 차량은, 어떤 트래픽이 자신의 노드를 통과하고 있는지를 결정하고 셀 프레임 목적지 노드에 따라 그것을 자신의 네 개의 인접한 바이럴 궤도 차량 중 하나(V 이동국, 나노 이동국으로 스위칭한다. ANL 레벨에서, 바이럴 궤도 차량 사이를 횡단하는 모든 트래픽은 그 원자 도메인의 바이럴 궤도 차량 중 하나 상에서 종단되고 있다. 프로토닉 스위치는 그것이 관장하는(preside) 원자 도메인에 대한 게이트 키퍼로서 작용한다. 따라서, 일단 트래픽이 ANL 내에서 이동하고 있으면, 그것은 자신의 소스 바이럴 궤도 차량으로부터, 자신의 주 채택자로서 이미 채택했던, 자신의 관장 프로토닉 스위치로 이동하고 있거나; 또는 그것은 그것의 목적지 바이럴 궤도 차량을 향해 통과하고 있다. 그러므로, 원자 도메인의 모든 트래픽은, 핵 스위치를 향해 가기 위해 프로토닉 스위치로 가고 있는 도중에 자신의 바이럴 궤도 차량으로부터 떠나고 그 다음 인터넷, 기업 호스트, 네이티브 비디오 또는 온넷 음성/호, 영화 다운로드 등으로 전송되거나, 또는 도메인 내의 바이럴 궤도 차량 중 하나에서 종단되도록 이동하고 있는 형태로 그 도메인에 대한 것이다. 이 트래픽 관리는, 다른 원자 도메인에 대한 트래픽이 다른 도메인의 대역폭 및 스위칭 리소스를 사용하지 않는 것을 보장하고, 따라서 ANL 내에서 대역폭 효율성을 달성한다.
프로토닉 스위칭 레이어 트래픽 관리
프로토닉 스위치는 자신의 원자 분자 도메인에서 트래픽을 관리하고 다른 원자 분자 도메인으로 예정되는 모든 트래픽이 자신의 국소적으로 부착된 도메인에 진입하는 것을 차단하는 관장 책임(presiding responsibility)을 갖는다. 또한, 프로토닉 스위치는 모든 트래픽을 허브 TDMA ASM으로 스위칭하는 책임을 갖는다. 프로토닉 스위치는 셀 프레임 헤더를 판독하고, 원자 분자 도메인간 트래픽; 도시 내 또는 도시간 트래픽; 전국적 또는 국제 트래픽을 위해 셀을 ASM으로 유도한다. 프로토닉 스위치는, 트래픽 그룹을 분리할 필요가 없고, 대신, 그것은 단순히 아웃바운드 및 인바운드 트래픽에서 자신의 원자 도메인 트래픽을 찾는다. 인바운드 트래픽 셀 프레임 헤더가 자신의 원자 도메인 헤더를 갖지 않으면, 그것은 그것이 자신의 원자 도메인에 진입하는 것을 차단하고 그것을 자신의 허브 ASM 스위치로 다시 스위칭한다. 바이럴 궤도 차량으로부터의 모든 아웃바운드 트래픽은 프로토닉 스위치에 의해 그것의 관장 허브 ASM 스위치로 직접적으로 스위칭된다. 프로토닉 스위치의 이러한 스위칭 및 트래픽 관리 설계는, 그들이 행하는 스위칭 관리의 양을 최소화하고, 따라서 스위칭을 가속하고 스위치를 통한 트래픽 레이턴시를 감소시킨다.
핵 및 허브 ASM 스위칭/트래픽 관리
허브 TDMA ASM은, 모든 트래픽을 PSL 레벨로부터의 자신이 감독하는 분자 도메인 내의 다른 원자 도메인으로 지향시킨다. 또한, 허브 ASM은, 다른 ASM의 분자 도메인을 향하는 트래픽을 스위칭하거나 또는 트래픽을 핵 스위치로 전송한다. 따라서, 허브 ASM은 분자 도메인 사이의 모든 도시 내 트래픽을 관리한다.
이들 TDMA ASM은 모든 로컬 트래픽이 핵 스위치 및 전국적 네트워크에 진입하는 것을 차단한다. ASM은 셀 프레임 헤더를 판독하여, 트래픽의 목적지를 결정하고 다른 도시로 또는 국제적으로 향하는 모든 트래픽을 핵 스위치로 스위칭한다. 이 배열은 모든 로컬 트래픽이 전국적 또는 국제 코어 백본에 진입하는 것을 방지한다.
핵 스위치는 전 세계의 주요 도시에 전략적으로 위치된다. 이들 스위치는 전국적 네트워크 내의 도시 사이의 트래픽을 관리하는 것을 담당한다. 스위치는 셀 프레임 헤더를 판독하고 트래픽을 전국적 네트워크 내의 그리고 국제 스위치(International Switch) 사이의 그들의 피어(peer)로 라우팅한다. 이들 스위치는, 전국적 트래픽이 국제 코어 백본 밖에 유지되는 것을 보장하는데, 이것은 국내 트래픽이 고비용 국제 시설을 사용하는 것을 제거하고 네트워크 레이턴시를 감소시키며, 대역폭 활용 효율성을 증가시킨다.
국 제 트래픽 관리
국제 스위치는 도 18에서 도시되는 바와 같이 우리 국가로 예정되는 전국적 네트워크로부터 자신에게 전달되는 트래픽을 관장한다. 이들 스위치는, 전국적 스위치가 그들을 전달하는 셀에만 집중하고 전국적 트래픽 분배에서는 수반되지 않는다. 국제 스위치는 셀 프레임 헤더를 검사하고 셀이 어떤 국가로 예정되는지를 결정하고 국제 노드 및 관련된 Sonet 시설을 수정하도록 그들을 스위칭한다.
여러 가지 국제 스위치는, 네 개의 글로벌 지역의 각각을 인터페이싱하는 글로벌 게이트웨이 스위치로서 기능한다: 미국 샌프란시스코 및 로스 앤젤레스의 글로벌 게이트웨이 스위치는, 호주 시드니 및 일본 도쿄에 있는 ASPAC 지역을 연결하는 북아메리카(NA) 지역 허브로서 기능한다. 미국 뉴욕 및 워싱턴 DC의 동해안에 있는 네 개의 게이트웨이 스위치는, 영국 런던 및 프랑스 파리의 유럽 중동 및 아프리카(EMEA) 유럽 게이트웨이를 연결한다. 애틀랜타와 마이애미에 있는 두 개의 게이트웨이 노드는, 브라질의 리오 데 자네이로와 베네수엘라의 카라카스에 있는 카리브해, 중남미(CCSA) 지역의 게이트웨이 노드를 연결한다.
파리의 게이트웨이 노드는 나이지리아의 라고스 및 아프리카 지부티의 지부티 시티의 게이트웨이 노드에 연결된다. 런던 시티 노드는 이스라엘 텔 아비브에서 아시아 서부 지역에 연결될 것이다. 이 설계는 트래픽을 다양한 지역으로 격리하는 체계적 구성을 제공한다. 예를 들면, 지부티 씨티와 라고스의 게이트웨이 노드는 아프리카로 들어오고 나가는 모든 트래픽의 셀 프레임을 판독하고 그 대륙에서 종단하는 트래픽만이 통과하도록 허용한다. 또한, 이들 스위치는 다른 지역을 향하는 트래픽이 그 대륙을 떠나는 것만을 허용한다. 이들 스위치는 모든 대륙 내 트래픽이 다른 지역의 게이트웨이 스위치로 전달되는 것을 차단한다. 이들 스위치의 성능은 대륙 트래픽과 다른 지역을 향하는 트래픽 통과를 관리한다.
글로벌 네트워크 자가 치유 설계
도 46에 묘사되는 바와 글로벌 코어 네트워크는 글로벌 게이트웨이 스위치를 연결하는 자가 치유 링을 가지고 설계된다. 제1 링은 뉴욕, 워싱턴 DC, 런던 및 파리 사이에서 형성된다. 제2 링은 애틀랜타, 마이애미, 카르카스 및 리오 데 자네이로 사이에 있다. 제3 링은 런던, 파리, 요하네스버그, 및 케이프 타운 사이에 있다. 제4 링은 런던, 베이징, 파리, 및 홍콩 사이에 있다. 제5 링은 베이징, 샌프란시스코, 로스 앤젤레스, 및 시드니 사이에 있다. 이들 링은, 광섬유 Sonet 시설 중 하나가 고장나면, 게이트웨이는 그 링을 스위칭하여, 도 48에서 도시되는 바와 같이 장애 주변의 트래픽을 재라우팅하는 액션을 즉시 개시하는 방식으로 설계된다.
게이트웨이 스위치는, 애틀랜타와 리오 데 자네이로 사이의 링 번호 2에서 Sonet 시설이 고장나면, 스위치가 즉시 그 문제를 인식하고 이 경로를 사용하고 있었던 트래픽을, 애틀랜타, 카라카스, 상 파울로의 스위치 및 시설을 통과하고 그 다음 리오 데 자네이로의 자신의 원래의 목적지로의 재라우팅을 시작하도록, 그렇게 구성된다. 이스라엘과 베이징 사이의 고장 이후에 링 번호 4에서 동일한 시나리오가 나타내어진다. 두 시설 사이의 스위치는, 고장난 시설 주위의 트래픽을, 텔 아비브로부터 런던으로, 그 다음 파리, 지부티 시티, 인도, 홍콩을 통해, 베이징으로 재라우팅한다. 이 모두는, 스위치 사이에서 마이크로초 내에 수행된다. 이들 고장난 링을 치유하는 속도는, 데이터의 최소 손실로 나타나고, 대부분의 경우, 심지어, 엔드 유저 및 그들의 시스템에 의해 인식되지 않을 것이다. 게이트웨이 노드 사이의 모든 링은 자가 치유 기능을 갖추고 있고, 따라서 네트워크 복원 및 성능의 관점에서 네트워크를 매우 강력하게 만든다.
글로벌 네트워크 제어 센터
바이럴 분자 네트워크는 도 48에서 도시되는 바와 같이 세 개의 글로벌 네트워크 제어 센터(Global Network Control Center: GNCC)에 의해 제어된다. GNCC는, 모든 국제, 핵, ASM, 및 프로토닉 스위치를 모니터링하는 것에 의해 단대단 기반으로 네트워크를 관리한다. 또한, GNCC는 바이럴 궤도 차량을 모니터링한다. 모니터링 프로세스는 전 세계에 걸쳐 모든 네트워크 디바이스 및 시스템의 시스템 상태를 수신하는 것으로 구성된다. 모든 모니터링 및 성능 보고는 실시간으로 수행된다. 임의의 순간에, GNCC는 네트워크 스위치 및 시스템 중 임의의 하나의 상태를 즉시 결정할 수 있다.
세 곳의 GNCC는 전략적으로 시드니, 런던, 및 뉴욕에 위치된다. 이들 GNCC는 태양을 따르도록 GNCC를 제어하면서 주 7일 하루 24시간(24/7) 동작할 것인데, GNCC를 제어하는 것은, 시드니인 동쪽에 있는 제1 GNCC로 시작하고 지구가 태양을 공전함에 따라 시드니로부터 런던 및 뉴욕에 이르는 지구를 커버한다. 이것은, 영국과 미국이 밤에 자고 있는 동안(최소한의 직원), 시드니 GNCC는 자신의 전체 정원의 주간 근무 직원을 통해 책임을 맡고 있을 것이다. 호주의 영업일이 끝나고 최소한의 직원을 배치하면, 태양을 따라, 런던이 이제 기상하여 전체 직원으로 작동할 것이고 네트워크의 주 제어를 맡을 것이다. 이 프로세스는, 런던 직원이 영업일을 서서히 마감함에 따라, 제어를 취하는 뉴욕에 의해 나중에 후속된다. 이 네트워크 관리 프로세스는 태양을 따르는 것으로 칭해지며 대규모 글로벌 네트워크 관리에서 매우 효과적이다.
GNCC는 글로벌 게이트웨이 허브와 함께 위치될 것이고 바이럴 궤도 차량, 프로토닉, ASM, 핵 및 국제 스위칭 NMS(Network Management System: 네트워크 관리 시스템)와 같은 다양한 네트워크 관리 툴을 갖추고 있을 것이다. GNCC 각각은 MOM으로 칭해지는 매니저 중의 매니저 네트워크 관리 툴을 구비할 것이다. MOM은, 네트워크의 다양한 네트워킹 시스템으로부터 수신되는 모든 경고 및 성능 정보를 결합하고 통합하고 그들을 논리적이고 규칙적인 방식으로 제시한다. MOM은 근본 원인 분석으로서 모든 경고 및 성능 문제를 제시할 것이고, 그 결과, 기술 운영 직원이 문제를 신속하게 격리할 수 있고 임의의 장애를 일으킨 서비스를 복원할 수 있다. 또한 MOM의 포괄적인 실시간 보고 시스템을 통해, 바이럴 분자 네트워크 운영 직원은 네트워크를 관리함에 있어서 사전 대책을 강구할 것이다.
도 1은, 본 발명의 한 실시형태에서 도시되는, 채용 이동성 백본 및 액세스 레벨을 갖는 이러한 고속, 고용량의 초당 테라비트(TBps)의 밀리미터파 무선 네트워크의 체계적 레이아웃을 디스플레이하는 바이럴 분자 네트워크 아키텍처의 블록도이다.
도 2는 Attobahn의 아키텍처에 비교되는 표준 인터넷 전송 제어(TCP)/인터넷 프로토콜(IP) 일군(suite)을 도시하는 블록도이다.
도 3은, 프로토닉 스위치 중간 스위칭 레이어에 의해 지원되는 핵 스위치의 초고속 스위칭 레이어; 및 엔드 유저 터치 포인트에 연결되는 V 이동국, 나노 이동국, 및 아토 이동국 액세스 스위칭 레이어를 도시하는 Attobahn 네트워크의 체계적 레이어의 예시이다. 스위치의 이 네트워크 체계는 본 발명의 실시형태이다.
도 4는, 본 발명의 실시형태인, Attobahn 네트워크가 연결되고 관리하는 다양한 시스템 및 통신 서비스에 대한 상호 연결성을 도시한다.
도 5는, 본 발명의 실시형태인, 엔드 유저의 애플리케이션, 네트워크 암호화 서비스, 및 논리 네트워크 포트에 인터페이싱하는 Attobahn 애플리케이션 프로그래머블 인터페이스(Attobahn Application Programmable Interface: AAPI)의 예시이다.
도 6은, 본 발명의 실시형태인, Attobahn API(AAPI) 및 고속의 초당 10 이상의 기가비트를 승인하는 Attobahn 네이티브 애플리케이션 및 관련 레이어의 예시이다.
도 7은, 본 발명의 실시형태인, AttoView(아토뷰) 서비스 대시보드(AttoView Services Dashboard)의 예시이다.
도 8은, 본 발명의 실시형태인, 습관적 앱; 소셜 미디어; 인포테인먼트, 및 애플리케이션의 대시보드 4개 영역의 상세한 레이아웃을 도시하는 아토뷰 서비스 대시보드의 예시이다.
도 9는, Attobahn APPI에 임베딩되는 광고 오버레이 서비스 기술을 통해 광고를 동시에 보는 것에 의해 디지털 콘텐츠에 대한 비용을 지불하는 대안적인 방식을 광대역 뷰어에게 허용하는 보안 앱 및 방법을 구비하는 Attobahn 아토뷰 ADS(광고) 레벨 모니터링 시스템(Attobahn AttoView ADS Level Monitoring System: AAA)의 예시이다.
도 10은, 본 발명의 실시형태인, 네트워크 기반 구조를 통해 7,200조개의 어드레스를 제공하는 Attobahn의 셀 프레임 어드레스 스키마의 예시이다.
도 11은, 본 발명의 실시형태인, Attobahn 디바이스 어드레스의 예시이다.
도 12는, 본 발명의 실시형태인, Attobahn 유저 고유 어드레스 및 앱 확장자(extension)의 예시이다.
도 13은, 본 발명의 실시형태인, 10 바이트 헤더 및 60 바이트 페이로드로 구성되는 Attobahn의 셀 프레임 고속 패킷 프로토콜(Attobahn's cell frame fast packet protocol: ACFP)의 예시이다.
도 14는, 본 발명의 실시형태인, Attobahn 셀 프레임 스위칭 체계의 예시이다.
도 15는, 본 발명의 실시형태인, 관리 논리 포트 설명의 분석을 갖는 Attobahn의 셀 프레임 고속 패킷 프로토콜(ACFP)의 예시이다.
도 16은, 본 발명의 실시형태인, Attobahn의 호스트 대 호스트 통신 프로세스의 예시이다.
도 17 및 17a는, 본 발명의 실시형태인, 바이럴 궤도 차량 V 이동국 액세스 통신 디바이스 하우징 전방 및 비 커넥터 포트 측면도의 예시이다.
도 17b는, 본 발명의 실시형태인, 바이럴 궤도 차량 V 이동국 액세스 노드 통신 디바이스 하우징 후방, 커넥터 포트 측면, 및 DC 전력 커넥터 저면도의 예시이다.
도 18은, 본 발명의 실시형태인, 일련의 통상적인 엔드 유저 시스템에 연결되는 디바이스를 갖는 바이럴 궤도 차량 V 이동국 액세스 노드 통신 디바이스 하우징 후방, 커넥터 포트 측면, 및 DC 전력 커넥터 저면도를 도시한다.
도 19는, 본 발명의 실시형태인, 엔드 유저 정보 및 디지털 스트림에 대한 바이럴 궤도 차량 V 이동국 액세스 노드 통신 디바이스의 내부 동작을 예시하는 일련의 블록도이다.
도 20은, 본 발명의 실시형태인, 디지털 셀 프레임 스트림의 아토초 멀티플렉서(ASM) 시분할 프레임 포맷을 예시한다.
도 21은, 본 발명의 실시형태인, 자신의 셀 프레임 스위칭 패브릭, ASM, QAM 모뎀, RF 증폭기 및 수신기, 관리 시스템 및 CPU의 V 이동국 기술의 개략적인 레이아웃을 예시한다.
도 22 및 22a는, 본 발명의 실시형태인, 바이럴 궤도 차량 나노 이동국 액세스 통신 디바이스 하우징 전방 및 비 커넥터 포트 측면도의 예시이다.
도 22b는, 본 발명의 실시형태인, 바이럴 궤도 차량 나노 이동국 액세스 노드 통신 디바이스 하우징 후방, 커넥터 포트 측면, 및 DC 전력 커넥터 저면도의 예시이다.
도 23은 본 발명의 실시형태인, 일련의 통상적인 엔드 유저 시스템에 연결되는 디바이스를 갖는 바이럴 궤도 차량 나노 이동국 액세스 노드 통신 디바이스 하우징 후방, 커넥터 포트 측면, 및 DC 전력 커넥터 저면도를 도시한다.
도 24는, 본 발명의 실시형태인, 엔드 유저 정보 및 디지털 스트림에 대한 바이럴 궤도 차량 나노 이동국 액세스 노드 통신 디바이스의 내부 동작을 예시하는 일련의 블록도이다.
도 25는, 본 발명의 실시형태인, 자신의 셀 프레임 스위칭 패브릭, ASM, QAM 모뎀, RF 증폭기 및 수신기, 관리 시스템 및 CPU의 나노 이동국 기술의 개략적인 레이아웃을 예시한다.
도 26 및 도 26a는, 본 발명의 실시형태인, 바이럴 궤도 차량 아토 이동국 액세스 통신 디바이스 하우징 전방 및 비 커넥터 포트 측면도의 예시이다.
도 26b는, 본 발명의 실시형태인, 바이럴 궤도 차량 아토 이동국 액세스 노드 통신 디바이스 하우징 후방, 커넥터 포트 측면, 및 DC 전력 커넥터 저면도의 예시이다.
도 27은, 본 발명의 실시형태인, 일련의 통상적인 엔드 유저 시스템에 연결되는 디바이스를 갖는 바이럴 궤도 차량 아토 이동국 액세스 노드 통신 디바이스 하우징 후방, 커넥터 포트 측면, 및 DC 전력 커넥터 저면도를 도시한다.
도 28은, 본 발명의 실시형태인, 엔드 유저 정보 및 디지털 스트림에 대한 바이럴 궤도 차량 아토 이동국 액세스 노드 통신 디바이스의 내부 동작을 예시하는 일련의 블록도이다.
도 29는, 본 발명의 실시형태인, 자신의 셀 프레임 스위칭 패브릭, ASM, QAM 모뎀, RF 증폭기 및 수신기, 관리 시스템 및 CPU의 아토 이동국 기술의 개략적인 레이아웃을 예시한다.
도 30은, 본 발명의 실시형태인, 프로토닉 스위칭 레이어 모바일 확장자 중 하나를 제공하는 공중 드론 항공기에 설치되는 프로토닉 스위치 통신 디바이스를 예시한다.
도 31은, 본 발명의 실시형태인, 프로토닉 스위치 통신 디바이스 하우징 정면도, 자신의 로컬 V 이동국에 대한 커넥터 포트 측면도; 로컬 시스템 구성 및 동작 상태에 대한 디스플레이; 및 30 내지 3300㎓ 360도 RF 안테나를 예시하는 블록도이다.
도 32는 통상적인 엔드 유저의 PC, 랩탑, 게임 콘솔 및 키네틱 시스템, 서버 등에 대한 물리적 연결성을 디스플레이하는 프로토닉 스위치 통신 디바이스 하우징을 도시한다.
도 33은, 본 발명의 실시형태인, 엔드 유저 정보 및 디지털 스트림에 대한 프로토닉 스위치 통신 디바이스의 내부 동작을 예시하는 일련의 블록도이다.
도 34는, 본 발명의 실시형태인, 자신의 셀 프레임 스위칭 패브릭, ASM, QAM 모뎀, RF 증폭기 및 수신기, 관리 시스템, 및 CPU의 프로토닉 스위치 기술의 개략적인 레이아웃을 예시한다.
도 35는 프로토닉 스위치에 통합되는 V 이동국을 예시한다. 도 34는, 본 발명의 실시형태인, V 이동국 셀 프레임 스위칭 패브릭, ASM, QAM 모뎀, RF 증폭기 및 수신기, 관리 시스템 및 CPU를 도시한다.
도 36은, 본 발명의 실시형태인, 16 GBps 디지털 스트림에 대한 프로토닉 스위치 시분할 다중 액세스(TDMA) 및 아토초 멀티플렉싱 프레임 포맷을 예시한다.
도 37은, 본 발명의 실시형태인, 액세스 레벨 네트워크 V 이동국, 나노 이동국, 및 아토 이동국으로부터 프로토닉 스위칭 레이어 프로토닉 스위치로, 그리고 핵 스위칭 레이어 핵 스위치로의 Attobahn TDMA 연결 경로의 예시이다.
도 38 및 도 38a는, 본 발명의 실시형태인, 자신의 디스플레이가 로컬 시스템 구성 및 관리를 위해 사용되는 핵 스위치 통신 디바이스 하우징 정면도; 병렬 회로 카드(셀 스위칭 패브릭, ASM, 클럭킹 시스템 제어, 관리, 및 동작 상태 광섬유 단자, 및 RF 송신기 및 LNA 수신기의 회로부를 포함하는 블레이드; 및 전력 공급 장치 회로부를 예시하는 블록도이다.
도 38b는, 본 발명의 실시형태인, 동축, USB, RJ45 및 광섬유 커넥터, 자신의 로컬 V 이동국에 대한 커넥터 포트 측면도; 로컬 시스템 구성 및 동작 상태에 대한 디스플레이; AC 전력 커넥터, 및 30 내지 3300㎓ 360도 RF 안테나를 갖는 핵 스위치 통신 디바이스 하우징의 배면도를 도시한다.
도 39는, 본 발명의 실시형태인, 통상적인 기업 엔드 유저의 서버 팜, 클라우드 운영, ISP, 통신 사업자, 케이블 공급자, 오버 더 톱(OTT) 비디오 운영자, 소셜 미디어 서비스, 검색 엔진, TV 뉴스 방송국, 라디오 방송국, 기업 데이터 센터 및 사설 네트워크에 대한 물리적 연결성을 디스플레이하는 핵 스위치 통신 디바이스 하우징을 도시한다.
도 40은, 본 발명의 실시형태인, 자신의 셀 프레임 스위칭 패브릭, ASM, QAM 모뎀, RF 증폭기 및 수신기, 관리 시스템, 및 CPU의 핵 스위치 기술의 개략적인 레이아웃을 예시한다.
도 41은, 본 발명의 실시형태인, 바이럴 분자 네트워크 프로토닉 스위치 및 바이럴 궤도 차량 액세스 노드 원자 분자 도메인 상호 연결성 및 핵 스위치/ASM 허브 네트워킹 연결성을 도시한다.
도 42는, 본 발명의 실시형태인, 바이럴 분자 네트워크 액세스 네트워크 레이어(ANL), 프로토닉 스위칭 레이어(PSL), 및 코어 에너제틱 핵 스위칭 레이어(NSL) 네트워크 체계를 도시한다.
본 발명의 실시형태로서, 도 43은, 액세스 네트워크 레이어에서 V 이동국에, 그리고 핵 스위칭 레이어 - 로컬 원자 분자 인트라 및 인터 도메인의 스위칭 관리 및 도시 간 트래픽 관리 - 에 연결되는 바이럴 분자 네트워크 프로토닉 스위칭 레이어를 도시한다.
도 44는, 본 발명의 일부인 프로토닉 스위칭 레이어에 대한 바이럴 분자 네트워크 프로토닉 스위치 차량의 구현예를 예시한다.
도 45는, 본 발명의 실시형태인, 엔드 유저에 대한 전국적인 통신을 제공하기 위해 핵 스위치의 사용을 포괄하는 바이럴 분자 네트워크 북아메리카 코어 백본 네트워크를 도시한다.
도 46은, 본 발명의 주요 실시형태인, 네트워크의 코어 노스 백본 부분의 바이럴 분자 네트워크 자가 치유 및 재난 복구 설계를 예시한다.
도 47은, 본 발명의 실시형태인, 핵 스위치를 활용하는 자신의 글로벌 전세계 게이트웨이 허브 사이의 디지털 스트림의 바이럴 분자 네트워크 글로벌 트래픽 관리의 예시이다.
도 48은, 본 발명의 실시형태인, 바이럴 분자 네트워크 고객에게 국제적 연결성을 제공하기 위해 주요 국가 핵 스위칭 허브를 연결하는 네트워크의 바이럴 분자 네트워크 글로벌 코어 백본 국제 부분의 묘사이다.
도 49는, 본 발명의 실시형태인, 이 네트워크의 글로벌 코어 백본 국제 부분의 바이럴 분자 네트워크 자가 치유 및 동적 재난 복구를 디스플레이한다.
도 50은, 본 발명의 실시형태인, V 이동국, 나노 이동국, 아토 이동국, 프로토닉 스위치, 핵 스위치, 붐 박스 자이로 TWA(Boom Box Gyro TWA), 미니 붐 박스 자이로 TWA(Mini Boom Box Gyro TWA), 윈도우 마운트 밀리미터파 안테나 리피터, 도어 및 벽 밀리미터파 안테나 리피터, 및 광섬유 단자 기기를 관리하는 미국 뉴욕, 영국 런던, 및 호주 시드니의 Attobahn의 세 개의 글로벌 네트워크 제어 센터(GNCC)의 예시이다.
본 발명의 실시형태인 도 51은 Attobahn 네트워크 관리 시스템, 그것의 중앙의 매니저 중의 매니저(MOM), 및 세 개의 글로벌 네트워크 센터(GNCC)에 위치되는 관련된 경고 근본 원인 및 네트워크 복원 시스템의 예시이다.
도 52는, 본 발명의 실시형태인, Atto-Service(아토 서비스) 관리 시스템, 그것의 일련의 관리 툴, 및 MOM에 공급되는 관련된 보안 관리 시스템의 예시이다.
도 53은, 본 발명의 실시형태인, V 이동국/나노 이동국/아토 이동국 관리 시스템, 그것의 일련의 관리 툴, 및 MOM으로 공급되는 관련된 보안 관리 시스템의 예시이다.
도 54는, 본 발명의 실시형태인, 프로토닉 스위치 관리 시스템, 그것의 일련의 관리 툴, 및 MOM에 공급되는 관련된 보안 관리 시스템의 예시이다.
도 55는, 본 발명의 실시형태인, 핵 스위치 관리 시스템, 그것의 일련의 관리 툴, 및 MOM에 공급되는 관련된 보안 관리 시스템의 예시이다.
도 56은, 본 발명의 실시형태인, 밀리미터파 RF 관리 시스템, 그것의 일련의 관리 툴, 및 MOM에 공급되는 관련된 보안 관리 시스템의 예시이다.
도 57은, 본 발명의 실시형태인, 송신 시스템(광 섬유 단자, 광 섬유 멀티플렉서, 광 섬유 스위치, 위성 시스템) 관리 시스템, 그것의 일련의 관리 툴, 및 MOM에 공급되는 관련된 보안 관리 시스템의 예시이다.
도 58은, 본 발명의 실시형태인, 클럭킹 및 동기화 시스템 관리 시스템, 그것의 일련의 관리 툴, 및 MOM에 공급되는 관련된 보안 관리 시스템의 예시이다.
도 59는, 본 발명의 실시형태인, 초 전력 붐 박스 자이로 TWA로부터 엔드 유저 디바이스의 저전력 리피터 안테나로의 자신의 기능적 레이어를 디스플레이하는 Attobahn 밀리미터파 무선 주파수(RF) 네트워크 송신 아키텍처의 예시이다.
도 60은, 본 발명의 실시형태인, 도시 또는 교외 지역에서의 다양한 ¼ 제곱 마일 구성에서의 자신의 붐 박스 자이로 TWA 및 미니 붐 박스 자이로 TWA의 Attobahn 밀리미터파 RF 메트로 센터 그리드 레이아웃의 예시이다.
도 61은, 본 발명의 실시형태인, 다양한 5 제곱 마일 그리드 및 ¼ 제곱 마일 그리드 각각에서의 자신의 붐 박스 자이로 TWA 및 미니 붐 박스 자이로 TWA의 Attobahn 밀리미터파 RF 네트워크 구성; V 이동국, 나노 이동국, 아토 이동국, 프로토닉 스위치, 및 핵 스위치의 예시이다.
도 62는, 본 발명의 실시형태인, V 이동국, 나노 이동국, 및 아토 이동국으로부터 미니 붐 박스 자이로 TWA로의 밀리미터파 RF 연결성; 미니 붐 박스 자이로 TWA로의 프로토닉 스위치 및 핵 스위치 RF 송신; 붐 박스 자이로 TWA로의 미니 박스 자이로 TWA RF 송신; 및 V 이동국, 나노 이동국, 아토 이동국, 프로토닉 스위치, 및 핵 스위치로의 붐 박스 자이로 TWA RF 송신의 예시이다.
도 63은, 본 발명의 실시형태인, 붐 박스 자이로 TWA로부터 V 이동국, 나노 이동국, 및 아토 이동국으로의 밀리미터파 RF 방송 송신 서비스의 예시이다.
도 64는, 본 발명의 실시형태인, 자신의 QAM 모뎀; 송신기 증폭기; LNA 수신기, 이들 회로부로의 클럭킹 및 동기화 통합; 및 자신의 360도 혼 안테나의 Attobahn V 이동국 밀리미터파 RF 설계의 예시이다.
도 65는, 본 발명의 실시형태인, 자신의 QAM 모뎀; 송신기 증폭기; LNA 수신기, 이들 회로부로의 클럭킹 및 동기화 통합; 및 자신의 360도 혼 안테나의 Attobahn 나노 이동국 밀리미터파 RF 설계의 예시이다.
도 66은, 본 발명의 실시형태인, 자신의 QAM 모뎀; 송신기 증폭기; LNA 수신기, 이들 회로부로의 클럭킹 및 동기화 통합; 및 자신의 360도 혼 안테나의 Attobahn 아토 이동국 밀리미터파 RF 설계의 예시이다.
도 67은, 본 발명의 실시형태인, 자신의 QAM 모뎀; 송신기 증폭기; LNA 수신기, 이들 회로부로의 클럭킹 및 동기화 통합; 자신의 듀얼 360도 혼 안테나, 및 V 이동국, 나노 이동국, 아토 이동국, 미니 붐 박스 자이로 TWA, 및 붐 박스 자이로 TWA로의 RF 송신의 Attobahn 프로토닉 스위치 밀리미터파 RF 설계의 예시이다.
도 68은, 본 발명의 실시형태인, 자신의 QAM 모뎀; 송신기 증폭기; LNA 수신기, 이들 회로부로의 클럭킹 및 동기화 통합; 자신의 쿼드 360도 혼 안테나, 및 프로토닉 스위치, 미니 붐 박스 자이로 TWA, 및 붐 박스 자이로 TWA로의 RF 송신의 Attobahn 핵 스위치 밀리미터파 RF 설계의 예시이다.
도 69는, 본 발명의 실시형태인, 저전력 터치 포인트 디바이스로부터 초고전력 붐 박스 자이로 TWA 안테나에 이르는 Attobahn 네트워크 기반 구조 밀리미터파 안테나 아키텍처(Attobahn Network Infrastructure Millimeter Wave Antenna Architecture)의 예시이다.
도 70은, 본 발명의 실시형태인, 자신의 360도 혼 안테나를 갖는 Attobahn 안테나 레이어 I (두 타입의) 초고전력 붐 박스 자이로 TWA; 자신의 360도 혼 안테나 도시 및 교외 그리드 구성을 갖는 레이어 II 중간 전력 미니 붐 박스 자이로 TWA; 자신의 360도 혼 안테나를 갖는 레이어 III V 이동국, 나노 이동국 및 아토 이동국 디바이스; 및 자신의 360도 혼 안테나를 갖는 레이어 IV 터치 포인트 디바이스의 예시이다.
도 71은, 본 발명의 실시형태인, 자신의 진행파 튜브 증폭기(Traveling Wave Tube Amplifier: TWA); 관련된 LNA RF 수신기 회로부; 안테나 플렉시블 밀리미터파 가이드(antenna flexible millimeter wave guide); 탄소 화강암 케이스; 및 360도 혼 안테나를 갖는 Attobahn 멀티 포인트 초고전력 붐 박스 자이로 TWA 시스템의 예시이다.
도 72는, 본 발명의 실시형태인, 자신의 진행파 튜브 증폭기(TWA); 관련된 LNA RF 수신기 회로부; 안테나 플렉시블 밀리미터파 가이드; 탄소 화강암 케이스; 및 20-60도 혼 안테나를 갖는 Attobahn 백본 점대점(Point-to-Point) 초고전력 붐 박스 자이로 TWA 시스템의 예시이다.
도 73은, 본 발명의 실시형태인, 루프(roof), 타워 또는 폴(pole: 전주)에 대한 Attobahn 멀티 포인트 초고전력 붐 박스 자이로 TWA 시스템의 세 가지 통상적인 물리적 마운팅 방법의 예시이다.
도 74는, 본 발명의 실시형태인, 루프, 타워 또는 폴에 대한 Attobahn 백본 점대점 초고전력 붐 박스 자이로 TWA 시스템의 세 가지 통상적인 물리적 마운팅 방법의 예시이다.
도 75는, 본 발명의 실시형태인, 자신의 진행파 튜브 증폭기(TWA); 관련된 LNA RF 수신기 회로부; 안테나 플렉시블 밀리미터파 가이드; 탄소 화강암 케이스; 및 360도 혼 안테나를 갖는 Attobahn 멀티 포인트 중간 전력 미니 붐 박스 자이로 TWA 시스템의 예시이다.
도 76은, 본 발명의 실시형태인, 루프, 타워 또는 폴에 대한 Attobahn 멀티 포인트 중간 전력 미니 붐 박스 자이로 TWA 시스템의 세 가지 통상적인 물리적 마운팅 방법의 예시이다.
도 77은, 본 발명의 실시형태인, Attobahn 하우스 외부 윈도우 마운트 밀리미터파 360도 유도성 안테나 리피터 증폭기 시스템(Attobahn House External Window-Mount Millimeter Wave 360-degree Inductive antenna repeater amplifier system)의 예시이다.
도 78은, 본 발명의 실시형태인, Attobahn 하우스 외부 윈도우 마운트 밀리미터파 360도 유도성 안테나 리피터 증폭기 시스템 회로부 설계의 예시이다.
도 79는, 본 발명의 실시형태인, Attobahn 하우스 외부 윈도우 마운트 밀리미터파 360도 차폐 와이어 안테나 리피터 증폭기 시스템(Attobahn House External Window-Mount Millimeter Wave 360-degree Shielded-Wire antenna repeater amplifier system)의 예시이다.
도 80은, 본 발명의 실시형태인, Attobahn 하우스 외부 윈도우 마운트 밀리미터파 360도 차폐 와이어 안테나 리피터 증폭기 시스템 회로부 설계의 예시이다.
도 81은, 본 발명의 실시형태인, Attobahn 하우스 외부 윈도우 마운트 밀리미터파 180도 유도성 안테나 리피터 증폭기 시스템의 예시이다.
도 82는, 본 발명의 실시형태인, Attobahn 하우스 외부 윈도우 마운트 밀리미터파 180도 유도성 안테나 리피터 증폭기 시스템 회로부 설계의 예시이다.
도 83은, 본 발명의 실시형태인, Attobahn 하우스 외부 윈도우 마운트 밀리미터파 180도 차폐 와이어 안테나 리피터 증폭기 시스템의 예시이다.
도 84는, 본 발명의 실시형태인, Attobahn 하우스 외부 윈도우 마운트 밀리미터파 180도 차폐 와이어 안테나 리피터 증폭기 시스템 회로부 설계의 예시이다.
도 85는, 본 발명의 실시형태인, Attobahn 하우스 외부 윈도우 마운트 밀리미터파 360도 유도성 안테나 리피터 증폭기 시스템 및 내부 V 이동국, 나노 이동국, 아토 이동국 하우스에 대한 그것의 RF 송신 연결의 예시이다.
도 86은, 본 발명의 실시형태인, Attobahn 하우스 외부 윈도우 마운트 밀리미터파 360도 차폐 와이어 안테나 리피터 증폭기 시스템 및 내부 V 이동국, 나노 이동국, 아토 이동국 하우스에 대한 그것의 RF 송신 연결의 예시이다.
도 87은, 본 발명의 실시형태인, Attobahn 사무실 빌딩 내부 천장 마운트 밀리미터파 360도 유도성 안테나 리피터 증폭기 시스템 및 내부 V 이동국, 나노 이동국, 아토 이동국 하우스에 대한 그것의 RF 송신 연결의 예시이다.
도 88은, 본 발명의 실시형태인, Attobahn 하우스 외부 윈도우 마운트 밀리미터파 180도 유도성 안테나 리피터 증폭기 시스템 및 내부 V 이동국, 나노 이동국, 아토 이동국 하우스에 대한 그것의 RF 송신 연결의 예시이다.
도 89는, 본 발명의 실시형태인, Attobahn 하우스 외부 윈도우 마운트 밀리미터파 180도 차폐 와이어 안테나 리피터 증폭기 시스템 및 내부 V 이동국, 나노 이동국, 아토 이동국 하우스에 대한 그것의 RF 송신 연결의 예시이다.
도 90은, 본 발명의 실시형태인, Attobahn 사무실 빌딩 내부 천장 마운트 밀리미터파 180도 유도성 안테나 리피터 증폭기 시스템 및 내부 V 이동국, 나노 이동국, 아토 이동국 하우스에 대한 그것의 RF 송신 연결의 예시이다.
도 91은, 본 발명의 실시형태인, Attobahn 하우스 외부 윈도우 마운트 밀리미터파 360도 안테나 리피터 증폭기 리피터 아키텍처 및, 미니 붐 박스 자이로 TWA와 붐 박스 자이로 TWA 및 내부 V 이동국, 나노 이동국, 아토 이동국, 도어/벽 mmW 안테나 리피터, 및 하우스 전체에 걸친 터치 포인트 디바이스에 대한 그것의 RF 송신 연결의 예시이다.
도 92는, 본 발명의 실시형태인, Attobahn 출입구(Door Way) 20-60도 차폐 와이어 피드 혼 밀리미터파 리피터 증폭기의 예시이다.
도 93은, 본 발명의 실시형태인, Attobahn 출입구 20-60도 차폐 와이어 피드 혼 밀리미터파 리피터 증폭기 회로부 설계의 예시이다.
도 94는, 본 발명의 실시형태인, Attobahn 출입구 20-60도 차폐 와이어 피드 혼 밀리미터파 리피터 증폭기 설치 구성의 예시이다.
도 95는, 본 발명의 실시형태인, Attobahn 출입구(Door Way) 180도 차폐 와이어 피드 혼 밀리미터파 리피터 증폭기의 예시이다.
도 96은, 본 발명의 실시형태인, Attobahn 출입구 180도 차폐 와이어 피드 혼 밀리미터파 리피터 증폭기 회로부 설계의 예시이다.
도 97은, 본 발명의 실시형태인, Attobahn 출입구 180도 차폐 와이어 피드 혼 밀리미터파 리피터 증폭기 설치 구성의 예시이다.
도 98은, 본 발명의 실시형태인, 방의 외측 및 내측 벽 상에 마운팅되는 180도 벽 마운트 안테나 증폭기 리피터의 예시이다.
도 99는, 본 발명의 실시형태인, Attobahn 벽 마운트 180도 차폐 와이어 피드 혼 밀리미터파 리피터 증폭기 회로부 설계의 예시이다.
도 100은, 본 발명의 실시형태인, Attobahn 벽 마운트 180도 차폐 와이어 피드 혼 밀리미터파 리피터 증폭기 설치 구성의 예시이다.
도 101은, 본 발명의 실시형태인, Attobahn 도시 마천루(skyscraper) 안테나 아키텍처 설계를 예시한다.
도 102는, 본 발명의 실시형태인, 천장 마운트 360도 mmW RF 안테나 리피터 증폭기 유도 유닛이 사무실 빌딩에 대해 사용되도록 설계되는 것을 예시한다.
도 103은, 본 발명의 실시형태인, 천장 마운트 180도 mmW RF 안테나 리피터 증폭기 유도 유닛이 사무실 빌딩에 대해 사용되도록 설계되는 것을 예시한다.
도 104는, Attobahn 마천루 사무실 공간 밀리미터파 천장 및 벽 마운트 안테나 설계를 예시한다.
도 105는, 통상적인 Attobahn 하우스/빌딩 윈도우, 도어, 벽, 및 천장 마운트 밀리미터파 안테나 설계를 예시한다.
도 106은, 본 발명의 실시형태인, 자신의 터치 포인트 디바이스 클럭킹 동기화에 대한 자신의 글로벌 포지션 시스템(GPS) 기준 소스로부터 Attobahn 클럭킹 및 타이밍 표준 동기화 아키텍처의 예시이다.
도 107은, GPS에 대한 기준이며 클럭킹 신호를 글로벌 Attobahn 네트워크 디지털 및 RF 시스템 클럭킹 기반 구조에 분배하는, 북아메리카(North America: NA), 유럽 중동 및 아프리카(EMEA), 및 아시아 태평양(ASPAC) 지역에서의 Attobahn의 세 개의 글로벌 클럭킹, 동기화 및 분배 센터의 예시이다. 도 106은 본 발명의 실시형태이다.
도 108은, 자신의 네 개의 주 회로부를 갖는 Attobahn의 본능적으로 현명한 집적 회로(IWIC) 칩 내부 구성의 예시이다: 셀 프레임 스위칭 회로부; 아토초 멀티플렉서 회로부; 국부 발진 회로부; 및 자신의 밀리미터파 송신기 증폭기, 수신기 저노이즈 증폭기, QAM 모뎀 및 360도 혼 안테나를 갖는 RF 섹션. 도 107은 본 발명의 실시형태이다.
도 109는, 본 발명의 실시형태인, IWIC 칩 물리적 명세로 칭해지는 Attobahn의 본능적으로 현명한 집적 회로의 예시이다.
도 2는 Attobahn의 아키텍처에 비교되는 표준 인터넷 전송 제어(TCP)/인터넷 프로토콜(IP) 일군(suite)을 도시하는 블록도이다.
도 3은, 프로토닉 스위치 중간 스위칭 레이어에 의해 지원되는 핵 스위치의 초고속 스위칭 레이어; 및 엔드 유저 터치 포인트에 연결되는 V 이동국, 나노 이동국, 및 아토 이동국 액세스 스위칭 레이어를 도시하는 Attobahn 네트워크의 체계적 레이어의 예시이다. 스위치의 이 네트워크 체계는 본 발명의 실시형태이다.
도 4는, 본 발명의 실시형태인, Attobahn 네트워크가 연결되고 관리하는 다양한 시스템 및 통신 서비스에 대한 상호 연결성을 도시한다.
도 5는, 본 발명의 실시형태인, 엔드 유저의 애플리케이션, 네트워크 암호화 서비스, 및 논리 네트워크 포트에 인터페이싱하는 Attobahn 애플리케이션 프로그래머블 인터페이스(Attobahn Application Programmable Interface: AAPI)의 예시이다.
도 6은, 본 발명의 실시형태인, Attobahn API(AAPI) 및 고속의 초당 10 이상의 기가비트를 승인하는 Attobahn 네이티브 애플리케이션 및 관련 레이어의 예시이다.
도 7은, 본 발명의 실시형태인, AttoView(아토뷰) 서비스 대시보드(AttoView Services Dashboard)의 예시이다.
도 8은, 본 발명의 실시형태인, 습관적 앱; 소셜 미디어; 인포테인먼트, 및 애플리케이션의 대시보드 4개 영역의 상세한 레이아웃을 도시하는 아토뷰 서비스 대시보드의 예시이다.
도 9는, Attobahn APPI에 임베딩되는 광고 오버레이 서비스 기술을 통해 광고를 동시에 보는 것에 의해 디지털 콘텐츠에 대한 비용을 지불하는 대안적인 방식을 광대역 뷰어에게 허용하는 보안 앱 및 방법을 구비하는 Attobahn 아토뷰 ADS(광고) 레벨 모니터링 시스템(Attobahn AttoView ADS Level Monitoring System: AAA)의 예시이다.
도 10은, 본 발명의 실시형태인, 네트워크 기반 구조를 통해 7,200조개의 어드레스를 제공하는 Attobahn의 셀 프레임 어드레스 스키마의 예시이다.
도 11은, 본 발명의 실시형태인, Attobahn 디바이스 어드레스의 예시이다.
도 12는, 본 발명의 실시형태인, Attobahn 유저 고유 어드레스 및 앱 확장자(extension)의 예시이다.
도 13은, 본 발명의 실시형태인, 10 바이트 헤더 및 60 바이트 페이로드로 구성되는 Attobahn의 셀 프레임 고속 패킷 프로토콜(Attobahn's cell frame fast packet protocol: ACFP)의 예시이다.
도 14는, 본 발명의 실시형태인, Attobahn 셀 프레임 스위칭 체계의 예시이다.
도 15는, 본 발명의 실시형태인, 관리 논리 포트 설명의 분석을 갖는 Attobahn의 셀 프레임 고속 패킷 프로토콜(ACFP)의 예시이다.
도 16은, 본 발명의 실시형태인, Attobahn의 호스트 대 호스트 통신 프로세스의 예시이다.
도 17 및 17a는, 본 발명의 실시형태인, 바이럴 궤도 차량 V 이동국 액세스 통신 디바이스 하우징 전방 및 비 커넥터 포트 측면도의 예시이다.
도 17b는, 본 발명의 실시형태인, 바이럴 궤도 차량 V 이동국 액세스 노드 통신 디바이스 하우징 후방, 커넥터 포트 측면, 및 DC 전력 커넥터 저면도의 예시이다.
도 18은, 본 발명의 실시형태인, 일련의 통상적인 엔드 유저 시스템에 연결되는 디바이스를 갖는 바이럴 궤도 차량 V 이동국 액세스 노드 통신 디바이스 하우징 후방, 커넥터 포트 측면, 및 DC 전력 커넥터 저면도를 도시한다.
도 19는, 본 발명의 실시형태인, 엔드 유저 정보 및 디지털 스트림에 대한 바이럴 궤도 차량 V 이동국 액세스 노드 통신 디바이스의 내부 동작을 예시하는 일련의 블록도이다.
도 20은, 본 발명의 실시형태인, 디지털 셀 프레임 스트림의 아토초 멀티플렉서(ASM) 시분할 프레임 포맷을 예시한다.
도 21은, 본 발명의 실시형태인, 자신의 셀 프레임 스위칭 패브릭, ASM, QAM 모뎀, RF 증폭기 및 수신기, 관리 시스템 및 CPU의 V 이동국 기술의 개략적인 레이아웃을 예시한다.
도 22 및 22a는, 본 발명의 실시형태인, 바이럴 궤도 차량 나노 이동국 액세스 통신 디바이스 하우징 전방 및 비 커넥터 포트 측면도의 예시이다.
도 22b는, 본 발명의 실시형태인, 바이럴 궤도 차량 나노 이동국 액세스 노드 통신 디바이스 하우징 후방, 커넥터 포트 측면, 및 DC 전력 커넥터 저면도의 예시이다.
도 23은 본 발명의 실시형태인, 일련의 통상적인 엔드 유저 시스템에 연결되는 디바이스를 갖는 바이럴 궤도 차량 나노 이동국 액세스 노드 통신 디바이스 하우징 후방, 커넥터 포트 측면, 및 DC 전력 커넥터 저면도를 도시한다.
도 24는, 본 발명의 실시형태인, 엔드 유저 정보 및 디지털 스트림에 대한 바이럴 궤도 차량 나노 이동국 액세스 노드 통신 디바이스의 내부 동작을 예시하는 일련의 블록도이다.
도 25는, 본 발명의 실시형태인, 자신의 셀 프레임 스위칭 패브릭, ASM, QAM 모뎀, RF 증폭기 및 수신기, 관리 시스템 및 CPU의 나노 이동국 기술의 개략적인 레이아웃을 예시한다.
도 26 및 도 26a는, 본 발명의 실시형태인, 바이럴 궤도 차량 아토 이동국 액세스 통신 디바이스 하우징 전방 및 비 커넥터 포트 측면도의 예시이다.
도 26b는, 본 발명의 실시형태인, 바이럴 궤도 차량 아토 이동국 액세스 노드 통신 디바이스 하우징 후방, 커넥터 포트 측면, 및 DC 전력 커넥터 저면도의 예시이다.
도 27은, 본 발명의 실시형태인, 일련의 통상적인 엔드 유저 시스템에 연결되는 디바이스를 갖는 바이럴 궤도 차량 아토 이동국 액세스 노드 통신 디바이스 하우징 후방, 커넥터 포트 측면, 및 DC 전력 커넥터 저면도를 도시한다.
도 28은, 본 발명의 실시형태인, 엔드 유저 정보 및 디지털 스트림에 대한 바이럴 궤도 차량 아토 이동국 액세스 노드 통신 디바이스의 내부 동작을 예시하는 일련의 블록도이다.
도 29는, 본 발명의 실시형태인, 자신의 셀 프레임 스위칭 패브릭, ASM, QAM 모뎀, RF 증폭기 및 수신기, 관리 시스템 및 CPU의 아토 이동국 기술의 개략적인 레이아웃을 예시한다.
도 30은, 본 발명의 실시형태인, 프로토닉 스위칭 레이어 모바일 확장자 중 하나를 제공하는 공중 드론 항공기에 설치되는 프로토닉 스위치 통신 디바이스를 예시한다.
도 31은, 본 발명의 실시형태인, 프로토닉 스위치 통신 디바이스 하우징 정면도, 자신의 로컬 V 이동국에 대한 커넥터 포트 측면도; 로컬 시스템 구성 및 동작 상태에 대한 디스플레이; 및 30 내지 3300㎓ 360도 RF 안테나를 예시하는 블록도이다.
도 32는 통상적인 엔드 유저의 PC, 랩탑, 게임 콘솔 및 키네틱 시스템, 서버 등에 대한 물리적 연결성을 디스플레이하는 프로토닉 스위치 통신 디바이스 하우징을 도시한다.
도 33은, 본 발명의 실시형태인, 엔드 유저 정보 및 디지털 스트림에 대한 프로토닉 스위치 통신 디바이스의 내부 동작을 예시하는 일련의 블록도이다.
도 34는, 본 발명의 실시형태인, 자신의 셀 프레임 스위칭 패브릭, ASM, QAM 모뎀, RF 증폭기 및 수신기, 관리 시스템, 및 CPU의 프로토닉 스위치 기술의 개략적인 레이아웃을 예시한다.
도 35는 프로토닉 스위치에 통합되는 V 이동국을 예시한다. 도 34는, 본 발명의 실시형태인, V 이동국 셀 프레임 스위칭 패브릭, ASM, QAM 모뎀, RF 증폭기 및 수신기, 관리 시스템 및 CPU를 도시한다.
도 36은, 본 발명의 실시형태인, 16 GBps 디지털 스트림에 대한 프로토닉 스위치 시분할 다중 액세스(TDMA) 및 아토초 멀티플렉싱 프레임 포맷을 예시한다.
도 37은, 본 발명의 실시형태인, 액세스 레벨 네트워크 V 이동국, 나노 이동국, 및 아토 이동국으로부터 프로토닉 스위칭 레이어 프로토닉 스위치로, 그리고 핵 스위칭 레이어 핵 스위치로의 Attobahn TDMA 연결 경로의 예시이다.
도 38 및 도 38a는, 본 발명의 실시형태인, 자신의 디스플레이가 로컬 시스템 구성 및 관리를 위해 사용되는 핵 스위치 통신 디바이스 하우징 정면도; 병렬 회로 카드(셀 스위칭 패브릭, ASM, 클럭킹 시스템 제어, 관리, 및 동작 상태 광섬유 단자, 및 RF 송신기 및 LNA 수신기의 회로부를 포함하는 블레이드; 및 전력 공급 장치 회로부를 예시하는 블록도이다.
도 38b는, 본 발명의 실시형태인, 동축, USB, RJ45 및 광섬유 커넥터, 자신의 로컬 V 이동국에 대한 커넥터 포트 측면도; 로컬 시스템 구성 및 동작 상태에 대한 디스플레이; AC 전력 커넥터, 및 30 내지 3300㎓ 360도 RF 안테나를 갖는 핵 스위치 통신 디바이스 하우징의 배면도를 도시한다.
도 39는, 본 발명의 실시형태인, 통상적인 기업 엔드 유저의 서버 팜, 클라우드 운영, ISP, 통신 사업자, 케이블 공급자, 오버 더 톱(OTT) 비디오 운영자, 소셜 미디어 서비스, 검색 엔진, TV 뉴스 방송국, 라디오 방송국, 기업 데이터 센터 및 사설 네트워크에 대한 물리적 연결성을 디스플레이하는 핵 스위치 통신 디바이스 하우징을 도시한다.
도 40은, 본 발명의 실시형태인, 자신의 셀 프레임 스위칭 패브릭, ASM, QAM 모뎀, RF 증폭기 및 수신기, 관리 시스템, 및 CPU의 핵 스위치 기술의 개략적인 레이아웃을 예시한다.
도 41은, 본 발명의 실시형태인, 바이럴 분자 네트워크 프로토닉 스위치 및 바이럴 궤도 차량 액세스 노드 원자 분자 도메인 상호 연결성 및 핵 스위치/ASM 허브 네트워킹 연결성을 도시한다.
도 42는, 본 발명의 실시형태인, 바이럴 분자 네트워크 액세스 네트워크 레이어(ANL), 프로토닉 스위칭 레이어(PSL), 및 코어 에너제틱 핵 스위칭 레이어(NSL) 네트워크 체계를 도시한다.
본 발명의 실시형태로서, 도 43은, 액세스 네트워크 레이어에서 V 이동국에, 그리고 핵 스위칭 레이어 - 로컬 원자 분자 인트라 및 인터 도메인의 스위칭 관리 및 도시 간 트래픽 관리 - 에 연결되는 바이럴 분자 네트워크 프로토닉 스위칭 레이어를 도시한다.
도 44는, 본 발명의 일부인 프로토닉 스위칭 레이어에 대한 바이럴 분자 네트워크 프로토닉 스위치 차량의 구현예를 예시한다.
도 45는, 본 발명의 실시형태인, 엔드 유저에 대한 전국적인 통신을 제공하기 위해 핵 스위치의 사용을 포괄하는 바이럴 분자 네트워크 북아메리카 코어 백본 네트워크를 도시한다.
도 46은, 본 발명의 주요 실시형태인, 네트워크의 코어 노스 백본 부분의 바이럴 분자 네트워크 자가 치유 및 재난 복구 설계를 예시한다.
도 47은, 본 발명의 실시형태인, 핵 스위치를 활용하는 자신의 글로벌 전세계 게이트웨이 허브 사이의 디지털 스트림의 바이럴 분자 네트워크 글로벌 트래픽 관리의 예시이다.
도 48은, 본 발명의 실시형태인, 바이럴 분자 네트워크 고객에게 국제적 연결성을 제공하기 위해 주요 국가 핵 스위칭 허브를 연결하는 네트워크의 바이럴 분자 네트워크 글로벌 코어 백본 국제 부분의 묘사이다.
도 49는, 본 발명의 실시형태인, 이 네트워크의 글로벌 코어 백본 국제 부분의 바이럴 분자 네트워크 자가 치유 및 동적 재난 복구를 디스플레이한다.
도 50은, 본 발명의 실시형태인, V 이동국, 나노 이동국, 아토 이동국, 프로토닉 스위치, 핵 스위치, 붐 박스 자이로 TWA(Boom Box Gyro TWA), 미니 붐 박스 자이로 TWA(Mini Boom Box Gyro TWA), 윈도우 마운트 밀리미터파 안테나 리피터, 도어 및 벽 밀리미터파 안테나 리피터, 및 광섬유 단자 기기를 관리하는 미국 뉴욕, 영국 런던, 및 호주 시드니의 Attobahn의 세 개의 글로벌 네트워크 제어 센터(GNCC)의 예시이다.
본 발명의 실시형태인 도 51은 Attobahn 네트워크 관리 시스템, 그것의 중앙의 매니저 중의 매니저(MOM), 및 세 개의 글로벌 네트워크 센터(GNCC)에 위치되는 관련된 경고 근본 원인 및 네트워크 복원 시스템의 예시이다.
도 52는, 본 발명의 실시형태인, Atto-Service(아토 서비스) 관리 시스템, 그것의 일련의 관리 툴, 및 MOM에 공급되는 관련된 보안 관리 시스템의 예시이다.
도 53은, 본 발명의 실시형태인, V 이동국/나노 이동국/아토 이동국 관리 시스템, 그것의 일련의 관리 툴, 및 MOM으로 공급되는 관련된 보안 관리 시스템의 예시이다.
도 54는, 본 발명의 실시형태인, 프로토닉 스위치 관리 시스템, 그것의 일련의 관리 툴, 및 MOM에 공급되는 관련된 보안 관리 시스템의 예시이다.
도 55는, 본 발명의 실시형태인, 핵 스위치 관리 시스템, 그것의 일련의 관리 툴, 및 MOM에 공급되는 관련된 보안 관리 시스템의 예시이다.
도 56은, 본 발명의 실시형태인, 밀리미터파 RF 관리 시스템, 그것의 일련의 관리 툴, 및 MOM에 공급되는 관련된 보안 관리 시스템의 예시이다.
도 57은, 본 발명의 실시형태인, 송신 시스템(광 섬유 단자, 광 섬유 멀티플렉서, 광 섬유 스위치, 위성 시스템) 관리 시스템, 그것의 일련의 관리 툴, 및 MOM에 공급되는 관련된 보안 관리 시스템의 예시이다.
도 58은, 본 발명의 실시형태인, 클럭킹 및 동기화 시스템 관리 시스템, 그것의 일련의 관리 툴, 및 MOM에 공급되는 관련된 보안 관리 시스템의 예시이다.
도 59는, 본 발명의 실시형태인, 초 전력 붐 박스 자이로 TWA로부터 엔드 유저 디바이스의 저전력 리피터 안테나로의 자신의 기능적 레이어를 디스플레이하는 Attobahn 밀리미터파 무선 주파수(RF) 네트워크 송신 아키텍처의 예시이다.
도 60은, 본 발명의 실시형태인, 도시 또는 교외 지역에서의 다양한 ¼ 제곱 마일 구성에서의 자신의 붐 박스 자이로 TWA 및 미니 붐 박스 자이로 TWA의 Attobahn 밀리미터파 RF 메트로 센터 그리드 레이아웃의 예시이다.
도 61은, 본 발명의 실시형태인, 다양한 5 제곱 마일 그리드 및 ¼ 제곱 마일 그리드 각각에서의 자신의 붐 박스 자이로 TWA 및 미니 붐 박스 자이로 TWA의 Attobahn 밀리미터파 RF 네트워크 구성; V 이동국, 나노 이동국, 아토 이동국, 프로토닉 스위치, 및 핵 스위치의 예시이다.
도 62는, 본 발명의 실시형태인, V 이동국, 나노 이동국, 및 아토 이동국으로부터 미니 붐 박스 자이로 TWA로의 밀리미터파 RF 연결성; 미니 붐 박스 자이로 TWA로의 프로토닉 스위치 및 핵 스위치 RF 송신; 붐 박스 자이로 TWA로의 미니 박스 자이로 TWA RF 송신; 및 V 이동국, 나노 이동국, 아토 이동국, 프로토닉 스위치, 및 핵 스위치로의 붐 박스 자이로 TWA RF 송신의 예시이다.
도 63은, 본 발명의 실시형태인, 붐 박스 자이로 TWA로부터 V 이동국, 나노 이동국, 및 아토 이동국으로의 밀리미터파 RF 방송 송신 서비스의 예시이다.
도 64는, 본 발명의 실시형태인, 자신의 QAM 모뎀; 송신기 증폭기; LNA 수신기, 이들 회로부로의 클럭킹 및 동기화 통합; 및 자신의 360도 혼 안테나의 Attobahn V 이동국 밀리미터파 RF 설계의 예시이다.
도 65는, 본 발명의 실시형태인, 자신의 QAM 모뎀; 송신기 증폭기; LNA 수신기, 이들 회로부로의 클럭킹 및 동기화 통합; 및 자신의 360도 혼 안테나의 Attobahn 나노 이동국 밀리미터파 RF 설계의 예시이다.
도 66은, 본 발명의 실시형태인, 자신의 QAM 모뎀; 송신기 증폭기; LNA 수신기, 이들 회로부로의 클럭킹 및 동기화 통합; 및 자신의 360도 혼 안테나의 Attobahn 아토 이동국 밀리미터파 RF 설계의 예시이다.
도 67은, 본 발명의 실시형태인, 자신의 QAM 모뎀; 송신기 증폭기; LNA 수신기, 이들 회로부로의 클럭킹 및 동기화 통합; 자신의 듀얼 360도 혼 안테나, 및 V 이동국, 나노 이동국, 아토 이동국, 미니 붐 박스 자이로 TWA, 및 붐 박스 자이로 TWA로의 RF 송신의 Attobahn 프로토닉 스위치 밀리미터파 RF 설계의 예시이다.
도 68은, 본 발명의 실시형태인, 자신의 QAM 모뎀; 송신기 증폭기; LNA 수신기, 이들 회로부로의 클럭킹 및 동기화 통합; 자신의 쿼드 360도 혼 안테나, 및 프로토닉 스위치, 미니 붐 박스 자이로 TWA, 및 붐 박스 자이로 TWA로의 RF 송신의 Attobahn 핵 스위치 밀리미터파 RF 설계의 예시이다.
도 69는, 본 발명의 실시형태인, 저전력 터치 포인트 디바이스로부터 초고전력 붐 박스 자이로 TWA 안테나에 이르는 Attobahn 네트워크 기반 구조 밀리미터파 안테나 아키텍처(Attobahn Network Infrastructure Millimeter Wave Antenna Architecture)의 예시이다.
도 70은, 본 발명의 실시형태인, 자신의 360도 혼 안테나를 갖는 Attobahn 안테나 레이어 I (두 타입의) 초고전력 붐 박스 자이로 TWA; 자신의 360도 혼 안테나 도시 및 교외 그리드 구성을 갖는 레이어 II 중간 전력 미니 붐 박스 자이로 TWA; 자신의 360도 혼 안테나를 갖는 레이어 III V 이동국, 나노 이동국 및 아토 이동국 디바이스; 및 자신의 360도 혼 안테나를 갖는 레이어 IV 터치 포인트 디바이스의 예시이다.
도 71은, 본 발명의 실시형태인, 자신의 진행파 튜브 증폭기(Traveling Wave Tube Amplifier: TWA); 관련된 LNA RF 수신기 회로부; 안테나 플렉시블 밀리미터파 가이드(antenna flexible millimeter wave guide); 탄소 화강암 케이스; 및 360도 혼 안테나를 갖는 Attobahn 멀티 포인트 초고전력 붐 박스 자이로 TWA 시스템의 예시이다.
도 72는, 본 발명의 실시형태인, 자신의 진행파 튜브 증폭기(TWA); 관련된 LNA RF 수신기 회로부; 안테나 플렉시블 밀리미터파 가이드; 탄소 화강암 케이스; 및 20-60도 혼 안테나를 갖는 Attobahn 백본 점대점(Point-to-Point) 초고전력 붐 박스 자이로 TWA 시스템의 예시이다.
도 73은, 본 발명의 실시형태인, 루프(roof), 타워 또는 폴(pole: 전주)에 대한 Attobahn 멀티 포인트 초고전력 붐 박스 자이로 TWA 시스템의 세 가지 통상적인 물리적 마운팅 방법의 예시이다.
도 74는, 본 발명의 실시형태인, 루프, 타워 또는 폴에 대한 Attobahn 백본 점대점 초고전력 붐 박스 자이로 TWA 시스템의 세 가지 통상적인 물리적 마운팅 방법의 예시이다.
도 75는, 본 발명의 실시형태인, 자신의 진행파 튜브 증폭기(TWA); 관련된 LNA RF 수신기 회로부; 안테나 플렉시블 밀리미터파 가이드; 탄소 화강암 케이스; 및 360도 혼 안테나를 갖는 Attobahn 멀티 포인트 중간 전력 미니 붐 박스 자이로 TWA 시스템의 예시이다.
도 76은, 본 발명의 실시형태인, 루프, 타워 또는 폴에 대한 Attobahn 멀티 포인트 중간 전력 미니 붐 박스 자이로 TWA 시스템의 세 가지 통상적인 물리적 마운팅 방법의 예시이다.
도 77은, 본 발명의 실시형태인, Attobahn 하우스 외부 윈도우 마운트 밀리미터파 360도 유도성 안테나 리피터 증폭기 시스템(Attobahn House External Window-Mount Millimeter Wave 360-degree Inductive antenna repeater amplifier system)의 예시이다.
도 78은, 본 발명의 실시형태인, Attobahn 하우스 외부 윈도우 마운트 밀리미터파 360도 유도성 안테나 리피터 증폭기 시스템 회로부 설계의 예시이다.
도 79는, 본 발명의 실시형태인, Attobahn 하우스 외부 윈도우 마운트 밀리미터파 360도 차폐 와이어 안테나 리피터 증폭기 시스템(Attobahn House External Window-Mount Millimeter Wave 360-degree Shielded-Wire antenna repeater amplifier system)의 예시이다.
도 80은, 본 발명의 실시형태인, Attobahn 하우스 외부 윈도우 마운트 밀리미터파 360도 차폐 와이어 안테나 리피터 증폭기 시스템 회로부 설계의 예시이다.
도 81은, 본 발명의 실시형태인, Attobahn 하우스 외부 윈도우 마운트 밀리미터파 180도 유도성 안테나 리피터 증폭기 시스템의 예시이다.
도 82는, 본 발명의 실시형태인, Attobahn 하우스 외부 윈도우 마운트 밀리미터파 180도 유도성 안테나 리피터 증폭기 시스템 회로부 설계의 예시이다.
도 83은, 본 발명의 실시형태인, Attobahn 하우스 외부 윈도우 마운트 밀리미터파 180도 차폐 와이어 안테나 리피터 증폭기 시스템의 예시이다.
도 84는, 본 발명의 실시형태인, Attobahn 하우스 외부 윈도우 마운트 밀리미터파 180도 차폐 와이어 안테나 리피터 증폭기 시스템 회로부 설계의 예시이다.
도 85는, 본 발명의 실시형태인, Attobahn 하우스 외부 윈도우 마운트 밀리미터파 360도 유도성 안테나 리피터 증폭기 시스템 및 내부 V 이동국, 나노 이동국, 아토 이동국 하우스에 대한 그것의 RF 송신 연결의 예시이다.
도 86은, 본 발명의 실시형태인, Attobahn 하우스 외부 윈도우 마운트 밀리미터파 360도 차폐 와이어 안테나 리피터 증폭기 시스템 및 내부 V 이동국, 나노 이동국, 아토 이동국 하우스에 대한 그것의 RF 송신 연결의 예시이다.
도 87은, 본 발명의 실시형태인, Attobahn 사무실 빌딩 내부 천장 마운트 밀리미터파 360도 유도성 안테나 리피터 증폭기 시스템 및 내부 V 이동국, 나노 이동국, 아토 이동국 하우스에 대한 그것의 RF 송신 연결의 예시이다.
도 88은, 본 발명의 실시형태인, Attobahn 하우스 외부 윈도우 마운트 밀리미터파 180도 유도성 안테나 리피터 증폭기 시스템 및 내부 V 이동국, 나노 이동국, 아토 이동국 하우스에 대한 그것의 RF 송신 연결의 예시이다.
도 89는, 본 발명의 실시형태인, Attobahn 하우스 외부 윈도우 마운트 밀리미터파 180도 차폐 와이어 안테나 리피터 증폭기 시스템 및 내부 V 이동국, 나노 이동국, 아토 이동국 하우스에 대한 그것의 RF 송신 연결의 예시이다.
도 90은, 본 발명의 실시형태인, Attobahn 사무실 빌딩 내부 천장 마운트 밀리미터파 180도 유도성 안테나 리피터 증폭기 시스템 및 내부 V 이동국, 나노 이동국, 아토 이동국 하우스에 대한 그것의 RF 송신 연결의 예시이다.
도 91은, 본 발명의 실시형태인, Attobahn 하우스 외부 윈도우 마운트 밀리미터파 360도 안테나 리피터 증폭기 리피터 아키텍처 및, 미니 붐 박스 자이로 TWA와 붐 박스 자이로 TWA 및 내부 V 이동국, 나노 이동국, 아토 이동국, 도어/벽 mmW 안테나 리피터, 및 하우스 전체에 걸친 터치 포인트 디바이스에 대한 그것의 RF 송신 연결의 예시이다.
도 92는, 본 발명의 실시형태인, Attobahn 출입구(Door Way) 20-60도 차폐 와이어 피드 혼 밀리미터파 리피터 증폭기의 예시이다.
도 93은, 본 발명의 실시형태인, Attobahn 출입구 20-60도 차폐 와이어 피드 혼 밀리미터파 리피터 증폭기 회로부 설계의 예시이다.
도 94는, 본 발명의 실시형태인, Attobahn 출입구 20-60도 차폐 와이어 피드 혼 밀리미터파 리피터 증폭기 설치 구성의 예시이다.
도 95는, 본 발명의 실시형태인, Attobahn 출입구(Door Way) 180도 차폐 와이어 피드 혼 밀리미터파 리피터 증폭기의 예시이다.
도 96은, 본 발명의 실시형태인, Attobahn 출입구 180도 차폐 와이어 피드 혼 밀리미터파 리피터 증폭기 회로부 설계의 예시이다.
도 97은, 본 발명의 실시형태인, Attobahn 출입구 180도 차폐 와이어 피드 혼 밀리미터파 리피터 증폭기 설치 구성의 예시이다.
도 98은, 본 발명의 실시형태인, 방의 외측 및 내측 벽 상에 마운팅되는 180도 벽 마운트 안테나 증폭기 리피터의 예시이다.
도 99는, 본 발명의 실시형태인, Attobahn 벽 마운트 180도 차폐 와이어 피드 혼 밀리미터파 리피터 증폭기 회로부 설계의 예시이다.
도 100은, 본 발명의 실시형태인, Attobahn 벽 마운트 180도 차폐 와이어 피드 혼 밀리미터파 리피터 증폭기 설치 구성의 예시이다.
도 101은, 본 발명의 실시형태인, Attobahn 도시 마천루(skyscraper) 안테나 아키텍처 설계를 예시한다.
도 102는, 본 발명의 실시형태인, 천장 마운트 360도 mmW RF 안테나 리피터 증폭기 유도 유닛이 사무실 빌딩에 대해 사용되도록 설계되는 것을 예시한다.
도 103은, 본 발명의 실시형태인, 천장 마운트 180도 mmW RF 안테나 리피터 증폭기 유도 유닛이 사무실 빌딩에 대해 사용되도록 설계되는 것을 예시한다.
도 104는, Attobahn 마천루 사무실 공간 밀리미터파 천장 및 벽 마운트 안테나 설계를 예시한다.
도 105는, 통상적인 Attobahn 하우스/빌딩 윈도우, 도어, 벽, 및 천장 마운트 밀리미터파 안테나 설계를 예시한다.
도 106은, 본 발명의 실시형태인, 자신의 터치 포인트 디바이스 클럭킹 동기화에 대한 자신의 글로벌 포지션 시스템(GPS) 기준 소스로부터 Attobahn 클럭킹 및 타이밍 표준 동기화 아키텍처의 예시이다.
도 107은, GPS에 대한 기준이며 클럭킹 신호를 글로벌 Attobahn 네트워크 디지털 및 RF 시스템 클럭킹 기반 구조에 분배하는, 북아메리카(North America: NA), 유럽 중동 및 아프리카(EMEA), 및 아시아 태평양(ASPAC) 지역에서의 Attobahn의 세 개의 글로벌 클럭킹, 동기화 및 분배 센터의 예시이다. 도 106은 본 발명의 실시형태이다.
도 108은, 자신의 네 개의 주 회로부를 갖는 Attobahn의 본능적으로 현명한 집적 회로(IWIC) 칩 내부 구성의 예시이다: 셀 프레임 스위칭 회로부; 아토초 멀티플렉서 회로부; 국부 발진 회로부; 및 자신의 밀리미터파 송신기 증폭기, 수신기 저노이즈 증폭기, QAM 모뎀 및 360도 혼 안테나를 갖는 RF 섹션. 도 107은 본 발명의 실시형태이다.
도 109는, 본 발명의 실시형태인, IWIC 칩 물리적 명세로 칭해지는 Attobahn의 본능적으로 현명한 집적 회로의 예시이다.
본 개시는, 채용 모바일 백본 및 액세스 레벨을 갖는, 고속, 고용량의 초당 테라비트(TBps)의 밀리미터파 30 내지 3300㎓ 무선 네트워크인 Attobahn 바이럴 분자 네트워크에 관한 것이다. 네트워크는, 세 가지 타입의 통신 디바이스를 사용하는 3 계층의 기반 구조, 미국의 전국적 네트워크 및 음성, 데이터, 비디오, 스튜디오 품질 및 4K/5K/8K 초고선명 텔레비전(TV) 및 멀티미디어 정보를 전송하기 위해 분자 시스템 연결성 아키텍처에서 세 가지 통신 디바이스를 활용하는 국제 네트워크로 구성된다.
네트워크는, (차량 내부, 사람, 가정, 회사 사무실 등에서) 최소 400개의 바이럴 궤도 차량(V 이동국, 나노 이동국 및 아토 이동국) 액세스 노드를 그들의 각각의 하나로 끌어당기고 그 다음 그들의 고용량 트래픽을 세 가지 통신 디바이스 중 세 번째인, 도시에서 통신 허브로서 작용하는 핵 스위치로 집중시키는 프로토닉 바디로서 작용하는 노드 시스템으로서 프로토닉 스위치를 사용하는 분자 아키텍처를 중심으로 설계된다. 핵 스위치 통신 디바이스는 도시 내 및 도시간 코어 원격 통신 백본 양식으로 서로 연결된다. 세 가지 통신 디바이스(바이럴 궤도 차량 액세스 디바이스[V 이동국, 나노 이동국 및 아토 이동국], 프로토닉 스위치, 및 핵 스위치) 사이에서 정보를 전송하는 기본 네트워크 프로토콜은, 이들 디바이스가 음성, 데이터, 및 비디오 패킷의 트래픽을 아토초 시간 프레임에서 초고속으로 스위칭하는 셀 프레이밍 프로토콜이다. 빠른 셀 기반 및 아토초 스위칭 및 궤도 시간 슬롯 멀티플렉싱 각각에 대한 핵심은 이들 세 가지 디바이스의 주요 전자 회로부인 IWIC(본능적으로 현명한 집적 회로)로 칭해지는 특별히 설계된 집적 회로 칩이다.
바이럴 분자 네트워크 아키텍처
본 발명의 실시형태로서, 도 1은 애플리케이션으로부터 밀리미터파 무선 주파수 송신 레이어로의 바이럴 분자 네트워크 아키텍처(100)를 도시한다. 아키텍처는 엔드 유저의 애플리케이션 1에 대한 세 가지 인터페이스를 가지고 설계된다. 이 때, TCP/IP 및 MAC 데이터 링크 프로토콜을 사용하는 레거시 애플리케이션(201A)은, 셀 프레이밍 및 스위칭 시스템(201)에 의해 바이럴 분자 네트워크 셀 프레임으로 캡슐화된다. 아키텍처는 또한 임의의 공지된 프로토콜의 유무에 무관하게 디지털 스트리밍 비트(64 Kbps 내지 10 GBps)(201B)로 칭해지는 제2 타입의 애플리케이션을 수용하고 셀 프레이밍 및 스위칭 시스템(201)에 의해 바이럴 분자 네트워크 셀 프레임 포맷으로 그들을 잘라낸다. 이 타입의 애플리케이션은, 특수한 프로토콜을 사용하는 디지털 TDM 멀티플렉서 또는 몇몇 원격 로봇 기계와 같은 송신 기기로부터의 고속 디지털 신호 또는 두 개의 고정된 포인트 사이의 순수한 송신 연결로서 바이럴 분자 네트워크를 사용하는 광대역 네트워크에 대한 송신 신호일 수 있다. 엔드 유저 애플리케이션에 대한 제3 인터페이스는 네이티브 애플리케이션으로 칭해지는 것인데, 그에 의해, 엔드 유저의 애플리케이션은, 셀 프레이밍 및 스위칭 시스템(201)에 의해 바이럴 분자 네트워크 셀 프레임 포메이션으로 직접적으로 소켓인 Attobahn 애플리케이션 프로그래밍 인터페이스(AAPI)(201B)를 사용한다. 이들 세 가지 타입의 애플리케이션은, 바이럴 궤도 차량(V 이동국, 나노 이동국 및 아토 이동국)(200) 포트를 통해서만 바이럴 분자 네트워크에 진입할 수 있다.
Attobahn 바이럴 분자 네트워크 아키텍처의 다음 레이어는, 엔드 유저 애플리케이션 정보를 셀 포맷의 프레임으로 캡슐화하고 각각의 프레임에 네트워크 전체에 걸친 효과적인 셀 스위칭을 위한 소스 및 목적지 헤더를 할당하는 셀 프레이밍 및 스위칭(200)이고, 그 다음, 셀 프레임은 아토초 멀티플렉서(ASM)(212)에 의해 궤도 시간 슬롯(214)으로 배치된다. 엔드 유저 애플리케이션 정보를 셀 프레임으로 패키지화하는 것은 모두 바이럴 궤도 차량(V 이동국, 나노 이동국 및 아토 이동국)에서 수행된다.
바이럴 분자 네트워크 아키텍처의 다음 레벨은, 원자 분자 도메인 설계에서 400개의 바이럴 궤도 차량에 연결되는 프로토닉 스위치(300)인데, 그에 의해, 각각의 바이럴 궤도 차량은, 일단 바이럴 궤도 차량(V 이동국, 나노 이동국 및 아토 이동국)이 턴온되고 바이럴 분자 네트워크 현장으로 입장하면, 부모 프로토닉 스위치에 의해 채택된다. 프로토닉 스위치는, 도시와 국가 사이에서, 도시의 네트워크에 대한 허브로서 작용하는 핵 스위치(400)에 연결된다. 바이럴 궤도 차량(V 이동국, 나노 이동국 및 아토 이동국), 프로토닉 스위치, 및 핵 스위치는 무선 밀리미터파 무선 주파수(RF) 송신 시스템(220A, 328A 및 432A)에 의해 연결된다.
본 발명의 실시형태로서, 도 2는 바이럴 분자 네트워크 통신 일군(100)과 비교하여 인터넷에서 현재 사용되는 표준 TCP/IP 프로토콜 일군 사이의 비교를 도시한다. 도시되는 바와 같이, 그 일군은 인터넷 TCP/IP 일군과는 다음의 방식에서 상이하다: Attobahn 바이럴 분자 네트워크는 TCP, IP 또는 MAC 프로토콜을 사용하지 않는다.
1. Attobahn 바이럴 분자 네트워크는 AAPI(201B)를 사용하여 네이티브 애플리케이션 정보를 인터페이싱한다.
2. Attobahn 바이럴 분자 네트워크는 독점적 셀 프레이밍 포맷 및 스위칭(201)을 사용한다.
3. Attobahn 바이럴 분자 네트워크는 궤도 시간 슬롯(OTS)(214) 및 초고속 아토초 멀티플렉싱(212) 기술을 활용하여, 셀 프레임을 RF 송신 시스템(220A, 328A, 및 432A)을 통한 송신을 위한 아주 고속의 집성된 디지털 스트림으로 멀티플렉싱한다.
4. Attobahn 바이럴 분자 네트워크는, 자신의 AAPI(201B); 셀 프레이밍 및 스위칭 기능성(201); 고객의 디바이스(터치 포인트(220A)) 및 시스템에 인터페이싱하기 위한 자신의 액세스 노드로서의 궤도 시간 슬롯(OTS)(214), ASM(212), 및 RF 송신 시스템(220A, 328A 및 432A)을 수용하는 바이럴 궤도 차량(200)을 사용한다; 대조적으로 인터넷은 고객 데이터의 MAC 프레임 레이어 캡슐화에 기초하는 근거리 통신망 스위치를 사용한다.
5. Attobahn 바이럴 분자 네트워크는 셀 스위칭을 행하고 인터넷은 IP 라우팅을 행한다.
6. 인터넷은 IP 라우터를 연결성 노드 디바이스로 사용하고, 대조적으로, Attobahn 바이럴 분자 네트워크는, 자신의 동작 도메인에서 모든 바이럴 궤도 차량의 원자 분자 도메인 채택 및 셀 프레이밍 및 스위칭을 사용하는 프로토닉 스위치(300)를 사용한다.
7. Attobahn 바이럴 분자 네트워크는 셀 프레이밍 및 스위칭 방법론을 사용하는 핵 스위치(400)를 사용한다. 대조적으로, 인터넷은 코어 백본 라우터를 사용한다.
ATTOBAHN 네트워크 체계
본 발명의 실시형태로서, 도 3은, 본 발명의 실시형태인, 자신의 3차 레벨로 구성되고, 코어 백본 네트워크를, 핵 스위치(400)로 칭해지는 고속, 고용량의 초당 테라비트의 셀 프레임 시스템으로 구성하는 Attobahn 네트워크 체계를 도시한다. 이들 스위치는, 스위칭된 셀 프레임을, 640 GBps의 집성 데이터 레이트를 제공하는, 초당 40 기가비트(GBps)에서 각각 동작하는 열 여섯 개의 디지털 스트림에 걸쳐 궤도 시간 슬롯(OTS) 안으로 배치하기 위해 IWIC 칩을 사용하는 아토초 멀티플렉싱(ASM) 회로부를 가지고 설계된다. 핵 스위치는, 고용량 광섬유 시스템 또는 Attobahn 백본 점대점 붐 박스 자이로 TWA 밀리미터파 RF 송신 링크를 통해, ISP, 일반 통신 사업자, 케이블 회사, 콘텐츠 공급자, WEB 서버, 클라우드 서버, 기업 및 사설 네트워크 기반 구조에 연결된다. 핵 스위치가 이들 외부 공급자로부터 수신하는 트래픽은, Attobahn 붐 박스 및 미니 붐 박스 자이로 TWA 밀리미터파 30 내지 3300㎓ RF 신호를 통해, 프로토닉 스위치로 그리고 프로토닉 스위치로부터 전송된다.
본 발명의 일 실시형태로서의 네트워크의 보조 레벨은, 바이럴하게 획득된 바이럴 궤도 차량 고속 셀 프레임을 모으고, 그들을, 핵 스위치를 통해 인터넷 또는 바이럴 궤도 차량 상의 목적지 포트로 신속하게 스위칭하는 프로토닉 스위치(300)로 구성된다. 이 스위칭 레이어는 바이럴 궤도 차량과 핵 스위치 사이의 셀 프레임을 스위칭하는 데에만 전용된다. PSL의 스위칭 패브릭은 바이럴 분자 네트워크의 많은 일을 하는 기계이다.
본 발명의 실시형태로서의 네트워크 체계의 주요 레벨은, 고객을 위한 네트워크의 터치 포인트인 바이럴 궤도 차량(V 이동국, 나노 이동국 및 아토 이동국)(200)이다. V 이동국, 나노 이동국 및 아토 이동국은 고객 정보 스트림을 음성; 데이터; 및 비디오의 형태로 WiFi 및 WiGi 및 WiGi 디지털 스트림으로부터 직접적으로 수집한다. 터치 포인트 디바이스의 애플리케이션(100)이 Attobahn API(AAPI)에 그리고 후속하여 바이럴 궤도 차량의 셀 프레임 회로부에 액세스하는 것은 이 디지털 레벨이다.
본 발명의 실시형태인 네트워크 체계의 RF 송신 섹션은, 미니 붐 박스 자이로 TWA 밀리미터파 증폭기(328A)로부터 RF 밀리미터파 신호를 수신하는 강력한 지상 위성 수신기로서 작용하는 초고전력 붐 박스 자이로 TWA 밀리미터파 증폭기(432A), 바이럴 궤도 차량(V 이동국, 나노 이동국, 및 아토 이동국) 밀리미터파 송신기 RF 증폭기(220A), 및 IWIC 칩(900)을 갖춘 터치 포인트 디바이스(101)로 구성된다.
ATTOBAHN 네트워크 서버 연결성
도 4는, 본 발명의 실시형태인 V 이동국(200)로부터의 10 GBps 내지 80 GBps 엔드 유저 액세스; 나노 이동국(200A)로부터의 10 GBps 내지 40 GBps 엔드 유저 액세스; 및 본 발명의 실시형태인 아토 이동국(200B)로부터의 10 GBps 내지 20 GBps를 포함하는, 본 발명의 실시형태인 Attobahn 바이럴 분자 네트워크의 기능적 성능을 도시한다.
V 이동국은, 랩탑(101), 태블릿(101), 데스크탑 PC(101), 가상 현실(101), 비디오 게임(101), 사물 인터넷(Internet of Things: IoT)(101), 4K/5K/8K TV(101) 등에 대한 연결을 제공하는 가정에서 도시된다. V 이동국 및 나노 이동국은, 은행 ATM(101); 도시 파워 스팟(city power spot)(101); 중간 사이즈의 비즈니스 사무실(101)에 대한 액세스 디바이스로서 사용되고; 가정의 편안한 곳으로부터 신규 영화 릴리스(100)에 액세스한다.
본 발명의 실시형태로서의 핵 스위치(400)는, 원격 진료 시설(100); 기업 데이터 센터(100); Google(구글)(100), Facebook(페이스북)(100), Netflix(넷플릭스)(100) 등과 같은 콘텐츠 공급자; 금융 주식 시장(100); 및 다수의 소비자 및 기업 애플리케이션(100)에 대한 액세스 포인트를 제공한다.
아토 이동국은 본 발명의 실시형태인 앱 컨버전스 컴퓨팅 시스템이며, 음성 통화(100); 화상 회의(100); 화상 회의(100); 영화 다운로드(100); 멀티미디어 애플리케이션(100); 가상 현실 바이저 인터페이스(101); 개인 클라우드(100); 개인 인포메일 100(비디오 메일, FTP 대형 파일 메일, 영화 첨부 메일, 멀티미디어 메일, 라이브 인터랙티브 비디오 메시징 등); 개인 소셜 미디어(100); 및 개인 인포테인먼트(100)를 제공한다.
상기 언급된 애플리케이션(100) 및 터치 포인트 디바이스(101)는 V 이동국, 나노 이동국, 및 아토 이동국의, 네트워크 AAPI(201B), 셀 프레임(201), ASM(212)을 통해 통합되고 밀리미터파 RF 신호(220)를 통해 프로토닉 스위치(300) 및 핵 스위치(400)로 송신된다.
핵 스위치는 본 발명의 실시형태인 북아메리카의 코어 백본(500) 및 글로벌 네트워크(국제)(600)에 대한 게이트웨이 노드를 형성한다.
APPI(ATTOBAHN 애플리케이션 프로그래머블 인터페이스)
도 5는, 본 발명의 실시형태인 엔드 유저의 애플리케이션(100), 논리 포트 할당(100C), 암호화(201C), 및 셀 프레임 스위칭 기능에 대한, 본 발명의 실시형태인 Attobahn AAPI(201B) 인터페이스를 도시한다. AAPI의 동작은, 웹, 시멘틱 웹, IoT, 및 비표준 개인 애플리케이션에 대한 다양한 애플리케이션이, Attobahn 네트워크에 인터페이싱하는 것을 허용하는 일련의 독점적 서브 루틴 및 정의이다. AAPI는 개발자가 그들의 독점적 애플리케이션(APP)을 네트워크 기반 구조에 결부시키기 위해 사용할 라이브러리 데이터 세트를 갖는다.
AAPI 소프트웨어는 고객 터치 포인트 디바이스에서 또는 본 발명의 실시형태인 V 이동국, 나노 이동국, 및 아토 이동국 디바이스에서 앱으로서 상주한다. 터치 포인트 AAPI 앱의 경우, 소프트웨어는 고객의 랩탑, 태블릿, 데스크탑 PC, 웹 서버, 클라우드 서버, 비디오 서버, 스마트 폰, 전자 게임 시스템, 가상 현실 디바이스, 4K/5K/8K TV, 사물 인터넷(IoT), ATM, 자율 주행 차량, 인포테인먼트 시스템, 자율 오토 네트워크, 다양한 앱 등등 상으로 로딩되지만; 그러나 상기 언급된 애플리케이션으로 제한되지는 않는다.
AAPI(201B)가 V 이동국(200), 나노 이동국(200), 및 아토 이동국(200) 상에 있을 때, 고객의 애플리케이션(100) 데이터는 AAPI 포맷으로 변환되고, 암호화되고, 셀 프레임 교환 시스템으로 전송되고 네트워크를 통한 전송을 위한 Attobahn 셀 프레임 고속 패킷 프로토콜(Attobahn Cell Frame Fast Packet Protocol: ACFPP) 안으로 배치된다.
도 6은, 본 발명의 실시형태인, 앱(201C), 논리 포트, 데이터 암호화/암호 해제(201B), Attobahn 셀 프레임 고속 패킷 프로토콜(ACFPP)(201), Attobahn 바이럴 분자 네트워크를 순회할 수 있는 다양한(통상적인) 애플리케이션(100)의 더욱 상세한 디스플레이를 제공한다.
AAPI는 앱의 두 개의 그룹과 인터페이싱한다:
1. 네이티브 Attobahn 앱(100A)
2. 레거시 TCP/IP 앱(201A)
네이티브 Attobahn 앱
네이티브 Attobahn 앱은 APPI를 사용하여 네트워크에 대한 액세스를 획득하는 앱이다. 이들 앱은 다음과 같지만 이 목록으로 제한되지는 않는다.
논리적 포트
애플리케이션 타입
0.
애플리케이션 사이에서 연결 지향 프로토콜을 셋업하는 데 도움이 되는 임의의 두 개의 이동국 디바이스 사이의 제1 셀 프레임에 항상 있는 Attobahn 관리 데이터. 이 애플리케이션은 또한, 신규 영화 릴리스에 대한 그룹 시청 당 지불과 같은 지불된 서비스; 구매한 비디오; 유저에 의한 시청 이후의 비디오의 자동적 제거; 등등에 대한 관리 메시지를 제어한다.
1.
Attobahn 네트워크 관리 프로토콜. 이 포트는, V 이동국, 나노 이동국, 아토 이동국, 프로토닉 스위치, 자이로 TWA 붐 박스 초고전력 증폭기, 자이로 TWA 미니 붐 박스 고전력 증폭기, 광섬유 단자, 윈도우 마운트 mmW RF 안테나 증폭기 리피터, 및 도어/벽 mmW RF 안테나 증폭기 리피터로부터의 Attobahn의 네트워크 관리 정보 모두를 전송하도록 전용된다.
2.
개인 인포메일
3.
개인 인포테인먼트
4.
개인 클라우드
5.
개인 소셜 미디어
6.
빠른 패킷을 통한 음성(Voice Over Fast Packet: VOFP)
7.
4K/5K/8K 비디오 고속 패킷(Video Fast Packet: VIFP)
8.
음악 기기 디지털 인터페이스(Musical Instrument Digital Interface: MIDI)
9.
이동 전화
10.
동영상 전문가 그룹(Moving Picture Expert Group: MPEG)
11.
3D 비디오-비디오 고속 패킷(3D Video - Video Fast Packet: 3DVIFP)
12.
영화 배급(신규 영화 릴리스 및 4K/5K/8K 영화 다운로드 - 비디오 고속 패킷(Movie Download - Video Fast Packet: MVIFP)
13.
방송 TV 디지털 신호(TVSTD)
14.
시멘틱 WEB - OWL(Web Ontology Language: 웹 온톨로지 언어)
15.
시멘틱 WEB - XML(Extensible Markup Language: 확장성 마크업 랭기지)
16.
시멘틱 WEB - RDF(Resource Descriptive Framework: 리소스 기술 프레임워크)
17.
ATTO-View(아토뷰)(네트워크 서비스에 대한 Attobahn의 유저 인터페이스)
18.
사물 인터넷 앱
19.
네이티브 Attobahn 애플리케이션 데이터와 같은 19 내지 399개의 새로운 애플리케이션.
Attobahn 네이티브 앱(100A)은, 그것의 APPI 루틴 및 독점적 셀 프레임 프로토콜에 인터페이싱하도록 작성되는 애플리케이션(100)이다. 이들 네이티브 앱은, 네트워크에 대한 액세스를 얻기 위해 AAPI 및 셀 프레임을 그들의 통신 스택으로서 사용한다. AAPI는, 호스트 대 호스트 통신; 호스트 네이밍; 인증; 개인 키를 사용한 데이터 암호화 및 암호 해제를 핸들링하는 독점적 애플리케이션 프로토콜을 제공한다. AAPI 애플리케이션 프로토콜은 어떠한 중간 세션 및 전송 프로토콜도 없이 셀 프레임으로 직접 연결된다(socket).
APPI는 클라이언트/서버 애플리케이션 사이의 세션에 대한 네트워크 요청-응답 트랜잭션을 관리하고, 세션이 확립되는 관련된 V 이동국, 나노 이동국, 및 아토 이동국 셀 프레임 어드레스의 논리 포트를 할당한다. Attobahn APPI는 모든 인기 있는 오퍼레이팅 시스템(100B)을 수용할 수 있지만, 그러나 이 목록으로 제한되지는 않는다:
Windows(윈도우즈) OS
Mac(맥) OS
Linux(리눅스)(다양함)
Unix(유닉스)(다양함)
Android(안드로이드)
Apple(애플) IOS
IBM OS
레거시 애플리케이션
레거시 애플리케이션(201A)은 TCP/IP 프로토콜을 사용하는 애플리케이션이다. 이 애플리케이션이 Attobahn 네트워크와 인터페이싱할 때 AAPI는 수반되지 않는다. 이 프로토콜은 암호화 시스템을 통해 셀 프레임 스위치로 직접적으로 전송된다.
레거시 애플리케이션에 대해 할당되는 논리 포트는 다음과 같다:
논리적 포트
애플리케이션 타입
400 내지 512
레거시 애플리케이션
레거시 애플리케이션은, 암호화 회로부에 그리고 그 다음 및 셀 프레임 스위칭 패브릭에 연결되는 Attobahn WiFi 연결을 통해 네트워크에 액세스한다. 셀 프레이밍 스위치는 TCP/IP 패킷을 판독하지 않고 대신 TCP/IP 패킷 데이터 스트림을 별개의 70 바이트 데이터 셀 프레임으로 자르고 그들을 네트워크를 통해 가장 가까운 IP 노드 위치로 전송한다. V 이동국, 나노 이동국 및 아토 이동국은 WiFi 및 WiGi 데이터 스트림으로부터 모든 TCP/IP 트래픽을 취하도록 그리고 데이터 패킷을 그들의 원래 상태로부터 영향을 주지 않으면서, 이들 IP 패킷을 셀 프레임으로 자동적으로 배치하도록 설계된다. 셀 프레임은 매우 높은 데이터 레이트에서 Attobahn 네트워크를 통해 스위칭 및 전송된다.
각각의 IP 패킷 스트림은, ISP, 케이블 회사, 콘텐츠 공급자, 지역 전화 사업자(LEC) 또는 교환국간 통신 사업자(IXC)와 병치되는 가장 가까운 핵 스위치에서 물리적 포트에 자동적으로 할당받는다. 핵 스위치는 IP 트래픽을 Attobahn 게이트웨이 라우터(Attobahn Gateway Router: AGR)로 핸드오프한다. AGR은 IP 어드레스를 판독하고, 어드레스의 사본을 자신의 AGR IP 대 셀 프레임 어드레스 시스템(AGR IP-to-Cell Frame Address system)에 저장하고, 그 다음, IP 패킷을, 지정된 ISP, 케이블 회사, 콘텐츠 공급자, LEC, 또는 IXC 네트워크 인터페이스(일괄적으로 "공급자")로 핸드오프한다. AGR IP 대 셀 프레임 어드레스 시스템(IP-to-Cell Frame Address system: IPCFA)은, 공급자에게 핸드오프되었던 (이동국에 연결되는 발신하는 TCP/IP 디바이스로부터의) 모든 IP 발신 어드레스 및 그들의 상관하는 이동국 포트 어드레스(WiFi 및 WiGi)의 추적을 유지한다.
공급자가, 이동국에 연결되는 엔드 유저 TCP/IP 디바이스와 통신하고 있는 공급자가 리턴된 IP 패킷을 AGR로 다시 핸드오프할 때, AGR은 발신 IP 어드레스를 룩업하고 그들을 이동국의 포트에 상관시키고, 그 IP 데이터 스트림을 올바른 이동국 셀 프레임 포트 어드레스에 할당한다. 이 배열은, WiFi 평균 채널 6.0 MBps 데이터 스트림을, 1,000배보다 더 많이 빠른 10 GBps까지 취하는 극도로 높은 데이터 레이트에서, TCP/IP 애플리케이션이 네트워크를 통과하는 것을 허용한다. Attobahn을 통한 TCP/IP와 같은 구형 데이터 애플리케이션을 수용하는 설계는, 클라이언트 앱과 웹 서버 사이의 레이턴시를 크게 감소시킨다. 감소된 레이턴시 이점 외에, Attobahn 네트워크는, 자신의 별개의 애플리케이션 암호화 및 RF 링크 암호화 회로부를 통해 데이터를 보호한다.
아토뷰 서비스 대시보드
도 7은, 본 발명의 실시형태인 Attobahn 아토뷰(100A)가, 단순한 브라우저 이상인, 멀티미디어, 다기능 유저 인터페이스 앱(아토뷰 서비스 대시보드로 명명됨)이다는 것을 도시한다. 아토뷰 서비스 대시보드(100B)는 도 6에서 예시되는 바와 같이 OWL/XML 시멘틱 웹 기능성을 활용한다. 아토뷰는 네트워크 서비스에 액세스하는 엔드 유저의 가상 터치 포인트이다. Attobahn 네트워크 서비스는, 고속 대역폭 서비스에서부터, 개인 클라우드, 개인 소셜 미디어, 개인 인포메일 및 개인 인포테인먼트와 같은 P2 기술(Personal & Private)을 사용하는 것까지의 범위에 이른다. 아토뷰는 또한 하기에서 열거되는 모든 무료 및 결제 서비스에 대한 액세스를 제공한다:
인터넷 액세스
차량 온보드 진단
비디오 및 영화 다운로드
신규 영화 릴리스 배급
온넷 셀폰 통화
라이브 비디오/TV 분배
라이브 비디오/TV 방송
고해상도 그래픽
모바일 화상 회의
호스트 대 호스트
개인 기업 네트워크 서비스
개인 클라우드
개인 소셜 미디어
개인 인포메일
개인 인포테인먼트
광고(ADS) 모니터링 사용 디스플레이
가상 현실 디스플레이 인터페이스 및 네트워크 서비스
지능형 운송 네트워크 서비스(INTELLIGENT TRANSPORTATION NETWORK SERVICE: ITS)
자율 차량 네트워크 서비스
위치 기반 서비스
아토뷰 앱은, 엔드 유저의 컴퓨팅 디바이스 상에 다운로드되고, 디바이스 디스플레이 상에서 아이콘으로서 그 자체를 나타낸다. 유저는 Attobahn 네트워크 서비스에 액세스하기 위해 아토뷰를 클릭한다. 아이콘은, 유저가 아토뷰를 통해 Attobahn 네트워크에 로그인하는 것을 허용하는 브라우저 프레임으로서 열린다.
아토뷰 서비스 대시보드는, Attobahn 네트워크 서비스에 대한 액세스를 획득하기 위한 보안 목적을 위해 유저에게 그들 자신을 인증할 것을 촉구한다. 일단 그들이 네트워크에 로그인하면, 그들은 고속 대역폭, P2, 및 인터넷 액세스에 대해 비용 없이(무료 네트워크 서비스) 하루 24 시간 주 7일로 Attobahn 네트워크 서비스 모두에 대해 중단 없이 액세스할 수 있다. 유저는, 구글, 페이스북, Twitter(트위터), Bing(빙) 등등과 같은 모든 현존하는 무료 서비스를, 그들의 여가 시간에 액세스할 수 있을 것이다. 유저가 Attobahn을 통해 액세스하는 넷플릭스, Hulu(훌루) 등과 같은 구독 서비스는, 그들 서비스 공급자와의 서비스 계약에 의존할 것이다.
본 발명의 실시형태인 도 8에서 도시되는 바와 같이, 아토뷰는 유저가, 음성 커맨드를 사용하는 것, 서비스 아이콘을 클릭하는 것, 또는 타이핑하는 것에 의해 Attobahn에 로그인하는 것 및 모든 서비스에 액세스하는 것을 허용한다. 아토뷰는 유저의 습관적 앱(Habitual APP: HA) 서비스(100A) 및 활동의 프로파일을 유지하고 그들의 HA 서비스에 대한 가장 최근의 정보 업데이트를 자동으로 제시한다. 유저가 서비스 대시보드(100B)를 열면, 그 또는 그녀는 HA가 업데이트된 서비스 정보를 제시받는다. 이 피쳐는, 유저에게, 아무 것도 하지 않고도, 열람에 대해 현재 이용 가능한 그들의 서비스 정보 모두를 갖는 편리함을 제공한다. 이것은, 웹 브라우저를 열고, URL을 입력하고, 이들 웹 사이트 및 관련 서비스 상에서 응답하기를 기다리지 않고도, 유저에게 그들이 원하는 것을 제공하고 시간을 절약한다.
본 발명의 실시형태인 도 8에서 도시되는 바와 같은 아토뷰 유저 인터페이스는, 크롬(Chrome), 인터넷 익스플로러(Internet Explorer: IE), 마이크로소프트 에지(Microsoft Edge), 파이어폭스(Firefox) 또는 사파리(Safari)와 같은 레거시 브라우저와 비교하여, 자신의 다양한 서비스 및 풍부한 기능적 성능 때문에 아토뷰 서비스 대시보드로 칭해진다. 아토뷰는, 일단 디바이스가 네트워크에 액세스하면, 유저의 컴퓨팅 디바이스(데스크탑 PC, 랩탑, 태블릿, 전화, TV 등) 스크린 상에서 나타난다. 아토뷰 서비스 대시보드는, 유저의 디바이스 디스플레이 하부에 정보 배너(100E)를 제공한다. 이 배너는, 속보, 긴급 경고, 기상 정보, 및 스트리밍 광고 정보(100F)를 가져오기 위해 사용된다. 유저가 배너를 클릭하면, 아토뷰는 그들을 해당 정보 소스에 연결한다. 아토뷰는, 작은 중첩된 광고 비디오(100G)가 수 초 동안 컴퓨팅 디바이스 디스플레이의 하부에서 간헐적으로 페이드인 및 페이드아웃하는 것을 허용한다. 유저는 그들의 디바이스 디스플레이로부터 아토뷰 정보 배너 및 간헐적인 페이드인/아웃 비디오를 제거하고, 네트워크 대역폭에 액세스하기 위해 공칭 Attobahn 서비스 비용을 수락하는 옵션을 갖는다.
아토뷰 서비스 대시보드는 도 6에서 도시되는 바와 같이 시멘틱 웹(100H) 기능성을 활용하는데, 그에 의해, 아토뷰 서비스 대시보드는 이메일, 문서, 이미지, 비디오 등을 통해 수신되는 유저의 데이터를 분석할 수 있다. 서비스 대시보드는 데이터를 사용하여, 심지어 유저에게 전달되기 이전이라도, 정보를 핸들링하는 방법에 대한 결정을 행한다. 아토뷰는, 이메일을 열 수 있고, 그것으로 무엇을 할지를 결정할 수 있고, 데이터 콘텐츠를 분석할 수 있고 심지어 경고 및 응답을 셋업할 수 있다. 다른 문서 또는 파일에 배치하기 위해 유저가 대기하고 있었던 일부 문서(예를 들면, 스프레드 시트)를 데이터가 포함하는지에 의존하여, 아토뷰는, 유저 발명 없이, 그 데이터를 그 문서 또는 파일에 추가할 것이다. 아토뷰는 유저에게 그것이 완료되었다는 것을 알릴 것이다. 유저는, 문서가 수신되기 이전에 문서가 핸들링되어야 하는 방법에 대한 소정의 조건을 미리 설정할 수 있다. 아토뷰는, 이들 미리 설정된 조건 및 이메일에 대한 응답, 소정의 요청에 기초하여 명령어를 수행할 것이고, 유저가 수반되기 이전에 다양한 기준에 기초하여 작업을 수행할 것이다.
아토뷰는 동일한 시멘틱 웹 기능성을 사용하여, 유저 정보를 동적으로 준비하고 유저의 거동 습관에 기초하여 자신의 서비스(브라우저) 대시보드를 셋업한다. 유저가 Attobahn 아이콘을 클릭하여 그들의 하루를 시작하거나, 또는 Attobahn 서비스를 사용하는 경우, 그들의 습관적인 데이터 및 서비스 모두가, 현재 업데이트된 정보와 함께 그들에게 제시된다.
오늘날의 레거시 브라우저 환경에서, 이 기능은 컴퓨팅 시스템의 다른 인터페이스와는 완전히 독립적이다. 따라서, 마이크로소프트 윈도우즈(Microsoft Windows) 오퍼레이팅 시스템을 사용하는 경우, 시스템 상의 다른 앱 및 마이크로소프트 애플리케이션에 대한 액세스는, 브라우저 인터페이스와는 별개의 몇몇 인터페이스를 통한다. 그러므로, 유저는 다양한 애플리케이션에 액세스하기 위해 인터페이스와 윈도우 사이를 이동해야만 한다.
대조적으로, 아토뷰 서비스 대시보드는, 컴퓨팅 디바이스 상의 모든 앱에 액세스하기 위한 하나의 공통 인터페이스 및 뷰이다. 본 발명의 실시형태인 서비스 대시보드의 레이아웃은 다음 기능을 하나의 뷰로 통합한다:
Attobahn 네트워크 서비스
구글, 페이스북, Amazon(아마존), 애플, 트위터, 마이크로소프트
넷플릭스, 훌루, HBO, 다른 OTT 서비스
CNN, CBS, ABC, 다른 TV 뉴스
금융 서비스(은행 및 주식 시장)
소셜 미디어 서비스
다른 인터넷 서비스
인포테인먼트 서비스
정보 메일
비디오 게임 네트워크
가상 현실 네트워크 서비스
윈도우즈, IOS 및 안드로이드 엔터테인먼트 앱
서비스 대시보드 인터페이스 레이아웃이 본 발명의 실시형태인 도 8에서 도시된다. 대시보드는 네 개의 앱 그룹 영역, 및 정보 배너(100E) 및 광고 데이터(100F 및 100G)를 디스플레이하는 하나의 일반적인 서비스 영역을 갖는다.
인터페이스 영역 I
아토뷰 서비스 대시보드 인터페이스 영역 I은 본 발명의 실시형태이며, 다음으로 구성되는 유저의 습관적 거동 서비스로 구성된다:
개인 정보 메일
개인 소셜 미디어
개인 인포테인먼트
퍼스널 클라우드
구글
트위터
비즈니스 이메일
레거시 메일
TV 뉴스 OTT
금융 서비스(은행 및 주식 시장)
온라인 신문(Washington Post(워싱턴 포스트), Wall Street(월 스트리트), Chicago Tribune(시카고 트리뷴) 등)
워드 프로세싱, 스프레드 시트, 프리젠테이션, 데이터베이스, 드로잉 앱
인터페이스 영역 II
아토뷰 서비스 대시보드 인터페이스 영역 II는 본 발명의 실시형태이며, 다음으로 구성되는 유저의 소셜 미디어 서비스로 구성된다:
페이스북
트위터
LinkedIn(링크드인)
Instagram(인스타그램)
Google+(구글 플러스)
인터페이스 영역 III
아토뷰 서비스 대시보드 인터페이스 영역 III은 본 발명의 실시형태이며, 다음으로 구성되는 유저의 인포테인먼트 서비스로 구성된다:
넷플릭스
Amazon Prime(아마존 프라임)
Apple Music & Video(애플 뮤직 및 비디오) 다운로드
훌루
HBO
Disney(디즈니)
신규 영화 릴리스(Universal(유니버설), MGM, 디즈니, Sony(소니), Times Warner(타임 워너), 디즈니 등)
온라인 비디오 대여
비디오 게임 네트워크
가상 현실 네트워크 서비스
라이브 음악 콘서트
인터페이스 영역 IV
아토뷰 서비스 대시보드 인터페이스 영역 IV는 본 발명의 실시형태이며, 다음으로 구성되는 유저의 습관적 거동 서비스로 구성된다:
Adobe(어도비)
지도
기상 채널
APPLE APP Store(애플 앱 스토어)
Play Store(플레이 스토어)
JW 라이브러리
레코더
메신저
전화
연락처
카메라
Parkmobile(파크모바일)
Skype(스카이프)
Uber(우버)
Yelp(옐프)
Earth(어스)
Google Sheets(구글 시트)
아토뷰 서비스 대시보드 설계는 서비스 및 유저에 대한 편의성에 중점을 둔다.
아토뷰 광고 레벨 모니터링 시스템
본 발명의 실시형태인 도 9에서 예시되는 바와 같이, Attobahn 아토뷰 광고 레벨 모니터링 시스템(AAA)(280F)은, APPI에 임베딩되는 광고 오버레이 서비스 기술(281F)을 통해 광고를 동시에 보는 것에 의해 디지털 콘텐츠에 대한 비용을 지불하는 대안적인 방식을 광대역 뷰어에게 허용하는 보안 앱 및 방법을 갖는다. APPI는, 논리 포트 13 Attobahn 광고 앱 어드레스 EXT = .00D 고유의 address.EXT = 32F310E2A608FF.00D 위에서 실행하며, 다음의 논리 포트에 있는 비디오 위에서 광고가 그 자체(281F)를 중첩하는 것을 허용하는 ADS VIEW APP(광고 뷰 앱)을 갖는다:
1. 논리 포트 7 4K/5K/8K VIFP/비디오 어드레스 EXT = .007
고유의 address.EXT = 32F310E2A608FF.007
2. 논리 포트 10 방송 TV 어드레스 EXT = .00A
고유의 address.EXT = 32F310E2A608FF.00A
3. 논리 포트 11 3D 비디오 3DVIFP 어드레스 EXT = .00B
고유의 address.EXT = 32F310E2A608FF.00B
4. 논리 포트 12 영화 배급 MVIFP 어드레스 EXT = .00C
고유의 address.EXT = 32F310E2A608FF.00C
AAA APP(AAA 앱) 방법 및 시스템은, 광대역 뷰어가, 비디오 콘텐츠를 오버레이하는 광고를 동시에 시청하는 것에 의해, 라이센스가 부여된 콘텐츠를 구입하는 것을 허용한다. 일반적으로, 라이센스, 구독 또는 기타 비용을 요구할 비디오 콘텐츠를 보기 위해 그들에 액세스하는 고객. 고객은 이제 요금을 지불할 필요 없이 이들 콘텐츠를 볼 수 있다. 대신, 시청 기간에 기초하여 고객에게 크레딧을 제공하는 사전 협상된 광고 협약을 통해 시스템이 광고 오버레이를 임베딩했기 때문에, 고객은 콘텐츠를 이용 가능하다. 고객이 보는 광고의 수는 광고 레벨 모니터 등(light)/표시기(indicator)에 의해 포착 및 디스플레이된다.
AAA 앱 시스템은, 전통적인 월별 과금 기간에 대응하는 비어 있음 대 꽉 참 게이지(empty to full gauge)(등/표시기에 의해 식별됨)를 제공하는 광고 시청 레벨 미터를 수반한다. 시스템은 또한, 고객이 서비스를 중단하는 것 및, 옵션적으로(optionally), 광고의 오버 뷰잉(over viewing)에 대해 크레딧 제공을 갖는 협상된 콘텐츠 배열에 기초하여 서비스에 대해 비용을 지불하는 것을 허용한다.
AAA 앱은, Attobahn 무료 인포테인먼트 서비스 플랫폼이 그 자체에 대한 비용을 지불할 수단 중 하나이며, 따라서 유저는 월 기반으로 소정 수의 광고를 보는 것에 의해 무료 인포테인먼트를 즐길 수 있다. 실제로, Attobahn AAA 앱은, Attobahn이 광고를 보는 것에 대해 고객에게 비용을 지불하는 것을 허용한다. Attobahn으로부터의 지불은, 월 기반으로 또는 일년 기반으로, 콘텐츠에 대한 비용을 지불하기 위해 고객의 AAA APP ADS(AAA 앱 광고) 보기를 사용하는 것에 의해, 고객이 유료 콘텐츠를 무료로 보는 것을 허용하는 크레딧의 형태이다.
AAA 앱 설계는 스마트 폰, 태블릿, TV 및 컴퓨터로부터 액세스 가능하다. Attobahn은 이 기술에 대한 새로운 HTML로서 비디오를 사용하는데, 비디오 위에 중첩되며 서비스 셋업, 관리, 비디오 메일(인포메일), 데이터 스토리지 관리를 포함하는 소셜 미디어 음성 및 비디오 통신을 위해 사용되는 매우 스마트한 텍스트 오버레이이다.
ATTOBAHN 셀 프레임 주소 지정 스키마
도 10은 본 발명의 실시형태인 Attobahn 셀 프레임 어드레스 스키마를 도시한다. 셀 프레임은 70 바이트로 구성되는데, 그 중 어드레스 헤더는 10 바이트이고 페이로드는 60 바이트로 구성된다.
셀 프레임 어드레스는, 네트워크 내의 다양한 리소스를 나타내는 후속 섹션으로 분할된다:
1.
네 개의 세계 지역(2 비트)(102)
2.
64개의 지리적 영역 코드(6 비트)(103)
3.
Attobahn 디바이스(48 비트): 각각의 지리적 영역 코드에 있는 V 이동국, 나노 이동국, 아토 이동국, 프로토닉 스위치 및 핵 스위치에 대한 281,474,976,700,000개의 고유 식별(identification: ID) 어드레스(104). 그것은, 각각의 세계 지역(글로벌 코드)이 64×281,474,976,700,000 = 18,014,398,510,000,000 Attobahn인 셀 프레임 어드레스를 가질 것이다는 것을 의미한다. 그러므로, 세계적으로 (72,000 조 개를 넘는) 총 72,057,594,040,000,000개의 Attobahn 셀 프레임 어드레스. 이 어드레스 스키마는 현재 인터넷 상의 수많은 디바이스과 애플리케이션 및 급속하게 증가하는 사물 인터넷(IoT)을 확실히 수용할 것이다.
4.
어드레스 스킴(scheme)은 각각의 V 이동국, 나노 이동국 및 아토 이동국 상의 8개의 포트(105)에 대해 3 비트를 사용한다.
5.
어드레스 스킴은 애플리케이션을 셀 프레임에 연결하는 APPI의 512개의 논리 포트(100C)에 대해 9 비트를 사용한다.
6.
셀 프레임 헤더는, 논리 포트와 그들의 관련된 애플리케이션 사이에서 전송 및 확인 응답되는(acknowledged) 프레임을 추적하기 위해 4 비트 프레이밍 시퀀스 번호(108)를 사용한다.
7.
셀 프레임 헤더는 네트워크에 연결되는 컴퓨팅 디바이스 사이의 신뢰 가능한 통신을 위한 확인 응답(107) 및 재송신 프로세스에 대해 4 비트를 사용한다.
8.
셀 프레임 헤더는 셀 프레임에서의 에러 검출을 위한 4 비트 체크섬(106)을 갖는다.
네 개의 세계 지역은 글로벌 코드를 반송하는 글로벌 게이트웨이 핵 스위치(Global Gateway Nucleus Switch)가 구비된다. 글로벌 코드 할당은 다음과 같다:
코드
지역
00
북아메리카
01
EMEA - 유럽 중동 및 아프리카
10
ASPAC - 아시아 태평양
11
CCSA - 카리브해 중남미
각각의 세계 지역은, 281조개의 디바이스 어드레스로 이루어지며 64개의 영역 코드를 가지며, 핵 스위치가 연결되는 64개의 영역 코드를 갖는다. 281조개보다 더 많은 Attobahn 디바이스 어드레스가 각각의 영역 코드 사이에 분산된다. 따라서, 각각의 영역 코드는, Attobahn 디바이스에 할당되는, 18,000조개의 어드레스를 넘는 주소 지정 용량을 갖는다. 그러므로, 전 세계적으로 Attobahn은 72,000조개보다 더 많은 어드레스의 글로벌 네트워크 주소 지정 용량을 갖는다.
ATTOBAHN 네트워킹 어드레스 운영
각각의 Attobahn 디바이스 어드레스는 본 발명의 실시형태인 도 11에서 도시되는 바와 같이, 글로벌 코드(102), 영역 코드(103), 및 디바이스 ID 어드레스(104)로 구성된다.
14 문자 32F310E2A608FF 어드레스(109)는 Attobahn 네트워크 어드레스의 예이다. 14 자 어드레스는 16 진수 포맷의 자릿수로부터 유도된다. 도 10에서 예시되는 바와 같이, 16 진수 비트는, 셀 프레임 어드레스 헤더(102, 103, 및 104)의 7 바이트로부터 유래하는 14 개 니블로 이루어진다.
제1 바이트는 두 개의 섹션으로 분할된다. 제1 섹션은, 북아메리카(NA) = 00; 유럽, 중동 및 아프리카(EMEA) = 01; 아시아 태평양(ASPAC) = 10; 및 카리브해 중남미(CCSA) = 11에 대한 글로벌 코드를 나타내는 (좌측에서 우측으로의) 두 개의 자릿수(102)로 구성된다.
도 11에서 도시되는 바와 같이, 각각의 글로벌 코드는, 7 바이트 Attobahn 어드레스 중 제1 바이트의 제2 섹션을 형성하는 64개의 영역 코드(111)를 수반한다. 각각의 영역 코드는 본 발명의 실시형태인 000000 = 영역 코드 1에서부터 111111 = 영역 코드 64까지의 6 비트로 구성된다. 예를 들면, 북아메리카 글로벌 코드 및 그것의 제1 영역 코드는 00000000일 것인데; 여기서 왼쪽에서부터 오른쪽으로의 처음 두 개의 제로 00은 NA 글로벌 코드일 것이고 왼쪽에서 오른쪽으로의 다음 여섯 개의 제로 000000은 영역 코드 1이다. 다른 예를 들면, ASPAC 글로벌 코드 및 그것의 영역 코드 55는 10110110에 의해 표현되는데; 여기서, 10은 글로벌 코드이고 110110은 영역 코드 55이다.
Attobahn 어드레스의 제1 바이트는 어드레스의 처음 두 개 니블을 구성한다. 도 11에서의 모델 어드레스의 처음 두 니블은 32이다. 이 니블은 NA 코드인 Global Code 00과 영역 코드 51인 영역 코드 110010로부터 유래한다.
글로벌 코드
및 영역 코드
*00
110010
는 바이트로 결합된다:
00110010.
이들 여덟 자릿수 00110010은 2개의 니블로 분할된다:
0011 = 3, 및
0010 = 2.
따라서, 0011 0010 = 32
는 Attobahn 어드레스 32F310E2A608FF의 처음 두 문자 또는 니블이다. 어드레스는 세 개의 섹션으로 분할된다:
섹션 1; 4개의 글로벌 코드를 수용하는 글로벌 코드 NA = 00 = 2 비트
섹션 2; 64개의 영역 코드를 수용하는 영역 코드 51 = 110010 = 6 비트. 섹션 1 및 섹션 2는 결합되어 제1 바이트를 생성한다:
00110010.
섹션 3: 281,474,976,700,000개의 디바이스 ID/어드레스를 수용하는 Attobahn 디바이스 ID/어드레스 = 6 바이트 = 48 비트(104). 도 10의 모델 어드레스의 6 바이트는 다음과 같다:
11110011 00010000 11100010 10100110 00001000 11111111.
이들 바이트가 글로벌 코드 및 영역 코드 바이트에 추가되면, 완전한 Attobahn 어드레스는 다음과 같다:
00110010 11110011 00010000 11100010 10100110 00001000 11111111
7 바이트를 14개의 니블로 배열하면,
Attobahn 어드레스 32F310E2A608FF는 본 발명의 실시형태인 도 11에서 예시되는 바와 같이 상기의 포맷으로 유도된다.
도 11에 도시된 바와 같은 구조의 Attobahn 어드레스에서, 오른쪽에서부터 왼쪽으로의 각각의 바이트 또는 옥텟(111); 2^8은 가장 오른쪽 옥텟으로부터 256개의 어드레스를 제공한다. 오른쪽에서부터 왼쪽으로의 각각의 후속하는 옥텟은 어드레스를 256의 배수만큼 증가시킨다. 따라서 어드레스 스키마를 설계는, 다음과 같은 방식으로 네 개의 글로벌 코드와 그들의 64개의 영역 코드에 걸쳐 72,057,594,040,000,000개의 어드레스를 산출한다.
오른쪽에서부터 왼쪽으로의 옥텟 1 = 256개의 어드레스(112)
오른쪽에서부터 왼쪽으로의 옥텟 1 및 2 = 65,536개의 어드레스(112)
오른쪽에서부터 왼쪽으로의 옥텟 1, 2 및 3 = 16,777,216개의 어드레스(112)
오른쪽에서부터 왼쪽으로의 옥텟 1, 2, 3 및 4 = 4,294,967,296개의 어드레스(112)
오른쪽에서부터 왼쪽으로의 옥텟 1, 2, 3, 4 및 5 = 1,099,511,628개의 어드레스(112)
오른쪽에서부터 왼쪽으로의 옥텟 1, 2, 3, 4, 5 및 6 = 281,474,976,700,000개의 어드레스(112)
오른쪽에서부터 왼쪽으로의 옥텟 1, 2, 3, 4, 5, 6 및 7 = 72,057,594,040,000,000개의 어드레스(112)
Attobahn 어드레스 스키마는 유저가 그의/그녀의 모든 서비스에 대해 고유한 어드레스를 갖는 것을 허용한다. 각각의 유저는 14 자의 문자 어드레스 및 개인 인포메일, 개인 소셜 미디어, 개인 클라우드, 개인 인포테인먼트, 네트워크 가상 현실, 게임 서비스, 및 이동 전화와 같은 그의/그녀의 모든 서비스를 할당받는다. 유저가 할당한 어드레스는 그의/그녀의 V 이동국, 나노 이동국 또는 아토 이동국에 결부된다. 할당된 어드레스는, 논리 포트 번호에 기초하는 앱 확장자(APP extension)를 갖는다. 예를 들면, 유저의 인포메일 어드레스는 그의/그녀의 14 문자 어드레스 및 인포메일 논리 포트 번호(확장자)에 기초한다. 이러한 어드레스 스킴 배열은 모든 서비스에 대해 유저 통신 ID를 하나의 어드레스로 단순화한다. 오늘날, 유저에게는 별도의 이메일 어드레스, 소셜 미디어 ID, 이동 전화 번호, 클라우드 서비스 ID, FTP 서비스, 가상 현실 서비스 등을 갖는다. Attobahn 네트워크 서비스 네이티브 앱은, 유저가 다수의 서비스에 대해 하나의 어드레스를 갖는 것을 허용한다.
유저 고유 어드레스 및 앱 확장자
도 12는 본 발명의 실시형태인 Attobahn 유저 고유 어드레스(109) 및 앱 확장자(100C)를 도시하고, 개별 전화 번호, 이메일 어드레스, FTP 서비스, 소셜 미디어, 클라우드 서비스 등과 같은 일련의 애플리케이션 ID로부터 유저 식별 프로세스를 진행한다. 유저와 그 또는 그녀가 통신하기를 원하는 사람들 및 시스템은 이들 단편화된 서비스/애플리케이션 ID를 모두 기억해야 한다. 이것은 통신 프로세스에 수반되는 모든 당사자에게 부담이 된다. 대조적으로, Attobahn인은 이들 부담을 없애고 유저가 소비하는 서비스/애플리케이션이 아닌 실제 유저인 단일의 솔루션 통신 ID를 제공한다.
Attobahn은, 유저에게 그들의 Attobahn V 이동국, 나노 이동국 및 아토 이동국과 관련되는 고유한 Attobahn 어드레스를 할당하는 것에 의해, 단일 유저 ID 통신 프로세스를 달성한다. Attobahn 네이티브 애플리케이션을 통해 다른 Attobahn 유저와 통신하기를 원하는 임의의 Attobahn 유저는, 단지 유저의 Attobahn 어드레스만을 알 필요가 있다. 서비스 요청을 개시하는 유저는 다른 유저와 통화하기 위해서는 그의/그녀의 전화 번호를 알 필요가 있다. 모든 통화하는 유저는, 호출된 유저 고유의 Attobahn 어드레스를 선택하고 전화 아이콘을 클릭한다. 유저는 전화 번호로 전화할 필요가 없다. Attobahn 네트워크는 전화 번호, 이메일 어드레스, 소셜 미디어 이름, FTP 등을 사용하지 않는다. 서비스 개시 유저는 단순히 유저의 고유 어드레스를 선택하고 아토뷰 서비스 대시보드에서 그/그녀가 소망하는 서비스의 아이콘을 클릭한다.
이 설계는 전통적인 통신 서비스로부터 사람들이 통신하는 방식을 변경한다
유저는 그들의 V 이동국, 나노 이동국, 또는 아토 이동국을 가지고 여행할 수 있고, 이것은, 임의의 사람이 그들과 통신하는 것을 허용하는 고유한 어드레스를 이동성이 있게 만든다.
도 12는 본 발명의 실시형태인 유저 고유의 어드레스(109) 및 앱 확장자(100C)의 구성을 도시한다. 처음 14 문자 32F310E2A608FF는 유저의 Attobahn V 이동국, 나노 이동국 및 아토 이동국 디바이스 어드레스이다. 앱 확장자 = .EXT는 9 비트에 의해 표현된다. 이들 9 비트 = 2^9 = 512 앱 논리 포트. 앱 EXT는 왼쪽에서부터 오른쪽으로 두 개의 니블 및 단독의 9 번째 비트에 의해 표현된다.
유저 고유의 Attobahn 어드레스 및 앱 확장자(100C)는 다음과 같이 나타날 것이다:
유저 고유의 어드레스: 32F310E2A608FF
1. 논리 포트 0 ADMIN 어드레스 EXT = .000
고유의 address.EXT = 32F310E2A608FF.000
2. 논리 포트 1 ANMP 어드레스 EXT = .001
고유의 address.EXT = 32F310E2A608FF.001
3. 논리 포트 2 인포메일 어드레스 EXT = .002
고유의 address.EXT = 32F310E2A608FF.002
4. 논리 포트 3 인포테인먼트 어드레스 EXT = .003
고유의 address.EXT = 32F310E2A608FF.003
5. 논리 포트 4 클라우드 어드레스 EXT = .004
고유의 address.EXT = 32F310E2A608FF.004
6. 논리 포트 5 소셜 미디어 어드레스 EXT = .005
고유의 address.EXT = 32F310E2A608FF.005
7. 논리 포트 6 VOFP 어드레스 EXT = .006
고유의 address.EXT = 32F310E2A608FF.006
8. 논리 포트 7 4K/5K/8K VIFP/비디오 어드레스 EXT = .007
고유의 address.EXT = 32F310E2A608FF.007
9. 논리 포트 8 HTTP 어드레스 EXT = .008
고유의 address.EXT = 32F310E2A608FF.008
10. 논리 포트 9 이동 전화 어드레스 EXT = .009
고유의 address.EXT = 32F310E2A608FF.009
11. 논리 포트 10 방송 TV 어드레스 EXT = .00A
고유의 address.EXT = 32F310E2A608FF.00A
12. 논리 포트 11 3D 비디오 3DVIFP 어드레스 EXT = .00B
고유의 address.EXT = 32F310E2A608FF.00B
13. 논리 포트 12 영화 배급 MVIFP 어드레스 EXT = .00C
고유의 address.EXT = 32F310E2A608FF.00C
14. 논리 포트 13 Attobahn 광고 앱 어드레스 EXT = .00D
고유의 address.EXT = 32F310E2A608FF.00D
15. 논리 포트 14 OWL 어드레스 EXT = .00E
고유의 address.EXT = 32F310E2A608FF.00E
16. 논리 포트 15 XML 어드레스 EXT = .00F
고유의 address.EXT = 32F310E2A608FF.00F
17. 논리 포트 16 RDF 어드레스 EXT = .010
고유의 address.EXT = 32F310E2A608FF.010
18. 논리 포트 17 아토뷰 어드레스 EXT = .011
고유의 address.EXT = 32F310E2A608FF.011
19. 논리 포트 18 IoT 어드레스 EXT = .012
고유의 address.EXT = 32F310E2A608FF.012
20. 논리 포트 19 내지 399 네이티브 애플리케이션
21. 논리 포트 400 내지 512 레거시 애플리케이션
Attobahn 셀 프레임 고속 패킷 프로토콜(ATTOBAHN CELL FRAME FAST PACKET PROTOCOL: ACF2P2)
도 13은 본 발명의 실시형태인 Attobahn 셀 프레임 고속 패킷 프로토콜(ACF2P2)(201)을 도시한다.
ACF2P2 셀 프레임은 10 바이트의 헤더 및 60 바이트의 페이로드를 갖는다. 헤더는 다음으로 구성된다:
1. 글로벌 코드 주소 지정 및 글로벌 게이트웨이 핵 스위치
셀 프레임 디바이스가 위치되는 세계에서의 지리적 영역을 식별하기 위해 사용되는 글로벌 코드(102). 지리적 영역 및 경제적 지역에서 세계를 분할하는 네 개의 글로벌 코드가 있다. 네 개의 Attobahn 지역은 네 개의 세계 비즈니스 지역을 모방한다:
북아메리카(NA)
유럽, 중동 및 아프리카(EMEA)
*아시아 태평양(ASPAC)
카리브해 중남미(CCSA)
본 발명의 실시형태인 도 14에서 예시되는 바와 같이, ACF2P2 셀 프레임 내의 각각의 글로벌 코드는 560 비트 프레임의 처음 두 비트(비트 1 및 비트 2)(102A)를 활용한다. Attobahn 글로벌 게이트웨이 및 전국적 백본 핵 스위치(300)는, 이들 두 비트를 판독하고 그들의 값을 사용하여 스위칭 결정을 행하는 네트워크에서의 유일한 디바이스이다. 이 네트워크 스위칭 설계 전략은, 글로벌 게이트웨이 및 전국적 백본 핵 스위치를 통해 각각의 셀 프레임이 견딜 수 있는 레이턴시를 감소시키고, 따라서 이들 스위치의 스위칭 속도를 증가시킨다. 따라서, 이들 스위치는 2 비트에 대해서만 그들의 스위치 결정을 행하고 셀 프레임의 다른 558 비트는 완전히 무시한다. 이들 스위치의 스위칭 테이블은 매우 작고 각각의 스위치의 셀 프로세싱 시간을 크게 감소시킨다. 따라서, 이들 스위치는 고속으로 셀 프레임을 스위칭하는 매우 높은 용량을 갖는다.
글로벌 게이트웨이 핵 스위치는, 프레임이 종단하도록 지정되는 글로벌 코드를 가지고 전국적 백본 핵 스위치로 연결되는 자신의 출력으로 셀 프레임을 전송한다. 백본 스위치는, 글로벌 게이트웨이 스위치로부터 들어오는 650 비트 프레임의 영역 코드 6 비트 어드레스(103)만을 판독하고, 그것을, 지정된 영역 코드와 관련되는 국내 네트워크로 라우팅한다.
2. 영역 코드 및 어드레스, 국가, 도시 및 데이터 센터 핵 스위치
ACF2P2는, 네트워크의 64 개 영역 코드 및 특정한 도시간/도시 내 및 데이터 센터 핵 스위치(300)가 분포되는 국가를 나타내기 위해, 6 비트를 사용한다. 본 발명의 실시형태인 도 13에서 도시되는 바와 같이, 각각의 글로벌 코드는 그들 아래에 64개의 영역 코드(103)를 가지며, 560 비트 프레임의 비트 3 내지 비트 8을 포괄한다.
전국적, 도시 간/도시 내, 및 데이터 센터 핵 스위치는, 영역 코드 육(6) 비트 및 글로벌 코드 이(2) 비트(103A)에 기초하여 스위칭 결정을 판독하고 행하는 유일한 디바이스이다. 이들 스위치는 액세스 디바이스의 어드레스를 판독하는 것이 아니라 도 14에서 도시되는 바와 같이 셀 프레임의 처음 8 비트에만 집중한다.
이들 스위치는 본 발명의 실시형태인 도 13에서 도시되는 바와 같이 프로토닉 스위치(300)로부터의 셀 프레임을 수용하고, 처음 두 비트를 분석하여, 셀 프레임이 자신의 글로벌 코드 내의 시스템에 대해 지정되는지 또는 외래 글로벌 코드에 대해 지정되는지를 결정한다. 셀 프레임이 자신의 로컬 글로벌 코드에 대해 지정되면, 핵 스위치는 다음 6 비트를 검사하여 어떤 영역 코드가 프레임을 전송할지를 확립한다. 글로벌 코드가 로컬이 아닌 경우, 핵 스위치는 프레임의 처음 두 비트만을 판독하고 다음의 6 비트의 영역 코드를 일부러 살펴 보지 않는데, 그 이유는 프레임이 이웃(neighborhood)을 떠날 것이기 때문에 그것이 불필요하기 때문이다. 스위치는 셀 프레임을 자신의 지리적 영역과 관련되는 가장 가까운 글로벌 게이트웨이 스위치로 핸드오프한다.
두 개의 글로벌 코드 비트만을 판독 및 분석하는 것의 이 효과적인 스위칭 방법론은, 외래 글로벌 코드를 다루는 경우에, 네트워크 스위칭 프로세싱을 단순화하고 후속하여 스위칭 시간 또는 레이턴시를 근본적으로 감소시킨다. 이 스위칭 설계는 또한 핵 스위치의 스위칭 테이블의 사이즈를 감소시키는데, 그 이유는 그들이 각각의 셀 프레임의 처음 두 비트 또는 여덟 개의 비트(103A)만을 다루기만 하면 되기 때문이다.
3. 액세스 디바이스 어드레스 및 스위칭
ACF2P2는, V 이동국(200), 나노 이동국(200) 및 아토 이동국(200)와 같은 액세스 네트워크 디바이스 어드레스(104)를 나타내기 위해 48 비트를 사용한다. 또한, 프로토닉 스위치는 이들 어드레스를 판독하여 그들의 분자 도메인 내에서 액세스 디바이스를 연결하기 위해 스위칭 결정을 행한다. 도 13에서 도시되는 바와 같이, 각각의 액세스 디바이스 어드레스는 본 발명의 실시형태인 560 비트 프레임 중 비트 9 내지 비트 64를 포괄한다.
도 13에서 예시되는 바와 같이, V 이동국(200), 나노 이동국(200), 아토 이동국(200), 프로토닉 스위치는, 비트 위치 9 내지 64 비트(104)로부터의 48 비트에 기초하여 스위칭 결정을 판독하고 행하는 유일한 디바이스이다. 도 14에서 도시되는 바와 같이 이들 디바이스 스위칭 기능은 글로벌 및 영역 코드를 판독하지 않고 셀 프레임의 비트 9 내지 64 어드레스(104A)에만 집중한다.
본 발명의 실시형태인 도 14에서 예시되는 바와 같이, V 이동국S, 나노 이동국 및 A-이동국은 각각의 셀 프레임의 비트 9 내지 비트 64, 즉 48 비트(104A)를 판독하여, 프레임이 자신의 디바이스에서 종단하도록 지정되는지를 결정한다. V 이동국S, 나노 이동국 및 아토 이동국 디바이스에 대해 지정되는 경우, 그것은 다음 3 비트인 비트 65에서 비트 67, 즉 포트 어드레스(105)인 3 비트(105A)(도 12)를 판독하고 셀 프레임을 종단하기 위해 자신의 여덟(8) 개의 포트 중 어떤 것을 식별할지를 결정한다. 이 시점에서 디바이스는 비트 68에서부터 비트 76까지의 다음 9 비트인 논리 포트 어드레스(100C)를 판독한다. 이동국은 이들 구(9) 비트로부터 올바른 논리 포트 어드레스를 선택하는데, 이 경우 페이로드 데이터는 원래의 애플리케이션 데이터를 복원하기 위해 암호 해제 프로세스로 전송된다.
V 이동국S, 나노 이동국, 및 아토 이동국 액세스 디바이스는 그들이 셀 프레임을 검사할 때 주로 초점을 맞추는 것이 48 비트 액세스 디바이스 목적지 어드레스를 먼저 분석하는 것이다. 이 어드레스의 분석 이후, 일단 셀 프레임이 그 액세스 디바이스에 대해 지정되지 않으면, 그것은 즉시 자신의 스위칭 테이블을 검색하여, 어드레스가, 자신의 이웃하는 액세스 디바이스 중 하나와 매치하는지를 확인한다. 프레임이 그들 중 하나에 대해 지정되면, 디바이스는 그 프레임을 자신의 지정된 이웃으로 스위칭한다. 프레임이 자신의 이웃 중 하나에 대해 지정되지 않으면, 프레임은 자신의 주 채택 프로토닉 스위치로 전송된다. 이 설계 배치는, 액세스 디바이스에 대한 48 비트 어드레스만을 판독하고 글로벌 코드, 영역 코드, 포트, 및 논리 포트 어드레스를 무시하는 것에 의해, 디바이스가 셀 프레임을 신속하게 스위칭하는 것을 허용한다. 이것은 액세스 디바이스를 통한 레이턴시를 감소시키고 본 발명의 실시형태인 전체 네트워크 기반 구조에서 스위칭 시간을 향상시킨다.
4. 프로토닉 어드레스 스위칭
본 발명의 실시형태인 도 13 및 14에서 예시되는 바와 같이, 프로토닉 스위치는 영역 코드 및 글로벌 코드 핵 스위치와 액세스 디바이스(V 이동국S, 나노 이동국 및 아토 이동국) 사이에서 스위칭 글루(switching glue)로서 작용한다. 이들 스위치는 도 13의 48 비트 액세스 디바이스(104) 및 도 14의 104A에만 집중하고, 셀 프레임의 모든 글로벌 코드, 영역 코드, 액세스 디바이스 하드웨어 및 논리 포트 어드레스를 무시한다. Attobahn 네트워크 스위칭 아키텍처의 중간 레벨에서의 이 스위칭 접근법은, 네트워크 전반의 스위칭 책임을 계층화하는데, 이것은 스위치 및 액세스 디바이스 내에서의 프로세싱 시간을 감소시킨다. 이것은 기반 구조 전체의 효율성과 스위칭 레이턴시를 향상시킨다.
프로토닉 스위치는 액세스 디바이스로부터 셀 프레임을 수신하고 프레임(104A)의 비트 9에서 비트 56까지의 48 비트 액세스 디바이스 어드레스를 검사한다. 스위치는 자신의 스위칭 테이블을 룩업하여, 지정된 어드레스가 자신의 분자 도메인 내에 있는지 및, 그 다음, 주목하는 디바이스에 액세스하도록 프레임이 스위칭되는지를 결정한다. 어드레스가 프로토닉 스위치 도메인 내에 있지 않으면, 셀 프레임은 본 발명의 실시형태인 도 13에서 도시되는 바와 같이 자신의 연결된 도시 내 핵 스위치 중 하나로 스위칭한다.
셀 프레임이 프로토닉 스위치 분자 도메인 내에 있으면, 스위치는 셀 프레임을 지정된 액세스 디바이스로 전송된다.
5. 호스트 대 호스트 통신
도 15 및 16은 본 발명의 실시형태인 셀 프레임 프로토콜을 도시한다. 네이티브 Attobahn 애플리케이션인 앱 1이 네트워크를 통해 대응하는 앱 2 서비스와 통신할 필요가 있을 때, 다음의 프로세스가 활성화된다:
1. 서비스를 요청하는 앱 1(100)은, 본 발명의 실시형태인 도 15 및 16에서 예시되는 바와 같이, 앱 2와 통신하기 위한 Attobahn 앱 서비스 요청(Attobahn APP Service Request: AASR)(100E) 메시지를, 로컬 Attobahn 애플리케이션 및 보안 디렉토리 서비스(Attobahn Applications & Security Directory Service: ASDS)(100D)로 전송한다.
2. 로컬 Attobahn 애플리케이션 및 보안 디렉토리 서비스(ASDS)(100D) 이후, 본 발명의 실시형태인 도 15 및 16에서 예시되는 바와 같이, AASR 메시지를 수신한다. 그것은, 원격 앱 2; 그것의 관련된 논리 포트 어드레스(100C); 애플리케이션의 컴퓨팅 시스템이 연결되는, Attobahn 원격 네트워크 목적지 하드웨어 리소스(V 이동국, 나노 이동국, 아토 이동국 또는 데이터 센터 핵 스위치) 어드레스(104); 및 앱 1과 관련되는 발신 하드웨어 리소스 어드레스(109)에 대해 데이터베이스를 체크한다.
3. 로컬 ASDS 보안은, 엔드 유저가 앱 2에서 소망하는 서비스를 요청할 권리가 있는지를 결정하기 위해 인증 체크를 수행한다. 권한이 주어지면, 로컬 ASDS는 승인 메시지를 앱 1로 전송한다. 권한이 부여되지 않으면, 요청은 거부된다. 동시에, APPI는 로컬 ASDS로부터 획득되는 승인 정보를 사용하여 할당된 로컬 논리 포트(LP3(100C))에 대해 암호화(201C) 프로세스를 활성화하여 포트를 통과하는 모든 데이터를 보호한다.
4. 다음으로, AAPI(201B)는 원격 앱 2와 함께 로컬 ASDS로부터의 메시지; 그것의 관련된 논리 포트 LP3(100C) 어드레스; 애플리케이션의 컴퓨팅 시스템이 연결되는, Attobahn 원격 네트워크 하드웨어 리소스(V 이동국, 나노 이동국, 아토 이동국, 또는 데이터 센터 핵 스위치) 어드레스; 및 앱 1과 관련되는 발신 하드웨어 리소스 어드레스를 원격 네트워크 디바이스 ASDS로 전송한다.
원격 ASDS는 앱 2에 대한 액세스를 위한 메시지를 수신하고 보안 인증 체크를 수행하여 요청하는 앱 1이 앱 2에 액세스할 수 있는 권한을 갖는지를 확인한다. 요청하는 앱 1이 승인되면, 그것의 할당된 논리 포트를 통해, 요청된 앱 2에 대한 액세스가 주어진다. 앱 1 요청이 원격 ASDS에 의해 승인되지 않으면, 앱 2에 대한 액세스가 거부된다.
5. 앱 인증 프로세스 이후, 원격 AAPI는 그 논리 포트 및 앱 2에 대한 연결을 연다.
6. 선택된 논리 포트에 대한 암호화 프로세스는, 요청하는 앱 1에 대해 지정되는 모든 나가는 앱 2 데이터에 대해 활성화된다.
7. 일단 암호화가 턴온되면, 원격 AAPI는 앱 1과 앱 2 사이의 연결을 셋업하기 위해 호스트 대 호스트 통신 서비스(Host-to-Host Communication Service: HHCS) 제어 메시지를 되전송한다(send back).
8. HHCS 연결 셋업은, 0 내지 15 번호 매김(numbering) 순서로 각각의 셀 프레임을 라벨링하는 4 비트 시퀀스 번호(sequence number: SN)(106)를 즉시 호출한다. 이 프로세스는, 두 개의 논리 포트 사이의 16 개까지의 미처리(outstanding) 셀 프레임 및 Attobahn 네트워크를 통한 그들의 관련된 애플리케이션의 통신을 허용한다.
9. 각각의 셀 프레임은, 그것이 원단(distant end) 논리 포트에 의해 수신되는 경우 확인 응답된다. 확인 응답(ACK) 4 비트 워드(107)는, 셀 프레임이 발신된 전송 단(sending end)으로 전송된다. ACK 워드는 전송된 셀 프레임 시퀀스 번호의 정확한 복제본이다. 셀 프레임이 자신의 시퀀스 번호와 함께 전송되면, 그 동일한 시퀀스 번호 값은 ACK 값에서 발신 단(originating end)으로 되전송된다.
0 내지 15의 4 비트 시퀀스 번호에 이르는 열 여섯 개의 프레임이 전송되고 그 범위 내의 0 내지 15의 4 비트 ACK 번호의 확인 응답이 리턴되지 않고 0 내지 15의 4 비트 워드의 새로운 시퀀스가 수신되는 경우, 프레임은 수신되지 않고 그 누락 프레임 시퀀스 번호에 상관되는 누락 프레임 ACK 번호가 APPI에 의해 재송신된다.
예로서, 프레임 시퀀스 번호(SN) 0 내지 15, 즉 0000 내지 1111이 네트워크를 통해 하나의 논리 포트로부터 먼 액세스 디바이스 논리 포트로 전송되는 경우. 시퀀스 번호 0000 내지 1110이 수신되지만 그러나 SN 1111은 수신되지 않으면, 먼 액세스 디바이스의 AAPI는 ACK 번호 0000 내지 1110을 되전송할 것이지만 그러나 1111은, 그것이 수신되지 않았기 때문에, 되전송하지 않을 것이다.
발신 액세스 디바이스가 SN 0000 내지 1111의 새로운 그룹을 계속 송신하고, 원단이, 제1 그룹 ACK(1111)가 수신되기 이전에, ACK 번호 0000의 되전송을 시작하지만, 발신 단의 AAPI는, 열 여섯 개의 프레임 중 제1 그룹과 관련되는 셀 프레임(1111)이 수신되지 않았다는 것을 즉시 인식할 것이다. 일단, 프레임(1111)이 확인 응답되지 않았다는 것을 발신 액세스 디바이스(AAPI)가 인식하면, 그것은 손실된 프레임을 즉시 재송신한다. 도 14 및 도 15에서 예시되는 바와 같은 이 셀 프레임 시퀀스 번호 매김 및 확인 응답 프로세스는 본 발명의 실시형태이다.
AAPI는 본 발명의 실시형태인 도 16에서 예시되는 바와 같이 최대 열 여섯 개의 미처리 프레임을 허용한다. 전송된 열 여섯 개의 프레임의 사본은, 그들이 모두 원거리 액세스 디바이스 AAPI로부터 확인 응답될 때까지, 메모리에 유지되고, 그 ACK는 발신 액세스 디바이스 AAPI에 의해 수신된다. 일단 이들 프레임이 확인 응답되면, 발신 디바이스는 그들을 메모리에서 제거한다.
11.0 본 발명의 실시형태인 도 15 및 도 16에서 예시되는 바와 같이, 각각의 셀 프레임에는, Attobahn를 통한 호스트 대 호스트 통신의 양단에서 수신되는 데이터 비트의 무결성을 보장하기 위해, 4 비트의 체크이 수반된다.
12.0 원격 디바이스 상의 앱이 네트워크를 통해 다른 앱과 통신할 필요가 있는 경우, 본 발명의 실시형태인 도 11 및 도 16에서 예시되는 바와 같이 단계 1.0 내지 9.0에서 설명되는 프로세스가 반복된다.
6. 연결 지향 프로토콜
Attobahn 셀 프레임 고속 패킷 프로토콜은, 본 발명의 실시형태인 도 15 및 도 16에서 도시되는 바와 같은 연결 지향 프로토콜이다. 셀 프레임은, 글로벌 코드(102), 영역 코드(103), 목적지 디바이스 어드레스(104), 목적지 논리 포트(100C), 하드웨어 포트 번호(105), 프레임 시퀀스 번호 비트(106), 확인 응답 비트(107), 체크섬 비트(108), 및 480 비트 페이로드(201A)를 포함하는 10 바이트 오버헤드로 구성된다.
프로토콜은 각각의 셀 프레임의 오버헤드 비트에서 목적지 디바이스 어드레스(104)만을 가지도록 설계되고, 오버헤드 비트에서 발신 디바이스 어드레스를 반송하지 않는다. 이 설계 배치는 V 이동국, 나노 이동국, 아토 이동국, 프로토닉 스위치, 및 핵 스위치가 프로세싱해야 하는 정보의 양을 감소시킨다. 발신 디바이스 어드레스는, 전체 호스트 대 호스트 통신을 통해 목적지 디바이스로 한 번 전송된다.
발신 어드레스(109)는 본 발명의 실시형태인 도 15에서 도시되는 바와 같이 셀 프레임 페이로드의 처음 48 비트에 포함된다. AAP 2와 통신하기 위한 액세스를 요청하기 위해 ASDS로부터 원격 ASDS로 로컬 앱 1 메시지를 반송하는 제1 셀 프레임은, 발신 디바이스 어드레스(109), Attobahn ADMIN 앱(100F)(도 6)와 관련되는 논리 포트 0, 앱 2 ID 정보와 관련되는 원격 논리 포트(100C)를 포함한다.
발신 어드레스는, 본 발명의 실시형태인 도 6에서 예시되는 바와 같이 논리 포트 0(100C)에 연결되는 Attobahn ADMIN 앱을 통해 초기 셀 프레임 페이로드의 처음 48 비트에 배치된다. 논리 포트 0 어드레스(100C)는 또한, 원격 액세스 디바이스로 전송되는 제1 셀 프레임의 비트 49 내지 57로 할당된다. 일단 발신 어드레스가 원격 단(remote end)에서 수신되고 호스트 대 호스트 통신이 확립되면, 두 개의 논리 포트(100C)는 앱 1과 앱 2 사이의 통신의 지속 기간 동안 연결된다. 이 연결은, Attobahn 디바이스 둘 모두가 그들 사이에서 데이터(셀 프레임)을 전송하기 위해 각각의 디바이스의 목적지 어드레스만을 사용하는 것을 허용한다. 앱 사이의 연결은, 그들의 목적이 달성되고 연결이 끊어질 때까지 계속 남아 있기 때문에, 앱 1로부터의 발신 어드레스는 더 이상 필요하지 않다.
ADMIN 앱은, 발신 하드웨어 어드레스, 네트워크 공개 메시지, 및 멤버 공지 네트워크 운영 상태 업데이트 등과 같은 네트워크 관리 데이터를 전송하기 위해서만 사용된다.
V 이동국 설계
1. 물리적 인터페이스
본 발명의 실시형태로서, 도 17a 및 도 17b는, 5 인치 길이, 3 인치 폭, 및 1/2 인치 높이의 물리적 치수를 갖는 바이럴 궤도 차량, V 이동국 통신 디바이스(200)를 도시한다. 디바이스는 디바이스 전면 상에 유리 디스플레이 스크린(203)을 갖는 견고하고 내구성있는 플라스틱 커버 체이싱(plastic cover chasing)(202)을 구비한다. 디바이스는, USB 포트로 제한되지 않는, 그리고 고선명 멀티미디어 인터페이스(HDMI) 포트, 이더넷 포트, RJ45 모듈식 커넥터, IEEE 1394 인터페이스(파이어와이어로 또한 알려짐) 및/또는 단거리 통신 포트 예컨대 Attobahn 애플리케이션 프로그래머블 인터페이스(AAPI); PCM 음성 또는 인터넷 전화(VOIP), 또는 비디오 IP 패킷으로부터의 TCP/IP 패킷 또는 데이터 스트림을 반송하는 블루투스, 지그비, 근접장 통신, 또는 적외선 인터페이스일 수 있는 근거리 통신망(LAN) 인터페이스로부터 64 Kbps에서부터 10 GBps까지의 범위에 이르는 고속 데이터 스트림을 수용할 수 있는, 최소 8개의 물리적 포트(206)를 구비한다.
V 이동국 디바이스는 디바이스 내의 배터리의 충전을 허용하는 충전기 케이블용 DC 전력 포트(204)를 구비한다. 디바이스는 30 내지 3300㎓ 범위의 주파수의 수신 및 송신을 허용하는 고주파 RF 안테나(220)를 가지고 설계된다. WiFi 및 WiGi, 블루투스, 및 다른 더 낮은 주파수 시스템과의 통신을 가능하게 하기 위해, 디바이스는 그들 신호의 수신 및 송신을 위한 제2 안테나(208)를 구비한다.
광고 모니터링 및 시청 레벨 표시기
본 발명의 실시형태인 도 17a에서 도시되는 바와 같이, V 이동국은 유리 디스플레이의 전면 상에, 세 개의 LED 등/표시기가 구비된 세 개의 베벨 홈 구멍(bevel indent hole)(280)을 구비한다. 이들 등은, 세대(household), 사무실, 또는 차량 내부의 그들의 탑승자/유저가 보는 광고(ADS)의 레벨에 대한 표시기로서 사용된다.
LED 등/표시기 광고 표시기는 다음과 같은 방식으로 동작한다:
1. 등/표시기 A LED는, Attobahn 광대역 네트워크 서비스의 유저가 한 달마다 특정한 높은 수의 광고에 노출되었을 때 LED가 점등된다.
2. 등/표시기 B LED는, Attobahn 광대역 네트워크 서비스의 유저가 한 달마다 특정한 중간 수의 광고에 노출되었을 때 점등된다.
3. 등/표시기 C LED는, Attobahn 광대역 네트워크 서비스의 유저가 한 달마다 특정한 낮은 수의 광고에 노출되었을 때 점등된다.
이들 LED는, 논리 포트 13 Attobahn 광고 앱 어드레스 EXT = .00D, 고유의 address.EXT = 32F310E2A608FF.00D 상에 위치되는 APPI의 광고 앱에 의해 제어된다. 광고 앱은 뷰어 디스플레이 스크린(셀폰, 스마트폰, 태블릿, 랩탑, PC, TV, VR, 게이밍 시스템 등)에 광고 뷰 - 텍스트, 이미지 및 비디오 - 를 구동하며, 이들 디바이스 상에 나타내어지는 모든 광고의 추적을 유지하는 광고 카운터를 가지고 설계된다. 카운터는, 디스플레이된 광고 양이 소정의 임계치를 충족하는 경우, 세 개의 LED에 급전하여 그들을 턴온 및 턴오프한다. 이들 디스플레이는, 시간에서의 임의의 주어진 순간에 그들이 얼마나 많은 광고에 노출되었는지를 유저가 알게 한다. 이 광고 모니터링 및 표시 레벨은 V 이동국 디바이스에 대한 본 발명의 실시형태이다.
본 발명의 실시형태인 도 8에서의 디스플레이로서, 광고 앱은 또한, 엔드 유저의 디스플레이 스크린(셀폰, 스마트폰, 태블릿, 랩탑, PC, TV, VR, 게이밍 시스템 등) 상에 디스플레이될 광고 모니터 및 시청 레벨 표시기를 제공한다. 광고 모니터 및 시청 레벨 표시기(ADS Monitor & Viewing Level Indicator: AMVI)는, 스크린 상에서 디스플레이되고 있는 모든 것 위에 그 자체를 중첩하는 수직 막대의 형태로 유저 스크린 상에서 디스플레이된다. AMVI 수직 막대는 V 이동국, 나노 이동국 및 아토 이동국의 전면 유리 베벨 상에서 디스플레이되는 것과 동일한 컬러 표시를 따른다. 수직 막대 AMVI는 다음과 같이 유저 스크린 상에서 디스플레이되도록 설계된다:
1. 수직 막대 상의 등/표시기 A는, Attobahn 광대역 네트워크 서비스의 유저가 달마다 특정한 높은 수의 광고에 노출되었을 때, (등/표시기 B 및 C는 희미하게 유지되지만) 밝게 된다.
2. 수직 막대 상의 등/표시기 B는, Attobahn 광대역 네트워크 서비스의 유저가 달마다 특정한 중간 수의 광고에 노출되었을 때, (등/표시기 A 및 C는 희미하게 유지되지만) 밝게 된다.
3. 수직 막대 상의 등/표시기 C는, Attobahn 광대역 네트워크 서비스의 유저가 달마다 특정한 낮은 수의 광고에 노출되었을 때, (등/표시기 A 및 B는 희미하게 유지되지만) 밝게 된다.
2. 물리적 연결성
본 발명의 실시형태로서, 도 18은 V 이동국 디바이스 포트(206); WiFi 및 WiGi, 블루투스, 및 다른 더 낮은 주파수 안테나(208); 및 고주파 RF 안테나(220)와 1) 랩탑, 셀폰, 라우터, 키네틱 시스템, 게임 콘솔, 데스크탑 PC, LAN 스위치, 서버, 4K/5K/8K 초고선명 TV 등으로 제한되지 않는 엔드 유저 디바이스 및 시스템 사이의 물리적 연결성; 및 2) 프로토닉 스위치에 대한 물리적 연결성을 도시한다.
3. 내부 시스템
본 발명의 실시형태로서, 도 19는 V 이동국 통신 디바이스(200)의 내부 동작을 도시한다. 엔드 유저 데이터, 음성, 및 비디오 신호는 디바이스 포트(206) 및 저주파 안테나(WiFi 및 WiGi, 블루투스 등)(208)에 입력되고, 그 내부 발진기(805B)를 갖는 고도로 안정화된 클럭킹 시스템(805C) 및 모뎀(220) 수신 디지털 스트림의 복조기 섹션으로부터 획득되는 복원된 클럭킹 신호를 기준으로 하는 위상 동기 루프(805A)를 사용하여 셀 프레이밍 및 스위칭 시스템으로 클럭킹된다. 일단 엔드 유저 정보가 셀 프레이밍 시스템으로 클럭킹되면, 그것은 바이럴 분자 네트워크 셀 프레임 포맷으로 캡슐화되는데, 이 경우, 목적지 포트 48 자릿수의(6 바이트의) 스키마 어드레스 헤더와 로컬 및 원격 Attobahn 네트워크 디바이스 사이의 호스트 대 호트스 통신의 프레임 1에 위치되는 발신 어드레스(발신 어드레스의 더욱 상세한 정보에 대해서는 도 15 및 도 16 참조)는, 자릿수당 4 바이트의 니블을 사용하여, 셀 프레임 10 바이트 헤더에 삽입된다. 엔드 유저 정보 스트림은, 10 바이트 헤더가 수반되는 60 바이트 페이로드 셀로 분할된다.
본 발명의 실시형태인 도 19에서 예시되는 바와 같이, 셀 프레임은 바이럴 궤도 차량(V 이동국, 나노 이동국 및 아토 이동국) 고속 버스 상으로 배치되고 IWIC 칩(210)의 셀 스위칭 섹션으로 전달된다. IWIC 칩은 셀을 스위칭하여 그것을 고속 버스를 통해 ASM(212)로 전송하고, 트래픽이 원자 분자 도메인 내에서 국소적으로 머무르고 있으면, 프로토닉 스위치 또는 인접하는 바이럴 궤도 차량 중 하나로의 신호의 전송을 위해 특정한 궤도 시간 슬롯(OTS)(214)에 배치된다. 셀 프레임이 ASM을 통과한 이후, 그들은 모뎀(220)의 4096 비트 QAM 변조기로 제출된다. ASM은, 각각의 디지털 스트림을 네 개의 중간 주파수(intermediate frequency: IF) 신호로 개별적으로 변조한 이후, 모뎀으로 전송되는 네 개의 고속 디지털 스트림을 발생시킨다. 네 개의 IF는 RF 시스템(220A) 믹서 스테이지로 전송되는데, 여기서 IF 주파수는 그들의 RF 반송파(바이럴 궤도 차량 디바이스당 네 개의 RF 반송파)와 혼합되고 안테나(208)를 통해 송신된다.
4. TDMA ASM 프레이밍 및 시간 슬롯
본 발명의 실시형태로서, 도 20은, 0.25 마이크로초 내에 10,000 비트를 이동시키는 0.25 마이크로초의 궤도 시간 슬롯(OTS)(214)으로 구성되는 ASM(212) 프레임 포맷을 예시한다. 0.25 마이크로초의 열(10)개의 OTS(214A) 프레임은, 2.5 마이크로초의 궤도 주기를 갖는 하나의 ASM 프레임을 구성한다. ASM 회로부는 초당 400,000개의 ASM 프레임(212A)을 이동시킨다. 0.25 마이크로초마다의 OTS 10,000 비트는 40 GBps로 나타난다. 이 프레이밍 포맷은, 바이럴 분자 네트워크에 걸친 바이럴 궤도 차량, 프로토닉 스위치, 및 핵 스위치에서 발생된다. 이들 프레임의 각각은, 프로토닉 스위치 및 이웃하는 이동국 둘 모두와 통신하는 시분할 다중 액세스(TDMA) 프레임의 시간 슬롯 안으로 배치된다.
5. V 이동국 시스템 회로도
도 21은 본 발명의 실시형태인 V 이동국 설계 회로부 회로도의 예시이며, 디바이스의 내부 컴포넌트의 상세한 레이아웃을 제공한다. 여덟(8) 개의 데이터 포트(206)는 10 조분의 1의 안정성을 갖는 네트워크 세슘 빔 발진기로부터의 유도/복원된 클럭 신호에 동기화되는 10 GBps의 입력 클럭킹 속도를 갖추고 있다. 각각의 포트 인터페이스는 엔드 유저 시스템으로부터의 데이터 신호의 진출입 시간을 기록하는 데 매우 안정적인 클럭킹 신호(805C)를 제공한다.
엔드 유저 포트 인터페이스
V 이동국의 포트(206)는, 한(1) 개 내지 여덟(8) 개의 물리적 USB; (HDMI); 이더넷 포트, RJ45 모듈식 커넥터; IEEE 1394 인터페이스(파이어와이어로도 또한 알려짐) 및/또는 단거리 통신 포트 예컨대 블루투스; 지그비; 근접장 통신; WiFi 및 WiGi; 및 적외선 인터페이스로 이루어진다. 이들 물리 포트는 엔드 유저 정보를 수신한다. 고객 정보는, 랩탑, 데스크탑, 서버, 메인 프레임 또는 수퍼 컴퓨터일 수 있는 컴퓨터; WiFi 또는 직접 케이블 연결을 통한 태블릿; 셀폰; 음성 오디오 시스템; 비디오 서버로부터의 분배 및 방송 비디오; 방송 TV; 라디오 방송국 스테레오 오디오; Attobahn 모바일 셀폰 통화; 뉴스 TV 스튜디오 품질 TV 시스템 비디오 신호; 3D 스포츠 이벤트 TV 카메라 신호, 4K/5K/8K 초고선명 TV 신호; 영화 다운로드 정보 신호; 현장 내에서의 실시간 TV 뉴스 보도 비디오 스트림; 방송 영화 씨네마 씨어터 네트워크 비디오 신호; 근거리 통신망 디지털 스트림; 게임 콘솔; 가상 현실 데이터; 키네틱 시스템 데이터; 인터넷 TCP/IP 데이터; 비표준 데이터; 주거 및 상업용 빌딩 보안 시스템 데이터; 원격 로봇식 제조 머신 디바이스 신호 및 커맨드를 위한 원격 제어 텔레메트리 시스템 정보; 빌딩 관리 및 운영 시스템 데이터; 가정용 전자 시스템 및 디바이스를 포함하는 그러나 이것으로 제한되지는 않는 사물 인터넷 데이터 스트림; 홈 어플라이언스 관리 및 제어 신호; 작업 현장 기계류 시스템 성능 모니터링, 관리; 및 제어 신호 데이터; 개인 전자 디바이스 데이터 신호; 등등으로부터 유래한다.
마이크로 어드레스 할당 스위칭 테이블(MICRO ADDRESS ASSIGNMENT SWITCHING TABLE: MAST)
V 이동국 포트는, 유입하는 데이터 신호 및 클럭킹 신호 위상차를 처리하는 소형 버퍼(240)를 통한 각각의 데이터 타입의 시간을 기록한다(clock in). 일단 데이터 신호가 V 이동국 클럭킹 신호와 동기화되면, 셀 프레임 시스템(Cell Frame System: CFS)(241)은 셀 프레임 목적지 어드레스의 사본을 제거하고 그것을 마이크로 어드레스 할당 스위칭 테이블(MAST) 시스템(250)으로 전송한다. 그 다음 MAST는, 목적지 어드레스 디바이스 이동국이, 발신 어드레스 이동국 디바이스와 동일한 분자 도메인(400개의 V 이동국, 나노 이동국 및 아토 이동국) 내에 있는지를 결정한다.
발신 및 목적지 어드레스가 동일한 도메인 내에 있다면, 셀 프레임은 네 개의 40 GBps 트렁크 포트(242) 중 임의의 하나를 통해 스위칭되는데, 여기서 프레임은 프로토닉 스위치 또는 이웃하는 이동국 중 어느 하나로 송신된다. 셀 프레임 목적지 어드레스가 발신 어드레스 이동국 디바이스와 동일한 분자 도메인 내에 있지 않으면, 셀 스위치는, 분자 도메인을 제어하는 두 개의 프로토닉 스위치에 연결되는 트렁크 포트 1 및 2로 프레임을 스위칭한다.
자신의 목적지 어드레스 이동국 디바이스가 로컬 분자 도메인 내에 있지 않은 프레임을 구비하고, 네트워크의 프로토닉 스위칭 레이어(PSL)로 자동적으로 전송되기 위한 설계는, 네트워크를 통한 스위칭 레이턴시를 감소시키는 것이다. 이 프레임이 인접하는 이동국 중 하나로 스위칭되면, 프로토닉 스위치로 바로 진행하는 대신, 프레임은, 그것이 다른 도메인의 자신의 최종 목적지 쪽으로 분자 도메인을 떠나기 이전에, 많은 이동국 디바이스를 통과해야 할 것이다.
스위칭 스루풋
본 발명의 실시형태인 V 이동국 셀 프레임 스위칭 패브릭은 2 TBps에서 동작하는 네(4) 개의 개별 버스(243)를 사용한다. 이 배열은 각각의 V 이동국 셀 스위치에게 8 GBps의 결합된 스위칭 스루풋을 제공한다. 스위치는 평균 280 피코 초 이내에 스위치 안팎으로 임의의 셀 프레임을 이동시킬 수 있다. 스위치는 5 밀리초 이내에 데이터의 40 GBps 트렁크(242) 중 임의의 것을 비울 수 있다. 네(4) 개의 40 GBps 데이터 트렁크(242)의 디지털 스트림은, 본 발명의 실시형태인 4×40㎓의 매우 안정한 세슘 빔(800)(도 107) 기준 소스 클럭 신호에 의해 셀 스위치에 대한 진출입 시간을 기록한다.
아토초 멀티플렉싱(ASM)
V 이동국 ASM 네 개의 트렁크 신호는 암호화 시스템(201C)을 통해 아토초 멀티플렉서(ASM)(244)로 공급된다. ASM은 도 19에서 디스플레이되는 바와 같이 4×40 GBps 데이터 스트림을 궤도 시간 슬롯(OTS) 프레임 안으로 배치한다. ASM 포트(245)의 하나(1) 및 두(2) 출력 디지털 스트림은 TDMA 시간 슬롯에 삽입되고, 그 다음, 밀리미터파 무선 주파수(RF) 링크를 통한 송신을 위해 QAM 변조기(246)로 전송된다. ASM은 QAM 복조기로부터 TDMA 디지털 프레임을 수신하고, 자신의 V 이동국 및 OTS에 대해 지정되는 TDMA 시간 슬롯 신호를 40 GBps 데이터 스트림으로 다시 디멀티플렉싱한다. 셀 스위치 트렁크 포트(242)는 (항상 ASM 포트 1 및 2와 셀 스위치 T1과 T2 상의) 두 개의 프로토닉 스위치 및 (항상 ASM 포트 3 및 4와 셀 스위치 T3 및 T4 상의) 두 개의 이웃하는 이동국으로부터의 유입하는 셀 프레임을 모니터링한다.
셀 스위치 트렁크는 셀 프레임 내의 네 개의 유입하는 40 GBps 데이터 스트림 48 비트 목적지 어드레스를 모니터링하고 그들을 MAST(250)로 전송한다. MAST는 어드레스를 검사하고, 로컬 이동국의 어드레스가 식별되면, MAST는 3 비트 물리적 포트 어드레스를 판독하고 스위치에게 그들 셀 프레임을 그들의 목적지 포트로 스위칭할 것을 지시한다.
48 비트 목적지 어드레스가 MAST의 로컬 이동국 또는 MAST의 이웃 중 하나에 대한 것이 아니다는 것을 MAST가 결정하면, MAST는 스위치에게 그 셀 프레임을 두 개의 프로토닉 스위치 중 하나를 향해 T1 또는 T2로 스위칭할 것을 지시한다. 어드레스가 이웃하는 이동국 중 하나인 경우, MAST는 스위치에게 셀 프레임을 지정된 이웃하는 이동국으로 스위칭할 것을 지시한다.
링크 암호화
V 이동국 ASM 두 개의 트렁크는 링크 암호화 시스템(201D) 안으로 종단한다. 링크 암호화 시스템은 도 6에서 도시되는 바와 같이 AAPI 아래에 있는 애플리케이션 암호화 시스템 아래의 보안의 추가적인 레이어이다.
본 발명의 실시형태인 도 21에서 도시되는 바와 같은 링크 암호화 시스템은, ASM으로부터 유래하는 V 이동국의 40 GBps 데이터 스트림의 네 개 모두를 암호화한다. 이 프로세스는, Attobahn 데이터가 밀리미터파 스펙트럼을 통과할 때 사이버 적군이 Attobahn 데이터를 볼 수 없는 것을 보장한다. 링크 암호화 시스템은 이동국, 프로토닉 스위치, 및 핵 스위치 사이에서 개인 키 암호를 사용한다. 이 암호화 시스템은 AES 암호화 레벨을 최소로 충족하지만, 그러나, 네트워크의 액세스 네트워크 레이어, 프로토닉 스위칭 레이어, 및 핵 스위칭 레이어 사이에서 암호화 방법론이 구현되는 방식에서 그 레벨을 초과한다.
QAM 모뎀
본 발명의 실시형태인 도 21에 도시되는 바와 같은 V 이동국 직교 진폭 모뎀(QAM)(246)은 4 섹션 변조기 및 복조기이다. 각각의 섹션은, 로컬 세슘 빔 기준 발진기 회로(805ABC)에 의해 생성되는 30㎓ 내지 3300㎓ 반송파 신호를 변조하는 40 GBps의 디지털 기저 대역 신호를 수용한다.
QAM 모뎀 최대 디지털 대역폭 용량
V 이동국 QAM 변조기는 64 내지 4096 비트 직교 적응 변조 스킴을 사용한다. 변조기는, 밀리미터파 RF 송신 링크 신호대 노이즈비(signal-to-noise ratio: S/N)의 조건에 따라 송신 비트 레이트가 변하는 것을 허용하는 적응 스킴을 사용한다. 변조기는 수신 S/N 비를 모니터링하고 이 레벨이 변조기의 가장 낮은 미리 결정된 임계치를 충족하는 경우, QAM 변조기는 비트 변조를 자신의 최대 4096 비트 포맷으로 증가시키고, 그 결과 12:1 심볼 레이트로 나타난다. 따라서, 대역폭의 1 헤르쯔마다, 시스템은 12 비트를 송신할 수 있다. 이 배열은, V 이동국이 12×24㎓(대역폭 240㎓ 반송파를 사용하는 경우) = 288 GBps의 최대 디지털 대역폭 용량을 갖는 것을 허용한다. V 이동국 240㎓ 반송파의 네 개 모두를 취하는 경우, 240㎓의 반송파 주파수에서의 이동국의 전체 용량은 4×288 GBps = 1.152 TBps이다.
30 내지 3300㎓의 Attobahn 밀리미터파 RF 신호 동작의 전체 스펙트럼에 걸쳐, 최대 4096 비트 QAM에서의 V 이동국의 범위는 다음과 같을 것이다:
30㎓ 반송파, 3㎓ 대역폭: 12×3㎓×4 반송파 신호 = 144 GBps(Giga Bits per second: 초당 기가비트)
3300㎓, 330㎓ 대역폭: 12×330㎓×4 반송파 신호 = 15.84 TBps(Tera Bits per second: 초당 테라비트)
따라서, V 이동국은 15.84 TBps의 최대 디지털 대역폭 용량을 갖는다.
QAM 모뎀 최소 디지털 대역폭 용량
V 이동국 QAM 변조기는 수신 S/N 비를 모니터링하고, 이 레벨이 변조기의 가장 높은 미리 결정된 임계치를 충족하는 경우, QAM 변조기는 비트 변조를 자신의 최소 64 비트 포맷으로 감소시키고, 그 결과 6:1 심볼 레이트로 나타나게 된다. 따라서, 대역폭의 1 헤르쯔마다, 시스템은 6 비트를 송신할 수 있다. 이 배열은, V 이동국이 6×24㎓(대역폭 240㎓ 반송파를 사용하는 경우) = 1.44 GBps의 최대 디지털 대역폭 용량을 갖는 것을 허용한다. V 이동국 240㎓ 반송파의 네 개 모두를 취하는 경우, 240㎓의 반송파 주파수에서의 이동국의 전체 용량은 4×1.44 GBps = 5.76 GBps이다.
30 내지 3300㎓의 Attobahn 밀리미터파 RF 신호 동작의 전체 스펙트럼에 걸쳐, 최소 64 비트 QAM에서의 V 이동국의 범위는 다음과 같을 것이다:
30㎓ 반송파, 3㎓ 대역폭: 6×3㎓×4 반송파 신호 = 72 GBps(초당 기가비트)
3300㎓, 330㎓ 대역폭: 6×330㎓×4 반송파 신호 = 7.92 TBps(초당 테라비트)
따라서, V 이동국은 7.92 TBps의 최대 디지털 대역폭 용량을 갖는다.
그러므로, 30㎓ 내지 3300㎓의 밀리미터 및 초고주파 범위에 걸친 V 이동국의 디지털 대역폭 범위는 72 GBps 내지 15.84 TBps이다. V 이동국 QAM 모뎀은 변조기의 그 컨스털레이션 포인트(constellation point)를 64 비트 내지 4096 비트 사이에서 자동적으로 조정한다. S/N이 감소하는 경우, 컨스털레이션 포인트가 동일하게 유지되면 수신된 디지털 비트의 비트 에러율은 증가한다. 따라서, 변조기는 S/N 비 레벨과 함께 자신의 컨스털레이션 포인트, 심볼 레이트를 조화롭게 감소시키도록 설계되고, 따라서, 더 넓은 대역폭에 걸쳐 양질의 서비스 전달을 위한 비트 에러율을 유지한다. 이 동적인 성능 설계는, Attobahn의 데이터 서비스가, 엔드 유저가 서비스 성능의 저하를 실현하지 않으면서, 고품질에서 정상적으로 동작하는 것을 허용한다.
모뎀 데이터 성능 관리
본 발명의 실시형태인 V 이동국 QAM 변조기 데이터 관리 스플리터(Data Management Splitter: DMS)(248) 회로부는, 변조기 링크의 성능을 모니터링하고 네(4) 개의 RF 링크 S/N 비의 각각을, 변조기가 변조 스킴에 적용하는 심볼 레이트와 상관시킨다. 변조기는 링크의 저하 및 후속하는 심볼 레이트 감소를 동시에 취하여, 저하된 링크에 대해 지정되는 데이터의 속도를 즉시 낮추고, 그것의 데이터 트래픽을 더 나은 성능의 변조기로 전환한다.
그러므로, 변조기 1 번이 자신의 RF 링크의 저하를 검출하면, 모뎀 시스템은 그 저하된 변조기로부터 트래픽을 취할 것이고 그것을 네트워크를 통한 송신을 위해 변조기 2 번으로 지향시킬 것이다. 이러한 설계 배열은, V 이동국 시스템이 자신의 데이터 트래픽을 매우 효율적으로 관리하는 것을 허용하고, 심지어 송신 링크 저하 시에도, 시스템 성능을 유지하는 것을 허용한다. DMS가 데이터 신호를 QAM 변조 프로세스를 위해 동 위상의(I) 및 90도 위상을 벗어난 직교하는(Q) 회로부(251)로의 두 개의 스트림으로 분할하기 이전에, DMS는 이들 데이터 관리 기능을 수행한다.
복조기
V 이동국 QAM 복조기(252)는 그것의 변조기의 역으로 기능한다. 그것은 RF 저노이즈 증폭기(Low Noise Amplifier: LNA)(254)로부터 RF I-Q 신호를 수용하고 그것을 I-Q 회로부(255)에 공급하는데, 여기서, 복조 이후 원래의 결합된 디지털이 함께한다. 복조기는 유입하는 I-Q 신호 심볼 레이트를 추적하고 그 자신을 유입하는 레이트로 자동적으로 조정하고 올바른 디지털 레이트에서 신호를 조화롭게 복조한다. 따라서, RF 송신 링크가 저하되고 변조기가 심볼 레이트를 자신의 최대 4096 비트 레이트로부터 64 비트 레이트로 감소했다면, 복조기는 더 낮은 심볼 레이트를 자동적으로 추적하고 디지털 비트를 더 낮은 레이트에서 복조한다. 이러한 배열은, 링크 성능이 증가할 때까지 디지털 비트 레이트를 일시적으로 저하시키는 것에 의해, 단대단 데이터 연결의 품질이 유지되는 것을 보장한다.
V 이동국 RF 회로부
V 이동국 밀리미터파(mmW) 무선 주파수(RF) 회로부(247A)는, 30㎓ 내지 3300㎓ 범위에서 동작하도록 그리고 다양한 기후 조건 하에서 10억 내지 1조분의 1의 비트 에러율(BER)을 가지고 광대역 디지털 데이터를 전달하도록 설계된다.
mmW RF 송신기
V 이동국 mmW RF 송신기(TX) 스테이지(247)는, 30㎓ 내지 3300㎓의 주파수 범위를 갖는 국부 발진기 주파수(LO)가, 3㎓ 내지 330㎓ 대역폭 기저 대역 I-Q 모뎀 신호를, RF 30 GHZ 내지 330㎓ 반송파 신호와 혼합하는 것을 허용하는 고주파 업 컨버터 믹서(251A)로 구성된다. 믹서 RF 변조된 반송파 신호는 초고주파(30-3300㎓) 송신기 증폭기(253)로 공급된다. mmW RF TX는 1.5 dB 내지 20 dB의 전력 이득을 갖는다. TX 증폭기 출력 신호는 직사각형 mmW 도파관(256)으로 공급된다. 도파관은 본 발명의 실시형태인 mmW 360도 원형 안테나(257)에 연결된다.
mmW RF 수신기
본 발명의 실시형태인 도 21은, 수신하는 직사각형 mmW 도파관(256)에 연결되는 mmW 360도 안테나(257)로 구성되는 V 이동국 mmW 수신기(RX) 스테이지(247A)를 도시한다. 유입하는 mmW RF 신호는 360도 안테나에 의해 수신되는데, 이 경우, 수신된 mmW 30㎓ 내지 3300㎓ 신호는, 직사각형 도파관을 통해, 30-dB까지의 이득을 갖는 저노이즈 증폭기(LNA)(254)로 전송된다.
신호가 LNA를 떠난 이후, 그것은 수신기 대역 통과 필터(254A)를 통과하여 고주파 믹서로 공급된다. 고주파 다운 컨버터 믹서(252A)는, 30㎓ 내지 3300㎓의 주파수 범위를 갖는 국부 발진기 주파수(LO)가 I 및 Q 위상 진폭의 30㎓ 내지 3300㎓ 반송파 신호를 다시 3㎓ 내지 330㎓의 기저 대역 대역폭으로 복조시키는 것을 허용한다. 대역폭 기저 대역 I-Q 신호(255)는 64 내지 4096 QAM 복조기(252)로 공급되는데, 여기서 분리된 I-Q 디지털 데이터 신호는 원래의 단일의 40 GBps 데이터 스트림으로 다시 결합된다. QAM 복조기(252)의 네(4) 개의 40 GBps 데이터 스트림은 암호 해제 회로부로 그리고 ASM을 통해 셀 스위치로 공급된다.
V 이동국 클럭킹 및 동기화 회로부
도 21은, 복원된 클럭 신호(805)로부터 자신의 기준 제어 전압을 수신하는 위상 동기 루프(PLL) 회로(805A)에 의해 제어되는 V 이동국 내부 발진기(805ABC)를 도시한다. 복원된 클럭 신호는 LNA 출력으로부터 수신되는 mmW RF 신호로부터 유도된다. 수신된 mmW RF 신호는, 본 발명의 실시형태인 도 21에서 예시되는 바와 같이, 샘플링되고 RF 대 디지털 컨버터(RF to digital converter)(805E)에 의해 디지털 펄스로 변환된다.
V 이동국에 의해 수신되는 mmW RF 신호는, 동일한 도메인에 있는 이웃하는 이동국 또는 프로토닉 스위치로부터 유래한다. 각각의 도메인 디바이스(프로토닉 스위치 및 이동국) RF 및 디지털 신호가 업링크 핵 스위치에 대한 기준이고, 본 발명의 실시형태인 도 107에서 도시되는 바와 같이 핵 스위치가 전국적 백본 및 글로벌 게이트웨이 핵 스위치를 기준으로 하기 때문에, 각각의 프로토닉 스위치 및 이동국은 사실상 원자 세슘 빔 고 안정성 발진 시스템을 기준으로 한다. 원자 세슘 빔 발진 시스템이 전지구 위치 위성(Global Position Satellite: GPS)을 기준으로 하기 때문에, 전세계의 모든 Attobahn 시스템이 GPS를 기준으로 한다는 것을 의미한다.
이 클럭킹 및 동기화 설계는, 모든 핵 스위치, 프로토닉 스위치, V 이동국, 나노 이동국, 아토 이동국 및 Attobahn 보조 통신 시스템 예컨대 광섬유 단자 및 게이트웨이 라우터의 모든 디지털 클럭킹 발진기가 전세계 GPS를 기준으로 하게 만든다.
V 이동국 mmW RF 신호로부터 유도되는 기준이 된 GPS 클럭킹 신호는, GNCC(글로벌 네트워크 제어 센터) 원자 세슘 발진기에서 자신의 사인 곡선의 0도 내지 360도 사이에서의 수신된 GPS 기준 신호 위상과 조화하여 PLL 출력 전압을 변화시킨다. PLL 출력 전압은, GPS를 참조하는 GNCC의 원자 세슘 클럭에 사실상 동기화되는 V 이동국 국부 발진기의 출력 주파수를 제어한다.
V 이동국 클럭킹 시스템은, 가변 클럭 주파수를 시스템의 다음 섹션으로 공급하기 위해 주파수 체배기 및 디바이더 회로부를 갖추고 있다:
1. RF 혼합/업 컨버터/다운 컨버터 1×30-3300㎓
2. QAM 모뎀 1×30-3300㎓ 신호
3. 셀 스위치 4×2 THz 신호
4. ASM 4×40㎓ 신호
5. 엔드 유저 포트 8×10㎓ - 20㎓ 신호
6. CPU 및 클라우드 스토리지 1×2㎓ 신호
7. Wi-Fi 및 WiGi 시스템 1×5㎓ 및 1×60㎓ 신호
V 이동국 클럭킹 시스템 설계는, Attobahn 데이터 정보가 원자 세슘 클럭 소스 및 GPS와 완전히 동기화되는 것을 보장하고, 그 결과, 네트워크에 걸친 모든 애플리케이션은, 비트 오류를 근본적으로 최소화하고 서비스 성능을 상당히 향상시키는 네트워크 기반 구조에 디지털적으로 동기화된다.
V 이동국 멀티 프로세서 및 서비스
V 이동국은, 클라우드 스토리지 서비스, 네트워크 관리 데이터, 및 다양한 관리 기능 예컨대 시스템 구성, 경고 메시지 디스플레이, 디바이스에서의 유저 서비스 디스플레이를 관리하는 듀얼 쿼드 코어 4㎓, 8GB ROM, 500GB 스토리지 CPU를 갖추고 있다.
CPU는 시스템 성능 정보를 모니터링하고, 논리 포트 1(도 6) Attobahn 네트워크 관리 포트(Attobahn Network Management Port: ANMP) EXT .001을 통해 이동국 네트워크 관리 시스템(ROVER Network Management System: RNMS)으로 정보를 전달한다. 엔드 유저는, 암호를 설정하도록, 서비스에 액세스하도록, 쇼를 구매하도록, 고객 서비스와의 통신하도록 등을 하도록 V 이동국과 상호 작용하기 위한 터치 스크린 인터페이스를 갖는다.
Attobahn 엔드 유저 서비스 앱 매니저는 V 이동국 CPU 상에서 실행된다. 엔드 유저 서비스 앱 매니저는, 엔드 유저 데스크탑 PC, 랩탑, 태블릿, 스마트 폰, 서버, 비디오 게임 스테이션 등 상에 상주하는 Attobahn 앱과 인터페이싱하고 통신한다. 다음의 엔드 유저 개인 서비스 및 관리 기능이 CPU 상에서 실행된다:
1. 개인 인포메일
2. 개인 소셜 미디어
3. 개인 인포테인먼트
4. 개인 클라우드
5. 전화 통화 서비스
6. 신규 영화 릴리스 서비스 다운로드 저장/삭제 관리
7. 방송 음악 서비스
8. 방송 TV 서비스
9. 온라인 워드, 스프레드 시트, 드로우, 및 데이터베이스
10. 습관적인 앱 서비스
11. GROUP 페이 퍼 뷰(Pay Per View) 서비스
12. 콘서트 페이 퍼 뷰
12. 온라인 가상 현실
13. 온라인 비디오 게임 서비스
14. Attobahn 광고 디스플레이 서비스 관리(배너 및 비디오 페이드인/아웃)
15. 아토뷰 대시보드 관리
16. 파트너 서비스 관리
17. 페이 퍼 뷰 관리
18. VIDEO 다운로드 저장/삭제 관리
19. 일반 앱(구글, 페이스북, 트위터, 아마존, 왓츠업(What's Up) 등)
이들 서비스, 클라우드 서비스 액세스, 및 스토리지 관리의 각각의 하나는 V 이동국 CPU의 클라우드 앱에 의해 제어된다.
나노 이동국 설계
1. 물리적 인터페이스
본 발명의 실시형태로서, 도 22a 및 도 22b는, 5 인치 길이, 3 인치 폭, 및 1/2 인치 높이의 물리적 치수를 갖는 바이럴 궤도 차량, 나노 이동국 통신 디바이스(200)를 도시한다. 디바이스는 디바이스 전면 상에 유리 디스플레이 스크린(203)을 갖는 견고하고 내구성있는 플라스틱 커버 체이싱(202)을 구비한다. 디바이스는, USB 포트로 제한되지 않는, 그리고 고선명 멀티미디어 인터페이스(HDMI) 포트, 이더넷 포트, RJ45 모듈식 커넥터, IEEE 1394 인터페이스(파이어와이어로 또한 알려짐) 및/또는 단거리 통신 포트 예컨대 애플리케이션 프로그래머블 인터페이스(AAPI); PCM 음성 또는 인터넷 전화(VOIP), 또는 비디오 IP 패킷으로부터의 TCP/IP 패킷 또는 데이터 스트림을 반송하는 블루투스, 지그비, 근접장 통신, 또는 적외선 인터페이스일 수 있는 근거리 통신망(LAN) 인터페이스로부터 64 Kbps에서부터 10 GBps까지의 범위에 이르는 고속 데이터 스트림을 수용할 수 있는, 최소 4개의 물리적 포트(206)를 구비한다.
나노 이동국 디바이스는 디바이스 내의 배터리의 충전을 허용하는 충전기 케이블용 DC 전력 포트(204)를 구비한다. 디바이스는 30 내지 3300㎓ 범위의 주파수의 수신 및 송신을 허용하는 고주파 RF 안테나(220)를 가지고 설계된다. WiFi 및 WiGi, 블루투스, 및 다른 더 낮은 주파수 시스템과의 통신을 가능하게 하기 위해, 디바이스는 그들 신호의 수신 및 송신을 위한 제2 안테나(208)를 구비한다.
광고 모니터링 및 시청 레벨 표시기
본 발명의 실시형태인 도 22a에서 도시되는 바와 같이, 나노 이동국은 유리 디스플레이의 전면 상에, 세 개의 LED 등/표시기가 구비된 세 개의 베벨 홈 구멍(280)을 구비한다. 이들 등은, 세대, 사무실, 또는 차량 내부의 그들의 탑승자/유저가 보는 광고(ADS)의 레벨에 대한 표시기로서 사용된다.
LED 등/표시기 광고 표시기는 다음과 같은 방식으로 동작한다:
1. 등/표시기 A LED는, Attobahn 광대역 네트워크 서비스의 유저가 한 달마다 특정한 높은 수의 광고에 노출되었을 때 LED가 점등된다.
2. 등/표시기 B LED는, Attobahn 광대역 네트워크 서비스의 유저가 한 달마다 특정한 중간 수의 광고에 노출되었을 때 점등된다.
3. 등/표시기 C LED는, Attobahn 광대역 네트워크 서비스의 유저가 한 달마다 특정한 낮은 수의 광고에 노출되었을 때 점등된다.
이들 LED는, 논리 포트 13 Attobahn 광고 앱 어드레스 EXT = .00D, 고유의 address.EXT = 32F310E2A608FF.00D 상에 위치되는 APPI의 광고 앱에 의해 제어된다. 광고 앱은 뷰어 디스플레이 스크린(셀폰, 스마트폰, 태블릿, 랩탑, PC, TV, VR, 게이밍 시스템 등)에 광고 뷰 - 텍스트, 이미지 및 비디오 - 를 구동하며, 이들 디바이스 상에 나타내어지는 모든 광고의 추적을 유지하는 광고 카운터를 가지고 설계된다. 카운터는, 디스플레이된 광고 양이 소정의 임계치를 충족하는 경우, 세 개의 LED에 급전하여 그들을 턴온 및 턴오프한다. 이들 디스플레이는, 시간에서의 임의의 주어진 순간에 그들이 얼마나 많은 광고에 노출되었는지를 유저가 알게 한다. 이 광고 모니터링 및 표시 레벨은 나노 이동국 디바이스에 대한 본 발명의 실시형태이다.
본 발명의 실시형태인 도 8에서의 디스플레이로서, 광고 앱은 또한, 엔드 유저의 디스플레이 스크린(셀폰, 스마트폰, 태블릿, 랩탑, PC, TV, VR, 게이밍 시스템 등) 상에 디스플레이될 광고 모니터 및 시청 레벨 표시기를 제공한다. 광고 모니터 및 시청 레벨 표시기(ADS Monitor & Viewing Level Indicator: AMVI)는, 스크린 상에서 디스플레이되고 있는 모든 것 위에 그 자체를 중첩하는 수직 막대의 형태로 유저 스크린 상에서 디스플레이된다. AMVI 수직 막대는 V 이동국, 나노 이동국 및 아토 이동국의 전면 유리 베벨 상에서 디스플레이되는 것과 동일한 컬러 표시를 따른다. 수직 막대 AMVI는 다음과 같이 유저 스크린 상에서 디스플레이되도록 설계된다:
1. 수직 막대 상의 등/표시기 A는, Attobahn 광대역 네트워크 서비스의 유저가 달마다 특정한 높은 수의 광고에 노출되었을 때, (등/표시기 B 및 C는 희미하게 유지되지만) 밝게 된다.
2. 수직 막대 상의 등/표시기 B는, Attobahn 광대역 네트워크 서비스의 유저가 달마다 특정한 중간 수의 광고에 노출되었을 때, (등/표시기 A 및 C는 희미하게 유지되지만) 밝게 된다.
3. 수직 막대 상의 등/표시기 C는, Attobahn 광대역 네트워크 서비스의 유저가 달마다 특정한 낮은 수의 광고에 노출되었을 때, (등/표시기 A 및 B는 희미하게 유지되지만) 밝게 된다.
2. 물리적 연결성
본 발명의 실시형태로서, 도 23은 나노 이동국 디바이스 포트(206); WiFi 및 WiGi, 블루투스, 및 다른 더 낮은 주파수 안테나(208); 및 고주파 RF 안테나(220)와 1) 랩탑, 셀폰, 라우터, 키네틱 시스템, 게임 콘솔, 데스크탑 PC, LAN 스위치, 서버, 4K/5K/8K 초고선명 TV 등으로 제한되지 않는 엔드 유저 디바이스 및 시스템 사이의 물리적 연결성; 및 2) 프로토닉 스위치에 대한 물리적 연결성을 도시한다.
3. 내부 시스템
본 발명의 실시형태로서, 도 24는 나노 이동국 통신 디바이스(200)의 내부 동작을 도시한다. 엔드 유저 데이터, 음성, 및 비디오 신호는 디바이스 포트(206) 및 저주파 안테나(WiFi 및 WiGi, 블루투스 등)(208)에 입력되고, 그 내부 발진기(805B)를 갖는 고도로 안정화된 클럭킹 시스템(805C) 및 모뎀(220) 수신 디지털 스트림의 복조기 섹션으로부터 획득되는 복원된 클럭킹 신호를 기준으로 하는 위상 동기 루프(805A)를 사용하여 셀 프레이밍 및 스위칭 시스템으로 클럭킹된다. 일단 엔드 유저 정보가 셀 프레이밍 시스템으로 클럭킹되면, 그것은 바이럴 분자 네트워크 셀 프레임 포맷으로 캡슐화되는데, 이 경우, 목적지 포트 48 자릿수의(6 바이트의) 스키마 어드레스 헤더와 로컬 및 원격 Attobahn 네트워크 디바이스 사이의 호스트 대 호트스 통신의 프레임 1에 위치되는 발신 어드레스(발신 어드레스의 더욱 상세한 정보에 대해서는 도 15 및 도 16 참조)는, 자릿수당 4 바이트의 니블을 사용하여, 셀 프레임 10 바이트 헤더에 삽입된다. 엔드 유저 정보 스트림은, 10 바이트 헤더가 수반되는 60 바이트 페이로드 셀로 분할된다.
본 발명의 실시형태인 도 24에서 예시되는 바와 같이, 셀 프레임은 나노 이동국 고속 버스 상으로 배치되고 IWIC 칩(210)의 셀 스위칭 섹션으로 전달된다. IWIC 칩은 셀을 스위칭하여 그것을 고속 버스를 통해 ASM(212)로 전송하고, 트래픽이 원자 분자 도메인 내에서 국소적으로 머무르고 있으면, 프로토닉 스위치 또는 인접하는 바이럴 궤도 차량 중 하나로의 신호의 전송을 위해 특정한 궤도 시간 슬롯(OTS)(214)에 배치된다. 셀 프레임이 ASM을 통과한 이후, 그들은 모뎀(220)의 4096 비트 QAM 변조기로 제출된다. ASM은, 각각의 디지털 스트림을 두 개의 중간 주파수(IF) 신호로 개별적으로 변조한 이후, 모뎀으로 전송되는 두(2) 개의 고속 디지털 스트림을 발생시킨다. 두 개의 IF는 RF 시스템(220A) 믹서 스테이지로 전송되는데, 여기서 IF 주파수는 그들의 RF 반송파(바이럴 궤도 차량 디바이스당 두 개의 RF 반송파)와 혼합되고 안테나(208)를 통해 송신된다.
4. TDMA ASM 프레이밍 및 시간 슬롯
본 발명의 실시형태로서, 도 20은, 0.25 마이크로초 내에 10,000 비트를 이동시키는 0.25 마이크로초의 궤도 시간 슬롯(OTS)(214)으로 구성되는 나노 이동국 ASM(212) 프레임 포맷을 예시한다. 0.25 마이크로초의 열(10) 개의 OTS(214) A 프레임은, 2.5 마이크로초의 궤도 주기를 갖는 하나의 ASM 프레임을 구성한다. ASM 회로부는 초당 400,000개의 ASM 프레임(212A)을 이동시킨다. 0.25 마이크로초마다의 OTS 10,000 비트는 40 GBps로 나타난다. 이 프레이밍 포맷은, 바이럴 분자 네트워크에 걸친 바이럴 궤도 차량, 프로토닉 스위치, 및 핵 스위치에서 발생된다. 이들 프레임의 각각은, 프로토닉 스위치 및 이웃하는 이동국 둘 모두와 통신하는 시분할 다중 액세스(TDMA) 프레임의 시간 슬롯 안으로 배치된다.
5. 나노 이동국 시스템 회로도
도 25는 본 발명의 실시형태인 나노 이동국 설계 회로부 회로도의 예시이며, 디바이스의 내부 컴포넌트의 상세한 레이아웃을 제공한다. 네(4) 개의 데이터 포트(206)는 10 조분의 1의 안정성을 갖는 네트워크 세슘 빔 발진기로부터의 유도/복원된 클럭 신호에 동기화되는 10 GBps의 입력 클럭킹 속도를 갖추고 있다. 각각의 포트 인터페이스는 엔드 유저 시스템으로부터의 데이터 신호의 진출입 시간을 기록하는 데 매우 안정적인 클럭킹 신호(805C)를 제공한다.
엔드 유저 포트 인터페이스
나노 이동국의 포트(206)는, 한(1) 개 내지 두(2) 개의 물리적 USB; (HDMI); 이더넷 포트, RJ45 모듈식 커넥터; IEEE 1394 인터페이스(파이어와이어로도 또한 알려짐) 및/또는 단거리 통신 포트 예컨대 블루투스; 지그비; 근접장 통신; WiFi 및 WiGi; 및 적외선 인터페이스로 이루어진다. 이들 물리 포트는 엔드 유저 정보를 수신한다.
고객 정보는, 랩탑, 데스크탑, 서버, 메인 프레임 또는 수퍼 컴퓨터일 수 있는 컴퓨터; WiFi 또는 직접 케이블 연결을 통한 태블릿; 셀폰; 음성 오디오 시스템; 비디오 서버로부터의 분배 및 방송 비디오; 방송 TV; 라디오 방송국 스테레오 오디오; Attobahn 모바일 셀폰 통화; 뉴스 TV 스튜디오 품질 TV 시스템 비디오 신호; 3D 스포츠 이벤트 TV 카메라 신호, 4K/5K/8K 초고선명 TV 신호; 영화 다운로드 정보 신호; 현장 내에서의 실시간 TV 뉴스 보도 비디오 스트림; 방송 영화 씨네마 씨어터 네트워크 비디오 신호; 근거리 통신망 디지털 스트림; 게임 콘솔; 가상 현실 데이터; 키네틱 시스템 데이터; 인터넷 TCP/IP 데이터; 비표준 데이터; 주거 및 상업용 빌딩 보안 시스템 데이터; 원격 로봇식 제조 머신 디바이스 신호 및 커맨드를 위한 원격 제어 텔레메트리 시스템 정보; 빌딩 관리 및 운영 시스템 데이터; 가정용 전자 시스템 및 디바이스를 포함하는 그러나 이것으로 제한되지는 않는 사물 인터넷 데이터 스트림; 홈 어플라이언스 관리 및 제어 신호; 작업 현장 기계류 시스템 성능 모니터링, 관리; 및 제어 신호 데이터; 개인 전자 디바이스 데이터 신호; 등등으로부터 유래한다.
마이크로 어드레스 할당 스위치 테이블(MAST)
나노 이동국 포트는, 유입하는 데이터 신호 및 클럭킹 신호 위상차를 처리하는 소형 버퍼(240)를 통한 각각의 데이터 타입의 시간을 기록한다. 일단 데이터 신호가 나노 이동국 클럭킹 신호와 동기화되면, 셀 프레임 시스템(CFS)(241)은 셀 프레임 목적지 어드레스의 사본을 제거하고 그것을 마이크로 어드레스 할당 스위칭 테이블(MAST) 시스템(250)으로 전송한다. 그 다음 MAST는, 목적지 어드레스 디바이스 이동국이, 발신 어드레스 이동국 디바이스와 동일한 분자 도메인(400개의 V 이동국, 나노 이동국 및 아토 이동국) 내에 있는지를 결정한다.
발신 및 목적지 어드레스가 동일한 도메인 내에 있다면, 셀 프레임은 두 개의 40 GBps 트렁크 포트(242) 중 임의의 하나를 통해 스위칭되는데, 여기서 프레임은 프로토닉 스위치 또는 이웃하는 이동국 중 어느 하나로 송신된다. 셀 프레임 목적지 어드레스가 발신 어드레스 이동국 디바이스와 동일한 분자 도메인 내에 있지 않으면, 셀 스위치는, 분자 도메인을 제어하는 프로토닉 스위치에 연결되는 트렁크 포트 1로 프레임을 스위칭한다.
자신의 목적지 어드레스 이동국 디바이스가 로컬 분자 도메인 내에 있지 않은 프레임을 구비하고, 네트워크의 프로토닉 스위칭 레이어(PSL)로 자동적으로 전송되기 위한 설계는, 네트워크를 통한 스위칭 레이턴시를 감소시키는 것이다. 이 프레임이 인접하는 이동국 중 하나로 스위칭되면, 프로토닉 스위치로 바로 진행하는 대신, 프레임은, 그것이 다른 도메인의 자신의 최종 목적지 쪽으로 분자 도메인을 떠나기 이전에, 많은 이동국 디바이스를 통과해야 할 것이다.
스위칭 스루풋
본 발명의 실시형태인 셀 프레임 스위칭 패브릭은 2 TBps에서 동작하는 두(2) 개의 개별 버스(243)를 사용한다. 이 배열은 각각의 아토 이동국 셀 스위치에게 4 GBps의 결합된 스위칭 스루풋을 제공한다. 스위치는 평균 280 피코 초 이내에 스위치 안팎으로 임의의 셀 프레임을 이동시킬 수 있다. 스위치는 5 밀리초 이내에 데이터의 40 GBps 트렁크(242) 중 임의의 것을 비울 수 있다. 두(2) 개의 40 GBps 데이터 트렁크(242)의 디지털 스트림은, 본 발명의 실시형태인 2×40㎓의 매우 안정한 세슘 빔(800)(도 84) 기준 소스 클럭 신호에 의해 셀 스위치에 대한 진출입 시간을 기록한다.
아토초 멀티플렉싱(ASM)
두 개의 트렁크 신호는 암호화 시스템(201C)을 통해 아토초 멀티플렉서(ASM)(244)로 공급된다. ASM은 도 20에서 디스플레이되는 바와 같이 2×40 GBps 데이터 스트림을 궤도 시간 슬롯(OTS) 프레임 안으로 배치한다. ASM 포트(245)의 하나(1) 및 두(2) 출력 디지털 스트림은 TDMA 시간 슬롯에 삽입되고, 그 다음, 밀리미터파 무선 주파수(RF) 링크를 통한 송신을 위해 QAM 변조기(246)로 전송된다. ASM은 QAM 복조기로부터 TDMA 디지털 프레임을 수신하고, 자신의 나노 이동국 및 OTS에 대해 지정되는 TDMA 시간 슬롯 신호를 40 GBps 데이터 스트림으로 다시 디멀티플렉싱한다. 셀 스위치 트렁크 포트(242)는 (항상 ASM 포트 1 및 셀 스위치 T1 상의) 프로토닉 스위치 및 (항상 ASM 포트 2 및 셀 스위치 T2 상의) 하나의 이웃하는 이동국으로부터의 유입하는 셀 프레임을 모니터링한다.
나노 이동국 셀 스위치 트렁크는 셀 프레임 내의 두 개의 유입하는 40 GBps 데이터 스트림 48 비트 목적지 어드레스를 모니터링하고 그들을 MAST(250)로 전송한다. MAST는 어드레스를 검사하고, 로컬 이동국의 어드레스가 식별되면, MAST는 3 비트 물리적 포트 어드레스를 판독하고 스위치에게 그들 셀 프레임을 그들의 목적지 포트로 스위칭할 것을 지시한다.
48 비트 목적지 어드레스가 MAST의 로컬 이동국 또는 MAST의 이웃 중 하나에 대한 것이 아니다는 것을 MAST가 결정하면, MAST는 스위치에게 그 셀 프레임을 프로토닉 스위치를 향해 T1으로 스위칭할 것을 지시한다. 어드레스가 이웃하는 이동국 중 하나인 경우, MAST는 스위치에게 셀 프레임을 지정된 이웃하는 이동국으로 스위칭할 것을 지시한다.
링크 암호화
나노 이동국 ASM 두 개의 트렁크는 링크 암호화 시스템(201D) 안으로 종단한다. 링크 암호화 시스템은 도 6에서 도시되는 바와 같이 AAPI 아래에 있는 애플리케이션 암호화 시스템 아래의 보안의 추가적인 레이어이다.
본 발명의 실시형태인 도 25에서 도시되는 바와 같은 링크 암호화 시스템은, ASM으로부터 유래하는 두 개의 V 이동국의 40 GBps 데이터 스트림을 암호화한다. 이 프로세스는, Attobahn 데이터가 밀리미터파 스펙트럼을 통과할 때 사이버 적군이 Attobahn 데이터를 볼 수 없는 것을 보장한다. 링크 암호화 시스템은 이동국, 프로토닉 스위치, 및 핵 스위치 사이에서 개인 키 암호를 사용한다. 이 암호화 시스템은 AES 암호화 레벨을 최소로 충족하지만, 그러나, 네트워크의 액세스 네트워크 레이어, 프로토닉 스위칭 레이어, 및 핵 스위칭 레이어 사이에서 암호화 방법론이 구현되는 방식에서 그 레벨을 초과한다.
QAM 모뎀
본 발명의 실시형태인 도 25에 도시되는 바와 같은 나노 이동국 직교 진폭 모뎀(QAM)(246)은 2 섹션 변조기 및 복조기이다. 각각의 섹션은, 로컬 세슘 빔 기준 발진기 회로(805ABC)에 의해 생성되는 30㎓ 내지 3300㎓ 반송파 신호를 변조하는 40 GBps의 디지털 기저 대역 신호를 수용한다.
QAM 모뎀 최대 디지털 대역폭 용량
나노 이동국 QAM 변조기는 64 내지 4096 비트 직교 적응 변조 스킴을 사용한다. 변조기는, 밀리미터파 RF 송신 링크 신호대 노이즈비(signal-to-noise ratio: S/N)의 조건에 따라 송신 비트 레이트가 변하는 것을 허용하는 적응 스킴을 사용한다. 변조기는 수신 S/N 비를 모니터링하고 이 레벨이 변조기의 가장 낮은 미리 결정된 임계치를 충족하는 경우, QAM 변조기는 비트 변조를 자신의 최대 4096 비트 포맷으로 증가시키고, 그 결과 12:1 심볼 레이트로 나타난다. 따라서, 대역폭의 1 헤르쯔마다, 시스템은 12 비트를 송신할 수 있다. 이 배열은, 나노 이동국이 12×24㎓(대역폭 240㎓ 반송파를 사용하는 경우) = 288 GBps의 최대 디지털 대역폭 용량을 갖는 것을 허용한다. 두 개의 나노 이동국 240㎓ 반송파를 취하는 경우, 240㎓의 반송파 주파수에서의 나노 이동국의 전체 용량은 2×288 GBps = 576 GBps이다.
30 내지 3300㎓의 Attobahn 밀리미터파 RF 신호 동작의 전체 스펙트럼에 걸쳐, 최대 4096 비트 QAM에서의 나노 이동국의 범위는 다음과 같을 것이다:
30㎓ 반송파, 3㎓ 대역폭: 12×3㎓×2 반송파 신호 = 72 GBps(초당 기가비트)
3300㎓, 330㎓ 대역폭: 12×330㎓×2 반송파 신호 = 7.92 TBps(초당 테라비트)
따라서, 나노 이동국은 7.92 TBps의 최대 디지털 대역폭 용량을 갖는다.
QAM 모뎀 최소 디지털 대역폭 용량
나노 이동국 변조기는 수신 S/N 비를 모니터링하고, 이 레벨이 변조기의 가장 높은 미리 결정된 임계치를 충족하는 경우, QAM 변조기는 비트 변조를 자신의 최소 64 비트 포맷으로 감소시키고, 그 결과 6:1 심볼 레이트로 나타나게 된다. 따라서, 대역폭의 1 헤르쯔마다, 시스템은 6 비트를 송신할 수 있다. 이 배열은, 나노 이동국이 6×24㎓(대역폭 240㎓ 반송파를 사용하는 경우) = 1.44 GBps의 최대 디지털 대역폭 용량을 갖는 것을 허용한다. 두 개의 나노 이동국 240㎓ 반송파를 취하는 경우, 240㎓의 반송파 주파수에서의 이동국의 전체 용량은 2×1.44 GBps = 2.88 GBps이다.
30 내지 3300㎓의 Attobahn 밀리미터파 RF 신호 동작의 전체 스펙트럼에 걸쳐, 최소 64 비트 QAM에서의 V 이동국의 범위는 다음과 같을 것이다:
30㎓ 반송파, 3㎓ 대역폭: 6×3㎓×2 반송파 신호 = 36 GBps(초당 기가비트)
3300㎓, 330㎓ 대역폭: 6×330㎓×2 반송파 신호 = 3.96 TBps(초당 테라비트)
따라서, 나노 이동국은 3.96 TBps의 최대 디지털 대역폭 용량을 갖는다. 그러므로, 30㎓ 내지 3300㎓의 밀리미터 및 초고주파 범위에 걸친 나노 이동국의 디지털 대역폭 범위는 36 GBps 내지 7.92 TBps이다.
나노 이동국 QAM 모뎀은 변조기의 그 컨스털레이션 포인트를 64 비트 내지 4096 비트 사이에서 자동적으로 조정한다. S/N이 감소하는 경우, 컨스털레이션 포인트가 동일하게 유지되면 수신된 디지털 비트의 비트 에러율은 증가한다. 따라서, 변조기는 S/N 비 레벨과 함께 자신의 컨스털레이션 포인트, 심볼 레이트를 조화롭게 감소시키도록 설계되고, 따라서, 더 넓은 대역폭에 걸쳐 양질의 서비스 전달을 위한 비트 에러율을 유지한다. 이 동적인 성능 설계는, Attobahn의 데이터 서비스가, 엔드 유저가 서비스 성능의 저하를 실현하지 않으면서, 고품질에서 정상적으로 동작하는 것을 허용한다.
모뎀 데이터 성능 관리
본 발명의 실시형태인 나노 이동국 변조기 데이터 관리 스플리터(DMS)(248) 회로부는, 변조기 링크의 성능을 모니터링하고 두(2) 개의 RF 링크 S/N 비의 각각을, 변조기가 변조 스킴에 적용하는 심볼 레이트와 상관시킨다. 변조기는 링크의 저하 및 후속하는 심볼 레이트 감소를 동시에 취하여, 저하된 링크에 대해 지정되는 데이터의 속도를 즉시 낮추고, 그것의 데이터 트래픽을 더 나은 성능의 변조기로 전환한다.
그러므로, 변조기 1 번이 자신의 RF 링크의 저하를 검출하면, 모뎀 시스템은 그 저하된 변조기로부터 트래픽을 취할 것이고 그것을 네트워크를 통한 송신을 위해 변조기 2 번으로 지향시킬 것이다. 이러한 설계 배열은, 나노 이동국 시스템이 자신의 데이터 트래픽을 매우 효율적으로 관리하는 것을 허용하고, 심지어 송신 링크 저하 시에도, 시스템 성능을 유지하는 것을 허용한다. DMS가 데이터 신호를 QAM 변조 프로세스를 위해 동 위상의(I) 및 90도 위상을 벗어난 직교하는(Q) 회로부(251)로의 두 개의 스트림으로 분할하기 이전에, DMS는 이들 데이터 관리 기능을 수행한다.
복조기
나노 이동국 QAM 복조기(252)는 그것의 변조기의 역으로 기능한다. 그것은 RF 저노이즈 증폭기(Low Noise Amplifier: LNA)(254)로부터 RF I-Q 신호를 수용하고 그것을 I-Q 회로부(255)에 공급하는데, 여기서, 복조 이후 원래의 결합된 디지털이 함께한다. 복조기는 유입하는 I-Q 신호 심볼 레이트를 추적하고 그 자신을 유입하는 레이트로 자동적으로 조정하고 올바른 디지털 레이트에서 신호를 조화롭게 복조한다. 따라서, RF 송신 링크가 저하되고 변조기가 심볼 레이트를 자신의 최대 4096 비트 레이트로부터 64 비트 레이트로 감소했다면, 복조기는 더 낮은 심볼 레이트를 자동적으로 추적하고 디지털 비트를 더 낮은 레이트에서 복조한다. 이러한 배열은, 링크 성능이 증가할 때까지 디지털 비트 레이트를 일시적으로 저하시키는 것에 의해, 단대단 데이터 연결의 품질이 유지되는 것을 보장한다.
나노 이동국 RF 회로부
나노 이동국 밀리미터파(mmW) 무선 주파수(RF) 회로부(247A)는, 30㎓ 내지 3300㎓ 범위에서 동작하도록 그리고 다양한 기후 조건 하에서 10억 내지 1조분의 1의 비트 에러율(BER)을 가지고 광대역 디지털 데이터를 전달하도록 설계된다.
mmW RF 송신기
나노 이동국 mmW RF 송신기(TX) 스테이지(247)는, 30㎓ 내지 3300㎓의 주파수 범위를 갖는 국부 발진기 주파수(LO)가, 3㎓ 내지 330㎓ 대역폭 기저 대역 I-Q 모뎀 신호를, RF 30 GHZ 내지 330㎓ 반송파 신호와 혼합하는 것을 허용하는 고주파 업 컨버터 믹서(251A)로 구성된다. 믹서 RF 변조된 반송파 신호는 초고주파(30-3300㎓) 송신기 증폭기(253)로 공급된다. mmW RF TX는 1.5 dB 내지 20 dB의 전력 이득을 갖는다. TX 증폭기 출력 신호는 직사각형 mmW 도파관(256)으로 공급된다. 도파관은 본 발명의 실시형태인 mmW 360도 원형 안테나(257)에 연결된다.
mmW RF 수신기
본 발명의 실시형태인 도 25는, 수신하는 직사각형 mmW 도파관(256)에 연결되는 mmW 360도 안테나(257)로 구성되는 V 이동국 mmW 수신기(RX) 스테이지(247A)를 도시한다. 유입하는 mmW RF 신호는 360도 안테나에 의해 수신되는데, 이 경우, 수신된 mmW 30㎓ 내지 3300㎓ 신호는, 직사각형 도파관을 통해, 30-dB까지의 이득을 갖는 저노이즈 증폭기(LNA)(254)로 전송된다.
신호가 LNA를 떠난 이후, 그것은 수신기 대역 통과 필터(254A)를 통과하여 고주파 믹서로 공급된다. 고주파 다운 컨버터 믹서(252A)는, 30㎓ 내지 3300㎓의 주파수 범위를 갖는 국부 발진기 주파수(LO)가 I 및 Q 위상 진폭의 30㎓ 내지 3300㎓ 반송파 신호를 다시 3㎓ 내지 330㎓의 기저 대역 대역폭으로 복조시키는 것을 허용한다. 대역폭 기저 대역 I-Q 신호(255)는 64 내지 4096 QAM 복조기(252)로 공급되는데, 여기서 분리된 I-Q 디지털 데이터 신호는 원래의 단일의 40 GBps 데이터 스트림으로 다시 결합된다. QAM 복조기(252)의 두(2) 개의 40 GBps 데이터 스트림은 암호 해제 회로부로 그리고 ASM을 통해 셀 스위치로 공급된다.
나노 이동국 클럭킹 및 동기화 회로부
도 25는, 복원된 클럭 신호(805)로부터 자신의 기준 제어 전압을 수신하는 위상 동기 루프(PLL) 회로(805A)에 의해 제어되는 나노 이동국 내부 발진기(805ABC)를 도시한다. 복원된 클럭 신호는 LNA 출력으로부터 수신되는 mmW RF 신호로부터 유도된다. 수신된 mmW RF 신호는, 본 발명의 실시형태인 도 25에서 예시되는 바와 같이, 샘플링되고 RF 대 디지털 컨버터(805E)에 의해 디지털 펄스로 변환된다.
*V 이동국에 의해 수신되는 mmW RF 신호는, 동일한 도메인에 있는 이웃하는 이동국 또는 프로토닉 스위치로부터 유래한다. 각각의 도메인 디바이스(프로토닉 스위치 및 이동국) RF 및 디지털 신호가 업링크 핵 스위치에 대한 기준이고, 본 발명의 실시형태인 도 107에서 도시되는 바와 같이 핵 스위치가 전국적 백본 및 글로벌 게이트웨이 핵 스위치를 기준으로 하기 때문에, 각각의 프로토닉 스위치 및 이동국은 사실상 원자 세슘 빔 고 안정성 발진 시스템을 기준으로 한다. 원자 세슘 빔 발진 시스템이 전지구 위치 위성(GPS)을 기준으로 하기 때문에, 전세계의 모든 Attobahn 시스템이 GPS를 기준으로 한다는 것을 의미한다.
이 클럭킹 및 동기화 설계는, 모든 핵 스위치, 프로토닉 스위치, V 이동국, 나노 이동국, 아토 이동국 및 Attobahn 보조 통신 시스템 예컨대 광섬유 단자 및 게이트웨이 라우터의 모든 디지털 클럭킹 발진기가 전세계 GPS를 기준으로 하게 만든다.
나노 이동국 mmW RF 신호로부터 유도되는 기준이 된 GPS 클럭킹 신호는, GNCC(글로벌 네트워크 제어 센터) 원자 세슘 발진기에서 자신의 사인 곡선의 0도 내지 360도 사이에서의 수신된 GPS 기준 신호 위상과 조화하여 PLL 출력 전압을 변화시킨다. PLL 출력 전압은, GPS를 기준으로 하는 GNCC의 원자 세슘 클럭에 사실상 동기화되는 나노 이동국 국부 발진기의 출력 주파수를 제어한다.
나노 이동국 클럭킹 시스템은, 가변 클럭 주파수를 시스템의 다음 섹션으로 공급하기 위해 주파수 체배기 및 디바이더 회로부를 갖추고 있다:
1. RF 혼합/업 컨버터/다운 컨버터 1×30-3300㎓
2. QAM 모뎀 1×30-3300㎓ 신호
3. 셀 스위치 2×2 THz 신호
4. ASM 2×40㎓ 신호
5. 엔드 유저 포트 8×10㎓ - 20㎓ 신호
6. CPU 및 클라우드 스토리지 1×2㎓ 신호
7. Wi-Fi 및 WiGi 시스템 1×5㎓ 및 1×60㎓ 신호
나노 이동국 클럭킹 시스템 설계는, Attobahn 데이터 정보가 원자 세슘 클럭 소스 및 GPS와 완전히 동기화되는 것을 보장하고, 그 결과, 네트워크에 걸친 모든 애플리케이션은, 비트 에러를 근본적으로 최소화하고 서비스 성능을 상당히 향상시키는 네트워크 기반 구조에 디지털적으로 동기화된다.
나노 이동국 멀티 프로세서 및 서비스
나노 이동국은, 클라우드 스토리지 서비스, 네트워크 관리 데이터, 및 다양한 관리 기능 예컨대 시스템 구성, 경고 메시지 디스플레이, 디바이스에서의 유저 서비스 디스플레이를 관리하는 듀얼 쿼드 코어 4㎓, 8GB ROM, 500GB 스토리지 CPU를 갖추고 있다.
나노 이동국 CPU는 시스템 성능 정보를 모니터링하고, 논리 포트 1(도 6) Attobahn 네트워크 관리 포트(ANMP) EXT .001을 통해 이동국 네트워크 관리 시스템(RNMS)으로 정보를 전달한다. 엔드 유저는, 암호를 설정하도록, 서비스에 액세스하도록, 쇼를 구매하도록, 고객 서비스와의 통신하도록 등을 하도록 나노 이동국과 상호 작용하기 위한 터치 스크린 인터페이스를 갖는다.
Attobahn 엔드 유저 서비스 앱 매니저는 나노 이동국 상에서 실행된다. 엔드 유저 서비스 앱 매니저는, 엔드 유저 데스크탑 PC, 랩탑, 태블릿, 스마트 폰, 서버, 비디오 게임 스테이션 등 상에 상주하는 Attobahn 앱과 인터페이싱하고 통신한다. 다음의 엔드 유저 개인 서비스 및 관리 기능이 CPU 상에서 실행된다:
1. 개인 인포메일
2. 개인 소셜 미디어
3. 개인 인포테인먼트
4. 개인 클라우드
5. 전화 서비스
6. 신규 영화 릴리스 서비스 다운로드 저장/삭제 관리
7. 방송 음악 서비스
8. 방송 TV 서비스
9. 온라인 워드, 스프레드 시트, 드로우, 및 데이터베이스
10. 습관적인 앱 서비스
11. GROUP 페이 퍼 뷰 서비스
12. 콘서트 페이 퍼 뷰
12. 온라인 가상 현실
13. 온라인 비디오 게임 서비스
14. Attobahn 광고 디스플레이 서비스 관리(배너 및 비디오 페이드인/아웃)
15. 아토뷰 대시보드 관리
16. 파트너 서비스 관리
17. 페이 퍼 뷰 관리
*18. VIDEO 다운로드 저장/삭제 관리
19. 일반 앱(구글, 페이스북, 트위터, 아마존, 왓츠업 등)
이들 서비스, 클라우드 서비스 액세스, 및 스토리지 관리의 각각의 하나는 V 이동국 CPU의 클라우드 앱에 의해 제어된다.
아토 이동국 설계
1. 물리적 인터페이스
본 발명의 실시형태로서, 도 26a 및 도 26b는, 5 인치 길이, 3 인치 폭, 및 1/2 인치 높이의 물리적 치수를 갖는 바이럴 궤도 차량, 아토 이동국 통신 디바이스(200)를 도시한다. 디바이스는 디바이스 전면 상에 유리 디스플레이 스크린(203)을 갖는 견고하고 내구성있는 플라스틱 커버 체이싱(202)을 구비한다. 디바이스는, USB 포트로 제한되지 않는, 그리고 고선명 멀티미디어 인터페이스(HDMI) 포트, 이더넷 포트, RJ45 모듈식 커넥터, IEEE 1394 인터페이스(파이어와이어로 또한 알려짐) 및/또는 단거리 통신 포트 예컨대 애플리케이션 프로그래머블 인터페이스(AAPI); PCM 음성 또는 인터넷 전화(VOIP), 또는 비디오 IP 패킷으로부터의 TCP/IP 패킷 또는 데이터 스트림을 반송하는 블루투스, 지그비, 근접장 통신, 또는 적외선 인터페이스일 수 있는 근거리 통신망(LAN) 인터페이스로부터 64 Kbps에서부터 10 GBps까지의 범위에 이르는 고속 데이터 스트림을 수용할 수 있는, 최소 4개의 물리적 포트(206)를 구비한다.
아토 이동국 디바이스는 디바이스 내의 배터리의 충전을 허용하는 충전기 케이블용 DC 전력 포트(204)를 구비한다. 디바이스는 30 내지 3300㎓ 범위의 주파수의 수신 및 송신을 허용하는 고주파 RF 안테나(220)를 가지고 설계된다. WiFi 및 WiGi, 블루투스, 및 다른 더 낮은 주파수 시스템과의 통신을 가능하게 하기 위해, 디바이스는 그들 신호의 수신 및 송신을 위한 제2 안테나(208)를 구비한다.
광고 모니터링 및 시청 레벨 표시기
본 발명의 실시형태인 도 26a에서 도시되는 바와 같이, 아토 이동국은 유리 디스플레이의 전면 상에, 세 개의 LED 등/표시기가 구비된 세 개의 베벨 홈 구멍(280)을 구비한다. 이들 등은, 세대, 사무실, 또는 차량 내부의 그들의 탑승자/유저가 보는 광고(ADS)의 레벨에 대한 표시기로서 사용된다.
LED 등/표시기 광고 표시기는 다음과 같은 방식으로 동작한다:
1. 등/표시기 A LED는, Attobahn 광대역 네트워크 서비스의 유저가 한 달마다 특정한 높은 수의 광고에 노출되었을 때 LED가 점등된다.
2. 등/표시기 B LED는, Attobahn 광대역 네트워크 서비스의 유저가 한 달마다 특정한 중간 수의 광고에 노출되었을 때 점등된다.
3. 등/표시기 C LED는, Attobahn 광대역 네트워크 서비스의 유저가 한 달마다 특정한 낮은 수의 광고에 노출되었을 때 점등된다.
이들 LED는, 논리 포트 13 Attobahn 광고 앱 어드레스 EXT = .00D, 고유의 address.EXT = 32F310E2A608FF.00D 상에 위치되는 APPI의 광고 앱에 의해 제어된다. 광고 앱은 뷰어 디스플레이 스크린(셀폰, 스마트폰, 태블릿, 랩탑, PC, TV, VR, 게이밍 시스템 등)에 광고 뷰 - 텍스트, 이미지 및 비디오 - 를 구동하며, 이들 디바이스 상에 나타내어지는 모든 광고의 추적을 유지하는 광고 카운터를 가지고 설계된다. 카운터는, 디스플레이된 광고 양이 소정의 임계치를 충족하는 경우, 세 개의 LED에 급전하여 그들을 턴온 및 턴오프한다. 이들 디스플레이는, 시간에서의 임의의 주어진 순간에 그들이 얼마나 많은 광고에 노출되었는지를 유저가 알게 한다. 이 광고 모니터링 및 표시 레벨은 아토 이동국 디바이스에 대한 본 발명의 실시형태이다.
본 발명의 실시형태인 도 8에서의 디스플레이로서, 광고 앱은 또한, 엔드 유저의 디스플레이 스크린(셀폰, 스마트폰, 태블릿, 랩탑, PC, TV, VR, 게이밍 시스템 등) 상에 디스플레이될 광고 모니터 및 시청 레벨 표시기를 제공한다. 광고 모니터 및 시청 레벨 표시기(ADS Monitor & Viewing Level Indicator: AMVI)는, 스크린 상에서 디스플레이되고 있는 모든 것 위에 그 자체를 중첩하는 수직 막대의 형태로 유저 스크린 상에서 디스플레이된다. AMVI 수직 막대는 V 이동국, 나노 이동국 및 아토 이동국의 전면 유리 베벨 상에서 디스플레이되는 것과 동일한 컬러 표시를 따른다. 수직 막대 AMVI는 다음과 같이 유저 스크린 상에서 디스플레이되도록 설계된다:
1. 수직 막대 상의 등/표시기 A는, Attobahn 광대역 네트워크 서비스의 유저가 달마다 특정한 높은 수의 광고에 노출되었을 때, (등/표시기 B 및 C는 희미하게 유지되지만) 밝게 된다.
2. 수직 막대 상의 등/표시기 B는, Attobahn 광대역 네트워크 서비스의 유저가 달마다 특정한 중간 수의 광고에 노출되었을 때, (등/표시기 A 및 C는 희미하게 유지되지만) 밝게 된다.
3. 수직 막대 상의 등/표시기 C는, Attobahn 광대역 네트워크 서비스의 유저가 달마다 특정한 낮은 수의 광고에 노출되었을 때, (등/표시기 A 및 B는 희미하게 유지되지만) 밝게 된다.
2. 물리적 연결성
본 발명의 실시형태로서, 도 27은 아토 이동국 디바이스 포트(206); WiFi 및 WiGi, 블루투스, 및 다른 더 낮은 주파수 안테나(208); 및 고주파 RF 안테나(220)와 1) 랩탑, 셀폰, 라우터, 키네틱 시스템, 게임 콘솔, 데스크탑 PC, LAN 스위치, 서버, 4K/5K/8K 초고선명 TV 등으로 제한되지 않는 엔드 유저 디바이스 및 시스템 사이의 물리적 연결성; 및 2) 프로토닉 스위치에 대한 물리적 연결성을 도시한다.
3. 내부 시스템
본 발명의 실시형태로서, 도 28은 아토 이동국 통신 디바이스(200)의 내부 동작을 도시한다. 엔드 유저 데이터, 음성, 및 비디오 신호는 디바이스 포트(206) 및 저주파 안테나(WiFi 및 WiGi, 블루투스 등)(208)에 입력되고, 그 내부 발진기(805B)를 갖는 고도로 안정화된 클럭킹 시스템(805C) 및 모뎀(220) 수신 디지털 스트림의 복조기 섹션으로부터 획득되는 복원된 클럭킹 신호를 기준으로 하는 위상 동기 루프(805A)를 사용하여 셀 프레이밍 및 스위칭 시스템으로 클럭킹된다. 일단 엔드 유저 정보가 셀 프레이밍 시스템으로 클럭킹되면, 그것은 바이럴 분자 네트워크 셀 프레임 포맷으로 캡슐화되는데, 이 경우, 목적지 포트 48 자릿수의(6 바이트의) 스키마 어드레스 헤더와 로컬 및 원격 Attobahn 네트워크 디바이스 사이의 호스트 대 호트스 통신의 프레임 1에 위치되는 발신 어드레스(발신 어드레스의 더욱 상세한 정보에 대해서는 도 15 및 도 16 참조)는, 자릿수당 4 바이트의 니블을 사용하여, 셀 프레임 10 바이트 헤더에 삽입된다. 엔드 유저 정보 스트림은, 10 바이트 헤더가 수반되는 60 바이트 페이로드 셀로 분할된다.
본 발명의 실시형태인 도 28에서 예시되는 바와 같이, 셀 프레임은 아토 이동국 고속 버스 상으로 배치되고 IWIC 칩(210)의 셀 스위칭 섹션으로 전달된다. IWIC 칩은 셀을 스위칭하여 그것을 고속 버스를 통해 ASM(212)로 전송하고, 트래픽이 원자 분자 도메인 내에서 국소적으로 머무르고 있으면, 프로토닉 스위치 또는 인접하는 바이럴 궤도 차량 중 하나로의 신호의 전송을 위해 특정한 궤도 시간 슬롯(OTS)(214)에 배치된다. 셀 프레임이 ASM을 통과한 이후, 그들은 모뎀(220)의 4096 비트 QAM 변조기로 제출된다. ASM은, 각각의 디지털 스트림을 두 개의 중간 주파수(IF) 신호로 개별적으로 변조한 이후, 모뎀으로 전송되는 두(2) 개의 고속 디지털 스트림을 발생시킨다. 두 개의 IF는 RF 시스템(220A) 믹서 스테이지로 전송되는데, 여기서 IF 주파수는 그들의 RF 반송파(바이럴 궤도 차량 디바이스당 두 개의 RF 반송파)와 혼합되고 안테나(208)를 통해 송신된다.
4. ASM 프레이밍 및 시간 슬롯
본 발명의 실시형태로서, 도 20은, 0.25 마이크로초 내에 10,000 비트를 이동시키는 0.25 마이크로초의 궤도 시간 슬롯(OTS)(214)으로 구성되는 아토 이동국 ASM(212) 프레임 포맷을 예시한다. 0.25 마이크로초의 열(10) 개의 OTS(214) A 프레임은, 2.5 마이크로초의 궤도 주기를 갖는 하나의 ASM 프레임을 구성한다. ASM 회로부는 초당 400,000개의 ASM 프레임(212A)을 이동시킨다. 0.25 마이크로초마다의 OTS 10,000 비트는 40 GBps로 나타난다. 이 프레이밍 포맷은, 바이럴 분자 네트워크에 걸친 바이럴 궤도 차량, 프로토닉 스위치, 및 핵 스위치에서 발생된다. 이들 프레임의 각각은, 프로토닉 스위치 및 이웃하는 이동국 둘 모두와 통신하는 시분할 다중 액세스(TDMA) 프레임의 시간 슬롯 안으로 배치된다.
5. 아토 이동국 시스템 회로도
도 29는 본 발명의 실시형태인 아토 이동국 설계 회로부 회로도의 예시이며, 디바이스의 내부 컴포넌트의 상세한 레이아웃을 제공한다. 네(4) 개의 데이터 포트(206)는 10 조분의 1의 안정성을 갖는 네트워크 세슘 빔 발진기로부터의 유도/복원된 클럭 신호에 동기화되는 10 GBps의 입력 클럭킹 속도를 갖추고 있다. 각각의 포트 인터페이스는 엔드 유저 시스템으로부터의 데이터 신호의 진출입 시간을 기록하는 데 매우 안정적인 클럭킹 신호(805C)를 제공한다.
엔드 유저 포트 인터페이스
아토 이동국의 포트(206)는, 한(1) 개 내지 두(2) 개의 물리적 USB; (HDMI); 이더넷 포트, RJ45 모듈식 커넥터; IEEE 1394 인터페이스(파이어와이어로도 또한 알려짐) 및/또는 단거리 통신 포트 예컨대 블루투스; 지그비; 근접장 통신; WiFi 및 WiGi; 및 적외선 인터페이스로 이루어진다. 이들 물리 포트는 엔드 유저 정보를 수신한다. 고객 정보는, 랩탑, 데스크탑, 서버, 메인 프레임 또는 수퍼 컴퓨터일 수 있는 컴퓨터; WiFi 또는 직접 케이블 연결을 통한 태블릿; 셀폰; 음성 오디오 시스템; 비디오 서버로부터의 분배 및 방송 비디오; 방송 TV; 라디오 방송국 스테레오 오디오; Attobahn 모바일 셀폰 통화; 뉴스 TV 스튜디오 품질 TV 시스템 비디오 신호; 3D 스포츠 이벤트 TV 카메라 신호, 4K/5K/8K 초고선명 TV 신호; 영화 다운로드 정보 신호; 현장 내에서의 실시간 TV 뉴스 보도 비디오 스트림; 방송 영화 씨네마 씨어터 네트워크 비디오 신호; 근거리 통신망 디지털 스트림; 게임 콘솔; 가상 현실 데이터; 키네틱 시스템 데이터; 인터넷 TCP/IP 데이터; 비표준 데이터; 주거 및 상업용 빌딩 보안 시스템 데이터; 원격 로봇식 제조 머신 디바이스 신호 및 커맨드를 위한 원격 제어 텔레메트리 시스템 정보; 빌딩 관리 및 운영 시스템 데이터; 가정용 전자 시스템 및 디바이스를 포함하는 그러나 이것으로 제한되지는 않는 사물 인터넷 데이터 스트림; 홈 어플라이언스 관리 및 제어 신호; 작업 현장 기계류 시스템 성능 모니터링, 관리; 및 제어 신호 데이터; 개인 전자 디바이스 데이터 신호; 등등으로부터 유래한다.
마이크로 어드레스 할당 스위칭 테이블(MAST)
아토 이동국 포트는, 유입하는 데이터 신호 및 클럭킹 신호 위상차를 처리하는 소형 버퍼(240)를 통한 각각의 데이터 타입의 시간을 기록한다. 일단 데이터 신호가 아토 이동국 클럭킹 신호와 동기화되면, 셀 프레임 시스템(CFS)(241)은 셀 프레임 목적지 어드레스의 사본을 제거하고 그것을 마이크로 어드레스 할당 스위칭 테이블(MAST) 시스템(250)으로 전송한다. 그 다음 MAST는, 목적지 어드레스 디바이스 이동국이, 발신 어드레스 이동국 디바이스와 동일한 분자 도메인(400개의 V 이동국, 나노 이동국 및 아토 이동국) 내에 있는지를 결정한다.
발신 및 목적지 어드레스가 동일한 도메인 내에 있다면, 셀 프레임은 두 개의 40 GBps 트렁크 포트(242) 중 임의의 하나를 통해 스위칭되는데, 여기서 프레임은 프로토닉 스위치 또는 이웃하는 이동국 중 어느 하나로 송신된다. 셀 프레임 목적지 어드레스가 발신 어드레스 이동국 디바이스와 동일한 분자 도메인 내에 있지 않으면, 셀 스위치는, 분자 도메인을 제어하는 프로토닉 스위치에 연결되는 트렁크 포트 1로 프레임을 스위칭한다.
자신의 목적지 어드레스 이동국 디바이스가 로컬 분자 도메인 내에 있지 않은 프레임을 구비하고, 네트워크의 프로토닉 스위칭 레이어(PSL)로 자동적으로 전송되기 위한 설계는, 네트워크를 통한 스위칭 레이턴시를 감소시키는 것이다. 이 프레임이 자신의 인접하는 이동국으로 스위칭되면, 프로토닉 스위치로 바로 진행하는 대신, 프레임은, 그것이 다른 도메인의 자신의 최종 목적지 쪽으로 분자 도메인을 떠나기 이전에, 많은 이동국 디바이스를 통과해야 할 것이다.
스위칭 스루풋
본 발명의 실시형태인 아토 이동국 셀 프레임 스위칭 패브릭은 2 TBps에서 동작하는 두(2) 개의 개별 버스(243)를 사용한다. 이 배열은 각각의 아토 이동국 셀 스위치에게 4 GBps의 결합된 스위칭 스루풋을 제공한다. 스위치는 평균 280 피코 초 이내에 스위치 안팎으로 임의의 셀 프레임을 이동시킬 수 있다. 스위치는 5 밀리초 이내에 데이터의 40 GBps 트렁크(242) 중 임의의 것을 비울 수 있다. 두(2) 개의 40 GBps 데이터 트렁크(242)의 디지털 스트림은, 본 발명의 실시형태인 2×40㎓의 매우 안정한 세슘 빔(800)(도 84) 기준 소스 클럭 신호에 의해 셀 스위치에 대한 진출입 시간을 기록한다.
아토초 멀티플렉싱(ASM)
두 개의 트렁크 신호는 암호화 시스템(201C)을 통해 아토초 멀티플렉서(ASM)(244)로 공급된다. ASM은 도 19에서 디스플레이되는 바와 같이 2×40 GBps 데이터 스트림을 궤도 시간 슬롯(OTS) 프레임 안으로 배치한다. ASM 포트(245)의 하나(1) 및 두(2) 출력 디지털 스트림은 TDMA 시간 슬롯에 삽입되고, 그 다음, 밀리미터파 무선 주파수(RF) 링크를 통한 송신을 위해 QAM 변조기(246)로 전송된다. ASM은 QAM 복조기로부터 TDMA 디지털 프레임을 수신하고, 자신의 아토 이동국 및 OTS에 대해 지정되는 TDMA 시간 슬롯 신호를 40 GBps 데이터 스트림으로 다시 디멀티플렉싱한다. 셀 스위치 트렁크 포트(242)는 (항상 ASM 포트 1 및 셀 스위치 T1 상의) 프로토닉 스위치 및 (항상 ASM 포트 2 및 셀 스위치 T2 상의) 하나의 이웃하는 이동국으로부터의 유입하는 셀 프레임을 모니터링한다.
아토 이동국 셀 스위치 트렁크는 셀 프레임 내의 두 개의 유입하는 40 GBps 데이터 스트림 48 비트 목적지 어드레스를 모니터링하고 그들을 MAST(250)로 전송한다. MAST는 어드레스를 검사하고, 로컬 이동국의 어드레스가 식별되면, MAST는 3 비트 물리적 포트 어드레스를 판독하고 스위치에게 그들 셀 프레임을 그들의 목적지 포트로 스위칭할 것을 지시한다.
48 비트 목적지 어드레스가 자신의 로컬 이동국 또는 MAST의 이웃 중 하나에 대한 것이 아니다는 것을 MAST가 결정하면, MAST는 스위치에게 그 셀 프레임을 프로토닉 스위치를 향해 T1으로 스위칭할 것을 지시한다. 어드레스가 이웃하는 이동국 중 하나인 경우, MAST는 스위치에게 셀 프레임을 지정된 이웃하는 이동국으로 스위칭할 것을 지시한다.
링크 암호화
아토 이동국 ASM 두 개의 트렁크는 링크 암호화 시스템(201D) 안으로 종단한다. 링크 암호화 시스템은 도 6에서 도시되는 바와 같이 AAPI 아래에 있는 애플리케이션 암호화 시스템 아래의 보안의 추가적인 레이어이다.
본 발명의 실시형태인 도 29에서 도시되는 바와 같은 링크 암호화 시스템은, ASM으로부터 유래하는 두 개의 아토 이동국의 40 GBps 데이터 스트림을 암호화한다. 이 프로세스는, Attobahn 데이터가 밀리미터파 스펙트럼을 통과할 때 사이버 적군이 Attobahn 데이터를 볼 수 없는 것을 보장한다. 링크 암호화 시스템은 이동국, 프로토닉 스위치, 및 핵 스위치 사이에서 개인 키 암호를 사용한다. 이 암호화 시스템은 AES 암호화 레벨을 최소로 충족하지만, 그러나, 네트워크의 액세스 네트워크 레이어, 프로토닉 스위칭 레이어, 및 핵 스위칭 레이어 사이에서 암호화 방법론이 구현되는 방식에서 그 레벨을 초과한다.
QAM 모뎀
본 발명의 실시형태인 도 29에 도시되는 바와 같은 아토 이동국 직교 진폭 모뎀(QAM)(246)은 2 섹션 변조기 및 복조기이다. 각각의 섹션은, 로컬 세슘 빔 기준 발진기 회로(805ABC)에 의해 생성되는 30㎓ 내지 3300㎓ 반송파 신호를 변조하는 40 GBps의 디지털 기저 대역 신호를 수용한다.
QAM 모뎀 최대 디지털 대역폭 용량
아토 이동국 QAM 변조기는 64 내지 4096 비트 직교 적응 변조 스킴을 사용한다. 변조기는, 밀리미터파 RF 송신 링크 신호대 노이즈비(signal-to-noise ratio: S/N)의 조건에 따라 송신 비트 레이트가 변하는 것을 허용하는 적응 스킴을 사용한다. 변조기는 수신 S/N 비를 모니터링하고 이 레벨이 변조기의 가장 낮은 미리 결정된 임계치를 충족하는 경우, QAM 변조기는 비트 변조를 자신의 최대 4096 비트 포맷으로 증가시키고, 그 결과 12:1 심볼 레이트로 나타난다. 따라서, 대역폭의 1 헤르쯔마다, 시스템은 12 비트를 송신할 수 있다. 이 배열은, 아토 이동국이 12×24㎓(대역폭 240㎓ 반송파를 사용하는 경우) = 288 GBps의 최대 디지털 대역폭 용량을 갖는 것을 허용한다. 두 개의 아토 이동국 240㎓ 반송파를 취하는 경우, 240㎓의 반송파 주파수에서의 아토 이동국의 전체 용량은 2×288 GBps = 576 GBps이다.
30 내지 3300㎓의 Attobahn 밀리미터파 RF 신호 동작의 전체 스펙트럼에 걸쳐, 최대 4096 비트 QAM에서의 V 이동국의 범위는 다음과 같을 것이다:
30㎓ 반송파, 3㎓ 대역폭: 12×3㎓×2 반송파 신호 = 72 GBps(초당 기가비트)
3300㎓, 330㎓ 대역폭: 12×330㎓×2 반송파 신호 = 7.92 TBps(초당 테라비트)
따라서, 아토 이동국은 7.92 TBps의 최대 디지털 대역폭 용량을 갖는다.
QAM 모뎀 최소 디지털 대역폭 용량
아토 이동국 변조기는 수신 S/N 비를 모니터링하고, 이 레벨이 변조기의 가장 높은 미리 결정된 임계치를 충족하는 경우, QAM 변조기는 비트 변조를 자신의 최소 64 비트 포맷으로 감소시키고, 그 결과 6:1 심볼 레이트로 나타나게 된다. 따라서, 대역폭의 1 헤르쯔마다, 시스템은 6 비트를 송신할 수 있다. 이 배열은, 아토 이동국이 6×24㎓(대역폭 240㎓ 반송파를 사용하는 경우) = 1.44 GBps의 최대 디지털 대역폭 용량을 갖는 것을 허용한다. 두 개의 아토 이동국 240㎓ 반송파를 취하는 경우, 240㎓의 반송파 주파수에서의 이동국의 전체 용량은 2×1.44 GBps = 2.88 GBps이다.
30 내지 3300㎓의 Attobahn 밀리미터파 RF 신호 동작의 전체 스펙트럼에 걸쳐, 최소 64 비트 QAM에서의 V 이동국의 범위는 다음과 같을 것이다:
30㎓ 반송파, 3㎓ 대역폭: 6×3㎓×2 반송파 신호 = 36 GBps(초당 기가비트)
3300㎓, 330㎓ 대역폭: 6×330㎓×2 반송파 신호 = 3.96 TBps(초당 테라비트)
따라서, 아토 이동국은 3.96 TBps의 최대 디지털 대역폭 용량을 갖는다. 그러므로, 30㎓ 내지 3300㎓의 밀리미터 및 초고주파 범위에 걸친 나노 이동국의 디지털 대역폭 범위는 36 GBps 내지 7.92 TBps이다.
아토 이동국 QAM 모뎀은 변조기의 그 컨스털레이션 포인트를 64 비트 내지 4096 비트 사이에서 자동적으로 조정한다. S/N이 감소하는 경우, 컨스털레이션 포인트가 동일하게 유지되면 수신된 디지털 비트의 비트 에러율은 증가한다. 따라서, 변조기는 S/N 비 레벨과 함께 자신의 컨스털레이션 포인트, 심볼 레이트를 조화롭게 감소시키도록 설계되고, 따라서, 더 넓은 대역폭에 걸쳐 양질의 서비스 전달을 위한 비트 에러율을 유지한다. 이 동적인 성능 설계는, Attobahn의 데이터 서비스가, 엔드 유저가 서비스 성능의 저하를 실현하지 않으면서, 고품질에서 정상적으로 동작하는 것을 허용한다.
모뎀 데이터 성능 관리
본 발명의 실시형태인 아토 이동국 변조기 데이터 관리 스플리터(DMS)(248) 회로부는, 변조기 링크의 성능을 모니터링하고 두(2) 개의 RF 링크 S/N 비의 각각을, 변조기가 변조 스킴에 적용하는 심볼 레이트와 상관시킨다. 변조기는 링크의 저하 및 후속하는 심볼 레이트 감소를 동시에 취하여, 저하된 링크에 대해 지정되는 데이터의 속도를 즉시 낮추고, 그것의 데이터 트래픽을 더 나은 성능의 변조기로 전환한다.
그러므로, 변조기 1 번이 자신의 RF 링크의 저하를 검출하면, 모뎀 시스템은 그 저하된 변조기로부터 트래픽을 취할 것이고 그것을 네트워크를 통한 송신을 위해 변조기 2 번으로 지향시킬 것이다. 이러한 설계 배열은, 아토 이동국 시스템이 자신의 데이터 트래픽을 매우 효율적으로 관리하는 것을 허용하고, 심지어 송신 링크 저하 시에도, 시스템 성능을 유지하는 것을 허용한다. DMS가 데이터 신호를 QAM 변조 프로세스를 위해 동 위상의(I) 및 90도 위상을 벗어난 직교하는(Q) 회로부(251)로의 두 개의 스트림으로 분할하기 이전에, DMS는 이들 데이터 관리 기능을 수행한다.
복조기
아토 이동국 QAM 복조기(252)는 그 변조기의 역으로 기능한다. 그것은 RF 저노이즈 증폭기(Low Noise Amplifier: LNA)(254)로부터 RF I-Q 신호를 수용하고 그것을 I-Q 회로부(255)에 공급하는데, 여기서, 복조 이후 원래의 결합된 디지털이 함께한다. 복조기는 유입하는 I-Q 신호 심볼 레이트를 추적하고 그 자신을 유입하는 레이트로 자동적으로 조정하고 올바른 디지털 레이트에서 신호를 조화롭게 복조한다. 따라서, RF 송신 링크가 저하되고 변조기가 심볼 레이트를 자신의 최대 4096 비트 레이트로부터 64 비트 레이트로 감소했다면, 복조기는 더 낮은 심볼 레이트를 자동적으로 추적하고 디지털 비트를 더 낮은 레이트에서 복조한다. 이러한 배열은, 링크 성능이 증가할 때까지 디지털 비트 레이트를 일시적으로 저하시키는 것에 의해, 단대단 데이터 연결의 품질이 유지되는 것을 보장한다.
아토 이동국 RF 회로부
아토 이동국 밀리미터파(mmW) 무선 주파수(RF) 회로부(247A)는, 30㎓ 내지 3300㎓ 범위에서 동작하도록 그리고 다양한 기후 조건 하에서 10억 내지 1조분의 1의 비트 에러율(BER)을 가지고 광대역 디지털 데이터를 전달하도록 설계된다.
mmW RF 송신기
아토 이동국 mmW RF 송신기(TX) 스테이지(247)는, 30㎓ 내지 3300㎓의 주파수 범위를 갖는 국부 발진기 주파수(LO)가, 3㎓ 내지 330㎓ 대역폭 기저 대역 I-Q 모뎀 신호를, RF 30 GHZ 내지 330㎓ 반송파 신호와 혼합하는 것을 허용하는 고주파 업 컨버터 믹서(251A)로 구성된다. 믹서 RF 변조된 반송파 신호는 초고주파(30-3300㎓) 송신기 증폭기(253)로 공급된다. mmW RF TX는 1.5 dB 내지 20 dB의 전력 이득을 갖는다. TX 증폭기 출력 신호는 직사각형 mmW 도파관(256)으로 공급된다. 도파관은 본 발명의 실시형태인 mmW 360도 원형 안테나(257)에 연결된다.
mmW RF 수신기
본 발명의 실시형태인 도 28은, 수신하는 직사각형 mmW 도파관(256)에 연결되는 mmW 360도 안테나(257)로 구성되는 아토 이동국 mmW 수신기(RX) 스테이지(247A)를 도시한다. 유입하는 mmW RF 신호는 360도 안테나에 의해 수신되는데, 이 경우, 수신된 mmW 30㎓ 내지 3300㎓ 신호는, 직사각형 도파관을 통해, 30-dB까지의 이득을 갖는 저노이즈 증폭기(LNA)(254)로 전송된다.
신호가 LNA를 떠난 이후, 그것은 수신기 대역 통과 필터(254A)를 통과하여 고주파 믹서로 공급된다. 고주파 다운 컨버터 믹서(252A)는, 30㎓ 내지 3300㎓의 주파수 범위를 갖는 국부 발진기 주파수(LO)가 I 및 Q 위상 진폭의 30㎓ 내지 3300㎓ 반송파 신호를 다시 3㎓ 내지 330㎓의 기저 대역 대역폭으로 복조시키는 것을 허용한다. 대역폭 기저 대역 I-Q 신호(255)는 64 내지 4096 QAM 복조기(252)로 공급되는데, 여기서 분리된 I-Q 디지털 데이터 신호는 원래의 단일의 40 GBps 데이터 스트림으로 다시 결합된다. QAM 복조기(252)의 두(2) 개의 40 GBps 데이터 스트림은 암호 해제 회로부로 그리고 ASM을 통해 셀 스위치로 공급된다.
아토 이동국 클럭킹 및 동기화 회로부
도 29는, 복원된 클럭 신호(805)로부터 자신의 기준 제어 전압을 수신하는 위상 동기 루프(PLL) 회로(805A)에 의해 제어되는 아토 이동국 내부 발진기(805ABC)를 도시한다. 복원된 클럭 신호는 LNA 출력으로부터 수신되는 mmW RF 신호로부터 유도된다. 수신된 mmW RF 신호는, 본 발명의 실시형태인 도 29에서 예시되는 바와 같이, 샘플링되고 RF 대 디지털 컨버터(805E)에 의해 디지털 펄스로 변환된다.
*아토 이동국에 의해 수신되는 mmW RF 신호는, 동일한 도메인에 있는 이웃하는 이동국 또는 프로토닉 스위치로부터 유래한다. 각각의 도메인 디바이스(프로토닉 스위치 및 이동국) RF 및 디지털 신호가 업링크 핵 스위치에 대한 기준이고, 본 발명의 실시형태인 도 107에서 도시되는 바와 같이 핵 스위치가 전국적 백본 및 글로벌 게이트웨이 핵 스위치를 기준으로 하기 때문에, 각각의 프로토닉 스위치 및 이동국은 사실상 원자 세슘 빔 고 안정성 발진 시스템을 기준으로 한다. 원자 세슘 빔 발진 시스템이 전지구 위치 위성(GPS)을 기준으로 하기 때문에, 전세계의 모든 Attobahn 시스템이 GPS를 기준으로 한다는 것을 의미한다.
이 아토 이동국 클럭킹 및 동기화 설계는, 모든 핵 스위치, 프로토닉 스위치, V 이동국, 나노 이동국, 아토 이동국 및 Attobahn 보조 통신 시스템 예컨대 광섬유 단자 및 게이트웨이 라우터의 모든 디지털 클럭킹 발진기가 전세계 GPS를 기준으로 하게 만든다.
아토 이동국 mmW RF 신호로부터 유도되는 기준이 된 GPS 클럭킹 신호는, GNCC(글로벌 네트워크 제어 센터) 원자 세슘 발진기에서 자신의 사인 곡선의 0도 내지 360도 사이에서의 수신된 GPS 기준 신호 위상과 조화하여 PLL 출력 전압을 변화시킨다. PLL 출력 전압은, GPS를 기준으로 하는 GNCC의 원자 세슘 클럭에 사실상 동기화되는 아토 이동국 국부 발진기의 출력 주파수를 제어한다.
아토 이동국 클럭킹 시스템은, 가변 클럭 주파수를 시스템의 다음 섹션에 공급하기 위해 주파수 체배기 및 디바이더 회로부를 갖추고 있다:
1. RF 혼합/업 컨버터/다운 컨버터 1×30-3300㎓
2. QAM 모뎀 1×30-3300㎓ 신호
3. 셀 스위치 2×2 THz 신호
4. ASM 2×40㎓ 신호
5. 엔드 유저 포트 8×10㎓ - 20㎓ 신호
6. CPU 및 클라우드 스토리지 1×2㎓ 신호
7. Wi-Fi 및 WiGi 시스템 1×5㎓ 및 1×60㎓ 신호
아토 이동국 클럭킹 시스템 설계는, Attobahn 데이터 정보가 원자 세슘 클럭 소스 및 GPS와 완전히 동기화되는 것을 보장하고, 그 결과, 네트워크에 걸친 모든 애플리케이션은, 비트 에러를 근본적으로 최소화하고 서비스 성능을 상당히 향상시키는 네트워크 기반 구조에 디지털적으로 동기화된다.
아토 이동국 RF 회로부
본 발명의 실시형태인 도 26a 및 도 29에서 예시되는 바와 같이, 아토 이동국은 프로젝터 회로부(290) 및 아토 이동국 스크린으로부터 임의의 투명한 표면 상으로 이미지를 투사하여 이미지를 자신의 스크린 상에 디스플레이하는 고휘도 광을 갖추고 있다. 프로젝터 회로부는 아토 이동국 스크린 신호로부터 이미지를 수신하도록, 그것을 디지털적으로 프로세싱하도록, 그리고 그 다음 그것을 조명 프로젝터로 공급하도록 설계된다.
프로젝터의 기술 명세:
1. 밝기: 4-8 루멘
2. 애스펙트 비: 4;3
3. 네이티브 해상도: 320×240(720p)
4. 초점: 자동
5. 디스플레이 커버 영역: 12-48 인치
프로젝터 광은 아토 이동국의 우측(정면도)에 있다. 프로젝트 조명(290)은 ¼ 인치의 원주를 갖는다. 조명은, 아토 이동국이 아토 이동국 조정 가능 스탠드(291)를 사용하여 정확한 각도에 위치 결정될 수 있도록, 배치된다.
아토 이동국 멀티 프로세서 및 서비스
아토 이동국은, 클라우드 스토리지 서비스, 네트워크 관리 데이터, 및 다양한 관리 기능 예컨대 시스템 구성, 경고 메시지 디스플레이, 디바이스에서의 유저 서비스 디스플레이를 관리하는 듀얼 쿼드 코어 4㎓, 8GB ROM, 500GB 스토리지 CPU를 갖추고 있다.
아토 이동국 CPU는 시스템 성능 정보를 모니터링하고, 논리 포트 1(도 6) Attobahn 네트워크 관리 포트(ANMP) EXT .001을 통해 이동국 네트워크 관리 시스템(RNMS)으로 정보를 전달한다. 엔드 유저는, 암호를 설정하도록, 서비스에 액세스하도록, 쇼를 구매하도록, 고객 서비스와의 통신하도록 등을 하도록 V 이동국과 상호 작용하기 위한 터치 스크린 인터페이스를 갖는다.
아토 이동국 CPU는 다음의 엔드 유저 개인 서비스 앱 및 관리 기능을 실행한다:
1. 개인 인포메일
2. 개인 소셜 미디어
3. 개인 인포테인먼트
4. 개인 클라우드
5. 전화 서비스
6. 신규 영화 릴리스 서비스 다운로드 저장/삭제 관리
7. 방송 음악 서비스
8. 방송 TV 서비스
9. 온라인 워드, 스프레드 시트, 드로우, 및 데이터베이스
10. 습관적인 앱 서비스
11. GROUP 페이 퍼 뷰 서비스
12. 콘서트 페이 퍼 뷰
12. 온라인 가상 현실
13. 온라인 비디오 게임 서비스
14. Attobahn 광고 디스플레이 서비스 관리(배너 및 비디오 페이드인/아웃)
15. 아토뷰 대시보드 관리
16. 파트너 서비스 관리
17. 페이 퍼 뷰 관리
18. VIDEO 다운로드 저장/삭제 관리
19. 일반 앱(구글, 페이스북, 트위터, 아마존, 왓츠업 등)
20. 카메라
21. 백색 표면(심지어 일회용 종이) 상으로의 디스플레이 스크린 투사
이들 서비스, 클라우드 서비스 액세스, 및 스토리지 관리의 각각의 하나는 아토 이동국 CPU의 클라우드 앱에 의해 제어된다.
프로토닉 스위치
본 발명의 실시형태로서, 도 30은 프로토닉 스위치(300) 공중 드론(300A) 설계의 레이아웃을 도시한다. 프로토닉 스위치는 드론에 설치되며 70,000 피트를 초과하는 고도 및 -80℉ 내지 -40℉의 온도에서 동작하도록 설계되는 자이로 TWA 붐 박스(300B)와 결합된다. 프로토닉 스위치는 드론의 태양 전지로부터의 전력을 사용하고, 고속 스위치 셀 프레임을 중계하기 위한 자신의 가장 가까운 지상 기반의 핵 스위치(400) 또는 페어링된 지상 기반의 프로토닉 스위치(300B)까지 20 마일이 넘게 커버하는 30㎓에서부터 3300㎓까지의 범위에 이르는 mmW RF 신호를 송신한다. 드론 프로토닉 스위치는 자신의 지상 기반의 두 개의 프로토닉 스위치 및 핵 스위치로부터 네 개의 RF 신호를 수신한다. RF 신호는 16 비트 DPSK 모뎀에 의해 복조되고 셀 프레임이 고속 셀 스위칭 회로부로 전송되는 ASM OTS 상으로 전달된다. 스위칭된 셀은 OTS로 인터리빙되고 후속하여 지상 기반의 프로토닉 및 핵 스위치로 되전송된다.
본 발명의 실시형태로서, 도 31은 프로토닉 스위치 통신 유닛(300)을 도시한다. 유닛은, 30 내지 3300㎓ 범위에서의 RF 신호의 수신 및 송신을 위한 두 개의 안테나 및 수신 및 송신 WiFi 및 WiGi, 블루투스 및 다른 더 낮은 주파수의 수신 및 송신을 위한 두 개의 안테나(316)를 구비한다. 유닛은, 자신의 집에서, 차량에서, 또는 가까운 거리 내에서 디바이스를 갖는 엔드 유저가 바이럴 분자 네트워크에 액세스하는 것을 허용하기 위한 하나의 내장형 바이럴 궤도 차량 디바이스를 구비한다. 엔드 유저를 내부 바이럴 궤도 차량인 V 이동국에 연결하기 위해, 유닛 하우징은, USB 포트로 제한되지 않는, 그리고 고선명 멀티미디어 인터페이스(HDMI) 포트, 이더넷 포트, RJ45 모듈식 커넥터, IEEE 1394 인터페이스(파이어와이어로 또한 알려짐) 및/또는 단거리 통신 포트 예컨대 애플리케이션 프로그래머블 인터페이스(AAPI); 인터넷 전화(VOIP), 또는 비디오 IP 패킷으로부터의 TCP/IP 패킷 또는 데이터 스트림을 반송하는 블루투스, 지그비, 근접장 통신, 또는 적외선 인터페이스일 수 있는 근거리 통신망(LAN) 인터페이스로부터 64 Kbps에서부터 10 GBps까지의 범위에 이르는 고속 데이터 스트림을 수용할 수 있는, 최소 8개의 물리적 포트(314)를 구비한다.
유닛은, 엔드 유저에게 구성 및 문제 해결 액세스를 제공하는 전면 유리 패널 LCD 디스플레이(310)를 구비한다. 하우징 케이스(308)는 길이가 6 인치, 폭이 5 인치, 높이가 3.5 인치이다. 유닛은 차량, 집, 공중 드론, 카페, 사무실, 데스크탑, 테이블 탑 등에 배치되도록 설계된다. 유닛은 내부 배터리를 충전하는 DC 전력 플러그용 DC 전력 커넥터를 구비한다.
본 발명의 실시형태로서, 도 32는 프로토닉 스위치 내부 바이럴 궤도 차량에 대한 엔드 유저의 물리적 연결을 도시한다. 유닛의 포트(314)는 데스크탑 PC, 게임 콘솔/키네틱, 서버, 4K/5K/8K 초고선명 TV, 디지털 HDTV 등에 연결될 수 있다. 프로토닉 스위치의 더 낮은 주파수 안테나(316)는, 라우터, 셀폰, 랩탑 및 수많은 무선 디바이스에 대한 WiFi, WiGi, 블루투스, 무선 연결을 제공한다.
본 발명의 실시형태로서, 도 33은 프로토닉 스위치(300)의 내부 동작을 디스플레이한다. 프로토닉 스위치는 다음과 같은 위치에 배치, 설치 및 위치된다: 가정; 스타벅스(Starbucks), 파네라 브레드(Panera Bread)와 같은 카페; 차량(자동차, 트럭, RV 등); 학교 교실 및 통신실; 사람의 주머니 또는 지갑; 기업 사무실 통신실, 근로자의 데스크탑; 공중 드론 또는 풍선; 데이터 센터, 클라우드 컴퓨팅 위치, 일반 통신 사업자, ISP, 뉴스 TV 방송국; 등등.
PSL 스위칭 패브릭은 16개의 ASM 멀티플렉서(332)에 의해 둘러싸이는 코어 셀 스위칭 노드(302)로 구성되는데, 각각의 멀티플렉서는 네 개의 개별 64 내지 4096 비트 QAM 모뎀(328) 및 관련된 RF 시스템(328A)을 실행한다. 네 개의 ASM/64 내지 4096 비트 QAM 모뎀/RF 시스템은, 16×40 GBps 내지 16×1 TBps 디지털 스트림의 총 대역폭을 구동하여, 초당 0.64 테라비트(0.64 TBps) 또는 초당 640,000,000,000 비트 내지 16 TBps의 방대한 대역폭을 갖는 고용량 디지털 스위칭 시스템이 된다. 셀 스위칭 패브릭의 코어는 ASM 궤도 시간 슬롯으로부터의 데이터의 통과를 수용하며 MAST에 의한 이동국 셀 프레임 목적지 어드레스를 판독하기 위해 그들을 큐에 배치하는 여러 개의 고속 버스(306)로 구성된다. 프로토닉 스위치가 서빙하는 동일한 분자 도메인 내의 이동국을 향하지 않는 이동국으로부터 유래한 셀은, 코어 백본 네트워크의 중앙 스위칭 노드에서 핵 스위칭 허브에 연결되는 시간 슬롯으로 자동적으로 스위칭된다. 프로토닉 스위치를 통과하는 글로벌 및 영역 코드 어드레스에 대한 라우팅 테이블을 룩업하지 않는 이 배열은 프로토닉 노드를 통해 레이턴시를 근본적으로 감소시킨다.
이것은 전반적인 네트워크 성능을 향상시키는 것을 돕고 기반 구조 전반에서 데이터 스루풋을 증가시킨다. ASM 및 셀 스위칭 고속 성능은 본능적으로 현명한 집적 회로(IWIC) 칩(318)에 의해 제공된다. IWIC, 고속 버스 및 모뎀은 내부 발진기(324)에 의해 생성되는 클럭킹 신호(326)를 사용한다. 클럭킹 안정성은, 발진기 출력 클럭킹 신호를 후속하여 안정화시키는 위상 동기 루프(PLL) 디바이스(330)를 제어하는 모뎀으로부터의 수신된 디지털 스트림으로부터의 클럭 복원 신호로부터 획득된다. 프로토닉 스위치로부터의 수신된 디지털 신호가, 글로벌 포지션 시스템을 기준으로 하는 원자 세슘 빔 마스터 클럭킹 시스템에 동기화되는 핵 스위치 허브로부터의 디지털 스트림으로부터 유래하기 때문에.
이동국이 서로 및 프로토닉 노드와만 통신하게 되는 네트워크의 계층적 설계는 네트워크 스위칭 프로세스를 단순화하고 단순한 알고리즘이 프로토닉 노드와 그들의 획득된 궤도 진입 이동국 사이의 스위칭을 수용하는 것을 허용한다. 체계적 설계는 또한, 프로토닉 노드가 이동국과 핵 스위칭 노드 사이에서만 셀을 스위칭하는 것을 허용한다. 프로토닉 스위치 메모리의 MAST 셀 스위칭 테이블(320)은, 그들의 획득된 이동국 지정 어드레스만을 지니고, 이들 이동국 궤도 상태의 추적을, 그들이 스위치 상에 있고 스위치에 의해 획득될 때, 계속한다. 프로토닉 스위치는 핵 스위치로부터의 유입하는 셀을 판독하고, 원자 셀 라우팅 테이블을 룩업하고, 그 다음, 그들을, 셀이 종단되는 자신의 지정 이동국에 연결되는 ASM의 궤도 시간 슬롯으로 삽입한다.
네트워크는 이동국의 바이럴 거동을, 그들이 프로토닉 스위치에 의해 채택되고 있는 경우뿐만 아니라 프로토닉 스위치의 고장으로 인해 그들이 그 채택을 상실하는 경우에도, 허용하도록 PSL에서 설계된다. 프로토닉 스위치가 턴오프되거나 또는 그 배터리가 죽는 경우, 또는 디바이스에서 한 컴포넌트가 고장나는 경우, 그 스위치를 궤도 선회하고 있었던 모든 이동국은, 그들이 주 어답터이기 때문에, 그들의 보조 프로토닉 스위치로 자동적으로 채택된다. 이동국의 트래픽은 그들의 새로운 어답터로 즉각적으로 스위칭되고 서비스는 계속 정상적으로 기능한다. 고장난 주 프로토닉 스위치와 보조 프로토닉 스위치 사이에서의 이동국의 초고속 채택 전이 동안의 데이터의 손실은, 네이티브 Attobahn 음성 또는 비디오 신호의 경우에 엔드 유저 종단 호스트 또는 디지털 버퍼에서 보상된다.
이동국은 실패로 인한 네트워크 복원에서 프로토닉 스위치와 함께 중요한 역할을 한다. 이동국은 자신의 주 어답터(프로토닉 스위치)가 고장나거나 오프라인으로 진행하는 때를 즉시 인식하고 자신의 주 어답터 경로를 사용하고 있었던 모든 업스트림 및 일시적인 데이터를 자신의 보조 어답터 다른 링크로 즉시 스위칭한다. 자신의 주 어답터를 상실한 이동국은 이제 그들의 보조 어답터를 그들의 주 어답터로 만든다. 그 다음, 새로 채택된 V 이동국은 그들의 운영 네트워크 분자 내에서 프로토닉 스위치를 채택하는 새로운 보조물을 찾는다. 이러한 배치는, 그들의 주 어답터에 다른 장애가 발생할 때까지 그대로 유지되고, 그 다음, 동일한 바이럴 채택 프로세스가 다시 시작된다.
각각의 프로토닉 스위칭 노드는, 국소적 엔드 유저 트래픽을 수집하는 로컬 V 이동국을 갖추고 있고, 그 결과, 이들 스위치를 수용하는 자동차, 커피숍, 도시 파워 스팟(핫 스팟), 가정 등은 네트워크 액세스를 제공받을 수 있다. 로컬하게 부착된 V 이동국은 프로토닉 스위치의 ASM 중 하나로 하드 배선된다. 이것은 PSL 레이어가 수용하는 유일한 발신 및 종단 포트이다. 모든 다른 PSL 포트는 순전히 전이 포트이다, 즉, 액세스 네트워크 레이어(바이럴 궤도 차량)와 핵 스위칭 레이어(코어 에너제틱 레이어) 사이에서 트래픽을 통과시키는 포트이다.
로컬 V 이동국은, 자신을 그 네트워크 분자 도메인의 다른 V 이동국에 또한 연결시키는 보조 mmW 무선 주파수(RF) 포트를 갖는다. 이 V 이동국은, 자신의 프로토닉 스위치(가장 가까운 것)에 그것의 주 채택자로서 하드 배선되어 연결되고 그 어답터는 그것의 RF 포트에 그것의 보조 어답터로서 연결된다. 로컬 프로토닉 스위치가 고장나면, 로컬 V 이동국은 탄력적인 채택 및 네트워크 복원 프로세스로 들어간다.
프로토닉 스위치는 자신의 로컬 V 이동국 디바이스 엔드 유저의 연결을 위해 최소 8개의 외부 포트 인터페이스를 갖추고 있다. 이 내부 V 이동국은 40 GBps에서 작동하며 자신의 데이터를 바이럴 궤도 차량으로부터 분자 네트워크로 전송한다. 프로토닉 스위치의 다른 인터페이스는 네 개의 200 내지 3300㎓ 신호에 걸쳐 16×40 GBps에서 작동하는 RF 레벨에 있다. 이 스위치는 기본적으로 자체 내장되어 있으며, 자신의 스위칭 패브릭, ASM, 및 64 내지 4096 비트 QAM 변조기를 연결하는 자신의 초고속의 초당 테라비트급의 버스를 통한 자신의 모든 디지털 신호 이동을 갖는다.
프로토닉 스위칭 레이어(PSL)은, 상위 레벨의 표준 발진기로의 복원 루프백된 클럭킹 스키마를 사용하여 핵 스위칭 레이어(NSL) 및 액세스 네트워크 레이어(ANL) 시스템에 동기화된다. 표준 발진기는 전세계 GPS 서비스를 기준으로 하고, 클럭 안정성을 허용한다.
NSL 시스템 및 라디오 링크를 통해 PSL 레벨로 분배될 때 이 높은 레벨의 클럭 안정성은, 10^13분의 1의 클럭킹 및 동기화 안정성을 제공한다.
PSL 노드는 복조기에서 중간 주파수로부터의 복원된 클럭에 대해 모두 설정된다. 복원된 클럭 신호는 내부 발진기를 제어하고 차후 고속 버스, ASM 게이트 및 IWIC 칩을 구동하는 자신의 출력 디지털 신호를 참조한다. 이것은 ASM의 궤도 시간 슬롯에서 스위칭 및 인터리빙되고 있는 모든 디지털 신호가 정확하게 동기화되고 따라서 비트 에러율을 감소시키는 것을 보장한다.
프로토닉 스위치는 바이럴 분자 네트워크의 제2 통신 디바이스이며, 그것은 셀 프레이밍 고속 스위치가 구비되는 하우징을 구비한다. 프로토닉 스위치는 70 바이트 셀 프레임을, 본능적으로 현명한 집적 회로를 나타내는 IWIC로 칭해지는 주문형 반도체(application specific integrated circuit: ASIC) 안으로 배치하는 기능을 포함한다.
IWIC는 바이럴 궤도 차량(이동국), 프로토닉 스위치, 및 핵 스위치의 셀 스위칭 패브릭이다. 이 칩은 테라헤르쯔 주파수 레이트에서 동작하고, 그것은, 고객 디지털 스트림 정보를 캡슐화하는 셀 프레임을 취하고 그들을 고속 스위칭 버스 상으로 배치한다. 프로토닉 스위치는 열 여섯(16) 개의 병렬 고속 스위칭 버스를 구비한다. 각각의 버스는 초당 2 테라비트(TBps)에서 동작하며 열 여섯 개의 병렬 버스는 초당 32 테라비트(TBps)의 결합된 디지털 속도에서 셀 프레임에 캡슐화되어 있는 고객 디지털 스트림을 이동시킨다. 셀 스위치는, 자신에게 연결되는 자신의 바이럴 궤도 차량(이동국)과 핵 스위치 사이에서 32 TBps 스위칭 스루풋을 제공한다.
프로토닉 스위치 하우징은, 640 GBps 내지 16 TBps의 집성 데이터 레이트를 제공하는, 초당 40 기가비트(GBps) 내지 초당 1 테라비트(TBps)에서 각각 동작하는 열 여섯 개의 디지털 스트림을 통해 스위칭된 셀 프레임을 시분할 다중 액세스(TDMA) 궤도 시간 슬롯(OTS) 안으로 배치하기 위해 IWIC 칩을 사용하는 아토초 멀티플렉싱(ASM) 회로부를 구비한다.
본 발명의 실시형태인 도 20에서 도시되는 바와 같이, ASM은 셀 스위치의 고속 버스로부터 셀 프레임을 취하고 그들을 0.25 마이크로초 주기의 TDMA 궤도 시간 슬롯 안으로 배치하여, 시간 슬롯(OTS)당 10,000 비트를 수용한다. 이들 궤도 시간 슬롯 중 열 개는 아토초 멀티플렉싱(ASM) 프레임 중 하나를 만들고, 따라서 각각의 ASM 프레임은 2.5 마이크로초마다 100,000 비트를 갖는다.
각각의 40 GBps 디지털 스트림에는 매초 400,000개의 ASM 프레임이 있다. 스물 다섯(25) 개의 ASM 프레임은 1 TBps의 프로토닉 스위치 포트 디지털 스트림 중 하나(1)에 적합하다. 이들 ASM 프레임의 각각은, 네트워크에서 그것이 통신하고 있는 이동국 디바이스와 관련되는 지정된 TDMA 시간 슬롯 안으로 삽입된다. 프로토닉 스위치 ASM은 무선 주파수 섹션의 중간 주파수(IF) QAM 모뎀으로 16개의 디지털 스트림을 통해 640 GBps 내지 16 TBps를 이동시킨다. 이들 디지털 스트림은 본 발명의 실시형태인 도 33에서 예시되는 바와 같이 링크 암호화 회로부를 통과한다. 프로토닉 스위치는 네(4) 개의 쿼드 중간 주파수(IF) 모뎀 및 16개의 RF 신호를 갖는 RF 송신기/수신기로 구성되는 무선 주파수(RF) 섹션을 구비한다.
IF 모뎀은, ASM으로부터의 16개의 개별 40 GBps 내지 16 TBps 디지털 스트림을 취하고 그들을 16개의 RF 반송파 중 하나로 변조하는 64 내지 4096 비트 QAM이다. RF 반송파는 30 내지 3300 기가헤르쯔(GHz) 범위 내에 있다. 프로토닉 스위치 하우징은, 자신의 동작의 타이밍을 맞추기 위해 디지털 클럭킹 신호를 필요로 하는 모든 회로부에 대한 모든 디지털 클럭킹 신호를 생성하는 발진기 회로부를 구비한다. 이들 회로부는 포트 인터페이스 드라이버, 고속 버스, ASM, IF 모뎀 및 RF 기기이다. 발진기는, 프로토닉 스위치의 수신된 디지털 스트림으로부터 클럭킹 신호를 복원하는 것에 의해 전지구 위치 결정 시스템에 동기화된다. 발진기는, 수신된 디지털 스트림으로부터 복원된 클럭 신호를 사용하며 발진기 출력 디지털 신호의 안정성을 제어하는 위상 동기 루프 회로부를 구비하고 있다.
프로토닉 스위치 시스템 회로도
도 34는 본 발명의 실시형태인 프로토닉 스위치 설계 회로부 회로도의 예시이며, 스위치의 내부 컴포넌트의 상세한 레이아웃을 제공한다. 열 여섯(16) 개의 고속 40 GBps 내지 1 TBps 데이터 포트(306)는, 10 조분의 1의 안정성을 갖는 네트워크 세슘 빔 발진기로부터의 유도된/복원된 클럭 신호에 동기화되는 40 GBps 내지 1 TBps의 입력 클럭 속도를 갖추고 있다. 각각의 포트 인터페이스는 네트워크로부터의 데이터 신호의 진출입 시간을 기록하는 데 매우 안정적인 클럭킹 신호(805C)를 제공한다.
로컬 V 이동국 엔드 유저 포트 인터페이스
본 발명의 실시형태인 도 35에서 도시되는 바와 같이, 로컬 V 이동국은, USB; (HDMI); 이더넷 포트, RJ45 모듈식 커넥터; IEEE 1394 인터페이스(파이어와이어로도 또한 알려짐) 및/또는 단거리 통신 포트 예컨대 블루투스; 지그비; 근접장 통신; WiFi 및 WiGi; 및 적외선 인터페이스를 갖는 8개의 물리적 포트로 구성된다. 이들 물리 포트는 엔드 유저 정보를 수신한다. 고객 정보는, 랩탑, 데스크탑, 서버, 메인 프레임 또는 수퍼 컴퓨터일 수 있는 컴퓨터; WiFi 또는 직접 케이블 연결을 통한 태블릿; 셀폰; 음성 오디오 시스템; 비디오 서버로부터의 분배 및 방송 비디오; 방송 TV; 라디오 방송국 스테레오 오디오; Attobahn 모바일 셀폰 통화; 뉴스 TV 스튜디오 품질 TV 시스템 비디오 신호; 3D 스포츠 이벤트 TV 카메라 신호, 4K/5K/8K 초고선명 TV 신호; 영화 다운로드 정보 신호; 현장 내에서의 실시간 TV 뉴스 보도 비디오 스트림; 방송 영화 씨네마 씨어터 네트워크 비디오 신호; 근거리 통신망 디지털 스트림; 게임 콘솔; 가상 현실 데이터; 키네틱 시스템 데이터; 인터넷 TCP/IP 데이터; 비표준 데이터; 주거 및 상업용 빌딩 보안 시스템 데이터; 원격 로봇식 제조 머신 디바이스 신호 및 커맨드를 위한 원격 제어 텔레메트리 시스템 정보; 빌딩 관리 및 운영 시스템 데이터; 가정용 전자 시스템 및 디바이스를 포함하는 그러나 이것으로 제한되지는 않는 사물 인터넷 데이터 스트림; 홈 어플라이언스 관리 및 제어 신호; 작업 현장 기계류 시스템 성능 모니터링, 관리; 및 제어 신호 데이터; 개인 전자 디바이스 데이터 신호; 등등으로부터 유래한다.
V 이동국(MAST)
본 발명의 실시형태인 도 35에서 도시되는 바와 같이, (프로토닉 스위치의) 로컬 V 이동국은, 유입하는 데이터 신호 및 클럭킹 신호 위상차를 처리하는 소형 버퍼(240)를 통한 각각의 데이터 타입의 시간을 기록한다. 일단 데이터 신호가 V 이동국 클럭킹 신호와 동기화되면, 셀 프레임 시스템(CFS)(241)은 셀 프레임 목적지 어드레스의 사본을 제거하고 그것을 마이크로 어드레스 할당 스위칭 테이블(MAST) 시스템(250)으로 전송한다. 그 다음 MAST는, 목적지 어드레스 디바이스 이동국이, 발신 어드레스 이동국 디바이스와 동일한 분자 도메인(400개의 V 이동국, 나노 이동국 및 아토 이동국) 내에 있는지를 결정한다.
발신 및 목적지 어드레스가 동일한 도메인 내에 있다면, 셀 프레임은 두 개의 40 GBps 트렁크 포트(242) 중 임의의 하나를 통해 스위칭되는데, 여기서 프레임은 프로토닉 스위치 또는 이웃하는 이동국 중 어느 하나로 송신된다. 셀 프레임 목적지 어드레스가 발신 어드레스 이동국 디바이스와 동일한 분자 도메인 내에 있지 않으면, 셀 스위치는, 분자 도메인을 제어하는 프로토닉 스위치에 연결되는 트렁크 포트 1로 프레임을 스위칭한다.
자신의 목적지 어드레스 이동국 디바이스가 로컬 분자 도메인 내에 있지 않은 프레임을 구비하고, 네트워크의 프로토닉 스위칭 레이어(PSL)로 자동적으로 전송되기 위한 설계는, 네트워크를 통한 스위칭 레이턴시를 감소시키는 것이다. 이 프레임이 자신의 인접하는 이동국으로 스위칭되면, 프로토닉 스위치로 바로 진행하는 대신, 프레임은, 그것이 다른 도메인의 자신의 최종 목적지 쪽으로 분자 도메인을 떠나기 이전에, 많은 이동국 디바이스를 통과해야 할 것이다.
프로토닉 스위치 MAST
본 발명의 실시형태인 도 34에서 도시되는 바와 같이, 프로토닉 스위치 16×1 TBps 고속 디지털 포트(306)는, 유입하는 데이터 신호 및 클럭킹 신호 위상차를 처리하는 버퍼(340)를 통한 ASM으로부터의 데이터의 시간을 기록한다. 일단 데이터 신호가 스위치 클럭킹 신호와 동기화되면, 셀 프레임 시스템(CFS)(341)은 셀 프레임 이동국 목적지 어드레스(48 비트)의 사본을 제거하고 그들을 마이크로 어드레스 할당 스위칭 테이블(MAST) 시스템(350)으로 전송한다. 그 다음 MAST는, 이동국 목적지 어드레스가, 발신 어드레스 이동국 디바이스와 동일한 분자 도메인(400개의 V 이동국, 나노 이동국 및 아토 이동국) 내에 있는지를 결정한다.
발신 어드레스 및 목적지 어드레스가 동일한 도메인에 있다면, 셀 프레임은 자신의 지정 이동국으로 프레임이 송신되는 자신의 이동국 ASM 시간 슬롯(242)으로 스위칭된다. 셀 프레임 목적지 어드레스가 발신 어드레스 이동국 디바이스와 동일한 또는 바로 인접한 분자 도메인 내에 있지 않으면, 셀 스위치는 프레임을 핵 스위치로 네트워크의 NSL 레이어로 스위칭한다. 핵 스위치가 그 셀 프레임을 판독하는 경우, 그것은 글로벌 및 영역 코드 어드레스를 판독하고, 그것을, 다른 영역 코드, 글로벌 코드로 전송할지, 또는 목적지 이동국 어드레스가 있는 분자 도메인을 제어하는 프로토닉 스위치로 전송할지를 결정한다.
자신의 목적지 어드레스 이동국 디바이스가 로컬 분자 도메인 내에 있지 않은 프레임을 구비하고, 네트워크의 프로토닉 스위칭 레이어(PSL)로 자동적으로 전송되기 위한 설계는, 네트워크를 통한 스위칭 레이턴시를 감소시키는 것이다. 이 프레임이 자신의 인접하는 이동국으로 스위칭되면, 프로토닉 스위치로 바로 진행하는 대신, 프레임은, 그것이 다른 도메인의 자신의 최종 목적지 쪽으로 분자 도메인을 떠나기 이전에, 많은 이동국 디바이스를 통과해야 할 것이다.
프로토닉 스위칭 스루풋
본 발명의 실시형태인 프로토닉 스위치 셀 프레임 스위칭 패브릭은 버스 당 2 TBps에서 작동하는 두 그룹의 여덟(8) 개의 개별 버스(343)를 사용한다. 16개의 스위치 포트의 각각은 1 TBps에서 동작한다. 이러한 배열은 프로토닉 스위치 셀 스위치에 32 GBps의 결합된 스위칭 스루풋을 제공한다. 스위치는 280 피코 초의 평균 시간 내에 임의의 560 비트 셀 프레임을 스위치 안팎으로 이동시킬 수 있다. 스위치는 5 밀리초보다 더 적은 시간 이내에 데이터의 40 GBps 이동국 디지털 스트림 중 임의의 것을 비울 수 있다. 디지털 스트림은 본 발명의 실시형태인 16×2㎓의 매우 안정한 세슘 빔(800)(도 84) 기준 소스 클럭 신호에 의해 셀 스위치에 대한 진출입 시간을 기록한다.
프로토닉 스위치 시분할 다중 액세스(TDMA)
본 발명의 실시형태인 도 36에서 도시되는 바와 같이, 프로토닉 스위치(300)는 자신에게 연결되는 400×이동국 디바이스 송신 통신(200)을 핸들링하기 위해 시분할 다중 액세스(TDMA)(360) 설계를 사용한다. 스위치의 TDMA 프레임은 초당 400×이동국의 고속 40 GBps 디지털 스트림 모두를 수용한다. TDMA 프레임(361)은 400개의 이동국 각각에 대해 2.5 밀리초의 시간 슬롯을 할당하여(362) 스위치 안팎으로 그들의 데이터를 이동시킨다. 각각의 이동국은 2.5 밀리초의 자신의 지정된 시간 내에 자신의 40 GBps를 송신한다. 이동국에 대한 TDMA 프레임은 16 개 프레임으로 세분되는데, 각각의 프레임은 25×40 GBps = 1 TBps이다. 따라서, 각각의 TDMA 서브 프레임에는, 62.5 밀리초(ms)의 시간 슬롯을 점유하는 25개의 이동국 데이터 신호가 있다. 도 33에서 도시되는 바와 같이 16개의 포트로부터의 1초에서의 16개의 TDMA 프레임의 총 대역폭은 400개의 이동국에 대해 16 TBps(306)이다.
본 발명의 실시형태인 도 34에서 도시되는 바와 같이, 프로토닉 스위치(370)의 포트 15 및 16은 네트워크의 NSL 레벨에서 두 개의 핵 스위치(400)를 연결하기 위해 사용된다. 이들 두 포트의 각각은 1 TBps를 25개의 이동국과 그리고 1 TBps를 핵 스위치 중 하나와 공유한다. 따라서, 각각의 프로토닉 대 핵 스위치 TDMA 프레임 연결은 최대 1 TBps이다.
본 발명의 실시형태인 도 34에서 예시되는 바와 같이, 프로토닉 스위치는 QAM 모뎀(346)으로부터 16개의 TDMA ASM 시스템(344)으로 디지털 스트림을 버스팅하는 TDMA 프레임의 시간을 기록하는데, 여기서 TDMA 프레임은 ASM OTS로 디멀티플렉싱되어 셀 스위치의 16×1 TBps 포트(306)로 전달된다. 셀 스위치는, 이동국 어드레스 헤더를 판독하는 MAST(350)로 셀 프레임을 전송하여 셀 프레임이 그 분자 도메인 내의 이동국 중 하나에 대해 지정되었는지를 결정한다. 셀 프레임이 그 도메인에 대한 것이 아닌 경우, 스위치는 추가 분배를 위해 그것을 네트워크의 핵 스위치 레이어로 전송한다. 셀이 프로토닉 스위치가 서빙하는 도메인 내의 이동국 중 하나에 대한 것이면, 그 프레임은 올바른 ASM 프레임으로 스위칭되고 지정된 이동국에 대한 관련된 TDMA 버스트 시간 슬롯에 배치된다.
아토초 멀티플렉싱(ASM)
*본 발명의 실시형태인 도 34에서 도시되는 바와 같이, 프로토닉 스위치 고속 16×1 TBps 포트 디지털 스트림은 암호화 시스템(301D)을 통해 아토초 멀티플렉서(ASM)(344)로 공급된다. ASM 프레임은 도 19에서 디스플레이되는 바와 같이 궤도 시간 슬롯(OTS) 프레임으로 편제된다(organized). 16개의 ASM 디지털 프레임은 TDMA 시간 슬롯 안으로 배치되고 ASM 포트(345)를 빠져나가고 그 다음 밀리미터파 무선 주파수(RF) 링크를 통한 송신을 위해 QAM 변조기(346)로 전송된다.
TDMA ASM은 QAM 복조기로부터 디지털 프레임을 수신하고 그들을 OTS로부터 다시 16×1 TBps 데이터 스트림으로 디멀티플렉싱한다. 셀 스위치 트렁크 포트(342)는 네트워크의 NSL 레벨로부터의 두 개의 핵 스위치 및 이동국으로부터의 유입하는 셀 프레임을 모니터링하고, 그 다음, 프로세싱을 위해 MAST로 셀 프레임을 전송한다. 프로토닉 스위치 MAST는 셀 프레임에서 데이터 스트림 48 비트 목적지 어드레스를 판독하고, 어드레스를 검사하고, 로컬 이동국에 대한 어드레스가 식별되면, MAST는 3 비트 물리적 포트 어드레스를 판독하고 스위치에게 그들 셀 프레임을 그들의 지정된 포트로 스위칭할 것을 지시한다.
48 비트 목적지 어드레스가 자신의 로컬 이동국에 대한 것이 아니다는 것을 MAST가 결정하는 경우, 어드레스가 자신의 분자 도메인 내의 이동국 중 하나와 관련되면, 그것은 스위치에게 그 셀 프레임을 이동국을 향해 스위칭할 것을 지시한다. 어드레스가 자신의 도메인 내의 임의의 이동국에 대한 것이 아닌 경우, 스위치는, 네트워크의 NSL 레벨에서 자신이 연결되는 두 개의 핵 스위치를 서빙하는 스위치 포트 중 하나로 그 셀 프레임을 전송한다.
링크 암호화
프로토닉 스위치 ASM 16 트렁크는 링크 암호화 시스템(301D) 안으로 종단한다. 링크 암호화 시스템은 도 6에서 도시되는 바와 같이 AAPI 아래에 있는 애플리케이션 암호화 시스템 아래의 보안의 추가적인 레이어이다. 본 발명의 실시형태인 도 34에서 도시되는 바와 같은 링크 암호화 시스템은, ASM으로부터 유래하는 열 여섯 개의 40 GBps 내지 16 TBps 데이터 스트림을 암호화한다. 이 프로세스는, Attobahn 데이터가 밀리미터파 스펙트럼을 통과할 때 사이버 적군이 Attobahn 데이터를 볼 수 없는 것을 보장한다. 링크 암호화 시스템은 이동국, 프로토닉 스위치, 및 핵 스위치 사이에서 개인 키 암호를 사용한다. 이 암호화 시스템은 AES 암호화 레벨을 최소로 충족하지만, 그러나, 네트워크의 액세스 네트워크 레이어, 프로토닉 스위칭 레이어, 및 핵 스위칭 레이어 사이에서 암호화 방법론이 구현되는 방식에서 그 레벨을 초과한다.
프로토닉 스위치 QAM 모뎀
본 발명의 실시형태인 도 34에 도시되는 바와 같은 프로토닉 스위치 진폭 변조 모뎀(QAM)(346)은 4 섹션 변조기 및 복조기이다. 각각의 섹션은, 로컬 세슘 빔 기준 발진기 회로(805ABC)에 의해 생성되는 30㎓ 내지 3300㎓ 반송파 신호를 변조하는 40 GBps 내지 16 TBps의 16개의 디지털 기저 대역 신호를 수용한다.
QAM 모뎀 최대 디지털 대역폭 용량
프로토닉 스위치 QAM 변조기는 64 내지 4096 비트 직교 적응 변조 스킴을 사용한다. 변조기는, 밀리미터파 RF 송신 링크 신호대 노이즈비(signal-to-noise ratio: S/N)의 조건에 따라 송신 비트 레이트가 변하는 것을 허용하는 적응 스킴을 사용한다. 변조기는 수신 S/N 비를 모니터링하고 이 레벨이 변조기의 가장 낮은 미리 결정된 임계치를 충족하는 경우, QAM 변조기는 비트 변조를 자신의 최대 4096 비트 포맷으로 증가시키고, 그 결과 12:1 심볼 레이트로 나타난다. 따라서, 대역폭의 1 헤르쯔마다, 시스템은 12 비트를 송신할 수 있다. 이 배열은, 프로토닉 스위치가 12×24㎓(대역폭 240㎓ 반송파를 사용하는 경우) = 288 GBps의 최대 디지털 대역폭 용량을 갖는 것을 허용한다. 16×240㎓ 반송파를 취하는 경우, 240㎓의 반송파 주파수에서의 프로토닉 스위치의 전체 용량은 16×288 GBps = 4.608 TBps이다.
30 내지 3300㎓의 Attobahn 밀리미터파 RF 신호 동작의 전체 스펙트럼에 걸쳐, 최대 4096 비트 QAM에서의 아토 이동국의 범위는 다음과 같을 것이다:
30㎓ 반송파, 3㎓ 대역폭: 12×3㎓×16 반송파 신호 = 576 GBps(초당 기가비트)
3300㎓, 330㎓ 대역폭: 12×330㎓×16 반송파 신호 = 63.36 TBps(초당 테라비트) 따라서, 프로토닉 스위치는 63.36 TBps의 최대 디지털 대역폭 용량을 갖는다.
QAM 모뎀 최소 디지털 대역폭 용량
프로토닉 스위치 변조기는 수신 S/N 비를 모니터링하고, 이 레벨이 변조기의 가장 높은 미리 결정된 임계치를 충족하는 경우, QAM 변조기는 비트 변조를 자신의 최소 64 비트 포맷으로 감소시키고, 그 결과 6:1 심볼 레이트로 나타나게 된다. 따라서, 대역폭의 1 헤르쯔마다, 시스템은 6 비트를 송신할 수 있다. 이 배열은, 프로토닉 스위치가 6×24㎓(대역폭 240㎓ 반송파를 사용하는 경우) = 1.44 GBps의 최대 디지털 대역폭 용량을 갖는 것을 허용한다. 열 여섯 개의 240㎓ 반송파를 취하는 경우, 240㎓의 반송파 주파수에서의 프로토닉 스위치의 전체 용량은 16×1.44 GBps = 23.04 GBps이다.
30 내지 3300㎓의 Attobahn 밀리미터파 RF 신호 동작의 전체 스펙트럼에 걸쳐, 최소 64 비트 QAM에서의 V 이동국의 범위는 다음과 같을 것이다:
30㎓ 반송파, 3㎓ 대역폭: 6×3㎓×16 반송파 신호 = 288 GBps(초당 기가비트)
3300㎓, 330㎓ 대역폭: 6×330㎓×16 반송파 신호 = 31.68 TBps(초당 테라비트)
따라서, 프로토닉 스위치는 288 GBps의 최대 디지털 대역폭 용량을 갖는다. 그러므로, 30㎓ 내지 3300㎓의 밀리미터 및 초고주파 범위에 걸친 프로토닉 스위치의 디지털 대역폭 범위는 288 GBps 내지 63.36 TBps이다.
프로토닉 스위치 QAM 모뎀은 변조기의 그 컨스털레이션 포인트를 64 비트 내지 4096 비트 사이에서 자동적으로 조정한다. S/N이 감소하는 경우, 컨스털레이션 포인트가 동일하게 유지되면 수신된 디지털 비트의 비트 에러율은 증가한다. 따라서, 변조기는 S/N 비 레벨과 함께 자신의 컨스털레이션 포인트 및 심볼 레이트를 조화롭게 감소시키도록 설계되고, 따라서, 더 넓은 대역폭에 걸쳐 양질의 서비스 전달을 위한 비트 에러율을 유지한다. 이 동적인 성능 설계는, Attobahn의 데이터 서비스가, 엔드 유저가 서비스 성능의 저하를 실현하지 않으면서, 고품질에서 정상적으로 동작하는 것을 허용한다.
모뎀 데이터 성능 관리
본 발명의 실시형태인 프로토닉 스위치 변조기 데이터 관리 스플리터(DMS)(348) 회로부는, 변조기 링크의 성능을 모니터링하고 열 여섯(16) 개의 RF 링크 S/N 비의 각각을, 변조기가 변조 스킴에 적용하는 심볼 레이트와 상관시킨다. 변조기는 링크의 저하 및 후속하는 심볼 레이트 감소를 동시에 고려하여, 저하된 링크에 대해 지정되는 데이터의 속도를 즉시 낮추고, 그것의 데이터 트래픽을 더 나은 성능의 변조기로 전환한다.
그러므로, 변조기 1 번이 자신의 RF 링크의 저하를 검출하면, 모뎀 시스템은 그 저하된 변조기로부터 트래픽을 취할 것이고 그것을 네트워크를 통한 송신을 위해 변조기 2 번으로 지향시킬 것이다. 이러한 설계 배열은, 프로토닉 스위치 시스템이 자신의 데이터 트래픽을 매우 효율적으로 관리하는 것을 허용하고, 심지어 송신 링크 저하 시에도, 시스템 성능을 유지하는 것을 허용한다. DMS가 데이터 신호를 QAM 변조 프로세스를 위해 동 위상의(I) 및 90도 위상을 벗어난 직교하는(Q) 회로부(351)로의 두 개의 스트림으로 분할하기 이전에, DMS는 이들 데이터 관리 기능을 수행한다.
복조기
프로토닉 스위치 QAM 복조기(352)는 그 변조기의 역으로 기능한다. 그것은 RF 저노이즈 증폭기(Low Noise Amplifier: LNA)(354)로부터 16개의 RF I-Q 신호를 수용하고 그것을 16개의 I-Q 회로(355)에 공급하는데, 여기서, 원래의 디지털 스트림은 복조 이후 결합된다. 복조기는 유입하는 I-Q 신호 심볼 레이트를 추적하고 그 자신을 유입하는 레이트로 자동적으로 조정하고 올바른 디지털 레이트에서 신호를 조화롭게 복조한다. 따라서, RF 송신 링크가 저하되고 변조기가 심볼 레이트를 자신의 최대 4096 비트 레이트로부터 64 비트 레이트로 감소했다면, 복조기는 더 낮은 심볼 레이트를 자동적으로 추적하고 디지털 비트를 더 낮은 레이트에서 복조한다. 이러한 배열은, 링크 성능이 증가할 때까지 디지털 비트 레이트를 일시적으로 저하시키는 것에 의해, 단대단 데이터 연결의 품질이 유지되는 것을 보장한다.
프로토닉 스위치 RF 회로부
프로토닉 스위치 밀리미터파(mmW) 무선 주파수(RF) 회로부(347A)는, 30㎓ 내지 3330㎓ 범위에서 동작하도록 그리고 다양한 기후 조건 하에서 10억 내지 1조분의 1의 비트 에러율(BER)을 가지고 광대역 디지털 데이터를 전달하도록 설계된다.
프로토닉 스위치 mmW RF 송신기
프로토닉 스위치 mmW RF 송신기(TX) 스테이지(347)는, 30㎓에서부터 3300㎓까지의 주파수 범위를 갖는 국부 발진기 주파수(LO)가, 3㎓ 내지 330㎓ 대역폭 기저 대역 I-Q 모뎀 신호를, RF 30㎓ 내지 3300㎓ 반송파 신호와 혼합하는 것을 허용하는 고주파 업 컨버터 믹서(351A)로 구성된다. 믹서 RF 변조된 반송파 신호는 초고주파(30-3300㎓) 송신기 증폭기(353)로 공급된다. mmW RF TX는 1.5 dB 내지 20 dB의 전력 이득을 갖는다. TX 증폭기 출력 신호는 직사각형 mmW 도파관(356)으로 공급된다. 도파관은 본 발명의 실시형태인 mmW 360도 원형 안테나(357)에 연결된다.
프로토닉 스위치 mmW RF 수신기
본 발명의 실시형태인 도 34는, 수신하는 직사각형 mmW 도파관(356)에 연결되는 mmW 360도 안테나(357)로 구성되는 프로토닉 스위치 mmW 수신기(RX) 스테이지를 도시한다. 유입하는 mmW RF 신호는 360도 안테나에 의해 수신되는데, 이 경우, 수신된 mmW 30㎓ 내지 3300㎓ 신호는, 직사각형 도파관을 통해, 30-dB까지의 이득을 갖는 저노이즈 증폭기(LNA)(354)로 전송된다.
신호가 LNA를 떠난 이후, 그것은 수신기 대역 통과 필터(354A)를 통과하여 고주파 믹서로 공급된다. 고주파 다운 컨버터 믹서(352A)는, 30㎓ 내지 3300㎓의 주파수 범위를 갖는 국부 발진기 주파수(LO)가 I 및 Q 위상 진폭의 30㎓ 내지 3300㎓ 반송파 신호를 다시 3㎓ 내지 330㎓의 기저 대역 대역폭으로 복조시키는 것을 허용한다. 대역폭 기저 대역 I-Q 신호(355)는 64 내지 4096 QAM 복조기(352)로 공급되는데, 여기서, 분리된 16개의 I-Q 디지털 데이터 신호는 원래의 단일의 40 GBps 데이터 스트림으로 다시 결합된다. QAM 복조기(352)의 열 여섯(16) 개의 40 GBps 내지 16 TBps 데이터 스트림은 암호 해제 회로부로 그리고 TDMA ASM을 통해 셀 스위치로 공급된다.
프로토닉 스위치 클럭킹 및 동기화 회로부
도 34는, 복원된 클럭 신호(805)로부터 자신의 기준 제어 전압을 수신하는 위상 동기 루프(PLL) 회로(805A)에 의해 제어되는 프로토닉 스위치 내부 발진기(805ABC)를 도시한다. 복원된 클럭 신호는, 프로토닉 스위치에 연결되는 두 개의 핵 스위치로부터 유래한 두 개의 LNA 출력으로부터의 수신된 mmW RF 신호로부터 유도된다. 이들 두 개의 LNA 출력은 발진기의 주 및 백업 클럭킹 신호로 사용된다. 수신된 mmW RF 신호는, 본 발명의 실시형태인 도 34에서 예시되는 바와 같이, 샘플링되고 RF 대 디지털 컨버터(805E)에 의해 디지털 펄스로 변환된다.
프로토닉 스위치 분자 도메인을 서빙하는 두 개의 핵 스위치로부터 유래한 프로토닉 스위치에 의해 수신되는 mmW RF 신호. 각각의 핵 스위치 RF 및 디지털 신호가, 본 발명의 실시형태인 도 107에서 예시되는 바와 같이, Attobahn 클럭 표준 원자 세슘 빔 마스터 발진기에 연결되는 업링크 전국적 백본 및 글로벌 핵 스위치에 대한 기준이기 때문이다. 프로토닉 스위치는 사실상 원자 세슘 빔 고 안정성 발진 시스템을 기준으로 한다. 원자 세슘 빔 발진 시스템이 전지구 위치 위성(GPS)을 기준으로 하기 때문에, 전세계의 모든 Attobahn 시스템이 GPS를 기준으로 한다는 것을 의미한다.
이 Attobahn 클럭킹 및 동기화 설계는, 모든 핵 스위치, 프로토닉 스위치, V 이동국, 나노 이동국, 아토 이동국 및 Attobahn 보조 통신 시스템 예컨대 광섬유 단자 및 게이트웨이 라우터의 모든 디지털 클럭킹 발진기가 전세계 GPS를 기준으로 하게 만든다.
프로토닉 스위치 mmW RF 신호로부터 유도되는 기준이 된 GPS 클럭킹 신호는, GNCC(글로벌 네트워크 제어 센터) 원자 세슘 발진기에서 자신의 사인 곡선의 0 도와 360도 사이에서의 수신된 GPS 기준 신호 위상과 조화하여 PLL 출력 전압을 변화시킨다. PLL 출력 전압은, GPS를 기준으로 하는 GNCC의 원자 세슘 클럭에 사실상 동기화되는 프로토닉 스위치 국부 발진기의 출력 주파수를 제어한다.
프로토닉 스위치 로컬 V 이동국 클럭킹 시스템은, 가변 클럭 주파수를 시스템의 다음 섹션으로 공급하기 위해 주파수 체배기 및 디바이더 회로부를 갖추고 있다:
1. RF 믹서/업 컨버터/다운 컨버터 1×30-3300㎓
2. QAM 모뎀 1×30-3300㎓ 신호
3. 셀 스위치 2×2 THz 신호
4. ASM 2×40㎓ 신호
5. 엔드 유저 포트 8×10㎓ - 20㎓ 신호
6. CPU 및 클라우드 스토리지 1×2㎓ 신호
7. Wi-Fi 및 WiGi 시스템 1×5㎓ 및 1×60㎓ 신호
프로토닉 스위치 클럭킹 시스템 설계는, Attobahn 데이터 정보가 원자 세슘 클럭 소스 및 GPS와 완전히 동기화되는 것을 보장하고, 그 결과, 네트워크에 걸친 모든 애플리케이션은, 비트 에러를 근본적으로 최소화하고 서비스 성능을 상당히 향상시키는 네트워크 기반 구조에 디지털적으로 동기화된다.
멀티 프로세서 및 서비스
프로토닉 스위치는, 클라우드 스토리지 서비스, 네트워크 관리 데이터, 및 다양한 관리 기능 예컨대 시스템 구성, 경고 메시지 디스플레이, 디바이스에서의 유저 서비스 디스플레이를 관리하는 듀얼 쿼드 코어 4㎓, 8GB ROM, 500GB 스토리지 CPU를 갖추고 있다.
CPU는 시스템 성능 정보를 모니터링하고, 자신의 로컬 V 이동국의 논리 포트 1(도 6) Attobahn 네트워크 관리 포트(ANMP) EXT .001을 통해 프로토닉 스위치 네트워크 관리 시스템(RNMS)으로 정보를 전달한다. 엔드 유저는, 암호를 설정하도록, 서비스에 액세스하도록, 쇼를 구매하도록, 고객 서비스와의 통신하도록 등을 하도록 로컬 V 이동국과 상호 작용하기 위한 터치 스크린 인터페이스를 갖는다.
로컬 V 이동국 CPU는 다음의 엔드 유저 개인 서비스 앱 및 관리 기능을 실행한다:
1. 개인 인포메일
2. 개인 소셜 미디어
3. 개인 인포테인먼트
4. 개인 클라우드
5. 전화 서비스
6. 신규 영화 릴리스 서비스 다운로드 저장/삭제 관리
7. 방송 음악 서비스
8. 방송 TV 서비스
9. 온라인 워드, 스프레드 시트, 드로우, 및 데이터베이스
10. 습관적인 앱 서비스
11. GROUP 페이 퍼 뷰 서비스
12. 콘서트 페이 퍼 뷰
12. 온라인 가상 현실
13. 온라인 비디오 게임 서비스
14. Attobahn 광고 디스플레이 서비스 관리(배너 및 비디오 페이드인/아웃)
15. 아토뷰 대시보드 관리
16. 파트너 서비스 관리
17. 페이 퍼 뷰 관리
18. VIDEO 다운로드 저장/삭제 관리
19. 일반 앱(구글, 페이스북, 트위터, 아마존, 왓츠업 등)
20. 카메라
이들 서비스, 클라우드 서비스 액세스, 및 로컬 이동국에 대한 스토리지 관리의 각각의 하나는 프로토닉 스위치 CPU의 클라우드 앱에 의해 제어된다.
핵 스위치
본 발명의 실시형태로서, 도 38은 핵 스위치 유닛(400)을 디스플레이한다. 유닛은 시스템 구성 및 현장 관리를 위한 LCD 디스플레이(404)를 구비하는 단단한 플라스틱 전면 패널을 갖는 상부, 하부, 및 측면의 금속 케이스(402) 내에 하우징된다. 유닛은 24 인치의 길이, 19 인치의 폭, 및 8 인치의 높이이다. 유닛은, TDMA 아토초 멀티플렉서(ASM)(424), 광섬유 단자(420), 고속 셀 스위칭 패브릭(425), RF 송신 시스템(408) 및 클럭킹 및 시스템 제어 및 관리(436)를 유지하는 카드 케이지를 갖는다. 유닛은 나사 플랜지를 사용하여 랙/캐비닛/선반에 마운팅되도록 설계되거나 또는 옵션적으로 유닛은 독립형이도록, 벽 마운트형이도록, 또는 테이블 또는 선반 상에 놓이도록 설계된다.
핵 스위치의 후방은, n×10 GBps의 디지털 속도에서 작동하는 RJ45 포트(414); n×10 GBps의 디지털 속도에서 작동하는 동축 포트(416); n×10 GBps의 디지털 속도에서 작동하는 USB 포트(438); 10 GBps 내지 768 GBps의 속도에서 작동하는 광섬유 포트(418); 등등으로 구성되지만 그러나 이들로 제한되지는 않는다. 유닛은 고주파 200 내지 3300㎓ RF 신호용의 다섯 개의 안테나 포트(410)를 갖는다. 유닛은 표준 120 VAC 전기 커넥터(406)를 사용한다.
본 발명의 실시형태로서, 도 39는 엔드 유저의 시스템(440)에 대한 핵 스위치 유닛(400)의 물리적 연결성을 도시한다. 핵 스위치는, 다른 바이럴 분자 네트워크 도시 내, 도시간, 및 국제 핵 허브 위치; 고용량 회사 고객의 시스템, 인터넷 서비스 공급자; 교환국간 통신 사업자, 지역 전화 사업자; 클라우드 컴퓨팅 시스템; TV 스튜디오 방송 고객; 3D TV 스포츠 경기 스타디움; 영화 스트리밍 회사; 영화관으로의 실시간 영화 배급; 대형 콘텐츠 공급자 등에 연결하기 위해 39.8 내지 768 GBps에서 동작하는 광섬유 포트 - 그러나 이것으로 제한되지는 않음 - 에 직접적으로 연결되도록 설계된다.
핵 스위치 디바이스 하우징 실시형태는, 70 바이트 셀 프레임을, 본능적으로 현명한 집적 회로를 나타내는 IWIC로 칭해지는 주문형 반도체(ASIC) 안으로 배치하는 기능을 포함한다. IWIC는 바이럴 궤도 차량, 프로토닉 스위치, 및 핵 스위치의 셀 스위칭 패브릭이다. 이 칩은 테라헤르쯔 주파수 레이트에서 동작하고, 그것은, 고객 디지털 스트림 정보를 캡슐화하는 셀 프레임을 취하고 그들을 고속 스위칭 버스 상으로 배치한다. 핵 스위치는, 핵 허브 위치에서 구현되는 핵 스위치의 양에 따라 96 내지 960개의 병렬 고속 스위칭 버스를 갖는다.
핵 스위치는, 광섬유 포트를 통해 그들의 최대 10개까지를 상호 연결하는 것에 의해 서로 적층되어, 최대 960개의 병렬 버스×버스당 초당 2 테라비트(TBps)를 제공하는 핵 스위치의 연속 매트릭스를 형성하도록 설계된다. 각각의 버스는 2 TBps에서 동작하며 960개의 적층된 병렬 버스는 초당 1.92 엑사비트(Exabits per second: EBps)의 결합된 디지털 속도에서 셀 프레임에 캡슐화되어 있는 고객 디지털 스트림을 이동시킨다. 10개의 적층된 셀 스위치는, 자신의 연결된 프로토닉 스위치; 다른 바이럴 분자 네트워크 도시 내, 도시간 및 국제 핵 허브 위치; 고용량 기업 고객 시스템; 인터넷 서비스 공급자; 교환국간 통신 사업자, 지역 전화 사업자; 클라우드 컴퓨팅 시스템; TV 스튜디오 방송 고객; 3D TV 스포츠 스타디움; 영화 스트리밍 회사; 영화관으로의 실시간 영화 배급; 대형 콘텐츠 공급자 등 사이에서 1.92 EBps의 스위칭 스루풋을 제공한다.
핵 스위치 하우징은, 스위칭된 셀 프레임을, 640 GBps 내지 96 TBps의 집성 데이터 레이트를 제공하는, 초당 40 기가비트(GBps) 내지 1 TBps에서 각각 동작하는 96개의 디지털 스트림에 걸쳐 궤도 시간 슬롯(OTS) 안으로 배치하기 위해 IWIC 칩을 사용하는 TDMA 아토초 멀티플렉싱(ASM) 회로부를 구비한다.
본 발명의 실시형태인 도 20에서 도시되는 바와 같이, ASM은 셀 스위치의 고속 버스로부터 셀 프레임을 취하고 그들을 0.25 마이크로초 주기의 궤도 시간 슬롯 안으로 배치하여, 시간 슬롯(OTS)당 10,000 비트를 수용한다. 이들 궤도 시간 슬롯 중 열 개는 아토초 멀티플렉싱(ASM) 프레임 중 하나를 만들고, 따라서 각각의 ASM 프레임은 2.5 마이크로초마다 100,000 비트를 갖는다. 각각의 40 GBps 디지털 스트림에는 매초 400,000개의 ASM 프레임이 있다. ASM은 160개의 디지털 스트림을 통해 핵 스위치의 무선 주파수 섹션의 중간 주파수(IF) 모뎀으로 640 GBps 내지 160 TBps를 이동시킨다.
핵 스위치 시스템 회로도
도 40은 본 발명의 실시형태인 프로토닉 스위치 설계 회로부 회로도의 예시이며, 스위치의 내부 컴포넌트의 상세한 레이아웃을 제공한다. 구십여섯(96) 개의 고속 40 GBps 내지 1 TBps 데이터 포트(406)는, 10 조분의 1의 안정성을 갖는 네트워크 세슘 빔 발진기로부터의 유도된/복원된 클럭 신호(805ABC)에 동기화되는 40 GBps 내지 1 TBps의 입력 클럭 속도를 갖추고 있다. 각각의 포트 인터페이스는 네트워크로부터의 데이터 신호의 진출입 시간을 기록하는 데 매우 안정적인 클럭킹 신호(805C)를 제공한다.
핵 스위치 MAST
본 발명의 실시형태인 도 40에서 도시되는 바와 같이, 핵 스위치 96×1 TBps 고속 디지털 포트(406)는, 유입하는 데이터 신호 및 클럭킹 신호 위상차를 처리하는 버퍼(440)를 통한 ASM으로부터의 데이터의 시간을 기록한다. 일단 데이터 신호가 스위치 클럭킹 신호와 동기화되면, 셀 프레임 시스템(CFS)(441)은 셀 프레임 글로벌 코드(2 비트) 및 도시 코드 어드레스(6 비트)의 사본을 제거하고 그들을 마이크로 어드레스 할당 스위칭 테이블(MAST) 시스템(450)으로 전송한다. MAST는, 목적지 어드레스가, 동일한 글로벌 지역(NA, EMEA, ASPAC 및 CCSA) 또는 자신이 서빙하는 도시 코드 - 국가 영역(V 이동국, 나노 이동국, 아토 이동국, 핵 스위치 연결 서버, 서버 팜, 메인 프레임 컴퓨터, 기업 네트워크, ISP, 일반 통신 사업자, 케이블 회사, OTT 공급자, 콘텐츠 공급자 등) 내에 있는지를 결정한다.
글로벌 및 도시 코드 어드레스가 동일한 글로벌 및 국가 지역 내에 있는 경우, 셀 프레임은 TDMA ASM 시간 슬롯(442)과 관련되는 핵 셀 스위치 포트로 스위칭되는데, 여기서, 셀 프레임은 자신의 지정 디바이스로 송신된다. 셀 프레임 글로벌 또는 도시 코드가 동일한 곳 내에 있지 않으면, 셀 스위치는, 그 지역 또는 국가 영역을 서빙하는 네트워크의 NSL 레이어로 프레임을 지향시키는 핵 스위치로 그 프레임을 스위칭한다.
글로벌 게이트웨이 핵 스위치 MAST
본 발명의 실시형태인 도 14에서 묘사되는 바와 같이, 글로벌 게이트웨이 핵 스위치(400G)는 가능한 한 빨리 자신의 스위치 패브릭을 통해 셀 프레임을 이동시키도록 설계된다. 초고속 스위칭 버스 및 92 TBps의 결합된 스루풋 외에도, 스위치의 MAST는 각각의 셀 프레임의 글로벌 코드 이(2) 비트(102A)만을 판독하도록 그리고 다른 558 비트를 무시하도록 설계된다. 스위치는 그것이 어떤 글로벌 코드인지 빠르게 결정한다:
비트
00
북아메리카
비트
01
EMEA
비트
10
ASPAC
비트
11
CCSA
2 비트를 판독한 이후, 글로벌 게이트웨이 핵 스위치는 지정된 글로벌 게이트웨이 핵 스위치에 연결되는 출력 포트로 셀 프레임을 전송한다. 프레임은, 먼 글로벌 게이트웨이 스위치와 관련되는 ASM의 TDMA 시간 슬롯 안으로 배치된다.
글로벌 코드의 2 비트만을 판독하는 셀 프레임 주소 지정 스키마 설계는, 글로벌 게이트웨이 핵 스위치가 이들 스위치를 통해 스위칭 레이턴시를 근본적으로 감소시키는 것을 허용한다. 스위치를 통한 레이턴시는 10 나노초에서 1 마이크로초 정도이다.
전국적 핵 슬라이드 스위치
도 14 및 도 40에 도시되는 바와 같은 전국적 핵 스위치(400)는 본 발명의 실시형태이다. 이들 스위치는, 각각의 셀 프레임의 글로벌 코드인 프레임의 처음 두 비트를 판독하는 것에만 집중하는 MAST(450)(도 40)를 갖추고 있다. 일단 MAST가 글로벌 코드가 자신의 로컬 영역이 아니다는 것을 결정하면, 그것은 즉시 네트워크의 국제 스위칭 레이어에 있는 글로벌 게이트웨이 핵 스위치(400G)(도 14)로 프레임을 전송한다.
글로벌 코드가 MAST의 로컬 영역에 대한 것이 아니다는 것을 MAST가 판독하자마자, 그것은 다음 6 비트(비트 번호 3 내지 8)(103A)(도 14)를 판독하여, 자신이 어떤 로컬 영역 코드에 대해 지정되는지를 결정하고, 그 영역 코드와 관련되는 포트로 프레임을 스위칭한다. 영역 코드 6 비트(비트 3에서 비트 8)가 전국적 핵 스위치와 관련되는 경우, 그 스위치 MAST는, 지정된 이동국 또는 비즈니스 핵 스위치(서버, 서버 팜, 메인 프레임 컴퓨터, 기업 네트워크, ISP, 일반 통신 사업자, 케이블 회사, OTT 공급자, 콘텐츠 공급자 등) 어드레스인 다음 48 비트(도 14에서 도시되는 바와 같이 비트 9에서 비트 56)를 판독한다. 그 다음, 스위치는 그 셀 프레임을, 지정된 어드레스를 갖는 이동국 디바이스가 위치되는 프로토닉 스위치 도메인으로 또는 비즈니스 핵 스위치로 전송한다.
핵 스위칭 스루풋
본 발명의 실시형태인 핵 스위치 셀 프레임 스위칭 패브릭은 버스 당 2 TBps에서 실행하는 여덟(8) 개의 개별 버스(443)의 여섯(6) 개의 그룹을 사용한다. 96개의 스위치 포트는 각각 1 TBps로 동작한다. 이러한 배열, 핵 스위치 셀 스위치에게 96 GBps의 결합된 스위칭 스루풋을 제공한다. 스위치는 280 피코 초의 평균 시간 내에 임의의 560 비트 셀 프레임을 스위치 안팎으로 이동시킬 수 있다. 스위치는 5 밀리초보다 더 적은 시간 이내에 데이터의 40 GBps 이동국 디지털 스트림 중 임의의 것을 비울 수 있다. 본 발명의 실시형태인 디지털 스트림은 48×2㎓의 고도로 안정한 세슘 빔(800)(도 107) 기준 소스 클럭 신호에 의해 셀 스위치에 대한 진출입 시간을 기록한다.
핵 스위치 시분할 다중 액세스(TDMA)
본 발명의 실시형태인 도 40에서 도시되는 바와 같이, 핵 스위치(400)는, 프레임 당 16 TBps에서 실행하는 6개의 시분할 다중 액세스 TDMA 프레임(460)에 걸쳐 2,400×40 GBps 이동국을 핸들링할 수 있는 96 TBps를 갖는다. 스위치의 TDMA 프레임은 모든 2,400×이동국의 초당 고속의 40 GBps 디지털 스트림을 수용한다. TDMA 프레임(461)은 2,400개의 이동국의 각각에 대해 2.5 밀리초(ms)의 시간 슬롯을 할당하여 그들의 데이터를 스위치 안팎으로 이동시킨다. 각각의 이동국은 프레임 당 2.5ms의 지정된 시간 내에 자신의 40 GBps를 송신한다(362)(도 36). 핵 스위치 TDMA 프레임은 각각의 프레임이 25×40 GBps = 1 TBps인 16개의 프레임으로 세분된다. 따라서, 각각의 TDMA 프레임에는, 25개의 이동국 데이터 신호의 16개의 서브 프레임이 있는데, 각각은 62.5 밀리초(ms)의 시간 슬롯을 점유한다(363)(도 36). 각각의 핵 TDMA 시간 슬롯은 2.5ms인데, 여기서, 40 GBps 스트림이 핵 스위치와 프로토닉 스위치 사이에서 전송된다. 96 포트로부터의 1 초 간의 핵 스위치 TDMA 프레임의 총 대역폭은 2,400개의 이동국에 대해 96 TBps(462)(도 40)이다.
본 발명의 실시형태인 도 40에서 예시되는 바와 같이, 핵 스위치는 QAM 모뎀(446)으로부터 96 TDMA ASM 시스템(444)으로 디지털 스트림을 버스팅하는 TDMA 프레임의 시간을 기록하는데, 여기서 TDMA 프레임은 ASM OTS로 디멀티플렉싱되고 셀 스위치의 96×1 TBps 포트(462)로 전달된다. 셀 스위치는, 글로벌 및 영역 코드 어드레스 헤더를 판독하여, 셀 프레임이 네 개의 글로벌 지역(NA, EMEA, ASPAC 및 CCSA) 중 하나에 대해 지정되는지 또는 자신의 영역 코드 내에 있는지를 결정하는 MAST(450)로 셀 프레임을 전송한다. 스위치는 셀 프레임을 올바른 ASM 프레임을 통해 자신의 글로벌 지역 또는 자신의 로컬 영역 코드로 전송하고 지정된 글로벌 게이트웨이 핵 스위치 또는 프로토닉 스위치에 대한 관련된 TDMA 버스트 시간 슬롯에 각각 배치한다.
아토초 멀티플렉싱(ASM)
본 발명의 실시형태인 도 40에서 예시되는 바와 같이, 핵 스위치 고속 96×1 TBps 포트 디지털 스트림은 암호화 시스템(401C)을 통해 아토초 멀티플렉서(ASM)(444)로 공급된다. ASM 프레임은 도 19에서 디스플레이되는 바와 같이 궤도 시간 슬롯(OTS) 프레임으로 편제된다(organized). 96개의 ASM 디지털 프레임은 TDMA 시간 슬롯에 배치되고, ASM 포트(445)를 빠져나가고, 그 다음, 밀리미터파 무선 주파수(RF) 링크를 통한 송신을 위해 QAM 변조기(446)로 전송된다.
TDMA ASM은 QAM 복조기로부터 디지털 프레임을 수신하고 이들을 OTS로부터 다시 96×1 TBps 데이터 스트림으로 디멀티플렉싱한다. 셀 스위치 트렁크 포트(442)는 TDMA ASM 시간 슬롯으로부터의 유입하는 셀 프레임을 모니터링하고 그들을 프로세싱을 위해 MAST(450)로 전송한다. 프로토닉 스위치 MAST는 셀 프레임에서 데이터 스트림 48 비트 목적지 어드레스를 판독하고, 어드레스를 검사하고, 스위치에게 그들의 셀 프레임을 그들의 지정된 포트로 스위칭할 것을 지시한다.
링크 암호화
핵 스위치 ASM 96 트렁크는 링크 암호화 시스템(401D) 안으로 종단한다. 핵 스위치의 링크 암호화 시스템은 도 6에서 도시되는 바와 같이 AAPI 아래에 있는 애플리케이션 암호화 시스템 아래의 추가적인 보안 레이어이다. 본 발명의 실시형태인 도 40에서 도시되는 바와 같은 링크 암호화 시스템은 ASM으로부터 유래하는 구십여섯(96) 개의(40) GBps 데이터 스트림을 암호화한다.
핵 스위치 링크 암호화 시스템은, Attobahn 데이터가 네트워크를 통해 밀리미터파 스펙트럼을 통과할 때 사이버적 공격자가 Attobahn 데이터를 볼 수 없는 것을 보장하기 위해, 그들 자신과 프로토닉 스위치 사이에서 개인 암호를 사용한다. 단대단 링크 암호화 시스템은 AES 암호화 레벨을 충족시키며, 네트워크의 액세스 네트워크 레이어, 프로토닉 스위칭 레이어, 핵 스위칭 레이어 사이에서 암호화 방법론이 구현되는 방식에서 그 레벨을 초과한다.
핵 스위치 QAM 모뎀
본 발명의 실시형태인 도 40에 도시되는 바와 같은 핵 스위치 진폭 변조 모뎀(QAM)(446)은 16 섹션 변조기 및 복조기이다. 각각의 섹션은, 로컬 세슘 빔 기준 발진기 회로(805ABC)에 의해 생성되는 30㎓ 내지 3300㎓ 반송파 신호를 변조하는 40 GBps 내지 96 TBps의 16개의 디지털 기저 대역 신호를 수용한다.
핵 스위치 QAM 모뎀 최대 디지털 대역폭 용량
핵 스위치 QAM 변조기는 64 내지 4096 비트 직교 적응 변조 스킴을 사용한다. 변조기는, 밀리미터파 RF 송신 링크 신호대 노이즈비(signal-to-noise ratio: S/N)의 조건에 따라 송신 비트 레이트가 변하는 것을 허용하는 적응 스킴을 사용한다. 핵 스위치 변조기는 수신 S/N 비를 모니터링하고 이 레벨이 변조기의 가장 낮은 미리 결정된 임계치를 충족하는 경우, QAM 변조기는 비트 변조를 자신의 최대 4096 비트 포맷으로 증가시키고, 그 결과 12:1 심볼 레이트로 나타난다. 따라서, 대역폭의 1 헤르쯔마다, 시스템은 12 비트를 송신할 수 있다. 이 배열은, 핵 스위치가 12×24㎓(대역폭 240㎓ 반송파를 사용하는 경우) = 288 GBps의 최대 디지털 대역폭 용량을 갖는 것을 허용한다. 96×240㎓ 반송파를 취하는 경우, 240㎓의 반송파 주파수에서의 핵 스위치의 전체 용량은 96×288 GBps = 27.648 TBps이다.
30-3300㎓의 핵 스위치 밀리미터파 RF 신호 동작, 4096-비트 QAM에서의 최대 대역폭은 다음과 같을 것이다:
30㎓ 반송파, 3㎓ 대역폭: 12×3㎓×96 반송파 신호 = 3.456 TBps(초당 테라비트)
3300㎓, 330㎓ 대역폭: 12×330㎓×96 반송파 신호 = 380.16 TBps(초당 테라비트). 따라서, 핵 스위치는 380.16 TBps의 최대 디지털 대역폭 용량을 갖는다.
핵 스위치 QAM 모뎀 최소 디지털 대역폭 용량
핵 스위치 변조기는 수신 S/N 비를 모니터링하고, 이 레벨이 변조기의 가장 높은 미리 결정된 임계치를 충족하는 경우, QAM 변조기는 비트 변조를 자신의 최소 64 비트 포맷으로 감소시키고, 그 결과 6:1 심볼 레이트로 나타나게 된다. 따라서, 대역폭의 1 헤르쯔마다, 시스템은 6 비트를 송신할 수 있다. 이 배열은, 핵 스위치가 6×24㎓(대역폭 240㎓ 반송파를 사용하는 경우) = 1.44 GBps의 최대 디지털 대역폭 용량을 갖는 것을 허용한다. 열 여섯 개의 240㎓ 반송파를 취하는 경우, 240㎓의 반송파 주파수에서의 핵 스위치의 전체 용량은 96×1.44 GBps = 138.24 GBps이다.
30 내지 3300㎓의 핵 스위치 밀리미터파 RF 신호 동작의 전체 스펙트럼에 걸쳐, 최소 64 비트 QAM에서의 스위치의 범위는 다음과 같을 것이다:
30㎓ 반송파, 3㎓ 대역폭: 6×3㎓×96 반송파 신호 = 1.728 TBps(초당 기가비트)
3300㎓, 330㎓ 대역폭: 6×330㎓×96 반송파 신호 = 190.08 TBps(초당 테라비트)
따라서, 핵 스위치는 1.728 TBps의 최소 디지털 대역폭 용량을 갖는다. 그러므로, 30㎓ 내지 3300㎓의 밀리미터 및 초고주파 범위에 걸친 핵 스위치의 디지털 대역폭 범위는 1.728 TBps GBps 내지 380.16 TBps이다.
핵 스위치 QAM 모뎀은 변조기의 그 컨스털레이션 포인트를 64 비트 내지 4096 비트 사이에서 자동적으로 조정한다. S/N이 감소하는 경우, 컨스털레이션 포인트가 동일하게 유지되면 수신된 디지털 비트의 비트 에러율은 증가한다. 따라서, 핵 스위치 변조기는 S/N 비 레벨과 함께 자신의 컨스털레이션 포인트 및 심볼 레이트를 조화롭게 감소시키도록 설계되고, 따라서, 더 넓은 대역폭에 걸쳐 양질의 서비스 전달을 위한 비트 에러율을 유지한다. 이 동적인 성능 설계는, Attobahn의 데이터 서비스가, 엔드 유저가 서비스 성능의 저하를 실현하지 않으면서, 고품질에서 정상적으로 동작하는 것을 허용한다.
핵 스위치 모뎀 데이터 성능 관리
본 발명의 실시형태인 핵 스위치 변조기 데이터 관리 스플리터(DMS)(448) 회로부는, 변조기 링크의 성능을 모니터링하고 구십여섯(96) 개의 RF 링크 S/N 비의 각각을, 변조기가 변조 스킴에 적용하는 심볼 레이트와 상관시킨다. 변조기는 링크의 저하 및 후속하는 심볼 레이트 감소를 동시에 고려하여, 저하된 링크에 대해 지정되는 데이터의 속도를 즉시 낮추고, 그것의 데이터 트래픽을 더 나은 성능의 변조기로 전환한다.
그러므로, 변조기 1 번이 자신의 RF 링크의 저하를 검출하면, 모뎀 시스템은 그 저하된 변조기로부터 트래픽을 취할 것이고 그것을 네트워크를 통한 송신을 위해 변조기 2번으로 지향시킬 것이다. 이러한 설계 배열은, 핵 스위치 시스템이 자신의 데이터 트래픽을 매우 효율적으로 관리하는 것을 허용하고, 심지어 송신 링크 저하 시에도, 시스템 성능을 유지하는 것을 허용한다. DMS가 데이터 신호를 QAM 변조 프로세스를 위해 동 위상의(I) 및 90도 위상을 벗어난 직교하는(Q) 회로부(451)로의 두 개의 스트림으로 분할하기 이전에, DMS는 이들 데이터 관리 기능을 수행한다.
핵 스위치 복조기
핵 스위치 QAM 복조기(452)는 그 변조기의 역으로 기능한다. 그것은 RF 저노이즈 증폭기(Low Noise Amplifier: LNA)(454)로부터 96개의 RF I-Q 신호를 수용하고 그것을 96개의 I-Q 회로(455)에 공급하는데, 여기서, 원래의 디지털 스트림은 복조 이후 결합된다. 복조기는 유입하는 I-Q 신호 심볼 레이트를 추적하고 그 자신을 유입하는 레이트로 자동적으로 조정하고 올바른 디지털 레이트에서 신호를 조화롭게 복조한다. 따라서, RF 송신 링크가 저하되고 변조기가 심볼 레이트를 자신의 최대 4096 비트 레이트로부터 64 비트 레이트로 감소했다면, 복조기는 더 낮은 심볼 레이트를 자동적으로 추적하고 디지털 비트를 더 낮은 레이트에서 복조한다. 이러한 배열은, 링크 성능이 증가할 때까지 디지털 비트 레이트를 일시적으로 저하시키는 것에 의해, 단대단 데이터 연결의 품질이 유지되는 것을 보장한다.
핵 스위치 RF 회로부
본 발명의 실시형태인 도 40은, 30㎓ 내지 3300㎓ 범위에서 동작하도록 그리고 다양한 기후 조건 하에서 10억 내지 1조분의 1의 비트 에러율(BER)을 가지고 광대역 디지털 데이터를 전달하도록 설계되는 핵 스위치 밀리미터파(mmW) 무선 주파수(RF) 회로부(447A)를 도시한다.
핵 스위치 mmW RF 송신기
본 발명의 실시형태인 도 40은, 30㎓ 내지 3300㎓의 주파수 범위를 갖는 국부 발진기 주파수(LO)가, 3㎓ 내지 330㎓ 대역폭 기저 대역 I-Q 모뎀 신호를, RF 30㎓ 내지 3330㎓ 반송파 신호와 혼합하는 것을 허용하는 고주파 업 컨버터 믹서(451A)로 구성되는 핵 스위치 mmW RF 송신기(TX) 스테이지(447)를 도시한다. 믹서 RF 변조된 반송파 신호는 초고주파(30-3300㎓) 송신기 증폭기(453)로 공급된다. mmW RF TX는 1.5 dB 내지 20 dB의 전력 이득을 갖는다. TX 증폭기 출력 신호는 직사각형 mmW 도파관(456)으로 공급된다. 도파관은 본 발명의 실시형태인 mmW 360도 원형 안테나(457)에 연결된다.
핵 스위치 mmW RF 수신기
본 발명의 실시형태인 도 40은, 수신하는 직사각형 mmW 도파관(456)에 연결되는 mmW 360도 안테나(457)로 구성되는 핵 스위치 mmW 수신기(RX) 스테이지(447A)를 도시한다. 유입하는 mmW RF 신호는 360도 안테나에 의해 수신되는데, 이 경우, 수신된 mmW 30㎓ 내지 3300㎓ 신호는, 직사각형 도파관을 통해, 30-dB까지의 이득을 갖는 저노이즈 증폭기(LNA)(454)로 전송된다.
신호가 LNA를 떠난 이후, 그것은 수신기 대역 통과 필터(454A)를 통과하여 고주파 믹서로 공급된다. 고주파 다운 컨버터 믹서(452A)는, 30㎓ 내지 3300㎓의 주파수 범위를 갖는 국부 발진기 주파수(LO)가 I 및 Q 위상 진폭의 30㎓ 내지 3300㎓ 반송파 신호를 다시 3㎓ 내지 330㎓의 기저 대역 대역폭으로 복조시키는 것을 허용한다. 대역폭 기저 대역 I-Q 신호(455)는 64 내지 4096 QAM 복조기(452)로 공급되는데, 여기서, 분리된 96개의 I-Q 디지털 데이터 신호는 원래의 단일의 40 GBps 데이터 스트림으로 다시 결합된다. QAM 복조기(452)의 구십여섯(96) 개의 40 GBps 내지 96 TBps 데이터 스트림은 암호 해제 회로부로 그리고 TDMA ASM을 통해 셀 스위치로 공급된다.
핵 스위치 클럭킹 및 동기화 회로부
도 40은, 복원된 클럭 신호(805)로부터 자신의 기준 제어 전압을 수신하는 위상 동기 루프(PLL) 회로(805A)에 의해 제어되는 핵 스위치 내부 발진기(805ABC)를 도시한다. 복원된 클럭 신호는, 핵 스위치에 연결되는 두 개의 글로벌 게이트웨이 및 전국적 핵 스위치로부터 유래한 두 개의 LNA 출력으로부터의 수신된 mmW RF 신호로부터 유도된다. 이들 두 개의 LNA 출력은 발진기의 주 및 백업 클럭킹 신호로 사용된다. 수신된 mmW RF 신호는, 본 발명의 실시형태인 도 40에서 예시되는 바와 같이, 샘플링되고 RF 대 디지털 컨버터(805E)에 의해 디지털 펄스로 변환된다.
프로토닉 스위치 분자 도메인을 서빙하는 두 개의 핵 스위치로부터 유래한 핵 스위치에 의해 수신되는 mmW RF 신호. 각각의 핵 스위치 RF 및 디지털 신호가, 본 발명의 실시형태인 도 107에서 예시되는 바와 같이, Attobahn 클럭 표준 원자 세슘 빔 마스터 발진기에 연결되는 업링크 전국적 백본 및 글로벌 핵 스위치에 대한 기준이기 때문이다. 프로토닉 스위치는 사실상 원자 세슘 빔 고 안정성 발진 시스템을 기준으로 한다. 원자 세슘 빔 발진 시스템이 전지구 위치 위성(GPS)을 기준으로 하기 때문에, 전세계의 모든 Attobahn 시스템이 GPS를 기준으로 한다는 것을 의미한다.
이 Attobahn 클럭킹 및 동기화 설계는, 모든 핵 스위치, 프로토닉 스위치, V 이동국, 나노 이동국, 아토 이동국 및 Attobahn 보조 통신 시스템 예컨대 광섬유 단자 및 게이트웨이 라우터의 모든 디지털 클럭킹 발진기가 전세계 GPS를 기준으로 하게 만든다.
핵 스위치 mmW RF 신호로부터 유도되는 기준이 된 GPS 클럭킹 신호는, GNCC(글로벌 네트워크 제어 센터) 원자 세슘 발진기에서 자신의 사인 곡선의 0 도와 360도 사이에서의 수신된 GPS 기준 신호 위상과 조화하여 PLL 출력 전압을 변화시킨다. PLL 출력 전압은, GPS를 기준으로 하는 GNCC의 원자 세슘 클럭에 사실상 동기화되는 핵 스위치 국부 발진기의 출력 주파수를 제어한다.
핵 스위치 클럭킹 시스템은, 가변 클럭 주파수를 시스템의 다음 섹션에 공급하기 위해 주파수 체배기 및 디바이더 회로부를 갖추고 있다:
1. RF 믹서/업 컨버터/다운 컨버터 1×30-3300㎓
2. QAM 모뎀 1×30-3300㎓ 신호
3. 셀 스위치 8×2 THz 신호
4. ASM 40㎓ 신호
5. CPU 및 클라우드 스토리지 1×2㎓ 신호
핵 스위치 클럭킹 시스템 설계는, Attobahn 데이터 정보가 원자 세슘 클럭 소스 및 GPS와 완전히 동기화되는 것을 보장하고, 그 결과, 네트워크에 걸친 모든 애플리케이션은, 비트 에러를 근본적으로 최소화하고 서비스 성능을 상당히 향상시키는 네트워크 기반 구조에 디지털적으로 동기화된다.
핵 스위치 멀티 프로세서 및 서비스
핵 스위치는, 클라우드 스토리지 서비스, 네트워크 관리 데이터, 및 다양한 관리 기능 예컨대 시스템 구성, 경고 메시지 디스플레이, 디바이스에서의 유저 서비스 디스플레이를 관리하는 듀얼 쿼드 코어 4㎓, 8GB ROM, 500GB 스토리지 CPU를 갖추고 있다.
CPU는 시스템 성능 정보를 모니터링하고, 논리 포트 1(도 6) Attobahn 네트워크 관리 포트(ANMP) EXT .001을 통해 핵 스위치 네트워크 관리 시스템(Nucleus Switch Network Management System: NNMS)으로 정보를 전달한다. 엔드 유저는, 암호를 설정하도록, 서비스에 액세스하도록, 고객 서비스와의 통신하도록 등을 하도록 핵 스위치와 상호 작용하기 위한 터치 스크린 인터페이스를 갖는다.
로컬 V 이동국 CPU는 네트워크 개인 서비스 앱 및 관리 기능을 위해 다음의 엔드 유저 클라우드 스토리지를 실행한다:
1. 개인 인포메일
2. 개인 소셜 미디어
3. 개인 인포테인먼트
4. 개인 클라우드
5. 전화 서비스
6. 신규 영화 릴리스 서비스 다운로드 저장/삭제 관리
7. 방송 음악 서비스
8. 방송 TV 서비스
9. 온라인 워드, 스프레드 시트, 드로우, 및 데이터베이스
10. 습관적인 앱 서비스
11. GROUP 페이 퍼 뷰 서비스
12. 콘서트 페이 퍼 뷰
12. 온라인 가상 현실
13. 온라인 비디오 게임 서비스
14. Attobahn 광고 디스플레이 서비스 관리(배너 및 비디오 페이드인/아웃)
15. 아토뷰 대시보드 관리
16. 파트너 서비스 관리
17. 페이 퍼 뷰 관리
18. VIDEO 다운로드 저장/삭제 관리
19. 일반 앱(구글, 페이스북, 트위터, 아마존, 왓츠업 등)
20. 카메라
이들 서비스, 클라우드 스토리지 서비스 액세스, 및 핵 스위치에 대한 관리의 각각의 하나는 핵 스위치 CPU의 클라우드 앱에 의해 제어된다.
Attobahn 스위칭 패브릭
본 발명에 대한 실시형태로서, 도 41은 Attobahn 바이럴 분자 네트워크 프로토닉 스위치 및 바이럴 궤도 차량 액세스 노드 원자 분자 도메인 상호 연결성 및 핵 스위치/ASM 허브 네트워킹 연결성을 도시한다.
도 41은, 초당 테라비트의 핵 스위치/ASM(424), 초고속 스위칭 패브릭, 및 광대역 광섬유 SONET 기반의 도시 내 및 도시간 시설(444)로 구성되는 핵 스위칭 레이어(450)인 바이럴 분자 네트워크의 고용량 백본을 도시한다. 네트워크의 이 섹션은, 인터넷, 공공 지역 전화 사업자 및 교환국 간 일반 통신 사업자, 국제 통신 사업자, 기업 네트워크, 콘텐츠 공급자(TV, 뉴스, 영화 등), 및 정부 기관(비군사)에 대한 주 인터페이스이다.
핵 스위치(400)(NSL) 셀 패브릭은, RF 신호를 통해 프로토닉 스위치(300)(PSL)에 연결되는 그들의 TDMA ASM에 의한 프론트 엔드이다. 허브 핵 스위치/ASM(424)은 PSL(350)과 코어 백본 스위치(CSL)(550) 사이의 중간 스위치로서 역할을 한다. 이들 핵 스위치/ASM NSL(450)은 코어 백본 핵 스위치에 대한 차폐물로서 기능하는 스위칭 패브릭을 갖추고 있다. 도시내 레벨 에서의 핵 스위치/ASM은, 로컬 도시 내 트래픽을, 코어 백본 도시간 핵 스위칭 패브릭(550)에 액세스하지 못하도록 하는 것에 의해 데이터 트래픽을 관리한다.
이러한 배치는, 비 코어 백본 네트워크 트래픽만을 스위칭하도록 그리고 코어 백본 핵 스위치가 도시 간 및 글로벌 데이터 트래픽만을 스위칭하게 하도록 도시 내 핵 스위치/ASM을 사용하는 것에 의해, 네트워크 대역폭 활용 비효율성을 제거한다. 이러한 배열은, 로컬 ANL 및 PSL 레벨 내의 액세스 스위칭 레이어(Access Switching Layer: ASL)(250)에서의 이동국 노드(200), 프로토닉 스위치(프로토닉 스위치), 및 도시 내 허브 핵 스위치/ASM 데이터 트래픽 사이에서 국소적인 일시적 트래픽을 유지한다.
허브 ASM은, 인터넷, 국소적 영역 밖의 다른 도시, 호스트 대 호스트 고속 데이터 트래픽; 개인 기업 네트워크 정보; 특정한 엔드 유저의 시스템으로 예정되는 네이티브 음성 및 비디오 신호; 콘텐츠 공급자에 대한 비디오 및 영화 다운로드 요청; 온넷 셀폰 통화, 10 기가비트 이더넷 LAN 서비스; 등등을 위해 지정되는 모든 트래픽을 선택한다. 도 15는 로컬 분자 네트워크 도메인 내에서 로컬 트래픽을 유지하는 ASM 스위칭 제어를 도시한다.
Attobahn 삼중 스위칭 레벨
본 발명의 실시형태로서, 도 42는, 바이럴 분자 네트워크 액세스 네트워크 레이어(ANL)(250), 프로토닉 스위칭 레이어(PSL)(350), 및 핵 스위칭 레이어(NSL)(450) 삼중 레벨 체계(tri-levels hierarchy)를 도시한다. 네트워크는, 네트워크 ANL의 가장 혼잡한 부분을 원자 분자 도메인으로 칭해지는 작은 관리 가능한 도메인 단위로 분해하는 것에 의해 기반 구조를 통한 셀 프레임의 고도로 효율적인 스위치를 허용하도록, 바이럴 궤도 차량(이동국)(200), 프로토닉 스위치(300), 및 핵 스위치(400)를 각각 포함하는 이들 세 개의 층에서 설계된다. 프로토닉 스위치에 의해 제어되는 이들 도메인은 네트워크 분자(350)로 칭해진다.
ASL은 자신의 트래픽을, 모든 로컬 트래픽을 관리하고 그 트래픽을 로컬하게 유지하고 그것이 NSL까지 진행하여 NSL에서 대역폭 및 셀 스위칭 리소스를 소비하지 않는 것을 보장하는 PSL로 공급한다. 따라서, 동일한 도메인의 다른 바이럴 궤도 차량(이동국)을 향하는 바이럴 궤도 차량(이동국)(200)으로부터의 임의의 트래픽은, 250 레이어에서 도시되는 바와 같이 바이럴 궤도 차량으로부터 바이럴 궤도 차량으로 이동하는 것 또는 동일한 도메인의 예정된 바이러스성 궤도 차량 쪽으로 자신의 채용 프로토닉 스위치(300)를 통과하는 것 중 어느 하나에 의해 ASL에서 유지된다. 인터넷을 향하는 다른 바이럴 궤도 차량 또는 멀리 있는 다른 바이럴 궤도 차량을 향하는 바이럴 궤도 차량으로부터의 모든 트래픽은 PSL 및 NSL의 핵 스위치를 통과해야만 한다.
Attobahn 네트워크 스위칭 체계
본 발명의 실시형태로서, 도 43은, 로컬 원자 분자 인트라 및 인터 도메인의 바이럴 분자 네트워크 프로토닉 스위칭 레이어 및 허브 ASM 스위칭 관리 및 도시간 트래픽 관리. 네트워크 레이어는 바이럴 궤도 차량(200)이 프로토닉 스위치(300)를 통해 서로 간에 트래픽을 교환하는 것을 허용한다. 바이럴 궤도 차량 대 프로토닉 스위치 셀 스위칭은, 프로토닉 스위치가 셀 프레임 목적지 어드레스를 판독하는 것 및 셀이 자신에게 연결되는 로컬 바이럴 궤도 차량을 향하는 경우 셀 프레임을 ANL(250)로 다시 전환할지 또는 셀 업링크를 핵 스위칭 레이어(450)로 전송할지를 결정하는 것에 의해 달성된다. 바이럴 궤도 차량 #1 및 바이럴 궤도 차량 #231을 수반하는 이 도면에서 도시되는 예에서, 바이럴 궤도 차량 # 1은, 셀 프레임을 허브 ASM(424)으로 전송한 자신의 채용 프로토닉 스위치로 바로 진행하는 것에 의해 목적지 바이럴 궤도 차량(ID231)에 그리고 후속하여 목적지 바이럴 궤도 차량에 대한 연결을 종단하는 이웃하는 프로토닉 스위치에 도달하는 최단 경로를 선택한다.
도시되는 제2 예는 바이럴 궤도 차량(이동국)(ID264)이 먼 도시의 바이럴 궤도 차량으로 데이터를 전송하는 것이다. 셀은, 셀 헤더를 판독하고 셀을 먼 도시로 스위칭하는 NSL(450)의 핵 스위치(400)로 셀이 진행해야만 하는지를 결정하는 바이럴 궤도 차량 채택 프로토닉 스위치에 의해 스위칭된다. 이 배열은, 로컬 연결을 위해 예정된 셀을 NSL까지 전송하지 않는 것에 의해 중요한 대역폭 및 스위칭 리소스의 활용을 관리한다.
Attobahn 차량 운송 기반 구조
본 발명의 실시형태로서, 도 44는 프로토닉 스위칭 레이어에 대한 바이럴 분자 네트워크인 프로토닉 스위치(300) 및 바이럴 궤도 차량(이동국)(200) 차량 구현을 도시한다. 차량 프로토닉 스위치(336) 및 이동국(200)은 Attobahn 차량 운송 네트워크(Attobahn Vehicular Transportation Network: AVTN)를 위해 자동차, 트럭, SUV, 함대 등등에 설치된다. 이들 스위치(336)는 차량이 이동함에 따라 움직이며, 다양한 바이럴 궤도 차량(이동국)을, 그들이 그들과 근접할 때 채택한다. 프로토닉 스위치와 그들의 채택된 바이럴 궤도 차량(이동국) 사이의 밀리미터파(mmW) RF 연결 링크(228)는, 이들 차량이 도시를 통과함에 따라 끊임 없이 변화한다. 바이럴 궤도 차량 및 프로토닉 스위치는 최대 1 조분의 1 BER까지의 고품질의 데이터 레이트를 가지고 이 모바일 환경에서 기능하도록 설계된다.
Attobahn 차량 운송 네트워크(AVTN)는 자율 주행 차량이 개별적으로 그리고 인접 네트워크 내에서 서로 간에 동작하는 것을 허용하도록 설계된다. 차량 충돌 및 방향 신호는 이동국 및 프로토닉 스위치 밀리미터파 RF 신호를 통해 전송된다. 자율 차량 관리 APP은 독립형 이동국 디바이스와 각각의 차량의 내부 이동국 둘 모두에 상주한다. 각각의 차량의 이들 자율 차량 및 일반 차량 앱은 10 GBps 디지털 신호 속도로 서로 통신한다. 이들 앱은, AVTN 내의 자율 차량과 통신할 수 있는 일반 차량에도 또한 설치된다. 일반 및 자율 차량은 도로 조건; 교통 정보; 환경 조건; 서로의 외부 카메라로부터의 비디오; 인포테인먼트 데이터; 등등을 서로 공유할 수 있다.
AVTN은, 4×400 대의 바이럴 궤도 차량 대 4개의 프로토닉 스위치로 구성되는 차량 분자 도메인으로 칭해지는 동작 도메인(226)으로 분리된다. 각각의 도메인으로부터의 프로토닉 스위치는 바이럴 분자 네트워크 도시 허브에서 허브 TDMA ASM을 통해 다중 RF 링크를 통해 여러가지 핵 스위치에 연결된다. 이들 도메인은 함께 연결되어 한 도시 내의 그리고 한 지역에 걸쳐 인접한 AVTN을 형성한다. AVTN 기반 구조 기술은 Attobahn 네트워크 기반 구조의 이동국, 프로토닉 스위치 및 핵 스위치의 상기 언급된 세부 설계를 따른다.
북아메리카 백본 네트워크
도 45는, 본 발명의 실시형태인, 엔드 유저에 대한 전국적인 통신을 제공하기 위해 핵 스위치의 사용을 포괄하는 바이럴 분자 네트워크 북아메리카 코어 백본 네트워크를 도시한다. 백본 스위치는 고용량 대역폭 3차 레벨에서 주요 NFL 도시를 연결하고 더 작은 도시에서 코어의 보조 레이어를 통합한다. 국제 백본 레이어는 주요 국제 도시를 연결한다. 네트워크는, 뉴욕, 워싱턴 DC, 애틀랜타 토론토, 몬트리올, 및 마이애미로 구성되는 주요 동해안 허브(501); 시카고, 세인트루이스, 및 텍사스로 구성되는 주요 중서부 허브(502); 시애틀, 샌프란시스코, 로스 앤젤레스, 및 피닉스로 구성되는 주요 서해안 허브(503)로 확장된다
이들 주요 허브는, 핵 스위치 사이에서 다수의 768 GBps에서 동작하는 고용량 광섬유 링크(504) 및 Attobahn 백본 mmW 초고전력 자이로 TWA 붐 박스 RF 링크(Attobahn Backbone mmW Ultra High-Power Gyro TWA Boom Box RF link)(도 58, 도 59, 도 60, 도 68 및 도 70 참조)를 통해 서로 연결된다. 이들 광섬유 링크는, 바이럴 분자 네트워크가 백본 네트워크 상에서 공통 장애 지점을 갖지 않는 것을 확실히 하기 위해, 경로, 케이블 트렌치, 인터넷 접속 포인트(Point-of-Presence: POP)의 관점에서 서로 다르다. 이러한 중복성(redundancy) 설계는, 광섬유 링크 또는 핵 스위치 상에서 장애가 발생하는 경우, 도시가 격리되지 않고 따라서 그 도시 내의 유저가 서비스를 여전히 받지 못하도록, 핵 스위치 셀 스위칭 스키마 설계와 조화하여 작동한다.
핵 스위치 광섬유 장애 경고 및 장애 주변의 셀 스위치 재라우팅은, 셀 스위치가 셀을 너무 이르게 재라우팅하기 시작하기 이전에, 광섬유 단자가 그들의 백업 링크로 전환하는 데 걸리는 시간을 가지고 작동하는 알고리즘에 의해 결정되고, 그 결과 복원 시간이 연장되는 시스템. 바이럴 분자 네트워크 핵 스위치는, 네트워크 장애 시설 복구를 조정하기 위해 광섬유 단자 및 스위치와 함께 작동하도록 설계된다.
도 45에서 예시되는 바와 같은 바이럴 분자 북아메리카 백본 네트워크는, 초기에, 코어 핵 스위치를 갖춘 다음의 주요 도시 네트워크 허브로 구성된다: 보스턴, 뉴욕, 필라델피아, 워싱턴 DC, 애틀랜타, 마이애미, 시카고, 세인트 루이스, 달라스, 피닉스, 로스 앤젤레스, 샌프란시스코, 시애틀, 몬트리올, 및 토론토. 이들 허브 사이의 시설은 핵 스위치 상에서 종단하는 다수의 광섬유 SONET OC-768 회로이다. 이들 위치는 사람들의 대도시 집중에 기초한다; 뉴욕시 지하철은 총 합해서 약 19,000,000명이고; 로스 앤젤레스는 13,000,000명 넘게 있으며, 시카고는 9,555,000명이 있고; 달라스 및 휴스턴은 각각 6,700,000명이 넘고; 워싱턴 DC, 마이애미, 및 애틀랜타 메트로는 각각 5,500,000 명보다 더 많은 등등이다.
북아메리카 네트워크 자가 치유 및 재난 복구
도 46은, 본 발명의 주요 실시형태인, 네트워크의 코어 노스 백본 부분의 바이럴 분자 네트워크 자가 치유 및 재난 복구 설계를 예시한다. 네트워크는 핵심 허브 도시 사이에 자가 치유 링을 가지고 설계된다. 그 링은, 광섬유 시설이 고장 났을 때 핵 스위치가 트래픽을 자동으로 재라우팅하는 것을 허용한다. 스위치는 수 마이크로초 이후 시설 디지털 신호의 손실을 인식하고 즉시 서비스 복원 프로세스로 들어가고 고장난 시설로 전송되고 있었던 모든 트래픽을 다른 경로로 스위칭하고 그들의 원래의 목적지에 따라 그들 경로를 통해 트래픽을 분산한다.
예를 들면, 샌프란시스코와 시애틀 사이의 Attobahn 백본 mmW 초고전력 자이로 TWA 붐 박스 RF 링크(도 58, 도 59, 도 60, 도 68 및 도 70 참조) 중 하나 또는 다수의 OC-768 SONET 광섬유 시설이 고장나면, 이들 두 위치 사이의 핵 스위치는 이 고장난 상태를 즉시 인식하고 시정 조치를 취한다. 시애틀 스위치는 샌프란시스코 위치를 향하는 트래픽의 재라우팅을 시작하고 시카고 및 세인트 루이스를 통과하는 일시적인 트래픽을 다시 샌프란시스코로 스위칭한다.
시카고와 몬트리올 사이에 고장이 발생하면, 동일한 일련의 조치 및 네트워크 자가 치유 프로세스가 시작하는데, 스위치는 시카고를 향하는 복원된 트래픽을 토론토 및 뉴욕을 통해 다시 시카고로 펌핑한다. 워싱턴 DC와 애틀랜타 위치 사이에서 상실되는 트래픽을, 그들을 시카고와 세인트루이스를 통해 스위칭하는 것에 의해 복원하기 위해, 워싱턴 DC와 애틀랜타 사이에서 조치의 유사한 세트가 스위치에 의해 취해질 것이다. 모든 이들 조치는 엔드 유저의 지식 없이 그리고 그들의 서비스에 아무런 영향 없이 즉각적으로 실행된다. 이 재라우팅이 이루어지는 속도는, 엔드 시스템이 mmW RF 초고전력 자이로 TWA RF 시스템 또는 광섬유 시설의 장애에 응답할 수 있는 속도보다 더 빠르다.
TCP/IP 디바이스와 같은 대부분의 엔드 시스템에 의한 자연스런 응답은, 임의의 소량의 손실 데이터를 재송신하는 것이고, 대부분의 디지털 음성 및 비디오 시스템의 라인 버퍼링은 데이터 스트림의 일시적인 손실을 보상할 것이다. 네트워크의 이러한 자가 치유 능력은 자신의 동작 성능을 99.9 퍼센타일에서 유지한다. 네트워크의 이들 성능 및 자가 수정 활동 모두는, 네트워크 관리 시스템 및 글로벌 네트워크 제어 센터(Global Network Control Center: GNCC) 직원에 의해 포착된다.
Attobahn 트래픽 관리
글로벌 트래픽 스위칭 관리
도 47은, 본 발명의 실시형태인, 핵 스위치(400)를 활용하는 자신의 글로벌 전세계 게이트웨이 허브(500) 사이의 디지털 스트림의 바이럴 분자 네트워크 글로벌 트래픽 관리의 예시이다. 스위치 라우팅 및 매핑 시스템은, 비용 인자 및 대역폭 분배 효율에 기초하여 전국적 및 국제 레벨에서 네트워크 트래픽을 관리하도록 구성된다. 글로벌 코어 백본 네트워크는 네트워크의 3 차 글로벌 레이어(글로벌 코드 - 도 10 참조)로 공급되는 전국적 레벨의 분자 도메인(영역 코드 - 도 10 참조)으로 분할된다.
글로벌 규모의 전체 트래픽 관리 프로세스는, 액세스 스위칭 레이어(ASL)(250), 프로토닉 스위칭 레이어(PSL)(350), 핵 스위칭 레이어(NSL)(450), 및 국제 스위칭 레이어(ISL)에서의 스위치에 의해 자가 관리된다.
액세스 네트워크 레이어 트래픽 관리
본 발명의 실시형태인 도 47에서 예시되는 바와 같이, 바이럴 궤도 차량(이동국)의 액세스 스위칭 레이어(ASL)(250) 레벨은, 어떤 트래픽이 자신의 노드를 통과하고 있는지를 결정하고, 셀 프레임 목적지 노드에 의존하여 그것을 두 개의 이웃하는 바이럴 궤도 차량(200) 중 하나로 또는 자신의 채택된 프로토닉 스위치로 스위칭한다. ASL 레벨에서, 바이럴 궤도 차량 사이를 횡단하는 모든 트래픽은 그 원자 도메인의 바이럴 궤도 차량 중 하나 상에서 종단되고 있다. 프로토닉 스위치(300)는 그것이 관장하는 원자 도메인에 대한 게이트 키퍼로서 작용한다. 따라서, 일단 트래픽이 ASL 내에서 이동하고 있으면, 그것은 자신의 소스 바이럴 궤도 차량으로부터, 자신의 주 채택자로서 이미 채택했던, 자신의 관장 프로토닉 스위치로 이동하고 있거나; 또는 그것은 그것의 목적지 바이럴 궤도 차량을 향해 통과하고 있다. 그러므로, 원자 도메인의 모든 트래픽은, 핵 스위치(400)를 향해 가기 위해 프로토닉 스위치(300)로 가고 있는 도중에 자신의 바이럴 궤도 차량으로부터 떠나고 그 다음 인터넷, 기업 호스트, 네이티브 비디오 또는 온넷 음성/호, 영화 다운로드 등으로 전송되거나, 또는 도메인 내의 바이럴 궤도 차량 중 하나 상에서 종단되도록 이동하고 있는 형태로 그 도메인에 대한 것이다. 이 트래픽 관리는, 다른 원자 도메인에 대한 트래픽이 다른 도메인의 대역폭 및 스위칭 리소스를 사용하지 않는 것을 보장하고, 따라서 ASL 내에서 대역폭 효율성을 달성한다.
프로토닉 스위칭 레이어 트래픽 관리
본 발명의 실시형태인 도 47에서 예시되는 바와 같이, 프로토닉 스위치(350)는 자신의 원자 분자 도메인에서 트래픽을 관리하고 다른 원자 분자 도메인으로 예정되는 모든 트래픽이 자신의 국소적으로 부착된 도메인에 진입하는 것을 차단하는 관장 책임을 갖는다. 또한, 프로토닉 스위치는 모든 트래픽을 허브 ASM으로 스위칭하는 책임을 갖는다. 프로토닉 스위치는 셀 프레임 헤더를 판독하고, 원자 분자 도메인간 트래픽(760); 도시 내 또는 도시간 트래픽; 전국적 또는 국제 트래픽(770)을 위해 셀을 국내 핵 스위치/ASM(400)으로 유도한다. 프로토닉 스위치는, 상기 언급된 트래픽 그룹을 분리할 필요가 없고, 대신, 그것은 단순히 아웃바운드 및 인바운드 트래픽에서 자신의 원자 도메인 트래픽을 찾는다.
인바운드 트래픽 셀 프레임 헤더가 자신의 원자 도메인 헤더를 갖지 않으면, 그것은 그것이 자신의 원자 도메인에 진입하는 것을 차단하고 그것을 자신의 허브 ASM 스위치로 다시 스위칭한다. 바이럴 궤도 차량으로부터의 모든 아웃바운드 트래픽은 프로토닉 스위치에 의해 그것의 관장 허브 ASM 스위치로 직접적으로 스위칭된다. 프로토닉 스위치의 이러한 스위칭 및 트래픽 관리 설계는, 그들이 행해야 하는 스위칭 관리의 양을 최소화하고, 따라서 스위칭을 가속하고 스위치를 통한 트래픽 레이턴시를 감소시킨다.
핵 및 허브 ASM 스위칭/트래픽 관리
본 발명의 실시형태인 도 47에서 예시되는 바와 같이, 국내 허브 ASM 및 핵 스위치(760)는 PSL(350) 레벨로부터의 모든 트래픽을 자신이 감독하는 분자 도메인 내의 다른 원자 도메인(250)으로 지향시킨다. 또한, 허브 국내 핵 스위치/ASM 760은, 다른 핵 스위치/ASM의 분자 도메인을 향하는 NSL(450)에서의 트래픽을 스위칭하거나 또는 ISL 레벨(550)에서 국제 핵 스위치(770)로 트래픽을 전송한다. 따라서, 허브 국내 허브 핵 스위치/ASM은 분자 도메인 사이의 도시 내 모든 트래픽을 관리하며 국제 핵 스위치는 글로벌 코드 사이에서 국제 트래픽을 스위칭한다.
이들 ASM은 모든 로컬 트래픽이 핵 스위치 및 전국적 네트워크에 진입하는 것을 차단한다. ASM 및 핵 스위치 국제 허브(770)는 셀 프레임 헤더를 판독하여, 트래픽의 목적지를 결정하고 다른 도시로 또는 국제적으로 향하는 모든 트래픽을 핵 스위치로 스위칭한다. 이 배열은 모든 로컬 트래픽이 전국적 또는 국제 코어 백본에 진입하는 것을 방지한다.
핵 스위치는 전 세계의 주요 도시에 전략적으로 위치된다. 이들 스위치는 전국적 네트워크 내의 도시 사이의 트래픽을 관리하는 것을 담당한다. 스위치는 셀 프레임 헤더를 판독하고 전국적 네트워크 내에서 그리고 국제 스위치 사이에서 그들의 동료에게 트래픽을 라우팅한다. 이들 스위치는, 전국적 트래픽이 국제 코어 백본 밖에 유지되는 것을 보장하는데, 이것은 국내 트래픽이 고비용 국제 시설을 사용하는 것을 제거하고 네트워크 레이턴시를 감소시키며, 대역폭 활용 효율성을 증가시킨다.
글로벌 코어 백본 네트워크
본 발명의 실시형태인 도 48은, 바이럴 분자 네트워크 고객에게, 본 발명의 핵심 부분인 국제적 연결성을 제공하기 위해 주요 국가 핵 스위칭 허브를 연결하는 네트워크의 바이럴 분자 네트워크 글로벌 코어 백본 국제 부분(600)의 묘사이다.
국제 스위치는 도 48에서 도시되는 바와 같이 다른 국가로 예정되는 전국적 네트워크로부터 자신에게 전달되는 트래픽을 관장한다. 이들 스위치는, 전국적 스위치가 그들을 전달하는 셀에만 집중하고 전국적 트래픽 분배에서는 수반되지 않는다. 국제 스위치는 셀 프레임 헤더를 검사하고 셀이 어떤 글로벌 코드로 예정되는지를 결정하고 국제 노드 및 관련된 Sonet 시설을 수정하도록 그들을 스위칭한다.
여러 가지 국제 스위치는, 네 개의 글로벌 지역의 각각을 인터페이싱하는 글로벌 게이트웨이 스위치로서 기능한다: 미국 샌프란시스코 및 로스 앤젤레스의 글로벌 게이트웨이 스위치(601)는, 호주 시드니 및 일본 도쿄에 있는 ASPAC 지역(602)을 연결하는 북아메리카(NA) 지역 허브로서 기능한다. 미국 뉴욕(603) 및 워싱턴 DC의 동해안에 있는 네 개의 게이트웨이 스위치는, 영국 런던 및 프랑스 파리의 유럽 중동 및 아프리카(EMEA) 유럽 게이트웨이(604)를 연결한다. 애틀랜타와 마이애미(605)에 있는 두 개의 게이트웨이 노드는, 브라질의 리오 데 자네이로와 베네수엘라의 카라카스에 있는 카리브해, 중남미(CCSA) 지역(606)의 게이트웨이 노드를 연결한다.
파리의 글로벌 게이트웨이 노드는 나이지리아의 라고스 및 아프리카 지부티 시티의 게이트웨이 노드에 연결된다. 런던 시티 노드는 이스라엘 텔 아비브에서 아시아 서부 지역에 연결된다. 이 설계는 트래픽을 다양한 지역으로 격리하는 체계적 구성을 제공한다. 예를 들면, 지부티 씨티와 라고스의 게이트웨이 노드는 아프리카로 들어오고 나가는 모든 트래픽의 셀 프레임을 판독하고 그 대륙(도시 코드)에서 종단하는 트래픽만이 통과하도록 허용한다. 또한, 이들 스위치는 다른 지역을 향하는 트래픽이 그 대륙을 떠나는 것만을 허용한다. 이들 스위치는 모든 대륙 내 트래픽이 다른 지역의 게이트웨이 스위치로 전달되는 것을 차단한다. 이들 스위치의 성능은 대륙 트래픽과 다른 지역을 향하는 트래픽 통과를 관리한다.
글로벌 백본 네트워크 자가 치유 및 재난 복구
본 발명의 실시형태인 도 49는, 본 발명의 실시형태인, 이 네트워크의 글로벌 코어 백본 국제 부분의 바이럴 분자 네트워크 자가 치유 및 동적 재난 복구를 디스플레이한다. 도 49에서 묘사되는 바와 같은 글로벌 코어 네트워크는 글로벌 게이트웨이 스위치를 연결하는 자가 치유 링(750)을 가지고 설계된다.
제1 링은 뉴욕, 워싱턴 DC, 런던 및 파리 사이에서 형성된다. 제2 링은, 부에노스 아이레스를 경유하는, 애틀랜타, 마이애미, 카르카스, 및 리오 데 자네이로 사이에 있다. 제3 링은, 아디스 아바바를 경유하는, 런던, 파리, 라고스, 및, 지부티 사이에 있다. 제4 링은, 지부티, 두바이, 및 뭄바이를 경유하는, 런던, 파리, 텔 아비브, 베이징, 홍콩 사이에 있다. 제5 링은 베이징, 홍콩, 멜버른, 시드니, 하와이, 도쿄, 샌프란시스코 및 로스 앤젤레스 사이에 있다. 이들 링은, Sonet 시설 중 하나가 고장나면, 게이트웨이는 그 링을 스위칭하여, 도 48에서 도시되는 바와 같이 장애 주변의 트래픽을 재라우팅하는 액션을 즉시 개시하는 방식으로 설계된다.
게이트웨이 스위치는, 애틀랜타와 리오 데 자네이로 사이의 링 번호 2에서 Sonet 시설이 고장나면, 스위치가 즉시 그 문제를 인식하고 이 경로를 사용하고 있었던 트래픽을, 애틀랜타, 카라카스, 상 파울로의 스위치 및 시설을 통과하고 그 다음 리오 데 자네이로의 자신의 원래의 목적지로의 재라우팅을 시작하도록, 그렇게 구성된다. 이스라엘과 베이징 사이의 고장 이후에 링 번호 4에서 동일한 시나리오가 나타내어진다.
두 시설 사이의 스위치는, 고장난 시설 주위의 트래픽을, 텔 아비브로부터 런던으로, 그 다음 파리, 지부티 시티, 두바이, 뭄바이, 홍콩을 통해 베이징으로 재라우팅한다. 이 모두는, 스위치 사이에서 마이크로초 내에 수행된다. 이들 고장난 링을 치유하는 속도는, 데이터의 최소 손실로 나타나고, 대부분의 경우, 심지어, 엔드 유저 및 그들의 시스템에 의해 인식되지 않을 것이다. 게이트웨이 노드 사이의 모든 링은 자가 치유 기능을 갖추고 있고, 따라서 네트워크 복원 및 성능의 관점에서 네트워크를 매우 강력하게 만든다.
글로벌 네트워크 제어 센터
도 50은, 본 발명의 실시형태인, 북아메리카, ASPAC(아시아 태평양), 및 EMEA(유럽 중동 및 아프리카)의 글로벌 네트워크 제어 센터(700)를 묘사한다. 바이럴 분자 네트워크는 도 49에서 도시되는 바와 같이 세 개의 글로벌 네트워크 제어 센터(GNCC)에 의해 제어된다. GNCC는, 모든 국제 및 국내 핵/ASM, 및 프로토닉 스위치를 모니터링하는 것에 의해 단대단 기반으로 네트워크를 관리한다. 또한, GNCC는 바이럴 궤도 차량(이동국), RF 시스템, 게이트웨이 라우터, 및 광섬유 단자를 모니터링한다.
모니터링 프로세스는 글로벌 네트워크 기반 구조에 걸친 모든 네트워크 디바이스 및 시스템의 시스템 상태를 수신하는 것으로 구성된다. 모든 모니터링 및 성능 보고는 실시간으로 수행된다. 임의의 순간에, GNCC는 상기 언급된 네트워크 스위치 및 시스템 중 임의의 하나의 상태를 즉시 결정할 수 있다.
세 곳의 GNCC는 전략적으로 시드니(701), 런던(702), 및 뉴욕(703)에 위치된다. 이들 GNCC는 태양을 따르도록 GNCC를 제어하면서 주 7일 하루 24시간(24/7) 동작할 것인데, GNCC를 제어하는 것은, 시드니인 동쪽에 있는 제1 GNCC로 시작하고 지구가 태양을 공전함에 따라 시드니로부터 런던 및 뉴욕에 이르는 지구를 커버한다. 이것은, 영국과 미국이 밤에 자고 있는 동안(최소한의 직원), 시드니 GNCC는 자신의 전체 정원의 주간 근무 직원을 통해 책임을 맡고 있을 것이다.
호주의 영업일이 끝나고 최소한의 직원을 배치하면, 태양을 따라, 런던이 이제 기상하여 전체 직원으로 작동할 것이고 네트워크의 주 제어를 맡을 것이다. 이 프로세스는, 런던 직원이 영업일을 서서히 마감함에 따라, 제어를 취하는 뉴욕에 의해 나중에 후속된다. 이 네트워크 관리 프로세스는 태양을 따르는 것으로 칭해지며 대규모 글로벌 네트워크 관리에서 매우 효과적이다.
GNCC는 글로벌 게이트웨이 허브와 함께 위치될 것이고 바이럴 궤도 차량, 프로토닉, ASM, 핵 및 국제 스위치 NMS(네트워크 관리 시스템)와 같은 다양한 네트워크 관리 툴을 갖추고 있을 것이다. GNCC 각각은 ATTOMOM으로 칭해지는 매니저 중의 매니저(MOM) 네트워크 관리 툴을 구비할 것이다. ATTOMOM은, 네트워크의 다양한 네트워킹 시스템으로부터 수신되는 모든 경고 및 성능 정보를 결합하고 통합하고 그들을 논리적이고 규칙적인 방식으로 제시한다. ATTOMOM은 근본 원인 분석으로서 모든 경고 및 성능 문제를 제시할 것이고, 그 결과, 기술 운영 직원이 문제를 신속하게 격리할 수 있고 임의의 장애를 일으킨 서비스를 복원할 수 있다. 또한 MOM의 포괄적인 실시간 보고 시스템을 통해, 바이럴 분자 네트워크 운영 직원은 네트워크를 관리함에 있어서 사전 대책을 강구할 것이다.
Attobahn 매니저 중의 매니저(ATTOBAHN MANAGER OF MANAGER: ATTOMOM)
본 발명의 실시형태인 도 51에서 예시되는 바와 같이, ATTOMOM(700)은, 시스템 성능 저하, 간헐적 기계의 운전 중지(intermittent outage), 기계의 운전 중지, 및 치명적인 기계의 운전 중지의 근본 원인 문제 분석 기능(700A)에 기초하여 서비스 복원 결정을 수집, 분석, 및 행하는 커스터마이징된 중앙 집중식 네트워크 관리 시스템이다.
ATTOMOM은 다음의 Attobahn 네트워크 시스템을 통합한다:
1. 아토 서비스 관리 시스템(Atto-Services Management System: ASMS)(701)
2. 이동국 네트워크 관리 시스템(RNMS)(702)
3. 프로토닉 스위치 네트워크 관리 시스템(Protonic Switch Network Management System: PNMS)(703)
4. 핵 스위치 네트워크 관리 시스템(NNMS)(704)
5. 밀리미터파 RF 네트워크 관리 시스템(Millimeter Wave RF Network Management System: RFNMS)(705)
6. 라우터 및 송신 네트워크 관리 시스템(Router & Transmission Network Management System: RTNMS)(706)
7. 클럭 및 동기화 관리 시스템(707)
8. 보안 관리 시스템(Security Management System: SMS)(708)
이들 관리 시스템의 각각은 ATTOMOM으로 다음의 정보를 전송한다:
1. 시스템 경고 상태 보고.
*2. 네트워크 시스템 구성이 변경.
3. 시스템 실시간 운영 성과 보고.
4. 보안 액세스, 위협, 거부, 보호 조치, 및 변경.
5. 액세스 제어 관리 리포트.
6. 네트워크 장애 복구 조치 정보
7. 계획된 정기 유지 보수 및 비상 유지 보수 상태 리포트.
8. 재난 복구 계획 및 조치 구현 리포트
ATTOMOM 및 그 하위 네트워크 관리 시스템 정보는 모두는 수집되어 APPI 논리 포트 1 ANMP를 통해 전송된다. ATTOMOM은 상기 언급된 네트워크 관리 시스템 정보를 연속적으로 제공받고 데이터 분석; 근본 원인 문제 결정; 경고 및 성능 정보 이후에 사전 프로그래밍된 액션; 및 적절한 인간 개입으로 작동된다. ATTOMOM 시스템은, 네트워크 문제를 신속하게 해결함에 있어서 글로벌 네트워크 제어 센터의 기술자를 보조한다.
Attobahn 아토 서비스 관리 시스템
본 발명의 실시형태인 도 52에서 도시되는 바와 같이, Attobahn 아토 서비스 관리 시스템(ASMS)은 뉴욕, 런던, 및 시드니에 있는 세 개의 글로벌 네트워크 제어 센터(GNCC)에 위치된다. GNCC 기술자는 ASMS를 관리하여 APPI 논리 포트 할당을 원격으로 구성 및 제어하고, 각각의 이동국 상에서의 필요에 따라 그들을 활성화 및 비활성화한다. ASMS는 다음의 애플리케이션 및 서비스 성능을 모니터한다:
1. 비디오 앱 운영 통계치 - ASMS는 다음 서비스에 대해 비디오 트래픽(701A)을 모니터링한다:
A. 4K/5K/8K 비디오
B. 방송 TV 비디오
C. 3D 비디오
D. 신규 릴리스 영화
이들 비디오 앱은, 도 6 및 도 16에서 예시되는 바와 같이 논리 포트 7, 10, 11 및 12를 통과하고, 네트워크를 통해 클라이언트 앱과 서버 앱 사이의 레이턴시를 추적한다. 다음과 같은 성능 통계치:
- 호스트 사이의 APP 요청 프로세스 시간
- 비디오 다운로드 시간
- 비디오 서비스 중단
2. 논리 포트 17을 통과하는 아토뷰 대시보드(701B) 유저 인터페이스는 습관적 서비스의 성능; 광고 프리젠테이션 통계치; 플레이어와 게임 서버 사이의 응답의 관점에서의 게임 앱 액세스 및 서비스 품질; 서비스 액세스, 클라우드 기반의 VR 서버와 유저 구글 사이의 레이턴시의 관점에서의 가상 현실 실시간 서비스 성능 등을 포착하기 위해 ASMS에 의해 모니터링된다.
3. 방송 스테레오 오디오 앱(701C) 품질이 모니터링되고 신호 대 노이즈비가 소정의 값 아래로 열화되면, 그것은 경고와 함께 ASMS 시스템으로 보고된다.
4. 애플리케이션 암호화 시스템(701D) 단대단 성능 및 개인 키 관리가 모니터링되고 ASMS로 보고된다.
5. 논리 포트 6, 14-16, 18-29 및 미래의 포트 129-512를 통과하는 음성 통화 및 고속 데이터 앱(701E)이 모니터링되고 네트워크를 통한 클라이언트 호스트와 서버 호스트 사이에서의 그들의 레이턴시가 모니터링된다. 다음과 같은 성능 통계치:
- 호스트 사이의 앱 요청 프로세스 시간
- 다운로드 시간
- 서비스 중단
- 음성 통화 품질
- BER
6. 논리 포트 2, 3, 4 및 5를 통과하는 개인 소셜 미디어, 클라우드, 인포테인먼트, 및 인포메일은, 서비스 품질, 앱 성능 통계치, 및 전체 서비스 가용성 및 가동 시간에 대해 지속적으로 모니터링된다.
7. ASMS 보안 관리: ASMS 시스템에 대한 액세스는 세 곳의 GNCC 내의 Attobahn 보안 관리 부서에 의해 관리된다. 액세스 목록, 유저 인증, 및 시스템 사용의 레벨은 본 발명의 실시형태인 Attobahn 보안 관리 시스템(708)을 통해 제공된다.
ASMS는 Attobahn 앱 및 보안 디렉토리, APPI, 및 논리 포트로부터의 정보를 모니터링하고 네트워크를 통한 서비스의 품질을 결정하기 위해 이들 정보 입력으로부터 성능 통계치를 밝혀낸다.
이동국 네트워크 관리 시스템
도 53은 본 발명의 실시형태인 이동국 네트워크 관리 시스템(RNMS)(702)을 도시한다. RNMS는 세 곳의 GNCC에 위치되며, V 이동국, 나노 이동국, 및 아토 이동국의 실시간 성능을 원격으로 구성, 제어, 및 모니터링하기 위해 기술자에 의해 사용된다.
RNMS는 다음의 기능성을 가지고 설계된다:
1. IWIC 칩(702A) 성능을 보고하기 위해, 초당 스위칭되는 셀; 평균 버퍼 용량 활용; MAST 메모리 활용; 동작 온도; 등등과 같은 통계치가 포착되어 APPI ANMP 논리 포트를 통해 RNMS로 전송된다.
2. 구성 관리(702B): 12 포트 스위치를 구성하는 능력; 유저 인터페이스 포트 속도 관리; 포트 전기 인터페이스 타입; WiFi/WiGi 시스템 구성 및 관리.
3. 셀 스위치(702C) 경고 및 성능 보고. BER 레벨, 셀 어드레스가 손상된 셀 어드레스, 버퍼 오버플로우, 클럭 동기화 위상 시프트 및 지터; 등등이 포착되어 APPI ANMP 논리 포트.45를 통해 GNCC의 RNMS로 보고된다.
4. 셀 테이블(702D)은 구성, 및 스위칭 성능 모니터링 및 경고 보고를, 이들 파라미터가 미리 정의된 파라미터 아래로 떨어지는 경우, 업데이트한다.
5. TDMA ASM(702E) 구성, 성능 관리 및 경고 보고.
6. 암호화 시스템(702F) 단대단 링크 성능 및 개인 키 관리가 모니터링되고 RNMS로 보고된다.
7. 클럭 시스템(702G) 구성, 관리, 및 성능 통계치가 허용되고, 포착되고, 보고된다. 사전 정의된 파라미터를 기반으로 하는 신호 대 노이즈비, 클럭 슬립, 및 클럭 지터 명세와 같은 성능 정보.
8. 모뎀 및 RF 송신/수신 시스템(702H) 구성, 관리, 및 성능 통계치가 허용되고, 포착되고 보고된다. 신호 대 노이즈(S/N) 명세; BER; 등등, 및 관련된 경고 및 회로부 고장 보고와 같은 성능 정보.
9. CPU 프로세서(702I) 관리 및 경고 보고. 각각의 이동국으로부터의, CPU 활용; 메모리 활용; 사용 중인 프로세스; 가동 시간; 사용 중인 서비스; 소셜 미디어 메모리 활용; 사용중인 프로세서, 캐시 활용; 속도; 등등과 같은 성능 정보가 GNCC에 위치되는 RNMS로 제출될 것이다.
10. 클라우드 스토리지(702K) 구성 및 관리 메모리 활용; 인포메일 스토리지, 소셜 미디어 스토리지; 전화 연락처 스토리지; 영화/비디오 스토리지; 등등과 같은 성능 데이터가 GNCC의 RNMS로 전송된다.
11. 전력 공급 장치(702K) 성능 모니터링 및 백업 관리.
12. RNMS 보안 관리(702L): RNMS 시스템에 대한 액세스는 세 곳의 GNCC 내의 Attobahn 보안 관리 부서에 의해 관리된다. 액세스 목록, 유저 인증, 및 시스템 사용의 레벨은 본 발명의 실시형태인 Attobahn 보안 관리 시스템(708)을 통해 제공된다.
이동국 네트워크 관리 시스템
도 54는 본 발명의 실시형태인 프로토닉 네트워크 관리 시스템(PNMS)(703)을 도시한다. PNMS는 세 곳의 GNCC에 위치되며, 프로토닉 스위치의 실시간 성능을 원격으로 구성, 제어, 및 모니터링하기 위해 기술자에 의해 사용된다.
PNMS는 다음의 기능성을 가지고 설계된다:
1. IWIC 칩(703A) 성능을 보고하기 위해, 초당 스위칭되는 셀; 평균 버퍼 용량 활용; MAST 메모리 활용; 동작 온도; 등등과 같은 통계치가 포착되어 APPI ANMP 논리 포트를 통해 PNMS로 전송된다.
2. 구성 관리(703B): 16×1 TBps 포트 스위치를 구성하는 능력; 로컬 V 이동국 유저 인터페이스 포트 속도 관리; 포트 전기 인터페이스 타입; WiFi/WiGi 시스템 구성 및 관리.
3. 셀 스위치(703C) 경고 및 성능 보고. BER 레벨, 셀 어드레스가 손상된 셀 어드레스, 버퍼 오버플로우, 클럭 동기화 위상 시프트 및 지터; 등등이 포착되어 APPI ANMP 논리 포트.45를 통해 GNCC의 PNMS로 보고된다.
4. 셀 테이블(703D)은 구성, 및 스위칭 성능 모니터링 및 경고 보고를, 이들 파라미터가 미리 정의된 파라미터 아래로 떨어지는 경우, 업데이트한다.
5. TDMA ASM(703E) 구성, 성능 관리 및 경고 보고.
6. 암호화 시스템(703F) 단대단 링크 성능 및 개인 키 관리가 모니터링되고 PNMS로 보고된다.
7. 클럭 시스템(703G) 구성, 관리, 및 성능 통계치가 허용되고, 포착되고, 보고된다. 사전 정의된 파라미터를 기반으로 하는 신호 대 노이즈비, 클럭 슬립, 및 클럭 지터 명세와 같은 성능 정보.
8. 모뎀 및 RF 송신/수신 시스템(703H) 구성, 관리, 및 성능 통계치가 허용되고, 포착되고 보고된다. 신호 대 노이즈(S/N) 명세; BER; 등등, 및 관련된 경고 및 회로부 고장 보고와 같은 성능 정보.
9. CPU 프로세서(703I) 관리 및 경고 보고. 각각의 프로토닉 스위치로부터의, CPU 활용; 메모리 활용; 사용 중인 프로세스; 가동 시간; 사용 중인 서비스; 소셜 미디어 메모리 활용; 사용중인 프로세서, 캐시 활용; 속도; 등등과 같은 성능 정보가 GNCC에 위치되는 PNMS로 제출될 것이다.
10. 클라우드 스토리지(703K) 구성 및 관리 메모리 활용; 인포메일 스토리지, 소셜 미디어 스토리지; 전화 연락처 스토리지; 영화/비디오 스토리지; 등등과 같은 성능 데이터가 GNCC의 PNMS로 전송된다.
11. 전력 공급 장치(703K) 성능 모니터링 및 백업 관리.
12. PNMS 보안 관리(703L): PNMS 시스템에 대한 액세스는 세 곳의 GNCC 내의 Attobahn 보안 관리 부서에 의해 관리된다. 액세스 목록, 유저 인증, 및 시스템 사용의 레벨은 본 발명의 실시형태인 Attobahn 보안 관리 시스템(708)을 통해 제공된다.
핵 네트워크 관리 시스템
도 55는 본 발명의 실시형태인 핵 네트워크 관리 시스템(NNMS)(704)을 도시한다. NNMS는 세 곳의 GNCC에 위치되며, 프로토닉 스위치의 실시간 성능을 원격으로 구성, 제어, 및 모니터링하기 위해 기술자에 의해 사용된다.
NNMS는 다음의 기능성을 가지고 설계된다:
1. IWIC 칩(704A) 성능을 보고하기 위해, 초당 스위칭되는 셀; 평균 버퍼 용량 활용; MAST 메모리 활용; 동작 온도; 등등과 같은 통계치가 포착되어 APPI ANMP 논리 포트를 통해 NNMS로 전송된다.
2. 구성 관리(704B): 96×1 TBps 포트 스위치를 구성하는 능력; 포트 속도 관리; 및 포트 시스템 구성 및 관리.
3. 셀 스위치(704C) 경고 및 성능 보고. BER 레벨, 셀 어드레스가 손상된 셀 어드레스, 버퍼 오버플로우, 클럭 동기화 위상 시프트 및 지터; 등등이 포착되어 APPI ANMP 논리 포트.45를 통해 GNCC의 NNMS로 보고된다.
4. 셀 테이블(704D)은 구성, 및 스위칭 성능 모니터링 및 경고 보고를, 이들 파라미터가 미리 정의된 파라미터 아래로 떨어지는 경우, 업데이트한다.
5. TDMA ASM(704E) 구성, 성능 관리 및 경고 보고.
6. 암호화 시스템(704F) 단대단 링크 성능 및 개인 키 관리가 모니터링되고 NNMS로 보고된다.
7. 클럭 시스템(704G) 구성, 관리, 및 성능 통계치가 허용되고, 포착되고, 보고된다. 사전 정의된 파라미터를 기반으로 하는 신호 대 노이즈비, 클럭 슬립, 및 클럭 지터 명세와 같은 성능 정보.
8. 모뎀 및 RF 송신/수신 시스템(704H) 구성, 관리, 및 성능 통계치가 허용되고, 포착되고 보고된다. 신호 대 노이즈(S/N) 명세; BER; 등등, 및 관련된 경고 및 회로부 고장 보고와 같은 성능 정보.
9. CPU 프로세서(704I) 관리 및 경고 보고. 각각의 핵 스위치로부터의, CPU 활용; 메모리 활용; 사용 중인 프로세스; 가동 시간; 사용 중인 서비스; 소셜 미디어 메모리 활용; 사용중인 프로세서, 캐시 활용; 속도; 등등과 같은 성능 정보가 GNCC에 위치되는 NNMS로 제출될 것이다.
10. 클라우드 스토리지(704K) 구성 및 관리 메모리 활용; 인포메일 스토리지, 소셜 미디어 스토리지; 전화 연락처 스토리지; 영화/비디오 스토리지; 등등과 같은 성능 데이터가 GNCC의 NNMS로 전송된다.
11. 전력 공급 장치(704K) 성능 모니터링 및 백업 관리.
12. NNMS 보안 관리(704L): NNMS 시스템에 대한 액세스는 세 곳의 GNCC 내의 Attobahn 보안 관리 부서에 의해 관리된다. 액세스 목록, 유저 인증, 및 시스템 사용의 레벨은 본 발명의 실시형태인 Attobahn 보안 관리 시스템(708)을 통해 제공된다.
밀리미터파 RF 관리 시스템
도 56은 본 발명의 실시형태인 밀리미터파 RF 관리 시스템(Millimeter Wave RF Management System: MRMS)(705)을 도시한다. MRMS는 세 곳의 GNCC에 위치되며 다음과 같은 기능성을 가지고 설계된다:
1. V 이동국 밀리미터파 RF(705A) 송신기 증폭기 출력 전력 레벨이 모니터링되고 ANMP 논리 포트를 통해 GNCC의 MRMS로 보고된다. V 이동국 RF 수신기 저노이즈 증폭기(LNA)의 신호 대 노이즈(S/N)비는 MRMS에 의해 모니터링되고 그것이 소정의 임계치 아래로 떨어지면, 그것이 장애 지점까지 열화하기 이전에 GNCC 기술자가 문제를 고칠 조취를 취하도록 경고가 생성된다.
2. 나노 이동국 밀리미터파 RF(705B) 송신기 증폭기 출력 전력 레벨은 모니터링되어 ANMP 논리 포트를 통해 GNCC의 MRMS로 보고된다. 나노 이동국 RF 수신기 저노이즈 증폭기(LNA)의 신호 대 노이즈(S/N)비는 MRMS에 의해 모니터링되고 그것이 소정의 임계치 아래로 떨어지면, 그것이 장애 지점까지 열화하기 이전에 GNCC 기술자가 문제를 고칠 조취를 취하도록 경고가 생성된다.
3. 아토 이동국 밀리미터파 RF(705C) 송신기 증폭기 출력 전력 레벨은 모니터링되어 ANMP 논리 포트를 통해 GNCC의 MRMS로 보고된다. 아토 이동국 RF 수신기 저노이즈 증폭기(LNA)의 신호 대 노이즈(S/N)비는 MRMS에 의해 모니터링되고 그것이 소정의 임계치 아래로 떨어지면, 그것이 장애 지점까지 열화하기 이전에 GNCC 기술자가 문제를 고칠 조취를 취하도록 경고가 생성된다.
4. 프로토닉 스위치 밀리미터파 RF(705D) 송신기 증폭기 출력 전력 레벨은 모니터링되어 ANMP 논리 포트를 통해 GNCC의 MRMS로 보고된다. 프로토닉 스위치 RF 수신기 저노이즈 증폭기(LNA)의 신호 대 노이즈(S/N)비는 MRMS에 의해 모니터링되고 그것이 소정의 임계치 아래로 떨어지면, 그것이 장애 지점까지 열화하기 이전에 GNCC 기술자가 문제를 고칠 조취를 취하도록 경고가 생성된다.
5. 핵 스위치 밀리미터파 RF(705E) 송신기 증폭기 출력 전력 레벨은 모니터링되어 ANMP 논리 포트를 통해 GNCC의 MRMS로 보고된다. 핵 스위치 RF 수신기 저노이즈 증폭기(LNA)의 신호 대 노이즈(S/N)비는 MRMS에 의해 모니터링되고 그것이 소정의 임계치 아래로 떨어지면, 그것이 장애 지점까지 열화하기 이전에 GNCC 기술자가 문제를 고칠 조취를 취하도록 경고가 생성된다.
6. GYRO(자이로) TWA 붐 박스(Boom Box)(705F) 고전력 튜브, 캐소드 및 콜렉터 섹션 회로부 성능 및 온도 제어 동작 명세가 MRMS에 의해 모니터링된다. MRMS는 TWA 수 냉각 시스템을 모니터링하고 GNCC에 유체 온도를 보고한다.
7. 자이로 TWA 붐 박스(705G) 고전력 튜브, 캐소드 및 콜렉터 섹션 회로부 성능 및 온도 제어 동작 명세가 MRMS에 의해 모니터링된다. MRMS는 TWA 수 냉각 시스템을 모니터링하고 GNCC에 유체 온도를 보고한다.
8. 윈도우 마운트 mmW 180도 혼 안테나 리피터 RF 증폭기(Window Mount mmW 180-Degree Horn Antenna Repeater RF Amplifier)(705H) 신호 대 노이즈(S/N)비는 GNCC의 MRMS에 의해 모니터링된다.
9. 도어/벽 마운트 mmW 20-60도 혼 안테나 리피터 RF 증폭기(705I) 신호 대 노이즈(S/N)비는 GNCC의 MRMS에 의해 모니터링된다.
10. 도어/벽 마운트 mmW 180도 혼 안테나 리피터 RF 증폭기(705J) 신호 대 노이즈(S/N)비는 GNCC의 MRMS에 의해 모니터링된다.
11. 자이로 TWA 붐 박스 및 미니 붐 박스 전력 공급 장치(705K) 성능 모니터링 및 백업 관리 정보가 GNCC의 MRMS로 전송된다.
12. MRMS 보안 관리(705L): NRMS 시스템에 대한 액세스는 세 곳의 GNCC 내의 Attobahn 보안 관리 부서에 의해 관리된다. 액세스 목록, 유저 인증, 및 시스템 사용의 레벨은 본 발명의 실시형태인 Attobahn 보안 관리 시스템(708)을 통해 제공된다.
송신 시스템 관리 시스템
도 57은, 본 발명의 실시형태인, 송신 시스템 관리 시스템(Transmission System Management System: TSMS)(706)이 세 곳의 GNCC에 위치되는 것을 도시한다. TSMS의 기능적 성능은 다음과 같다:
1. OC-768 광섬유 단자(Fiber Optic Terminal: FOT)에게 구성 관리 및 성능 통계치 보고 메시징을 공급하는 디지털 40 GBps 링크 사이의 독립형 링크 암호화 40 GBps 디바이스(706A)는 TSMS에 의해 제어된다. 이들 독립형 암호화 디바이스 운영 성능 경고 메시지는 TSMS에 의해 포착될 것이다.
2. 광섬유 단자(FOT)(706B) 구성 및 경고 보고 정보는 TSMS에 의해 제어될 것이다. TSMS는 BER, 버퍼 과부하, 클럭 슬립, 및 네트워크 링크 운전 중지를 모니터링할 것이고, 이것은 그들이 네트워크 운전 중지가 되기 이전에 GNCC의 기술자가 저하된 시스템 및 시설을 사전 대책으로 고치는 것을 허용할 것이다.
3. 핵 스위치 및 인터넷을 인터페이싱하는 게이트웨이 라우터(706C)는 GNCC의 TSMS에 의해 구성 및 관리된다.
4. FOT를 제공받는 광파 멀티플렉서(Optical Wave Multiplexer)(706D)는 GNCC의 TSMS에 의해 구성되고 관리된다.
5. TSMS 보안 관리(706E): TSMS 시스템에 대한 액세스는 세 곳의 GNCC 내의 Attobahn 보안 관리 부서에 의해 관리된다. 액세스 목록, 유저 인증, 및 시스템 사용의 레벨은 본 발명의 실시형태인 Attobahn 보안 관리 시스템(708)을 통해 제공된다.
클럭킹 및 동기화 관리 시스템
도 58은 세 곳의 GNCC에 위치되는 본 발명의 실시형태인 Attobahn 클럭킹 및 동기화 관리 시스템(Clocking & Synchronization Management System: CSMS)(707)을 예시한다. CSMS는 다음의 기능적 성능을 가지고 설계된다:
1. 세슘 빔 발진기(Cesium Beam Oscillator)(707A)는 CSMS에 의해 구성, 제어 및 관리된다. CSMS는 발진기 시스템 클럭 출력 안정성, 온도 제어를 실시간으로 모니터링하고 클럭 정확도 안정성을 추적한다. 클럭 안정성이 미리 정의된 레벨 아래로 떨어지면, CSMS는 시스템 저하 경고를 수신한다.
2. 클럭킹 분배 시스템(Clocking Distribution System: CDS)(707B)은 CSMS에 의해 구성, 제어 및 관리된다. CDS로부터의 경고 메시지는, GNCC에 함께 배치되는 CSMS로 전송된다.
3. 중복 및 다양한 GPS 수신기(707C)는 CSMS에 의해 구성, 제어 및 관리된다. GPS 시스템으로부터의 경고 메시지는 GNCC에 함께 배치되는 CSMS로 전송된다.
4. 글로벌 게이트웨이 핵 스위치 및 전국적 FOT(707D) 및 광파 멀티플렉서는, 세슘 빔 GPS 기준 클럭킹 시스템에 의해 공급받는 네트워크의 제1 페이즈(phase)이다. 이들 글로벌 및 전국적 레벨의 시스템 클럭킹 및 동기화는 실시간으로 모니터링되고 그들의 클럭 안정성은 CSMS에 의해 연속적으로 추적된다. 이들 클럭 신호의 안정성이 열화되면, 경고가 생성되어 CSMS로 전송된다.
5. 클럭킹 및 동기화 시스템 주 및 백업 전력 공급 장치(707E)는 CSMS에 의해 모니터링된다. 전력 공급 장치의 성능이 열화되면, 경고 메시지가 CSMS로 전송된다.
6. CSMS 보안 관리(706E): CSMS 시스템에 대한 액세스는 세 곳의 GNCC 내의 Attobahn 보안 관리 부서에 의해 관리된다. 액세스 목록, 유저 인증, 및 시스템 사용의 레벨은 본 발명의 실시형태인 Attobahn 보안 관리 시스템(708)을 통해 제공된다.
Attobahn 밀리미터파 RF 시스템 아키텍처
도 59는, 본 발명의 실시형태인, Attobahn 밀리미터파(mmW) 무선 주파수(RF) 송신 아키텍처(1000)를 도시한다. Attobahn mmW RF 아키텍처는 고주파 전자기 무선 신호에 기초하며, 밀리미터파 대역의 울트라 하이 엔드에서 그리고 적외선 대역 안에서 동작한다. 주파수 대역은, 밀리미터파 스펙트럼의 상단에서 그리고 적외선 스펙트럼 안으로의, 대략 30 내지 3300 기가헤르쯔(GHz) 범위(1006) 범위이다. 200 내지 3300㎓ 사이의 이 대역의 상단은 일반적으로 사용되는 FCC 동작 대역 외부에 있고, 따라서 바이럴 분자 네트워크가 자신의 테라비트 디지털 스트림에 대해 넓은 대역폭을 활용하는 것을 허용하게 된다.
Attobahn RF 송신 시스템 아키텍처(1000)가 도 58에 도시되어 있다. 아키텍처는 다음의 RF 레이어로 구성된다:
1. 레이어 I: Attobahn 바이럴 궤도 차량(V 이동국, 나노 이동국, 및 아토 이동국) RF 시스템(1001).
2. 레이어 II: 프로토닉 스위치 RF 시스템(1002).
3. LAYER III: 핵 스위치 RF 시스템(1003).
4. LAYER IV: 붐 박스 레이어(1004)(미니 붐 박스) 및 1005(붐 박스)로 칭해지는, 초고전력(Ultra High Power: UHP) 자이로 진행파 튜브 증폭기(Traveling Wave Tube Amplifier: TWA) RF 시스템.
Attobahn mmW 전략적 송신 기반 구조
Attobahn RF 송신 시스템 아키텍처 레이어 I 내지 III은, 도 60에서 예시되는 바와 같이, 레이어 IV인, 붐 박스 레이어(1005)로 칭해지는 초고전력(UHP) 자이로 진행파 튜브 증폭기(TWA) RF 시스템 상에 놓인다. 붐 박스(1004 및 1005) 레이어는 다른 세 개의 RF 송신 층에 공통이다.
본 발명의 실시형태인 도 60에서 예시되는 바와 같이, 이동국(1001) RF 신호는, 자이로 TWA 미니 붐 박스의 그리드(1004A) 내의 각각의 자이로 TWA 미니 붐 박스 RF(1004) 수신기에 의해 수신되고 1.5 와트 내지 100 와트로 증폭된다. 이들 증폭된 RF 신호는 재송신되고 붐 박스 그리드(1005A) 내의 더 큰 UHP 자이로 TWA 붐 박스(1005)에 의해 수신되는데, 여기서, 그들은 10,000 와트까지 더 증폭된다. 이들 UHP RF 신호는, 프로토닉 스위치 그 UHP 자이로 TWA 붐 박스 그리드(1005A) 내의 임의의 곳의 다른 이동국 RF 시스템(1001) 및 RF 시스템(1002)으로 재송신된다.
프로토닉 스위치 RF 시스템(1002)은 mmW RF 신호를 수신한다. 이들 스위치는 I-Q QAM 신호를 그들의 원래의 고속 디지털 신호로 복조하고, 그들을 TDMA ASM으로 전송하는데, 여기서, TDMA 시간 슬롯 및 후속하는 ASM OTS는 디멀티플렉싱되고 데이터 스트림은 셀 스위치로 공급된다. 셀 스위치는, 핵 스위치로 고용량 링크를 공급하는 그들의 적절한 포트로 고속 셀을 분배한다. 프로토닉 스위치 RF 증폭기는 mmW 신호를, 자신의 분자 도메인 역할을 하는 미니 박스 그리드(1004A)로 송신한다. 자이로 TWA 미니 붐 박스(1004A)는 mmW RF 신호를 수신, 증폭하고 UHP 자이로 TWA 붐 박스 그리드(1005A)로 재송신한다. 붐 박스는 RF 신호를 핵 스위치로 재송신한다.
도시 및 교외의 고전력 mmW 송신 그리드로의 미니 붐 박스 및 붐 박스의 전략적 구성은, Attobahn mmW 네트워크 기반 구조의 신뢰성 성능의 핵심이다.
mmW RF 고전력 그리드 매트릭스
도 61은, 본 발명의 실시형태인, Attobahn mmW 고전력 그리드 매트릭스(High Power Grid Matrix: HPGM)(1000)를 예시한다. HPGM은 그 주 목표로서 단대단 서비스 안정성을 가지도록 설계 및 디자인되었다. Attobahn mmW HPGM 기술 전략은, mmW 송신과 관련되는 자연 대기 감쇠 현상을 완화하기 위해, 이들 정교한 RF 신호의 전력 레벨을 높게 유지한다. 이 현상의 물리적 현상을 해결하기 위해, HPGM은, ¼ 마일 도시 및 교외 거리 블록을 포화시키는 미니 붐 박스 그리드(1004A) 출력 전력을 가지고 설계되며, UHP 붐 박스 그리드(1005A)는 도시 및 교외 지역 주변의 5 마일 그리드를 지배하는 전력을 출력한다.
자이로 TWA 미니 붐 박스(1004) 및 자이로 TWA 붐 박스(1005)는 mmW 신호를 각각 1.5에서부터 10,000 와트로 각각 증폭한다. 이동국 RF 시스템(1001), 프로토닉 스위치 RF 시스템(1002), 및 핵 스위치 RF 시스템(1003)으로부터의 mmW RF 신호는 300 피트 내지 ¼ 마일 매트릭스 내에서 미니 붐 박스의 더 작은 그리드 안으로 배치되고, 이들 그리드 내의 모든 이동국은 각각 이 배열에서 서로 쉽게 통신할 수 있다.
¼ 마일 내지 5 마일 매트릭스를 커버하는 더 큰 붐 박스 그리드는, 이동국, 프로토닉 스위치, 및 핵 스위치 RF 신호의 더 낮은 송신 전력이, 더 멀리 나아가는 것을 허용하고 99.9 % 신뢰성 백분율에서 기능하도록 전체 네트워크에 대해 신뢰 가능한 신호 강도를 제공한다. 도 59, 도 60, 도 69, 도 71 및 도 73에서 도시되는 바와 같이, 백본 자이로 TWA 붐 박스를 사용하는 것에 의해 mmW RF 송신이 아주 긴 거리까지 증가된다. 이 엔지니어링 HPGM 아키텍처는 Attobahn 바이럴 분자 네트워크의 동작에 대해 필수적이다.
자이로 TWA 시스템
Attobahn 네트워크는 각각 미니 붐 박스 및 붐 박스로 칭해지는 자이로 TWA 고전력 및 초고전력 mmW 증폭기를 활용한다. 이들 자이로 TWA는, 실리콘 및 GAN 타입 증폭기와 비교하여, 그들이 더 먼 거리에서 mmW 파의 전달을 보장하는 그러한 방식으로 분배 및 연결된다.
본 발명의 실시형태인 도 62는, 자이로 TWA(1004 및 1005)의 엔지니어링 설계 구성, 그들의 지상 위성형 리피터 배치의 연결 방법, 및 그들의 혼 안테나 구조(1004B 및 1004C)를 도시한다. 미니 붐 박스 및 붐 박스는 빌딩 루프(roof), 하우스 루프, 유틸리티 폴(utility pole: 전신주), 유틸리티 타워 등에 전략적으로 위치된다.
TWA의 전략적 위치는, 그들이 이동국, 프로토닉 스위치, 및 핵 스위치로부터 mmW RF 신호를 수신하는 것 및 이들 증폭된 신호를 이들 디바이스로 재송신하는 것을 허용한다. 각각의 TWA는, 이동국(200), 프로토닉 스위치(200), 및 핵 스위치(300)로부터 mmW RF 신호(1000A)를 수신하는 LNA mmW 수신기(1005B)를 수반한다. 도 62에서 도시되는 바와 같이, 자이로 TWA 붐 박스(1005)에 이들 신호를 공급한다. 신호는 증폭되고 mmW 도파관(1005D)을 통과한 이후 360도 피드 혼(1005C)으로 전송된다.
자이로 TWA 미니 붐 박스는, 이동국(200), 프로토닉 스위치(300), 및 핵 스위치(400)로부터 mmW RF 신호(1000A)를 수신하는 mmW LNA RF 수신기(1004B)를 갖추고 있다. 도 62에서 도시되는 바와 같이 자이로 TWA 미니 붐 박스(1004)로 신호를 공급한다. 신호는 증폭되고 mmW 도파관(1004D)을 통과한 이후 360도 피드 혼(1004C)으로 전송된다.
*본 발명의 실시형태인 도 62에서 도시되는 바와 같이, 이동국(220), 프로토닉 스위치(328), 및 핵 스위치(428) mmW 송신기 증폭기(220)는 30㎓ 내지 3300㎓의 주파수 범위를 핸들링한다. LNA 수신기는, 그들의 수신된 신호의 S/N에 따라, 붐 박스 및 미니 박스로부터 UHP mmW RF 신호를 수신한다. LNA 수신기는, 자신이 수신하여 자신의 QAM 복조기로 전달하는 더 강한 신호를 선택하도록 설계된다.
Attobahn mmW RF 4-8K TV 및 HD 라디오 방송 서비스
4-8K TV 방송
도 63은, 본 발명의 실시형태인, Attobahn mmW TV 및 라디오 방송 송신 네트워크 기반 구조를 도시한다. 4-8K TV 방송 서비스 앱(110)은 아토 이동국 APPI 논리 포트 10으로 전송된다. 자신의 4-8K TV 카메라(100TV)로부터의 4-8K TV 방송 디지털 스트림은, 10 GBps에서 아토 이동국(200)으로 클럭킹된다. 셀 스위치는 자신의 mmW RF 송신기(220)를 통해 방송 TV를 전송한다.
아토 이동국 RF 송신 신호(1000A)는 자이로 TWA 미니 붐 박스(1004)로 전송되는데, 여기서, 그것은 증폭되고 자이로 TWA 붐 박스(1005)로 재송신된다. 붐 박스는 TV 방송 신호를 증폭하고 그것을 10,000 와트에서 주변 영역으로 송신한다. 그 방송 그리드 내의 임의의 V 이동국, 나노 이동국, 또는 아토 이동국은 방송 TV 신호를 수신할 수 있다.
4-8K TV 방송 신호 송신 범위는, 본 발명의 실시형태인 도 60, 도 61, 도 70, 도 72 및 도 74에서 예시되는 Attobahn 백본 자이로 TWA UHP 붐 박스 광고를 통해 그것을 공급하는 것에 의해 수 마일 연장된다.
방송 영화, 비디오, 라이브 3D 스포츠 및 콘서트
도 63은, 본 발명의 실시형태인, Attobahn mmW TV 및 영화, 비디오, 및 3D 라이브 스포츠 및 라이브 콘서트 방송 송신 네트워크 기반 구조를 도시한다. 영화, 비디오, 및 라이브 스포츠 및 라이브 콘서트 방송 서비스 앱(121,122,111 및 124)은 아토 이동국 APPI 논리 포트 21, 22, 11 및 24로 전송된다. 각각 자신의 영화 및 비디오 서버, 및 라이브 스포츠 및 라이브 콘서트 피드(100MV, 100VD, 100SP 및 100LC)로부터의 4-8K 영화, 비디오, 및 3D 라이브 4-8K 비디오 및 수반하는 HD 오디오 방송 디지털 스트림은 신호당 10 GBps에서 아토 이동국(200)으로 클럭킹된다. 셀 스위치는 영화 및 비디오 서버, 및 라이브 스포츠 및 라이브 콘서트 피드 방송 신호를 자신의 mmW RF 송신기(220)를 통해 전송한다.
아토 이동국 RF 송신 신호(1000A)는 자이로 TWA 미니 붐 박스(1004)로 전송되는데, 여기서, 그것은 증폭되고 자이로 TWA 붐 박스(1005)로 재송신된다. 붐 박스는 mmW TV 및 영화, 비디오, 및 3D 라이브 스포츠 및 라이브 콘서트 방송 신호를 증폭하고 그들을 10,000 와트로 주변 영역으로 송신한다. 그 방송 그리드 내의 임의의 V 이동국, 나노 이동국, 또는 아토 이동국은 방송 TV 신호를 수신할 수 있다.
자신의 영화 및 비디오 서버, 및 라이브 스포츠 및 라이브 콘서트 방송 신호로부터의 4-8K 영화, 비디오, 및 라이브 4-8K 비디오 및 수반하는 HD 오디오 방송 디지털 스트림 송신 범위는 본 발명의 실시형태인 도 60, 도 61, 도 70, 도 72 및 도 74에서 예시되는 Attobahn 백본 자이로 TWA UHP 붐 박스 광고를 통해 그들을 공급하는 것에 의해 수 마일 연장된다.
HD 오디오 라디오 방송
도 63은, 본 발명의 실시형태인, Attobahn mmW TV 및 라디오 방송 송신 네트워크 기반 구조를 도시한다. HD(44 KHz-96 KHz) 오디오 라디오 방송 서비스 앱(120)은 아토 이동국 APPI 논리 포트 20으로 전송된다. 라디오 방송국 아나운서(100RD)로부터의 HD 오디오 라디오 방송 디지털 스트림은 10 GBps에서 아토 이동국(200)로 클럭킹된다. 셀 스위치는 자신의 mmW RF 송신기(220)를 통해 방송 라디오 신호를 전송한다.
아토 이동국 RF 송신 신호(1000A)는 자이로 TWA 미니 붐 박스(1004)로 전송되는데, 여기서, 그것은 증폭되고 자이로 TWA 붐 박스(1005)로 재송신된다. 붐 박스는 HD 오디오 방송 신호를 증폭하고 그것을 10,000 와트에서 주변 영역으로 송신한다. 그 방송 그리드 내의 임의의 V 이동국, 나노 이동국, 또는 아토 이동국은 HD 오디오 방송 신호를 수신할 수 있다.
HD 오디오 방송 신호 송신 범위는, 본 발명의 실시형태인 도 60, 도 61, 도 70, 도 72 및 도 74에서 예시되는 Attobahn 백본 자이로 TWA UHP 붐 박스 광고를 통해 그것을 공급하는 것에 의해 수 마일 연장된다.
이동국, 프로토닉 스위치, 핵 스위치 RF 설계
RF 아키텍처 기반 구조 그리드 네트워크 설계가 도 60에 도시되어 있다. 본 발명의 실시형태인 도 40, 도 34, 도 29 및 도 25에서 예시되는 바와 같이, 바이럴 궤도 차량(V 이동국, 나노 이동국 및 아토 이동국)의 RF 섹션, 프로토닉 스위치, 및 핵 스위치는, RF 송신기 및 수신기 각각으로 그리고 각각으로부터 자신의 다수의 40 GBps 내지 1 TBps의 디지털 기저 대역에 대해 광대역 64 ~ 4096 비트 직교 진폭 변조(QAM) 변조기를 사용한다.
자이로 TWA 미니 붐 박스 및 붐 박스의 조합과 함께, 이동국, 프로토닉 스위치, 및 핵 스위치 RF 송신기 출력 전력은, 복조기로부터의 복원된 디지털 스트림이 1,000,000,000분의 1 내지 1,000,000,000,000분의 1의 비트 에러율(BER) 범위(즉, 매 10억 내지 1조 비트마다 각각 하나의 에러) 내에 있는 것을 허용하는 데시벨(dB) 레벨을 갖는 디바이스에 의해 RF 신호가 수신되기에 충분히 큰 와트수를 제공한다. 이것은, 데이터 스루풋이 장기적인 기반에 걸쳐 매우 높은 것을 보장한다.
RF 송신 구성 - V 이동국에서 붐 박스로
본 발명의 실시형태인 도 64에서 예시되는 바와 같이, V 이동국은, 4K/8K UHDF TV, 컴퓨팅 디바이스, 스마트 폰, 서버, 게임 시스템, 가상 현실 디바이스 등과 같은 고객의 종단 디바이스에 연결되는 여덟(8) 개의 물리적인 초당 10 기가비트(GBps) 입력/출력 포트를 갖추고 있다. 이들 10 GBps 포트는, 네 개의 64 내지 4096 비트 직교 진폭 변조(QAM)(1001VB) 변조기/복조기(모뎀)에 연결되는 네(4) 개의 40 GBps 집성 디지털 스트림(1001VA)을 갖는 고속 스위치에 연결된다. 네(4) 개의 QAM 변조기 출력 RF 신호의 각각은 30 내지 3300㎓ 범위에서 동작한다.
V 이동국의 네(4) 개의 출력 30 내지 3300㎓ RF 신호는 각각 40 GBps의 대역폭을 갖는다. 네(4) 개의 30 내지 3300㎓ RF 신호는 밀리미터 모놀리식 집적 회로(Millimeter Monolithic Integrated Circuit: MMIC) RF 증폭기(1001VC)를 통해 송신된다. 네(4) 개의 출력 RF 신호는 mmW 360도 무지향성 혼 안테나(1001VD)를 통해 송신된다. RF 신호는 V 이동국으로부터 모든 방향에서 송신되며 미니 붐 박스 및 붐 박스 360도 무지향성 안테나(1004F 및 1004G)에 의해 300 피트 내지 ¼ 마일의 자신의 그리드 내에서 수신된다. 미니 붐 박스 또는 붐 박스에 의해 수신되는 V 이동국 출력 RF 신호는 자이로 TWA 초고전력 증폭기로 공급된다.
미니 붐 박스 자이로 TWA 초고전력(1004) 증폭기는, V 이동국 수신 RF 신호를 1.5 내지 100 와트로 증폭하고, 붐 박스 자이로 TWA 초고전력 증폭기(1005)는 이들 RF 신호를 500 내지 10,000 와트로 증폭한다. 붐 박스 증폭 RF 출력은 360도 무지향성 혼 안테나로 공급된다. 미니 붐 박스 및 붐 박스 그리드의 RF 방사선은 최대 10 마일의 반경 거리를 커버하고, 몇몇 경우에는, 대기 조건에 따라 심지어 더 먼 거리까지 커버한다. 이들 상호 연결된 그리드는 결합되어 교외 지역 주변과 도시 사이에서 수 백 마일을 커버한다.
미니 붐 박스 및 붐 박스로부터의 송신된 RF 신호는, 매우 높은 전력 레벨에서 붐 박스 RF 그리드 내에서 V 이동국, 나노 이동국, 아토 이동국, 및 프로토닉 스위치에 의해 수신된다. 따라서, 붐 박스는 V 이동국, 나노 이동국, 아토 이동국, 프로토닉 스위치, 및 핵 스위치를 증폭시키는 지상 통신 위성 또는 RF 송신 리피터와 같은 역할을 한다. 붐 박스는 빌딩(상업용 또는 선택된 주거용 빌딩) 루프 꼭대기, 통신 타워, 및 공중 드론에 배치된다.
RF 송신 구성 - 나노 이동국에서 붐 박스로
본 발명의 실시형태인 도 65에서 예시되는 바와 같이, 나노 이동국은, 4K/8K UHDF TV, 컴퓨팅 디바이스, 스마트 폰, 서버, 게임 시스템, 가상 현실 디바이스 등과 같은 고객의 종단 디바이스에 연결되는 네(4) 개의 물리적인 초당 10 기가비트(GBps) 입력/출력 포트를 갖추고 있다. 이들 10 GBps 포트는, 두(2) 개의 64 내지 4096 비트 직교 진폭 변조(QAM) 변조기/복조기(모뎀)에 연결되는 두(2) 개의 40 GBps 집성 디지털 스트림(1001NA)을 갖는 고속 스위치에 연결된다. 두(2) 개의 QAM(1001NB) 변조기 출력 RF 신호의 각각은 30 내지 3300㎓ 범위에서 동작한다.
나노 이동국의 두(2) 개의 출력 30 내지 3300㎓ RF 신호는 각각 40 GBps의 대역폭을 갖는다. 두(2) 개의 30 내지 3300㎓ RF 신호는 밀리미터 모놀리식 집적 회로(MMIC) RF 증폭기(1001NC)를 통해 송신된다. 두(2) 개의 출력 RF 신호는 mmW 360도 무지향성 혼 안테나(1001ND)를 통해 송신된다. RF 신호는 나노 이동국으로부터 모든 방향에서 송신되며 미니 붐 박스 및 붐 박스 360도 무지향성 안테나(1004F 및 1005F)에 의해 300 피트 내지 ¼ 마일의 자신의 그리드 내에서 수신된다. 수신기의 출력은 붐 박스 자이로 TWA 초고전력 증폭기로 공급된다.
미니 붐 박스 자이로 TWA 초고전력 증폭기(1004)는, 나노 이동국 수신 RF 신호를 10 내지 500 와트로 증폭하고, 붐 박스 자이로 TWA 초고전력 증폭기(1005)는 이들 RF 신호를 500 내지 10,000 와트로 증폭한다. 붐 박스 증폭 RF 출력은 360도 무지향성 혼 안테나로 공급된다. 미니 붐 박스 및 붐 박스 그리드의 RF 방사선은 최대 10 마일의 반경 거리를 커버하고, 몇몇 경우에는, 대기 조건에 따라 심지어 더 먼 거리까지 커버한다. 이들 상호 연결된 그리드는 결합되어 교외 지역 주변과 도시 사이에서 수 백 마일을 커버한다.
미니 붐 박스 및 붐 박스로부터의 송신된 RF 신호는, 매우 높은 전력 레벨에서 이들 붐 박스 RF 그리드 내에서 나노 이동국, V 이동국, 아토 이동국, 및 프로토닉 스위치 모두에 의해 수신된다. 따라서, 붐 박스는 나노 이동국, V 이동국, 아토 이동국, 프로토닉 스위치, 및 핵 스위치를 증폭시키는 지상 통신 위성 또는 RF 송신 리피터와 같은 역할을 한다. 붐 박스는 빌딩(상업용 또는 선택된 주거용 빌딩) 루프 꼭대기, 통신 타워, 및 공중 드론에 배치된다.
RF 송신 구성 - 아토 이동국에서 붐 박스로
본 발명의 실시형태인 도 66에서 예시되는 바와 같이, 나노 이동국은, 4K/8K UHDF TV, 컴퓨팅 디바이스, 스마트 폰, 서버, 게임 시스템, 가상 현실 디바이스 등과 같은 고객의 종단 디바이스에 연결되는 두(2) 개의 물리적인 초당 10 기가비트(GBps) 입력/출력 포트를 갖추고 있다. 이들 10 GBps 포트는, 두(2) 개의 64 내지 4096 비트 직교 진폭 변조(QAM)(1001AB) 변조기/복조기(모뎀)에 연결되는 두(2) 개의 40 GBps 집성 디지털 스트림(1001AA)을 갖는 고속 스위치에 연결된다. 두(2) 개의 QAM 변조기 출력 RF 신호의 각각은 30 내지 3300㎓ 범위에서 동작한다.
아토 이동국의 두(2) 개의 출력 30 내지 3300㎓ RF 신호는 각각 40 GBps의 대역폭을 갖는다. 두(2) 개의 30 내지 3300㎓ RF 신호는 밀리미터 모놀리식 집적 회로(MMIC) RF 증폭기(1001AC)를 통해 송신된다. 두(2) 개의 출력 RF 신호는 mmW 360도 무지향성 혼 안테나(1001AD)를 통해 송신된다. RF 신호는 아토 이동국으로부터 모든 방향에서 송신되며 미니 붐 박스 및 붐 박스 360도 무지향성 안테나(1004F 및 1005F)에 의해 300 피트 내지 ¼ 마일의 자신의 그리드 내에서 수신된다. 수신기의 출력은 붐 박스 자이로 TWA 초고전력 증폭기로 공급된다.
미니 붐 박스 자이로 TWA 초고전력 증폭기(1004)는, 아토 이동국 수신 RF 신호를 10 내지 500 와트로 증폭하고, 붐 박스 자이로 TWA 초고전력 증폭기(1005)는 이들 RF 신호를 500 내지 10,000 와트로 증폭한다. 붐 박스 증폭 RF 출력은 360도 무지향성 혼 안테나로 공급된다. 미니 붐 박스 및 붐 박스 그리드의 RF 방사선은 최대 10 마일의 반경 거리를 커버하고, 몇몇 경우에는, 대기 조건에 따라 심지어 더 먼 거리까지 커버한다. 이들 상호 연결된 그리드는 결합되어 교외 지역 주변과 도시 사이에서 수 백 마일을 커버한다.
미니 붐 박스 및 붐 박스로부터의 송신된 RF 신호는, 매우 높은 전력 레벨에서 이들 붐 박스 RF 그리드 내에서 아토 이동국, V 이동국, 나노 이동국, 및 프로토닉 스위치에 의해 수신된다. 따라서, 붐 박스는 아토 이동국, V 이동국, 나노 이동국, 프로토닉 스위치, 및 핵 스위치 RF 신호를 증폭시키는 지상 통신 위성 또는 RF 송신 리피터와 같은 역할을 하며 그들을 다시 자신의 그리드 내의 개방 영역으로 재송신한다. 붐 박스는 빌딩(상업용 또는 선택된 주거용 빌딩) 루프 꼭대기, 통신 타워, 및 공중 드론에 배치된다.
RF 레이어 II: 프로토닉 스위치 RF 설계
본 발명의 실시형태인 도 67에서 도시되는 바와 같이, Attobahn 프로토닉 스위치 RF 시스템(1002)은, 자동 조정 변조 기능을 갖는 16개의 모뎀(1002A)을 갖춘 밀리미터파 통신 디바이스인데, 그에 의해, 그것은 64 비트에서부터 4096 비트까지의 범위의 QAM을 사용하여 TDMA ASM 멀티플렉서로부터 16개의 기저 대역 1 TBps 디지털 스트림의 각각을 인코딩(매핑)한다.
모뎀은 RF 통신 링크의 신호대 노이즈비(S/N) 레벨(dBm)에 따라 조정을 행한다. 프로토닉 스위치 수신기는 수신된 RF 신호의 신호 대 노이즈비(S/N) 레벨을 모니터링한다. dBm 레벨이 정의된 임계치 아래로 떨어지면, QAM 모뎀으로 메시지가 공급되어 그것의 비트 인코딩(디매핑)을 그것의 최대 4096 비트로부터 하방으로 64 비트만큼 낮게 감소시키고 상응하여 복조기는 그대로 따라하고 마찬가지로 자신의 비트 디코딩 레벨을 감소시킨다.
Attobahn RF 아키텍처의 각각의 RF 반송파의 대역폭은 반송파 주파수의 대략 10 %이다. 따라서, 240㎓의 자신의 주 반송파 주파수 중 하나에서, 이용 가능한 대역폭은 대략 24㎓일 것이다. 그러므로, 64 내지 4096 QAM 모뎀이 자신의 최대 4096 비트 QAM을 사용하는 자신의 최대 신호 대 노이즈비를 가지면, 10 비트/Hz를 생성하고, 결과적으로, 반송파당 240 GBps의 최대 변조 대역폭으로 나타나게 된다.
프로토닉 스위치는 열 여섯(16) 개의 64 내지 4096 비트 QAM 모뎀을 갖추고 있다. 이들 모뎀의 신호의 각각은 믹서/업 컨버터 30㎓ 내지 3300㎓ RF 반송파 및 대응하는 출력 RF 증폭기(1002B)로 공급된다. 증폭된 출력 RF 신호는 360도 혼 안테나(1002C)를 통해 통신 그리드 영역으로 전파되는데, 여기서, 이들 신호는, 그 통신 그리드 영역을 서비스하는 붐 박스 및 또는 미니 붐 박스 수신기에 의해 수신된다. 미니 붐 박스(1004) 및 붐 박스(1005)는 핵 스위치 RF 신호를 수신하고 그것을 1.5 와트 내지 10,000 와트 사이에서 자이로 TWA 증폭기로 증폭한다. 이들 UHP 증폭기는, 프로토닉 및 핵 스위치와 다양한 통신 디바이스에 의해 수신되도록 RF 신호를 다시 통신 그리드로 재송신한다.
프로토닉 스위치 mmW RF 송신기
본 발명의 실시형태인 도 67에서 도시되는 바와 같이, 프로토닉 스위치 mmW RF 송신기(TX) 스테이지는 MMIC mmW 증폭기(1002B)로 구성된다. 증폭기는, 30㎓에서부터 3300㎓까지의 주파수 범위를 갖는 국부 발진기 주파수(LO)(1002D)가 3㎓ 내지 330㎓ 대역폭 기저 대역 I-Q 모뎀 신호를, RF 30㎓ 내지 3330㎓ 반송파 신호와 혼합하는 것을 허용하는 고주파 업 컨버터 믹서에 의해 공급받는다. 믹서 RF 변조 반송파 신호는 초고주파(30-3300㎓) 송신기 증폭기로 공급된다. MMIC mmW RF TX는 1.5 dB 내지 20 dB의 전력 이득을 갖는다. TX 증폭기 출력 신호는 직사각형 mmW 도파관(1002E)으로 공급된다. 도파관은, 본 발명의 실시형태인, mmW 360도 원형 안테나에 연결된다.
프로토닉 스위치 mmW RF 수신기
본 발명의 실시형태인 도 67은 수신 직사각형 mmW 도파관에 연결되는 mmW 360도 안테나로 구성된 프로토닉 스위치 mmW 수신기(RX) 스테이지를 도시한다. 360도 혼 안테나는 V 이동국, 나노 이동국, 아토 이동국(200), 핵 스위치(400), 및 다른 프로토닉 스위치(300)로부터 유래한 초고전력 재송신 RF 신호를 붐 박스 및 미니 붐 박스로부터 수신한다. mmW 30㎓ 내지 3300㎓ 신호는, 직사각형 도파관을 통해, 최대 30-dB 이득을 갖는 저노이즈 증폭기(LNA)(1002F)로 전송된다.
신호가 LNA를 떠난 이후, 그것은 수신기 대역 통과 필터를 통과하여 고주파 믹서로 공급된다. 고주파 다운 컨버터 믹서는, 30㎓에서부터 3300㎓까지의 주파수 범위를 갖는 국부 발진기 주파수(LO)(1002D)가 I 및 Q 위상 진폭의 30㎓ 내지 3300㎓ 반송파 신호를 다시 3㎓ 내지 330㎓의 기저 대역 대역폭으로 복조시키는 것을 허용한다. 대역폭 기저 대역 I-Q 신호는 64 내지 4096 QAM 복조기(1002G)로 공급되는데, 여기서, 분리된 16개의 I-Q 디지털 데이터 신호는 원래의 단일의 40 GBps 내지 1 TBps 데이터 스트림으로 다시 결합된다. QAM 복조기의 열 여섯(16) 개의 40 GBps 내지 16 TBps 데이터 스트림은 암호 해제 회로부로 그리고 TDMA ASM을 통해 셀 스위치로 공급된다.
RF 레이어 III: 핵 스위치 RF 설계
본 발명의 실시형태인 도 68에서 도시되는 바와 같이, Attobahn 핵 스위치 RF 시스템(1003)은, 자동 조정 변조 기능을 갖는 96개의 모뎀(1003A)을 갖춘 밀리미터파 통신 디바이스인데, 그에 의해, 그것은 64 비트에서부터 4096 비트까지의 범위의 QAM을 사용하여 TDMA ASM 멀티플렉서로부터 96개의 기저 대역 1 TBps 디지털 스트림의 각각을 인코딩(매핑)한다.
모뎀은 RF 통신 링크의 신호대 노이즈비(S/N) 레벨(dBm)에 따라 조정을 행한다. 핵 스위치 수신기는 수신된 RF 신호의 신호 대 노이즈비(S/N) 레벨을 모니터링한다. dBm 레벨이 정의된 임계치 아래로 떨어지면, QAM 모뎀으로 메시지가 공급되어 그것의 비트 인코딩(디매핑)을 그것의 최대 4096 비트로부터 하방으로 64 비트만큼 낮게 감소시키고 상응하여 복조기는 그대로 따라하고 마찬가지로 자신의 비트 디코딩 레벨을 감소시킨다.
Attobahn RF 아키텍처의 각각의 RF 반송파의 대역폭은 반송파 주파수의 대략 10 %이다. 따라서, 240㎓의 자신의 주 반송파 주파수 중 하나에서, 이용 가능한 대역폭은 대략 24㎓일 것이다. 그러므로, 64 내지 4096 QAM 모뎀이 자신의 최대 4096 비트 QAM을 사용하는 자신의 최대 신호 대 노이즈비를 가지면, 10 비트/Hz를 생성하고, 결과적으로, 반송파당 240 GBps의 최대 변조 대역폭으로 나타나게 된다.
핵 스위치는 구십여섯(96) 개의 64 내지 4096 비트 QAM 모뎀을 갖추고 있다. 이들 모뎀의 신호의 각각은 믹서/업 컨버터 30㎓ 내지 3300㎓ RF 반송파 및 대응하는 출력 RF 증폭기(1003B)로 공급된다. 증폭된 출력 RF 신호는 360도 혼 안테나(1003C)를 통해 통신 그리드 영역으로 전파되는데, 여기서, 이들 신호는, 그 통신 그리드 영역을 서비스하는 붐 박스 및 또는 미니 붐 박스 수신기에 의해 수신된다. 미니 붐 박스(1004) 및 붐 박스(1005)는 핵 스위치 RF 신호를 수신하고 그것을 1.5 와트 내지 10,000 와트 사이에서 자이로 TWA 증폭기로 증폭한다. 이들 UHP 증폭기는, 프로토닉 및 핵 스위치와 다양한 통신 디바이스에 의해 수신되도록 RF 신호를 다시 통신 그리드로 재송신한다.
핵 스위치 mmW RF 송신기
본 발명의 실시형태인 도 68에서 도시되는 바와 같이, 핵 스위치 mmW RF 송신기(TX) 스테이지는 MMIC mmW 증폭기로 구성된다. 증폭기는, 30㎓에서부터 3300㎓까지의 주파수 범위를 갖는 국부 발진기 주파수(LO)(1003D)가 3㎓ 내지 330㎓ 대역폭 기저 대역 I-Q 모뎀 신호를, RF 30㎓ 내지 3330㎓ 반송파 신호와 혼합하는 것을 허용하는 고주파 업 컨버터 믹서에 의해 공급받는다. 믹서 RF 변조 반송파 신호는 초고주파(30-3300㎓) 송신기 증폭기로 공급된다. mmW RF TX는 1.5 dB 내지 20 dB의 전력 이득을 갖는다. TX 증폭기 출력 신호는 직사각형 mmW 도파관으로 공급된다. 도파관(1003E)은, 본 발명의 실시형태인, mmW 360도 원형 안테나에 연결된다.
핵 스위치 mmW RF 수신기
본 발명의 실시형태인 도 68은, 수신하는 직사각형 mmW 도파관에 연결되는 mmW 360도 안테나로 구성되는 핵 스위치 mmW 수신기(RX) 스테이지를 도시한다. 360도 혼 안테나는, 다른 프로토닉 스위치 및 다른 핵 스위치로부터 유래한 초고전력 재소인 RF 신호를 붐 박스 및 미니 붐 박스로부터 수신한다. mmW 30㎓ 내지 3300㎓ 신호는, 직사각형 도파관을 통해, 최대 30-dB 이득을 갖는 저노이즈 증폭기(LNA)(1003F)로 전송된다.
신호가 LNA를 떠난 이후, 그것은 수신기 대역 통과 필터를 통과하여 고주파 믹서로 공급된다. 고주파 다운 컨버터 믹서는, 30㎓에서부터 3300㎓까지의 주파수 범위를 갖는 국부 발진기 주파수(LO)(1003D)가 I 및 Q 위상 진폭의 30㎓ 내지 3300㎓ 반송파 신호를 다시 3㎓ 내지 330㎓의 기저 대역 대역폭으로 복조시키는 것을 허용한다. 대역폭 기저 대역 I-Q 신호는 64 내지 4096 QAM 복조기(1003G)로 공급되는데, 여기서, 분리된 96개의 I-Q 디지털 데이터 신호는 원래의 단일의 40 GBps 내지 1 TBps 데이터 스트림으로 다시 결합된다. QAM 복조기의 구십여섯(96) 개의 40 GBps 내지 96 TBps 데이터 스트림은 암호 해제 회로부로 그리고 TDMA ASM을 통해 셀 스위치로 공급된다.
Attobahn 기반 구조 mmW 안테나 아키텍처
Attobahn mmW 네트워크 기반 구조는 본 발명의 실시형태인 도 69에서 예시되는 바와 같이 5 레이어 밀리미터파 안테나 아키텍처로 구성된다. 안테나 아키텍처는 다음과 같은 레이어에서 설계된다:
1. 레이어 I은 자이로 TWA 붐 박스 mmW 안테나(1005A)이다.
2. 레이어 II는 자이로 TWA 미니 붐 박스 mmW 안테나(1004A)이다.
3. 다음으로 구성되는 레이어 III mmW 안테나:
i. 핵 스위치 mmW 안테나(1003C).
ii. 프로토닉 스위치 mmW WiFi/WiGi 안테나(1002C).
iii. V 이동국 mmW WiFi/WiGi 안테나(1001VD).
iv. 나노 이동국 mmW WiFi/WiGi 안테나(1001ND).
v. 아토 이동국 mmW WiFi/WiGi 안테나(1001 AD).
vi. 윈도우 마운트 mmW 안테나 증폭기 리피터(1006A).
vii. 도어 마운트 mmW 안테나 증폭기 리피터(1006B).
viii 벽 마운트 mmW 안테나 증폭기 리피터(1006D).
4. 레이어 IV는 터치 포인트 디바이스 mmW 안테나(1007)이다(랩탑, 태블릿, 전화, TV, 서버, 메인프레임 컴퓨터, 수퍼 컴퓨터, 게임 콘솔, 가상 현실 시스템, 키네틱 시스템, IoT, 기계 자동화 시스템, 자율 주행 차량, 자동차, 트럭, 중장비, 전기 시스템 등).
안테나 전력 명세
본 발명의 실시형태인 도 70에서 도시되는 바와 같이, Attobahn mmW 안테나 아키텍처는, 레이어가 감소함에 따라 출력 와트수가 증가하게 되는 역 적층 전력 설계를 갖는다. 적층된 안테나 전력 출력 범위는 다음과 같다:
1. 레이어 I - 500 내지 10,000W의 출력 전력을 갖는 30 내지 3300㎓ RF 신호를 동작시키는 UHP 자이로 TWA 붐 박스 안테나(1005OD 및 1005PP).
2. 레이어 II - 1.5 내지 100 와트의 출력 전력을 갖는 30 내지 3300㎓ RF 신호를 동작시키는 자이로 TWA 미니 붐 박스 안테나(1004A)
3. 레이어 III
- 50 밀리와트 내지 3 와트의 출력 전력을 갖는 30 내지 3300㎓ RF 신호에서 동작하는 핵 스위치 mmW 안테나(1003C).
- 50 밀리와트 내지 3 와트의 출력 전력을 갖는 30 내지 3300㎓ RF 신호에서 동작하는 프로토닉 스위치 mmW 안테나(1002C).
- 50 밀리와트 내지 3 와트의 출력 전력을 갖는 30 내지 3300㎓ RF 신호에서 동작하는 V 이동국 mmW 안테나(1001VD).
- 50 밀리와트 내지 3 와트의 출력 전력을 갖는 30 내지 3300㎓ RF 신호에서 동작하는 나노 이동국 mmW 안테나(1001ND).
- 50 밀리와트 내지 3.0 와트의 출력 전력을 갖는 30 내지 3300㎓ RF 신호에서 동작하는 아토 이동국 mmW 안테나(1001AD).
- 50 밀리와트 내지 3.0 와트의 출력 전력을 갖는 30 내지 3300㎓ RF 신호에서 동작하는 윈도우 마운트 mmW 안테나 증폭기 리피터(1006A).
- 50 밀리와트 내지 2.0 와트의 출력 전력을 갖는 30 내지 3300㎓ RF 신호에서 동작하는 도어 마운트 mmW 안테나 증폭기 리피터(1006B).
- 50 밀리와트 내지 2.0 와트의 출력 전력을 갖는 30 내지 3300㎓ RF 신호에서 동작하는 벽 마운트 mmW 안테나 증폭기 리피터(1006C).
4. 레이어 IV - 25 밀리와트 내지 1.5 와트의 출력 전력을 갖는 30 내지 3300㎓ RF 신호에서 동작하는 터치 포인트 디바이스 mmW 안테나(1007). (랩탑, 태블릿, 전화, TV, 서버, 메인프레임 컴퓨터, 수퍼 컴퓨터, 게임 콘솔, 가상 현실 시스템, 키네틱 시스템, IoT, 기계 자동화 시스템, 자율 주행 차량, 자동차, 트럭, 중장비, 전기 시스템 등).
mmW 자이로 TWA 붐 박스 시스템 설계
Attobahn 자이로 TWA 붐 박스(1005)는, 30㎓에서부터 3300㎓까지의 RF 범위에서 mmW 신호의 매우 높은 증폭을 위해 자이로 진행파 증폭기 튜브(1005B)를 사용하는 초고전력 증폭기이다. 자이로 TWA 붐 박스의 두 타입은 다음과 같다:
1. 무지향성 UHP mmW 붐 박스(1005OD)
2. 점대점 UHP mmW 붐 박스(1005PP)
이들 두 개의 자이로 TWA 붐 박스는 도 71 및 도 72에서 각각 도시되어 있으며, 본 발명의 실시형태이다.
무지향성 UHP mmW 붐 박스
무지향성 UHP 붐 박스(OD-UHP 붐 박스)(1005OD)가 본 발명의 실시형태인 도 71에 예시되어 있다. 그것의 자이로 진행파 증폭기(TWA)(1004B)는 500 내지 10,000 와트의 출력 전력의 연속 및 맥동 모드를 갖는다. OD-UHP 붐 박스는, 자이로 TWA 미니 박스, V 이동국, 나노 이동국, 아토 이동국, 프로토닉 스위치, 및 핵 스위치로부터의 밀리미터파 신호를 증폭하고 재송신하기 위해 네트워크에서 사용된다.
자이로 TWA는 30㎓ 내지 3300㎓ RF 범위에서 동작하는 밀리미터파 RF 수신기(1005C)를 수반한다. 수신기는 밀리미터 도파관(1005D)을 통해 360도 지향성 혼 안테나(1005A)에 연결된다. 수신기에는 20 DB 이득을 갖는 저노이즈 증폭기(LNA)를 구비한다. LNA 출력 mmW 신호는 전치 증폭기로 그 다음 자이로 TWA로 공급된다.
OD-UHP 붐 박스는, 연속 또는 맥동 모드에서 동작하는 100 내지 150 킬로볼트 전력 공급 장치(1005E)를 갖추고 있다.
증폭기는, 다음의 명세 및 치수를 갖는 특별한 설계의 탄소 섬유 케이스(1005F) 내에 수용된다:
- 360° 무지향성 혼 안테나(1005A)
- 길이: 30 인치.
- 폭: 16 인치.
- 높이: 20 인치.
- 중량: 50 lbs.
- 전력 공급 장치: 110/240VAC-소스/100-150KV 연속 및 비 연속 동작.
- 냉각 시스템: 연속 밀폐 수 냉각 시스템.
- 냉각 팬: 6 인치×6 인치 110/240 VAC.
점대점 UHP mmW 붐 박스
점대점 UHP mmW 붐 박스(PP-UHP 붐 박스)(1005PP)는 본 발명의 실시형태인 도 72에 도시된다. 그것의 자이로 진행파 증폭기(TWA)(1004B)는 500 내지 10,000 와트의 출력 전력의 연속 및 맥동 모드를 갖는다.
PP-UHP 붐 박스는 Attobahn 네트워크 도시 내/도시간 허브, 분자 네트워크 도메인, 및 장거리 링크 사이의 점대점 백본 네트워크 RF 송신 링크로서 설계된다. PP-UHP 자이로 TWA 붐 박스는 30㎓ 내지 3300㎓ RF 범위에서 작동하는 밀리미터파 RF 수신기(1005C)를 수반한다. 수신기는 밀리미터 도파관(1005D)을 통해 20-60도 지향성 혼 안테나(1005A)에 연결된다. 수신기에는 20 DB 이득을 갖는 저노이즈 증폭기(LNA)를 구비한다. LNA 출력 mmW 신호는 전치 증폭기로 그 다음 자이로 TWA로 공급된다.
PP-UHP 붐 박스는, 연속 또는 맥동 모드에서 동작하는 100 내지 150 킬로볼트 전력 공급 장치(1005E)를 갖추고 있다.
증폭기는, 다음의 명세 및 치수를 갖는 특별한 설계의 탄소 섬유 케이스(1005F) 내에 수용된다:
- 20-60도 지향성 혼 안테나
- 길이: 30 인치.
- 폭: 16 인치.
- 높이: 20 인치.
- 중량: 50 lbs.
- 전력 공급 장치: 110/240VAC-소스/100-150KV 연속 및 비 연속 동작.
- 냉각 시스템: 연속 밀폐 수 냉각 시스템.
- 냉각 팬: 6 인치×6 인치 110/240 VAC.
자이로 TWA 붐 박스 설치 설계
자이로 TWA 붐 박스(1005)는, 그것이, 자신의 RF 신호를 발신하는 쪽의 다른 mmW 디바이스보다 더 높은 고도에 위치될 때 지리적 영역에서 최적의 RF 송신 커버리지를 제공한다. OD-UHP 및 PP-UHP 붐 박스를 마운팅하기 위해 Attobahn이 사용하는 통상적인 설치 방법 중 일부가 본 발명의 실시형태인 도 73 및 도 74에서 각각 도시되어 있다.
무지향성 UHP mmW 붐 박스 마운팅
도 73에서 도시되는 OD-UHP 붐 박스의 마운팅 설치는 세 가지 방법으로 이루어지지만, 그러나 마운팅 설계는 본 발명의 일부로서의 이들 세 가지 방법으로 제한되지 않는다. 도 73에서 예시되는 세 가지 방법은 다음과 같다:
1. 루프 마운트(1005G)
2. 타워 마운트(1005H)
3. 유틸리티 폴 마운트(1005I)
루프 마운트
OD UHP 붐 박스 루프 마운트(1005G) 설계는 TWA 증폭기 및 다른 회로부를 수용하는 탄소 섬유 박스 구조체의 베이스에 네 개의 볼트를 설치하는 것에 의해 배치된다. 50 lbs 탄소 섬유 박스 케이스(1005F)는, 콘크리트 마운팅의 경우 ¾×4 인치 길이의 콘크리트 볼트(1005GA); 목재 빔 마운팅의 경우 ¾×4 인치 목재 나사; 메탈 빔 마운팅의 경우 육각 너트를 갖는 ¾×4 인치 볼트 네(4) 개를 사용하여 루프 구조체에 고정된다. 마운팅 방법과 볼트 및 나사 강도는, 루프 구조체와 OD UHP 붐 박스가 얼마나 잘 설치되는지에 따라 시간당 120 마일의 바람을 견디도록 설계된다.
타워 마운트
본 발명의 실시형태인 도 73에서 도시되는 바와 같이, OD UHP 붐 박스는 표준 통신 타워(1005H) 상에 마운팅된다. Attobahn은 다양한 타입의 타워(1005H) 상에 이들 박스를 설치할 것이다. Attobahn은 이들 타워 상의 공간을 임대할 것이며, 특수한 경우에는 Attobahn은 자체 타워를 건설하고 설치할 것이다. 타워 마운트 설계는 TWA 증폭기 및 다른 회로부를 수용하는 탄소 섬유 박스 구조체의 베이스에 네 개의 볼트를 설치하는 것에 의해 배치된다. 50 lbs 탄소 섬유 박스 케이스(1005F)는, 메탈 빔 마운팅의 경우 육각 너트를 갖는 네(4) 개의 ¾×4 인치 길이의 볼트(1005HA)를 사용하여 타워 상부 구조체의 바닥(flooring)에 고정된다. 마운팅 방법과 볼트 및 나사 강도는, 루프 구조체와 OD UHP 붐 박스가 얼마나 잘 설치되는지에 따라 시간당 120 마일의 바람을 견디도록 설계된다.
폴 마운트
본 발명의 실시형태인 도 73에서 도시되는 바와 같이, OD UHP 붐 박스는 표준 유틸리티 폴 상에 마운팅된다. Attobahn은, 전기 유틸리티 폴(electrical utility pole)에서부터 교외 지역의 등주(neighborhood light pole)까지의 다양한 타입의 폴(1005I) 상에 이들 박스를 설치할 것이다. Attobahn은 이들 유틸리티 폴 상의 공간을 빌릴 것이고, 특수한 경우에, Attobahn은 OD UHP 붐 박스를 설치하기 위해 자체 폴을 건설하고 설치할 것이다. 폴 마운트 설계는 TWA 증폭기 및 다른 회로부를 수용하는 탄소 섬유 박스 구조체의 베이스에 네 개의 볼트를 설치하는 것에 의해 배치된다. 50 lbs 탄소 섬유 박스 케이스(1005F)는, 메탈 빔 마운팅의 경우 육각 너트를 갖는 네(4) 개의 ¾×4 인치 길이의 볼트(1005IA)를 사용하여 폴 구조체에 고정된다. 마운팅 방법과 볼트 및 나사 강도는, 루프 구조체와 OD UHP 붐 박스가 얼마나 잘 설치되는지에 따라 시간당 120 마일의 바람을 견디도록 설계된다.
점대점 UHP mmW 붐 박스 마운팅
본 발명의 실시형태인 도 74에서 도시되는 바와 같이, PP-UHP 붐 박스(1005PP)의 마운팅 설치는 이들 디바이스 중 두 개 사이에서 시선(line-of-sight)을 필요로 한다. 채택되는 선택된 마운팅 기술은 시선이 유지되는 것을 보장해야만 한다. 세 개의 마운팅 설계가 도 74에서 도시되어 있지만, 그러나 본 발명은 이들 세 개의 설계로 제한되는 것은 아니다. 도 74에서 예시되는 세 가지 방법은 다음과 같다:
1. 루프 마운트(1005G)
2. 타워 마운트(1005H)
3. 유틸리티 폴 마운트(1005I)
루프 마운트
PP UHP 붐 박스 루프 마운트(1005F) 설계는 TWA 증폭기 및 다른 회로부를 수용하는 탄소 섬유 박스 구조체의 베이스에 네 개의 볼트를 설치하는 것에 의해 배치된다. 50 lbs 탄소 섬유 박스 케이스(1005F)는, 콘크리트 마운팅의 경우 ¾×4 인치 길이의 콘크리트 볼트(1005GA); 목재 빔 마운팅의 경우 ¾×4 인치 목재 나사; 메탈 빔 마운팅의 경우 육각 너트를 갖는 ¾×4 인치 볼트 네(4) 개를 사용하여 루프 구조체에 고정된다. 마운팅 방법과 볼트 및 나사 강도는, 루프 구조체와 PP-UHP 붐 박스가 얼마나 잘 설치되는지에 따라 시간당 120 마일의 바람을 견디도록 설계된다.
타워 마운트
본 발명의 실시형태인 도 74에서 도시되는 바와 같이, PP-UHP 붐 박스는 표준 통신 타워(1005H) 상에 마운팅된다. Attobahn은 다양한 타입의 타워 상에 이들 박스를 설치할 것이다. Attobahn은 이들 타워 상의 공간을 임대할 것이며, 특수한 경우에는 Attobahn은 자체 타워를 건설하고 설치할 것이다. 타워 마운트 설계는 TWA 증폭기 및 다른 회로부를 수용하는 탄소 섬유 박스 구조체의 베이스에 네 개의 볼트를 설치하는 것에 의해 배치된다. 50 lbs 탄소 섬유 박스 케이스(1005F)는, 메탈 빔 마운팅의 경우 육각 너트를 갖는 네(4) 개의 ¾×4 인치 길이의 볼트를 사용하여 타워 상부 구조체의 바닥에 고정된다. 마운팅 방법과 볼트 및 나사 강도는, 루프 구조체와 PP-UHP 붐 박스가 얼마나 잘 설치되는지에 따라 시간당 120 마일의 바람을 견디도록 설계된다.
폴 마운트
본 발명의 실시형태인 도 74에서 도시되는 바와 같이, PP-UHP 붐 박스는 표준 유틸리티 폴(1005I) 상에 마운팅된다. Attobahn은, 전기 유틸리티 폴에서부터 교외 지역의 등주까지의 다양한 타입의 폴 상에 이들 박스를 설치할 것이다. Attobahn은 이들 유틸리티 폴 상의 공간을 빌릴 것이고, 특수한 경우에, Attobahn은 PP-UHP 붐 박스를 설치하기 위해 자체 폴을 건설하고 설치할 것이다. 폴 마운트 설계는 TWA 증폭기 및 다른 회로부를 수용하는 탄소 섬유 박스 구조체의 베이스에 네 개의 볼트를 설치하는 것에 의해 배치된다. 50 lbs 탄소 섬유 박스 케이스(1005F)는, 메탈 빔 마운팅의 경우 육각 너트를 갖는 네(4) 개의 ¾×4 인치 길이의 볼트(1005IA)를 사용하여 폴 구조체에 고정된다. 마운팅 방법과 볼트 및 나사 강도는, 루프 구조체와 PP-UHP 붐 박스가 얼마나 잘 설치되는지에 따라 시간당 120 마일의 바람을 견디도록 설계된다.
mmW 자이로 TWA 미니 붐 박스 시스템 설계
*본 발명의 실시형태인 도 75에서 도시되는 바와 같이, Attobahn 자이로 TWA 붐 박스(1004)는, 30㎓에서부터 3300㎓까지의 RF 범위에서 mmW 신호의 매우 높은 증폭을 위해 진행파 증폭기(TWA) 튜브(1004B)를 사용하는 초고전력 증폭기이다.
그것은 1.5 내지 100 와트의 출력 전력의 연속 모드를 갖는다. 미니 붐 박스는 자이로 TWA V 이동국, 나노 이동국, 아토 이동국, 프로토닉 스위치, 및 핵 스위치로부터 밀리미터파 신호를 증폭하고 재송신하기 위해 네트워크에서 사용된다.
자이로 TWA는 30㎓ 내지 3300㎓ RF 범위에서 동작하는 밀리미터파 RF 수신기(1004C)를 수반한다. 수신기는 밀리미터 도파관(1004D)을 통해 360도 지향성 혼 안테나(1004A)에 연결된다. 수신기에는 20 DB 이득을 갖는 저노이즈 증폭기(LNA)를 구비한다. LNA 출력 mmW 신호는 전치 증폭기로 그 다음 자이로 TWA로 공급된다.
자이로 TWA 붐 박스는, 연속 또는 맥동 모드에서 동작하는 100 내지 150 킬로볼트 전력 공급 장치(1005E)를 갖추고 있다.
증폭기는, 다음의 명세 및 치수를 갖는 특별한 설계의 탄소 섬유 케이스(1004F) 내에 수용된다:
- 360° 무지향성 혼 안테나
- 길이: 16 인치.
- 폭: 10 인치.
- 높이: 12 인치.
- 중량: 30 lbs.
- 전력 공급 장치: 110/240VAC-소스/100-150KV 연속 및 비 연속 동작.
- 냉각 시스템: 연속 밀폐 수 냉각 시스템.
- 냉각 팬: 6 인치×6 인치 110/240 VAC.
mmW 미니 붐 박스 마운팅
도 76에서 도시되는 미니 붐 박스의 마운팅 설치는 세 가지 방법으로 이루어지지만, 그러나 마운팅 설계는 본 발명의 일부로서의 이들 세 가지 방법으로 제한되지 않는다. 도 75에서 예시되는 세 가지 방법은 다음과 같다:
1. 루프 마운트(1004G)
2. 타워 마운트(1004H)
3. 유틸리티 폴 마운트(1004I)
루프 마운트
미니 붐 박스 루프 마운트(1004G) 설계는 TWA 증폭기 및 다른 회로부를 수용하는 탄소 섬유 박스 구조체의 베이스에 네 개의 볼트를 설치하는 것에 의해 배치된다. 30 lbs 탄소 섬유 박스 케이스는, 콘크리트 마운팅의 경우 ¾×4 인치 길이의 콘크리트 볼트(1004GA); 목재 빔 마운팅의 경우 ¾×4 인치 목재 나사; 메탈 빔 마운팅의 경우 육각 너트를 갖는 ¾×4 인치 볼트 네(4) 개를 사용하여 루프 구조체에 고정된다. 마운팅 방법과 볼트 및 나사 강도는, 루프 구조체와 미니 붐 박스가 얼마나 잘 설치되는지에 따라 시간당 120 마일의 바람을 견디도록 설계된다.
타워 마운트
본 발명의 실시형태인 도 76에서 도시되는 바와 같이, 미니 붐 박스는 표준 통신 타워(1004H) 상에 마운팅된다. Attobahn은 다양한 타입의 타워 상에 이들 박스를 설치할 것이다. Attobahn은 이들 타워 상의 공간을 임대할 것이며, 특수한 경우에는 Attobahn은 자체 타워를 건설하고 설치할 것이다. 타워 마운트 설계는 TWA 증폭기 및 다른 회로부를 수용하는 탄소 섬유 박스 구조체의 베이스에 네 개의 볼트를 설치하는 것에 의해 배치된다. 30 lbs 탄소 섬유 박스 케이스는, 메탈 빔 마운팅의 경우 육각 너트를 갖는 네(4) 개의 ¾×4 인치 길이의 볼트(1004HA)를 사용하여 타워 상부 구조체의 바닥에 고정된다. 마운팅 방법과 볼트 강도는, 루프 구조체와 미니 붐 박스가 얼마나 잘 설치되는지에 따라 시간당 120 마일의 바람을 견디도록 설계된다.
폴 마운트
본 발명의 실시형태인 도 76에서 도시되는 바와 같이, 미니 붐 박스는 표준 유틸리티 폴 상에 마운팅된다. Attobahn은, 전기 유틸리티 폴에서부터 교외 지역의 등주까지의 다양한 타입의 폴(1004I) 상에 이들 박스를 설치할 것이다. Attobahn은 이들 유틸리티 폴 상의 공간을 빌릴 것이고, 특수한 경우에, Attobahn은 미니 붐 박스를 설치하기 위해 자체 폴을 건설하고 설치할 것이다. 폴 마운트 설계는 TWA 증폭기 및 다른 회로부를 수용하는 탄소 섬유 박스 구조체의 베이스에 네 개의 볼트를 설치하는 것에 의해 배치된다. 30 lbs 탄소 섬유 박스 케이스는, 메탈 빔 마운팅의 경우 육각 너트를 갖는 네(4) 개의 ¾×4 인치 길이의 볼트(1004IA)를 사용하여 폴 구조체에 고정된다. 마운팅 방법과 볼트 강도는, 루프 구조체와 미니 붐 박스가 얼마나 잘 설치되는지에 따라 시간당 120 마일의 바람을 견디도록 설계된다.
하우스/빌딩 외부 윈도우 마운트 mmW 안테나
도 77은, 본 발명의 실시형태인, 하우스/빌딩 외부 윈도우 마운트 mmW 안테나(1006A)를 예시한다. 윈도우 마운트 mmW 안테나(Window-Mount mmW Antenna: WMMA)(1006A)의 목적은, 하우스 또는 빌딩의 외부 상의 붐 박스, 미니 붐 박스, 프로토닉 스위치, V 이동국, 나노 이동국, 및 아토 이동국에 의해 전파되는 밀리미터파를 포착하는 것 및 하우스/빌딩의 내부로 침투하도록 이들 mmW 신호를 재송신하는 것이다. WMMA는 도 77에서 도시되는 바와 같이 윈도우(1006) 상에 마운팅된다.
두 가지 타입의 WMMA가 존재한다.
1. 360도 안테나 증폭기 리피터(360-WMMA)(1006AA).
2. 180도 안테나 증폭기 리피터(180-WMMA)(1006BB).
360-WMMA 유도 커플링 연결 설계
360도 안테나 증폭기 리피터(360-WMMA)(1006AA)는 무지향성 혼 안테나이다. 360-WMMA는 유저의 윈도우 유리(1006) 상에 마운팅되는
(Do-It-Yourself: DYI) 디바이스이다. 안테나는 본 발명의 실시형태인 도 77에서 예시되는 바와 같이 윈도우 유리 상에서 외측 및 내측 둘 모두 상에 마운팅된다. 안테나 피스 둘 모두는 도 77에서 예시되는 바와 같이 안테나 디바이스의 윈도우 측 상의 얇은 자체 부착 스트립(1006AAA)에 의해 윈도우 유리에 부착되도록 만들어진다.
360-WMMA는 두 개의 섹션으로 구성된다:
1. 10-dB 이득을 갖는 통합 mmW RF LNA를 갖는 실외 360도 혼 안테나(1006AB). 실외 디바이스는 도 77에서 도시되는 바와 같은 유닛으로 통합되는 태양 전력 재충전 배터리를 구비한다. 실외 디바이스는 360-WMMA의 제2 섹션에 대해 유도 커플링을 갖는다.
2. 360-WMMA의 제2 섹션은 윈도우의 내측 상에 설치되는 실내 디바이스이다. 실내 디바이스(1006AC)는 실외 섹션에 유도 커플링되며, mmW RF 신호를 하우스/빌딩의 내부 공간 안으로 재송신하는 20-60도 혼 안테나를 갖추고 있다. 윈도우 마운트 실내 디바이스는 또한 태양광 재충전 가능 배터리를 갖추고 있다.
360-WMMA 유도 회로부 구성
이 예시의 실시형태인 도 78에서 예시되는 바와 같이, 360도 WMMA(1006AA) 유도 회로부 구성은 디바이스의 외부 섹션 상의 360도 혼 안테나로 구성된다. 외부 혼 안테나(1006AB)는, 50 밀리와트 내지 3.0와트의 출력 전력을 가지고 30㎓ 내지 3300㎓ RF의 주파수 범위에서 동작한다. 혼 안테나는 자신의 저노이즈 증폭기(LNA)(1006AD)와 통합된다.
혼 안테나로부터의 수신된 30㎓ 내지 3300㎓ mmW RF 신호는, 10-dB 이득을 제공하며 증폭된 신호를 기저 대역 필터(1006AE)를 통해 송신기 증폭기(1006AF)로 전달하는 LNA로 전송된다. RF 신호는 실내 20-60도 실내 혼 안테나(2006AC)에 유도 커플링된다.
LNA 신호 대 노이즈비(S/N)(1006AG) 및 태양광 재충전 가능 배터리(1006AH) 충전 레벨 정보가 포착되어 360-WMMA 디바이스의 Attobahn 네트워크 관리 시스템(ANMS)(1006AI) 에이전트로 전송된다. ANMS 출력 신호는 360-WMMA의 WiFi 시스템(1006AJ)을 통해 가장 가까운 V 이동국, 나노 이동국, 아토 이동국, 또는 프로토닉 스위치 로컬 V 이동국으로 전송된다. ANMS 정보는 이동국 WiFi 수신기에 도달하는데, 여기서, 그것은 복조되고 APPI 논리 포트 1로 전달된다. 그 다음, 그 정보는 글로벌 네트워크 관리 센터(GNCC)의 밀리미터파 RF 관리 시스템을 향해 Attobahn 네트워크를 통과한다.
360-WMMA 유도 시스템 클럭킹 및 동기화 설계
본 발명에 대한 실시형태인 도 78에서 예시되는 바와 같이, 360-WMMA 디바이스는 LNA에서의 수신된 mmW RF 신호로부터의 복원된 클럭을 사용한다. 복원된 클럭킹 신호는, WiFi 송신기 및 수신기 시스템에 급전하는 위상 동기 루프(Phase Lock Loop: PLL) 및 국부 발진기 회로부(805A 및 805B)로 전달된다. 복원된 클럭킹 신호는, GPS에 효과적으로 위상 고정되는, 세 곳의 GNCC에 위치한 Attobahn 세슘 빔 원자 클록을 기준으로 한다.
360-WMMA 차폐 와이어 연결 설계
본 발명의 실시형태인 도 79에서 예시되는 바와 같이, 360-WMMA 차폐 와이어 연결 윈도우 마운트 디바이스는 360도 안테나 증폭기 리피터(360-WMMA)(1006AA)이다. 그것은 무지향성 혼 안테나를 갖는다. 실내 및 실외 유닛은, 실외 mmW LNA와 실내 RF 증폭기 및 관련된 20-60도 혼 안테나 사이의 차폐 와이어에 의해 연결된다. 360-WMMA 차폐 와이어 디바이스는 유저의 윈도우 유리(1006) 상에 마운팅되는 자가 설치(DYI) 디바이스이다. 안테나는 본 발명의 실시형태인 도 79에서 예시되는 바와 같이 윈도우 유리 상에서 외측 및 내측 둘 모두 상에 마운팅된다. 안테나 피스 둘 모두는 도 79에서 예시되는 바와 같이 안테나 디바이스 피스의 윈도우 측 상의 얇은 자체 부착 스트립에 의해 윈도우 유리에 부착되도록 만들어진다.
360-WMMA는 두 개의 섹션으로 구성된다:
1. 10-dB 이득을 갖는 통합 mmW RF LNA를 갖는 실외 360도 혼 안테나. 실외 디바이스는 도 79에서 도시되는 바와 같은 유닛으로 통합되는 태양 전력 재충전 가능 배터리를 구비한다. 실외 디바이스는 차폐 와이어를 통해 360-WMMA의 제2 섹션에 연결된다.
2. 360-WMMA의 제2 섹션은 윈도우의 내측 상에 설치되는 실내 디바이스이다. 실내 디바이스는 차폐 와이어를 통해 실외 섹션에 연결된다. 실내 디바이스는 mmW RF 신호를 하우스/빌딩의 내부 공간으로 재송신하는 20-60도 혼 안테나를 갖추고 있다. 윈도우 마운트 실내 디바이스는 또한 태양광 재충전 가능 배터리를 갖추고 있다.
360-WMMA 차폐 와이어 회로부 구성
이 예시의 실시형태인 도 80에서 예시되는 바와 같이, 360도 WMMA(360-WMMA)(1006AA) 차폐 와이어 구성은 디바이스의 외부 섹션 상의 360도 혼 안테나로 구성된다. 외부 혼 안테나(1006AB)는, 50 밀리와트 내지 3.0 와트의 출력 전력을 가지고 30㎓ 내지 3300㎓ RF의 주파수 범위에서 동작한다. 혼 안테나는 자신의 저노이즈 증폭기(LNA)(1006AD)와 통합된다.
혼 안테나로부터의 수신된 30㎓ 내지 3300㎓ mmW RF 신호는, 10-dB 이득을 제공하며 증폭된 신호를 기저 대역 필터(1006AF)를 통해 송신기 증폭기(1006AE)로 전달하는 LNA로 전송된다. RF 신호는 차폐 와이어를 통해 실내 20-60도 실내 혼 안테나(2006AC)에 연결된다.
LNA 신호 대 노이즈비(S/N)(1006AG) 및 태양광 재충전 가능 배터리 충전 레벨 정보(1006AH)가 포착되어 360-WMMA 디바이스의 Attobahn 네트워크 관리 시스템(ANMS)(1006AI) 에이전트로 전송된다. ANMS 출력 신호는 360-WMMA의 WiFi 시스템(1006AJ)을 통해 가장 가까운 V 이동국, 나노 이동국, 아토 이동국, 또는 프로토닉 스위치 로컬 V 이동국으로 전송된다. ANMS 정보는 이동국 WiFi 수신기에 도달하는데, 여기서, 그것은 복조되고 APPI 논리 포트 1로 전달된다. 그 다음, 그 정보는 글로벌 네트워크 관리 센터(GNCC)의 밀리미터파 RF 관리 시스템을 향해 Attobahn 네트워크를 통과한다.
360-WMMA 차폐 와이어 시스템 클럭킹 및 동기화 설계
본 발명에 대한 실시형태인 도 80에서 예시되는 바와 같이, 360-WMMA 디바이스는 LNA에서의 수신된 mmW RF 신호로부터의 복원된 클럭을 사용한다. 복원된 클럭킹 신호는, WiFi 송신기 및 수신기 시스템에 급전하는 위상 동기 루프(Phase Lock Loop: PLL) 및 국부 발진기 회로부(805A 및 805B)로 전달된다. 복원된 클럭킹 신호는, GPS에 효과적으로 위상 고정되는, 세 곳의 GNCC에 위치한 Attobahn 세슘 빔 원자 클록을 기준으로 한다.
180-WMMA 유도 커플링 연결 설계
180도 안테나 증폭기 리피터(180-WMMA)(1006BB)는 무지향성 혼 안테나이다. 180-WMMA는 유저의 윈도우 유리(1006) 상에 마운팅되는 자가 설치(DYI) 디바이스이다. 안테나는 본 발명의 실시형태인 도 81에서 예시되는 바와 같이 윈도우 유리 상에서 외측 및 내측 둘 모두 상에 마운팅된다. 안테나 피스 둘 모두는 도 81에서 예시되는 바와 같이 안테나 디바이스의 윈도우 측 상의 얇은 자체 부착 스트립에 의해 윈도우 유리에 부착되도록 만들어진다.
180-WMMA는 두 개의 섹션으로 구성된다:
1. 10-dB 이득을 갖는 통합 mmW RF LNA를 갖는 실외 180도 혼 안테나(1006AB). 실외 디바이스는 도 81에서 도시되는 바와 같은 유닛으로 통합되는 태양 전력 재충전 배터리를 구비한다. 실외 디바이스는 360-WMMA의 제2 섹션에 대해 유도 커플링을 갖는다.
2. 180-WMMA의 제2 섹션은, 윈도우의 내측 상에 설치되는 실내 180도 혼 안테나(1006AC) 디바이스이다. 실내 디바이스는 실외 섹션에 유도 커플링되며, mmW RF 신호를 하우스/빌딩의 내부 공간 안으로 재송신하는 180도 혼 안테나를 갖추고 있다. 윈도우 마운트 실내 디바이스는 또한 태양광 재충전 가능 배터리를 갖추고 있다.
180-WMMA 유도 회로부 구성
이 예시의 실시형태인 도 82에서 예시되는 바와 같이, 180도 WMMA(1006BB) 유도 회로부 구성은 디바이스의 외부 섹션 상의 180도 혼 안테나로 구성된다. 외부 혼 안테나(1006AB)는, 50 밀리와트 내지 3.0 와트의 출력 전력을 가지고 30㎓ 내지 3300㎓ RF의 주파수 범위에서 동작한다. 혼 안테나는 자신의 저노이즈 증폭기(LNA)(1006AD)와 통합된다.
혼 안테나로부터의 수신된 30㎓ 내지 3300㎓ mmW RF 신호는, 10-dB 이득을 제공하며 증폭된 신호를 기저 대역 필터(1006AF)를 통해 송신기 증폭기(1006AE)로 전달하는 LNA로 전송된다. RF 신호는 실내 180도 실내 혼 안테나(2006AC)에 유도 커플링된다.
LNA 신호 대 노이즈비(S/N)(1006AG) 및 태양광 재충전 가능 배터리 충전 레벨 정보(1006AH)가 포착되어 180-WMMA 디바이스의 Attobahn 네트워크 관리 시스템(ANMS)(1006AI) 에이전트로 전송된다. ANMS 출력 신호는 180-WMMA의 WiFi 시스템(1006AJ)을 통해 가장 가까운 V 이동국, 나노 이동국, 아토 이동국, 또는 프로토닉 스위치 로컬 V 이동국으로 전송된다. ANMS 정보는 이동국 WiFi 수신기에 도달하는데, 여기서, 그것은 복조되고 APPI 논리 포트 1로 전달된다. 그 다음, 그 정보는 글로벌 네트워크 관리 센터(GNCC)의 밀리미터파 RF 관리 시스템을 향해 Attobahn 네트워크를 통과한다.
180-WMMA 유도 시스템 클럭킹 및 동기화 설계
본 발명에 대한 실시형태인 도 82에서 예시되는 바와 같이, 180-WMMA 디바이스는 LNA에서의 수신된 mmW RF 신호로부터의 복원된 클럭을 사용한다. 복원된 클럭킹 신호는, WiFi 송신기 및 수신기 시스템에 급전하는 위상 동기 루프(Phase Lock Loop: PLL) 및 국부 발진기 회로부(805A 및 805B)로 전달된다. 복원된 클럭킹 신호는, GP에 효과적으로 위상 고정되는, 세 곳의 GNCC에 위치한 Attobahn 세슘 빔 원자 클록을 기준으로 한다.
180-WMMA 차폐 와이어 연결 설계
본 발명의 실시형태인 도 83에서 예시되는 바와 같이, 180-WMMA 차폐 와이어 연결 윈도우 마운트 디바이스는 180도 안테나 증폭기 리피터(360-WMMA)(1006BB)이다. 그것은 무지향성 혼 안테나를 갖는다. 실내 및 실외 유닛은, 실외 mmW LNA와 실내 RF 증폭기 및 관련된 180도 혼 안테나 사이의 차폐 와이어에 의해 연결된다. 180-WMMA 차폐 와이어 디바이스는 유저의 윈도우 유리(1006) 상에 마운팅되는 자가 설치(DYI) 디바이스이다. 안테나는 본 발명의 실시형태인 도 83에서 예시되는 바와 같이 윈도우 유리 상에서 외측 및 내측 둘 모두 상에 마운팅된다. 안테나 피스 둘 모두는 도 83에서 예시되는 바와 같이 안테나 디바이스의 윈도우 측 상의 얇은 자체 부착 스트립에 의해 윈도우 유리에 부착되도록 만들어진다.
180-WMMA는 두 개의 섹션으로 구성된다:
1. 10-dB 이득을 갖는 통합 mmW RF LNA를 갖는 실외 180도 혼 안테나. 실외 디바이스는 도 83에서 도시되는 바와 같은 유닛으로 통합되는 태양 전력 재충전 가능 배터리를 구비한다. 실외 디바이스는 차폐 와이어를 통해 180-WMMA의 제2 섹션에 연결된다.
2. 180-WMMA의 제2 섹션은 윈도우의 내측 상에 설치되는 실내 디바이스이다. 실내 디바이스는 차폐 와이어를 통해 실외 섹션에 연결된다. 실내 디바이스는 mmW RF 신호를 하우스/빌딩의 내부 공간으로 재송신하는 180도 혼 안테나를 갖추고 있다. 윈도우 마운트 실내 디바이스는 또한 태양광 재충전 가능 배터리를 갖추고 있다.
180-WMMA 차폐 와이어 회로부 구성
이 예시의 실시형태인 도 84에서 예시되는 바와 같이, 180도 WMMA(1006BB) 차폐 와이어 구성은 디바이스의 외부 섹션 상의 180도 혼 안테나로 구성된다. 외부 혼 안테나(1006AB)는, 50 밀리와트 내지 3.0 와트의 출력 전력을 가지고 30㎓ 내지 3300㎓ RF의 주파수 범위에서 동작한다. 혼 안테나는 자신의 저노이즈 증폭기(LNA)(1006AD)와 통합된다.
혼 안테나로부터의 수신된 30㎓ 내지 3300㎓ mmW RF 신호는, 10-dB 이득을 제공하며 증폭된 신호를 기저 대역 필터(1006AF)를 통해 송신기 증폭기(1006AE)로 전달하는 LNA로 전송된다. RF 신호는 차폐 와이어를 통해 실내 180도 실내 혼 안테나(2006AC)에 연결된다.
LNA 신호 대 노이즈비(S/N)(1006AG) 및 태양광 재충전 가능 배터리 충전 레벨 정보(1006AH)가 포착되어 360-WMMA 디바이스의 Attobahn 네트워크 관리 시스템(ANMS)(1006AI) 에이전트로 전송된다. ANMS 출력 신호는 180-WMMA의 WiFi 시스템(1006AJ)을 통해 가장 가까운 V 이동국, 나노 이동국, 아토 이동국, 또는 프로토닉 스위치 로컬 V 이동국으로 전송된다. ANMS 정보는 이동국 WiFi 수신기에 도달하는데, 여기서, 그것은 복조되고 APPI 논리 포트 1로 전달된다. 그 다음, 그 정보는 글로벌 네트워크 관리 센터(GNCC)의 밀리미터파 RF 관리 시스템을 향해 Attobahn 네트워크를 통과한다.
180-WMMA 차폐 와이어 시스템 클럭킹 및 동기화 설계
본 발명에 대한 실시형태인 도 84에서 예시되는 바와 같이, 360-WMMA 디바이스는 LNA에서의 수신된 mmW RF 신호로부터의 복원된 클럭을 사용한다. 복원된 클럭킹 신호는, WiFi 송신기 및 수신기 시스템에 급전하는 위상 동기 루프(Phase Lock Loop: PLL) 및 국부 발진기 회로부(805A 및 805B)로 전달된다. 복원된 클럭킹 신호는, GP에 효과적으로 위상 고정되는, 세 곳의 GNCC에 위치한 Attobahn 세슘 빔 원자 클록을 기준으로 한다.
360 유도 윈도우 마운트 mmW 안테나 설치
자신의 외부(1006AB) 및 실내(1006AC) 섹션의 유도 360도 mmW 안테나(360-WMMA) 설계는, 그들을 윈도우 유리의 양쪽 상에서 서로 근접하게 단지 정렬하는 것에 의해 설치 프로세스를 간단하게 만든다. 이것은 본 발명의 실시형태인 도 77에서 예시된다. 시스템은 자가 설치(DIY)의 설치 프로세스의 단순성을 갖는 설계인데, 그에 의해:
1. 유저는 접착 스트립 커버를 단순히 벗겨내는데, 이것은 윈도우 유리 창과 대향하는 외부(외측)(1006ABO) 및 실내(1006ACI) 섹션 상의 접착 테이프를 노출시킨다.
2. 그 다음, 외부 및 내부 안테나 피스를 서로 마주 보게 하여 윈도우 유리 상으로 단단히 배치한다.
3. (360-WMMA)의 외부 및 실내 섹션을 정렬한다. 유저는 도 77에서 도시되는 바와 같이 두 개의 안테나 피스가 윈도우 유리의 양쪽 상에서 서로 적절히 대향하는 것을 보장한다.
360 차폐 와이어 윈도우 마운트 mmW 안테나 설치
자신의 외부(1006AB) 및 실내(1006AC) 섹션의 유도 360도 mmW 안테나(360-WMMA) 설계는, 그들을 윈도우 유리의 양쪽 상에서 서로 근접하게 단지 정렬하는 것에 의해 설치 프로세스를 간단하게 만든다. 이것은 본 발명의 실시형태인 도 79에서 예시된다. 시스템은 자가 설치(DIY)의 설치 프로세스의 단순성을 갖는 설계인데, 그에 의해:
1. 유저는 접착 스트립 커버를 단순히 벗겨내는데, 이것은 윈도우 유리 창과 대향하는 외부(외측)(1006ABO) 및 실내(1006ACI) 섹션 상의 접착 테이프를 노출시킨다.
2. 그 다음, 외부 및 내부 안테나 피스를 서로 마주 보게 하여 윈도우 유리의 외측 및 내측 상으로 각각 단단히 배치한다.
3. 차폐 와이어의 일단을 외부 360도 혼 안테나의 측면 상의 구멍에 꽂는다. 차폐 와이어를 윈도우 하부 에지 아래로 배선하고(run), 윈도우 내측 상의 실내 20-60도 혼 안테나 측면 상의 차폐 와이어의 타단과 연결한다.
4. 360-WMMA의 외부 및 실내 섹션을 정렬한다. 유저는 도 79에서 도시되는 바와 같이 두 개의 안테나 피스가 윈도우 유리의 양쪽 상에서 서로 적절히 대향하는 것을 보장한다.
180 유도 윈도우 마운트 mmW 안테나 설치
자신의 외부(1006AB) 및 실내(1006AC) 섹션의 유도 180도 mmW 안테나(160-WMMA) 설계는, 그들을 윈도우 유리의 양쪽 상에서 서로 근접하게 단지 정렬하는 것에 의해, 설치 프로세스를 간단하게 만든다. 이것은 본 발명의 실시형태인 도 81에서 예시된다. 시스템은 자가 설치(DIY)의 설치 프로세스의 단순성을 갖는 설계인데, 그에 의해:
1. 유저는 접착 스트립 커버를 단순히 벗겨내는데, 이것은 윈도우 유리 창과 대향하는 외부(외측)(1006ABO) 및 실내(1006ACI) 섹션 상의 접착 테이프를 노출시킨다.
2. 그 다음, 외부 및 내부 안테나 피스를 서로 마주 보게 하여 윈도우 유리의 외측 및 내측 상으로 각각 단단히 배치한다.
3. 차폐 와이어의 일단을 외부 180도 혼 안테나의 측면 상의 구멍에 꽂는다. 차폐 와이어를 윈도우 하부 에지 아래로 배선하고, 윈도우 내측 상의 실내 180도 혼 안테나 측면 상의 차폐 와이어의 타단과 연결한다.
4. 180-WMMA의 외부 및 실내 섹션을 정렬한다. 유저는 도 81에서 도시되는 바와 같이 두 개의 안테나 피스가 윈도우 유리의 양쪽 상에서 서로 적절히 대향하는 것을 보장한다.
180 차폐 와이어 윈도우 마운트 mmW 안테나 설치
자신의 외부(실외)(1006AB) 및 실내(1006AC) 섹션의 차폐 와이어 180도 mmW 안테나(180-WMMA) 설계는, 그들을 윈도우 유리의 양쪽 상에서 서로 근접하게 단지 정렬하는 것에 의해, 설치 프로세스를 간단하게 만든다. 이것은 본 발명의 실시형태인 도 83에서 예시된다. 시스템은 자가 설치(DIY)의 설치 프로세스의 단순성을 갖는 설계인데, 그에 의해:
1. 유저는 접착 스트립 커버를 단순히 벗겨내는데, 이것은 윈도우 유리 창과 대향하는 외부(외측)(1006ABO) 및 실내(1006ACI) 섹션 상의 접착 테이프를 노출시킨다.
2. 그 다음, 외부 및 내부 안테나 피스를 서로 마주 보게 하여 윈도우 유리의 외측 및 내측 상으로 각각 단단히 배치한다.
3. 차폐 와이어의 일단을 외부 180도 혼 안테나의 측면 상의 구멍에 꽂는다. 차폐 와이어를 윈도우 하부 에지 아래로 배선하고, 윈도우 내측 상의 실내 180도 혼 안테나 측면 상의 차폐 와이어의 타단과 연결한다.
4. 180-WMMA의 외부 및 실내 섹션을 정렬한다. 유저는 도 83에서 도시되는 바와 같이 두 개의 안테나 피스가 윈도우 유리의 양쪽 상에서 서로 적절히 대향하는 것을 보장한다.
하우스 윈도우 마운트 360도 mmW의 RF 통신
유도 설계
360도 mmW RF 안테나 리피터 증폭기(360-WMMA) 유도 유닛(1006AA)은 가정 및 빌딩에 대해 사용되도록 설계되는데, 이 경우, 네트워크로부터의 수신된 밀리미터파 RF 신호는 낮거나 또는 벽을 관통할 수 없다. 유닛은 자신의 외부(실외) 섹션과 실내 섹션 사이에서 10-20-dB 이득을 제공한다.
기술 명세:
1. 혼 안테나 각도: 360도 외부
2. 혼 안테나 각도: 20-60도 간격
3. 출력 전력: 50 밀리와트 내지 3.0 와트
4. 혼 안테나 길이: 3 인치
5. 혼 안테나 높이: 3 인치
6. 혼 안테나 폭: 3 인치
7. 혼 안테나 중량 윈도우 대향: 3 온스
8. 혼 안테나 중량 내부 대향: 2 온스
도 85는 본 발명의 실시형태인 360-WMMA(1006AA)를 도시한다. 자이로 TWA 붐 박스(1005)로부터의 유입하는 RF 밀리미터파는, 자신의 LNA를 통해 10-dB 이득을 가지고 신호를 증폭하는 360-WMMA 실외 유닛(1006AB)에 의해 수신된다. 그 다음, 그 신호는 360-WMMA의 실내 유닛(1006AC)에 유도 커플링된다. 실내 유닛은 신호를 증폭하고 그것을 V 이동국, 나노 이동국 및 아토 이동국을 향해 자신의 20-60도 혼 안테나 밖으로 송신한다.
V 이동국, 나노 이동국, 및 아토 이동국(200) 송신 신호는 360-WMMA 실내 섹션에 의해 수신되는데, 여기서, 그들은 증폭되고 360도 혼 안테나로 전달되고 자이로 TWA 미니 붐 박스(1004)로 송신되어 나간다. 미니 붐 박스는 밀리미터파 RF 신호를 증폭하고 그것을 붐 박스로 재송신하는데, 여기서, 신호는 초고전력으로 추가로 증폭된다. 신호는 붐 박스로부터 다른 V 이동국, 나노 이동국, 아토 이동국, 및 프로토닉 스위치로 송신된다.
하우스 내부에서, V 이동국, 나노 이동국, 및 아토 이동국은, 고속 직렬 케이블, WiFi 및 WiGi 시스템을 통해, 태블릿, 랩탑, PC, 스마트 폰, 가상 현실 유닛, 게임 콘솔, 4K/5K/8K TV 등과 같은 유저의 터치 포인트 디바이스에 연결된다.
하우스 윈도우 마운트 360도 mmW의 RF 통신
차폐 와이어 설계
360도 mmW RF 안테나 리피터 증폭기(360-WMMA) 차폐 와이어 유닛(1006BB)은 가정 및 빌딩에 대해 사용되도록 설계되는데, 이 경우, 네트워크로부터의 수신된 밀리미터파 RF 신호는 낮거나 또는 벽을 관통할 수 없다. 유닛은 자신의 외부(실외) 섹션과 실내 섹션 사이에서 10-20-dB 이득을 제공한다.
기술 명세:
1. 혼 안테나 각도: 360도 외부
2. 혼 안테나 각도: 20-60도 간격
3. 출력 전력: 50 밀리와트 내지 3.0 와트
4. 혼 안테나 길이: 3 인치
5. 혼 안테나 높이: 3 인치
6. 혼 안테나 폭: 3 인치
7. 혼 안테나 중량 윈도우 대향: 3 온스
8. 혼 안테나 중량 내부 대향: 2 온스
도 86은, 본 발명의 실시형태인, 360도 mmW RF 안테나 리피터 증폭기(360-WMMA)(1006BB)를 도시한다. 자이로 TWA 붐 박스(1005)로부터의 유입하는 RF 밀리미터파는, 자신의 LNA를 통해 10-dB 이득을 가지고 신호를 증폭하는 360-WMMA 실외 유닛(1006AB)에 의해 수신된다. 그 다음, 그 신호는 360-WMMA의 실내 유닛(1006AC)에 유도 커플링된다. 실내 유닛은 신호를 증폭하고 그것을 V 이동국, 나노 이동국 및 아토 이동국(200)을 향해 자신의 20-60도 혼 안테나 밖으로 송신한다.
V 이동국, 나노 이동국, 및 아토 이동국(200) 송신 신호는 360-WMMA 실내 섹션에 의해 수신되는데, 여기서, 그들은 증폭되고 360도 혼 안테나로 전달되고 자이로 TWA 미니 붐 박스(1004)로 송신되어 나간다. 미니 붐 박스는 밀리미터파 RF 신호를 증폭하고 그것을 붐 박스로 재송신하는데, 여기서, 신호는 초고전력으로 추가로 증폭된다. 신호는 붐 박스로부터 다른 V 이동국, 나노 이동국, 아토 이동국, 및 프로토닉 스위치로 송신된다.
하우스 내부에서, V 이동국, 나노 이동국, 및 아토 이동국은, 고속 직렬 케이블, WiFi 및 WiGi 시스템을 통해, 태블릿, 랩탑, PC, 스마트 폰, 가상 현실 유닛, 게임 콘솔, 4K/5K/8K TV 등과 같은 유저의 터치 포인트 디바이스에 연결된다.
빌딩 천장 마운트 360도 mmW RF 통신
유도 설계
360도 천장 마운트 mmW RF 안테나 리피터 증폭기(360-Degree Ceiling-Mount mmW RF Antenna Repeater Amplifier: 360-CMMA) 유도 유닛(1006AA)은 가정 및 1 내지 4 층 빌딩에 대해 사용되도록 설계되는데, 이 경우, 네트워크로부터의 수신된 밀리미터파 RF 신호는 낮거나 또는 벽을 관통할 수 없다. 유닛은 자신의 윈도우 대향 섹션과 내부 대향 섹션 사이에서 10-20-dB 이득을 제공한다.
기술 명세:
1. 혼 안테나 각도: 360도 윈도우 대향
2. 혼 안테나 각도: 20-60도 외부 대향
3. 출력 전력: 50 밀리와트 내지 3.0 와트
4. 혼 안테나 길이: 3 인치
5. 혼 안테나 높이: 3 인치
6. 혼 안테나 폭: 3 인치
7. 혼 안테나 중량 윈도우 대향: 3 온스
8. 혼 안테나 중량 내부 대향: 2 온스
도 87은 본 발명의 실시형태인 360-CMMA(1006AA)를 도시한다. 360-CMMA는 사무실 빌딩 유리 윈도우(1006)에 가까운 천장에 마운팅된다. 자이로 TWA 붐 박스(1005)로부터의 유입하는 RF 밀리미터파는, 자신의 LNA를 통해 10-dB 이득을 가지고 신호를 증폭하는 360-CMMA 실외 유닛(1006AB)에 의해 수신된다. 그 다음, 그 신호는 360-CMMA의 실내 유닛(1006AC)에 유도 커플링된다. 실내 유닛은 신호를 증폭하고 그것을 빌딩 내의 V 이동국, 나노 이동국 및 아토 이동국을 향해 자신의 20-60도 혼 안테나 밖으로 송신한다.
V 이동국, 나노 이동국, 및 아토 이동국(200) 송신 신호는 360-CMMA 실내 섹션에 의해 수신되는데, 여기서, 그들은 증폭되고 360도 혼 안테나로 전달되고 자이로 TWA 미니 붐 박스(1004)로 송신되어 나간다. 미니 붐 박스는 밀리미터파 RF 신호를 증폭하고 그것을 붐 박스로 재송신하는데, 여기서, 신호는 초고전력으로 추가로 증폭된다. 신호는 붐 박스로부터 다른 V 이동국, 나노 이동국, 아토 이동국, 및 프로토닉 스위치로 송신된다.
1 내지 4 층 사무실 빌딩 내부에서, V 이동국, 나노 이동국, 및 아토 이동국은, 고속 직렬 케이블, WiFi 및 WiGi 시스템을 통해, 태블릿, 랩탑, PC, 스마트 폰, 가상 현실 유닛, 4K/5K/8K TV 등과 같은 유저의 터치 포인트 디바이스에 연결된다.
하우스 윈도우 마운트 180도 mmW의 RF 통신
유도 설계
180도 mmW RF 안테나 리피터 증폭기(180-WMMA) 유도 유닛(1006BB)은 가정 및 빌딩에 대해 사용되도록 설계되는데, 이 경우, 네트워크로부터의 수신된 밀리미터파 RF 신호는 낮거나 또는 벽을 관통할 수 없다. 유닛은 자신의 외부(실외) 섹션과 실내 섹션 사이에서 10-20-dB 이득을 제공한다.
기술 명세:
1. 혼 안테나 각도: 180도
2. 출력 전력: 50 밀리와트 내지 3.0 와트
3. 혼 안테나 길이: 2 인치
4. 혼 안테나 높이: 1 인치
5. 혼 안테나 폭: 1 인치
6. 혼 안테나 중량 복도: 2 온스
7. 혼 안테나 중량 룸: 2 온스
도 88은 본 발명의 실시형태인 180-WMMA(1006AA)를 도시한다. 자이로 TWA 붐 박스(1005)로부터의 유입하는 RF 밀리미터파는, 자신의 LNA를 통해 10-dB 이득을 가지고 신호를 증폭하는 180-WMMA 실외 유닛(1006AB)에 의해 수신된다. 그 다음, 그 신호는 180-WMMA의 실내 유닛(1006AC)에 유도 커플링된다. 실내 유닛은 신호를 증폭하고 그것을 V 이동국, 나노 이동국 및 아토 이동국(200)을 향해 자신의 180도 혼 안테나 밖으로 송신한다.
V 이동국, 나노 이동국, 및 아토 이동국(200) 송신 신호는 180-WMMA 실내 섹션에 의해 수신되는데, 여기서, 그들은 증폭되고 180도 혼 안테나로 전달되고 자이로 TWA 미니 붐 박스(1004)로 송신되어 나간다. 미니 붐 박스는 밀리미터파 RF 신호를 증폭하고 그것을 붐 박스로 재송신하는데, 여기서, 신호는 초고전력으로 추가로 증폭된다. 신호는 붐 박스로부터 다른 V 이동국, 나노 이동국, 아토 이동국, 및 프로토닉 스위치로 송신된다.
하우스 내부에서, V 이동국, 나노 이동국, 및 아토 이동국은, 고속 직렬 케이블, WiFi 및 WiGi 시스템을 통해, 태블릿, 랩탑, PC, 스마트 폰, 가상 현실 유닛, 게임 콘솔, 4K/5K/8K TV 등과 같은 유저의 터치 포인트 디바이스에 연결된다.
하우스 윈도우 마운트 180도 mmW의 RF 통신
차폐 와이어 설계
180도 mmW RF 안테나 리피터 증폭기(180-WMMA) 차폐 와이어 유닛(1006BB)은 가정 및 빌딩에 대해 사용되도록 설계되는데, 이 경우, 네트워크로부터의 수신된 밀리미터파 RF 신호는 낮거나 또는 벽을 관통할 수 없다. 유닛은 자신의 외부(실외) 섹션과 실내 섹션 사이에서 10-20-dB 이득을 제공한다.
기술 명세:
1. 혼 안테나 각도: 180도
2. 출력 전력: 50 밀리와트 내지 3.0 와트
3. 혼 안테나 길이: 2 인치
4. 혼 안테나 높이: 1 인치
5. 혼 안테나 폭: 1 인치
6. 혼 안테나 중량 복도: 2 온스
7. 혼 안테나 중량 룸: 2 온스
도 89는, 본 발명의 실시형태인, 180도 윈도우 마운트 mmW RF 안테나 리피터 증폭기(180-WMMA)(1006BB)를 도시한다. 자이로 TWA 붐 박스(1005)로부터의 유입하는 RF 밀리미터파는, 자신의 LNA를 통해 10-dB 이득을 가지고 신호를 증폭하는 180-WMMA 실외 유닛(1006AB)에 의해 수신된다. 그 다음, 그 신호는 차폐 와이어를 통해 180-WMMA의 실내 유닛(1006AC)으로 전송된다. 실내 유닛은 신호를 증폭하고 그것을 V 이동국, 나노 이동국 및 아토 이동국(200)을 향해 자신의 180도 혼 안테나 밖으로 송신한다.
V 이동국, 나노 이동국, 및 아토 이동국(200) 송신 신호는 180-WMMA 실내 섹션(1006AC)에 의해 수신되는데, 여기서, 그들은 증폭되고 180도 혼 안테나로 전달되고 자이로 TWA 미니 붐 박스(1004)로 송신되어 나간다. 미니 붐 박스는 밀리미터파 RF 신호를 증폭하고 그것을 붐 박스로 재송신하는데, 여기서, 신호는 초고전력으로 추가로 증폭된다. 신호는 붐 박스로부터 다른 V 이동국, 나노 이동국, 아토 이동국, 및 프로토닉 스위치로 송신된다.
하우스 내부에서, V 이동국, 나노 이동국, 및 아토 이동국은, 고속 직렬 케이블, WiFi 및 WiGi 시스템을 통해, 태블릿, 랩탑, PC, 스마트 폰, 가상 현실 유닛, 게임 콘솔, 4K/5K/8K TV 등과 같은 유저의 터치 포인트 디바이스에 연결된다.
빌딩 천장 마운트 180도 mmW RF 통신
유도 설계
180도 천장 마운트 mmW RF 안테나 리피터 증폭기(180-CMMA) 유도 유닛(1006AA)은 소형 사무실 1 내지 4 층 빌딩에 대해 사용되도록 설계되는데, 이 경우, 네트워크로부터의 수신된 밀리미터파 RF 신호는 낮거나 또는 벽을 관통할 수 없다. 유닛은 자신의 윈도우 대향 섹션과 내부 대향 섹션 사이에서 10-20-dB 이득을 제공한다.
기술 명세:
1. 혼 안테나 각도: 180도
2. 출력 전력: 50 밀리와트 내지 3.0 와트
3. 혼 안테나 길이: 2 인치
4. 혼 안테나 높이: 1 인치
5. 혼 안테나 폭: 1 인치
6. 혼 안테나 중량 윈도우 대향: 2 온스
7. 혼 안테나 중량 내부 대향: 2 온스
도 90은 본 발명의 실시형태인 180-CMMA(1006AA)를 도시한다. 180-CMMA는 사무실 빌딩 유리 윈도우(1006) 상에 마운팅된다. 자이로 TWA 붐 박스(1005)로부터의 유입하는 RF 밀리미터파는, 자신의 LNA를 통해 10-dB 이득을 가지고 신호를 증폭하는 180-CMMA 실외 유닛(1006AB)에 의해 수신된다. 그 다음, 그 신호는 180-CMMA의 실내 유닛(1006AC)에 유도 커플링된다. 실내 유닛은 신호를 증폭하고 그것을 빌딩 내의 V 이동국, 나노 이동국 및 아토 이동국을 향해 자신의 180도 혼 안테나 밖으로 송신한다.
V 이동국, 나노 이동국, 및 아토 이동국(200) 송신 신호는 180-CMMA 내부 대향 섹션에 의해 수신되는데, 여기서, 그들은 증폭되고 윈도우 대향 180도 혼 안테나로 전달되고 자이로 TWA 미니 붐 박스(1004)로 송신되어 나간다. 미니 붐 박스는 밀리미터파 RF 신호를 증폭하고 그것을 붐 박스로 재송신하는데, 여기서, 신호는 초고전력으로 추가로 증폭된다. 신호는 붐 박스로부터 다른 V 이동국, 나노 이동국, 아토 이동국, 및 프로토닉 스위치로 송신된다.
사무실 빌딩 내부에서, V 이동국, 나노 이동국, 및 아토 이동국은, 고속 직렬 케이블, WiFi 및 WiGi 시스템을 통해, 태블릿, 랩탑, PC, 스마트 폰, 가상 현실 유닛, 4K/5K/8K TV 등과 같은 유저의 터치 포인트 디바이스에 연결된다.
mmW 하우스 및 빌딩 분배 설계
본 발명의 실시형태인 도 91에서 예시되는 바와 같이 mmW 하우징 및 빌딩 분배 설계. 설계는 다음을 고려한다:
1. 수신된 mmW RF 신호 및 그들이 하우스 전체에 걸쳐 어떻게 분배되는지;
2. V 이동국, 나노 이동국, 아토 이동국 및 프로토닉 스위치로부터의 송신된 mmW 신호 및 윈도우 마운트 360-WMMA(1006AA) 및 180-WMMA(1006BB) mmW 안테나 증폭기 리피터에 의해 어떻게 집중되고 있는지.
수신된 mmW RF 분배
자이로 TWA 붐 박스(1005)로부터의 유입하는 mmW RF 신호는 윈도우 상의 360-WMMA(1006AA) 또는 180-WMMA(1006BB) 안테나로 들어간다. 신호는 유닛의 20-60도 또는 180도 혼 안테나 섹션을 통해 증폭되고 하우스의 내부로 재송신된다. 신호는 도 91에서 예시되는 바와 같이 개방 통로를 통해 윈도우 및 주변 영역에 가까운 영역으로 침투한다.
벽이 너무 두껍기 때문에, mmW RF 신호를 상당히 흡수하는 재료를 포함하기 때문에, 또는 전자기 차폐 효과를 가지기 때문에 mmW RF 신호가 벽을 통과할 수 없는 경우, 신호를 룸 및 하우스의 다른 영역 안으로 도달시키기 위해 설계는 도어 마우트 및 벽 마운트 안테나 증폭기 리피터를 사용한다.
도어 및 벽 마운트 안테나 리피터 증폭기
본 발명의 실시형태인 도 91에서 예시되는 바와 같이, mmW RF 도어 마운트 안테나 리피터 증폭기(Door-Mount Antenna Repeater Amplifier: DMMA)(1006B)는 360-WMMA(1006AB) 또는 180-WMMA(1006AC)로부터 밀리미터파 RF 신호를 수신하고, 이들 신호를 증폭하고, 그것이 서빙하는 룸 안으로 그들 신호를 재송신한다. 터치 포인트 디바이스의 V 이동국, 나노 이동국, 아토 이동국(200)과 같은 임의의 Attobahn mmW 디바이스는, 룸에 들어오는 증폭된 밀리미터파 신호를 픽업할 수 있다.
mmW RF 벽 마운트 안테나 증폭기 리피터(WLMA)(1006C)는 WMMA와 대향하는 벽 상의 자신의 혼 안테나 중 하나를 통해 360-WMMA 또는 180-WMMA로부터 밀리미터파 RF 신호를 수신하고, 이들 신호를 증폭하고, 벽의 다른 면 상의 내부 영역 내의 자신의 다른 안테나를 통해 자신이 서빙하는 룸 안으로 그들 신호를 재송신한다. 터치 포인트 디바이스(1007)의 V 이동국, 나노 이동국, 아토 이동국(200)과 같은 임의의 Attobahn mmW 디바이스는, 룸에 들어오는 증폭된 밀리미터파 신호를 픽업할 수 있다.
하우스 안으로의 윈도우 마운트 360-WMMA 및 180-WMMA(1006AB 및 1006AC)로부터의 RF 재송신 신호는 또한, 도 91에서 예시되는 바와 같이, V 이동국, 나노 이동국, 아토 이동국(200), 또는 프로토닉 스위치(300)에 의해 직접적으로 또는 하우스의 벽으로부터의 반사를 통해 수신된다.
붐 박스(1005)로부터의 초고전력 mmW RF 신호는, 대부분의 하우스 벽을 관통하고 직접적으로 또는 벽으로부터의 반사를 통해 하우스 내의 V 이동국, 나노 이동국, 아토 이동국(200) 또는 프로토닉 스위치(300)에 도달하기에 충분히 강력하다.
mmW RF 도어 마운트 안테나 증폭기 리피터
도어 마운트 안테나 증폭기 리피터의 두 가지 설계는 다음의 것으로 구성된다:
1. 20-60도 도어 마운트 안테나 증폭기 리피터(20-60-DMMA).
2. 180도 도어 마운트 안테나 증폭기(180-DMMA).
mmW 20-60도 도어 마운트 안테나
20-60도 도어 마운트 안테나 증폭기 리피터(20-60-DMMA)(1006B)는 본 발명의 실시형태인 도 92에서 예시되는 바와 같이 출입구(doorway) 위에 마운팅된다.
기술 명세:
1. 혼 안테나 각도: 20-60 도
2. 출력 전력: 50 밀리와트 내지 2.0 와트
3. 혼 안테나 길이: 2 인치
4. 혼 안테나 높이: 1 인치
5. 혼 안테나 폭: 1 인치
6. 혼 안테나 중량 복도: 2 온스
7. 혼 안테나 중량 룸: 2 온스
20-60-DMMA(1006B)는, 밀리미터파 신호를 수신하여 윈도우 상에 마운팅되는 360-WMMA 및 180-WMMA로 송신하는 복도 혼 안테나(1006BA)를 구비한다. 복도 혼 안테나(1006BA)는 또한, 도 92에서 도시되는 바와 같이, 하우스의 벽을 관통할 수도 있는 초고전력 밀리미터파 신호를 붐 박스(1005)로부터 수신할 수 있다. 복도 안테나 섹션은 밀리미터파 신호를 증폭하고 그들을 룸 혼 안테나(1006BC) 상으로 전달한다. 룸 혼 안테나는 또한, RF 신호를 증폭하고, 그들을, Attobahn 밀리미터파 RF 회로부를 갖춘 V 이동국, 나노 이동국, 아토 이동국, 프로토닉 스위치, 및 터치 포인트 디바이스를 향해 룸 안으로 재송신한다.
mmW 20-60도 도어 마운트형 안테나 회로 구성
이 예시의 실시형태인 도 93에서 예시되는 바와 같이, 20-60도 DMMA(20-60-DMMA)(1006B) 차폐 와이어 회로 구성은 디바이스의 복도 섹션 상의 20-60도 혼 안테나(1006BA)로 구성된다. 복도 혼 안테나(1006BA)는 50 밀리와트 내지 2.0 와트의 출력 전력을 갖는 30㎓ 내지 3300㎓ RF의 주파수 범위에서 동작한다. 혼 안테나는 자신의 저노이즈 증폭기(LNA)(1006BD)와 통합된다.
20-60도 혼 안테나로부터의 수신된 30㎓ 내지 3300㎓ mmW RF 신호는, 10-dB 이득을 제공하며 증폭된 신호를 기저 대역 필터(1006BF)를 통해 송신기 증폭기(1006BE)로 전달하는 LNA로 전송된다. RF 신호는 차폐 와이어를 통해 20-60 도의 실내 혼 안테나(2006BC)에 연결된다.
LNA 신호 대 노이즈비(S/N)(1006AG) 및 태양광 재충전 가능 배터리 충전 레벨 정보(1006AH)가 포착되어 360-WMMA 디바이스의 Attobahn 네트워크 관리 시스템(ANMS)(1006AI) 에이전트로 전송된다. ANMS 출력 신호는 360-WMMA의 WiFi 시스템(1006AJ)을 통해 가장 가까운 V 이동국, 나노 이동국, 아토 이동국, 또는 프로토닉 스위치 로컬 V 이동국으로 전송된다. ANMS 정보는 이동국 WiFi 수신기에 도달하는데, 여기서, 그것은 복조되고 APPI 논리 포트 1로 전달된다. 그 다음, 그 정보는 글로벌 네트워크 관리 센터(GNCC)의 밀리미터파 RF 관리 시스템을 향해 Attobahn 네트워크를 통과한다.
20-60-DMMA 시스템 클럭킹 및 동기화 설계
본 발명에 대한 실시형태인 도 93에서 예시되는 바와 같이, 20-60-DMMA 디바이스는 LNA에서의 수신된 mmW RF 신호로부터의 복원된 클럭을 사용한다. 복원된 클럭킹 신호는, WiFi 송신기 및 수신기 시스템에 급전하는 위상 동기 루프(Phase Lock Loop: PLL) 및 국부 발진기 회로부(805A 및 805B)로 전달된다. 복원된 클럭킹 신호는, GPS에 효과적으로 위상 고정되는, 세 곳의 GNCC에 위치한 Attobahn 세슘 빔 원자 클록을 기준으로 한다.
20-60도 도어 마운트 mmW 안테나 설치
20-60도 도어 마운트 안테나 증폭기 리피터(20-60-DMMA)(1006B) 복도 및 룸 안테나 섹션은, 도어 상부 크로스 트림(1006B1)의 양쪽 상에 그들을 정렬시키는 것에 의해, 설치 프로세스를 간단하게 만든다. 이것은 본 발명의 실시형태인 도 93에서 예시된다. 시스템은 자가 설치(DIY)의 설치 프로세스의 단순성을 갖는 설계인데, 그에 의해:
1. 유저는 접착 스트립 커버를 단순히 벗겨내는데, 이것은 도 93에서 도시되는 바와 같이 복도 안테나(1006BA) 및 룸 안테나(1006BC) 섹션 상의 접착 테이프를 노출시킨다.
2. 그 다음, 도 93에서 도시되는 바와 같이 복도 및 룸 안테나 피스를 서로 마주 보게 하여 출입구의 도어 상부 트림 상으로 단단히 배치한다.
3. 차폐 와이어(1006B2)의 일단을 복도 20-60도 혼 안테나의 측면 상의 구멍에 꽂는다. 차폐 와이어를 출입구 하부 에지 아래로 배선하고, 출입구 내측 상의 룸 20-60도 혼 안테나 측면 상의 차폐 와이어의 타단과 연결한다.
4. 20-60-DMMA의 복도 및 룸 섹션을 정렬한다. 유저는 도 93에서 도시되는 바와 같이 두 개의 안테나 피스가 도어의 양쪽 상에서 서로 적절히 대향하는 것을 보장한다.
mmW 180도 도어 마운트 안테나
180도 도어 마운트 안테나 증폭기 리피터(180-DMMA)(1006C)는 본 발명의 실시형태인 도 94에서 예시되는 바와 같이 출입구 위에 마운팅된다.
기술 명세:
1. 혼 안테나 각도: 180도
2. 출력 전력: 50 밀리와트 내지 2.0 와트
3. 혼 안테나 길이: 2 인치
4. 혼 안테나 높이: 1 인치
5. 혼 안테나 폭: 1 인치
6. 혼 안테나 중량 복도: 2 온스
7. 혼 안테나 중량 룸: 2 온스
180-DMMA(1006C)는, 밀리미터파 신호를 수신하여 윈도우 상에 마운팅되는 360-WMMA(1006AB) 및 180-WMMA(1006AC)로 송신하는 복도 혼 안테나(1006CA)를 구비한다. 복도 혼 안테나(1006CA)는 또한, 도 93에서 도시되는 바와 같이, 하우스의 벽을 관통할 수도 있는 초고전력 밀리미터파 신호를 붐 박스(1005)로부터 수신할 수 있다. 복도 안테나 섹션은 밀리미터파 신호를 증폭하고 그들을 룸 혼 안테나(1006CB) 상으로 전달한다. 룸 혼 안테나는 또한, RF 신호를 증폭하고, 그들을, Attobahn 밀리미터파 RF 회로부를 갖춘 V 이동국, 나노 이동국, 아토 이동국(200), 프로토닉 스위치, 및 터치 포인트 디바이스(1007)를 향해 룸 안으로 재송신한다.
mmW 180도 도어 마운트형 안테나 회로 구성
이 예시의 실시형태인 도 96에서 예시되는 바와 같이, 180도 DMMA(180-DMMA)(1006C) 차폐 와이어 회로 구성은 디바이스의 복도 섹션 상의 180도 혼 안테나(1006CA)로 구성된다. 복도 혼 안테나(1006CA)는 50 밀리와트 내지 2.0 와트의 출력 전력을 갖는 30㎓ 내지 3300㎓ RF의 주파수 범위에서 동작한다. 혼 안테나는 자신의 저노이즈 증폭기(LNA)(1006CD)와 통합된다.
180도 혼 안테나로부터의 수신된 30㎓ 내지 3300㎓ mmW RF 신호는, 10-dB 이득을 제공하며 증폭된 신호를 기저 대역 필터(1006CF)를 통해 송신기 증폭기(1006CE)로 전달하는 LNA로 전송된다. RF 신호는 차폐 와이어를 통해 180 도의 실내 혼 안테나(2006CC)에 연결된다.
LNA 신호 대 노이즈비(S/N)(1006CG) 및 태양광 재충전 가능 배터리 충전 레벨 정보(1006CH)가 포착되어 360-WMMA 디바이스의 Attobahn 네트워크 관리 시스템(ANMS)(1006CI) 에이전트로 전송된다. ANMS 출력 신호는 360-WMMA의 WiFi 시스템(1006CJ)을 통해 가장 가까운 V 이동국, 나노 이동국, 아토 이동국, 또는 프로토닉 스위치 로컬 V 이동국으로 전송된다. ANMS 정보는 이동국 WiFi 수신기에 도달하는데, 여기서, 그것은 복조되고 APPI 논리 포트 1로 전달된다. 그 다음, 그 정보는 글로벌 네트워크 관리 센터(GNCC)의 밀리미터파 RF 관리 시스템을 향해 Attobahn 네트워크를 통과한다.
180-DMMA 시스템 클럭킹 및 동기화 설계
본 발명에 대한 실시형태인 도 96에서 예시되는 바와 같이, 180-DMMA 디바이스는 LNA에서의 수신된 mmW RF 신호로부터의 복원된 클럭을 사용한다. 복원된 클럭킹 신호는, WiFi 송신기 및 수신기 시스템에 급전하는 위상 동기 루프(Phase Lock Loop: PLL) 및 국부 발진기 회로부(805A 및 805B)로 전달된다. 복원된 클럭킹 신호는, GPS에 효과적으로 위상 고정되는, 세 곳의 GNCC에 위치한 Attobahn 세슘 빔 원자 클록을 기준으로 한다.
180도 도어 마운트 mmW 안테나 설치
180도 도어 마운트 안테나 증폭기 리피터(180-DMMA)(1006C) 복도 및 룸 안테나 섹션은, 도어 상부 크로스 트림(1006C1)의 양쪽 상에 그들을 정렬시키는 것에 의해, 설치 프로세스를 간단하게 만든다. 이것은 본 발명의 실시형태인 도 97에서 예시된다. 시스템은 자가 설치(DIY)의 설치 프로세스의 단순성을 갖는 설계인데, 그에 의해:
1. 유저는 접착 스트립 커버를 단순히 벗겨내는데, 이것은 도 97에서 도시되는 바와 같이 복도 안테나(1006CA) 및 룸 안테나(1006CB) 섹션 상의 접착 테이프를 노출시킨다.
2. 그 다음, 도 97에서 도시되는 바와 같이 복도 및 룸 안테나 피스를 서로 마주 보게 하여 출입구의 도어 상부 트림 상으로 단단히 배치한다.
3. 차폐 와이어(1006B2)의 일단을 복도 180도 혼 안테나(1006CA)의 측면 상의 구멍에 꽂는다. 차폐 와이어를 출입구 하부 에지 아래로 배선하고, 출입구 내측 상의 룸 180도 혼 안테나(1006CB ) 측면 상의 차폐 와이어의 타단과 연결한다.
4. 180-DMMA의 복도 및 룸 섹션을 정렬한다. 유저는 도 97에서 도시되는 바와 같이 두 개의 안테나 피스가 도어의 양쪽 상에서 서로 적절히 대향하는 것을 보장한다.
mmW RF 벽 마운트 안테나 증폭기 리피터
180도 벽 마운트 안테나 증폭기 리피터(180-Degree Wall-Mount Antenna Amplifier Repeater: 180-WAMA)(1006D)는 본 발명의 실시형태인 도 98에서 예시되는 바와 같이 룸의 외측 및 내측 벽 상에 마운팅된다.
기술 명세:
1. 벽 외측 혼 안테나 각도: 180도
2. 벽 내측 혼 안테나 각도: 180 도
3. 출력 전력: 50 밀리와트 내지 2.0 와트
4. 혼 안테나 길이: 2 인치
5. 혼 안테나 높이: 1 인치
6. 혼 안테나 폭: 1 인치
7. 혼 안테나 중량 복도: 2 온스
8. 혼 안테나 중량 룸: 2 온스
180-WAMA(1006D)는, 밀리미터파 신호를, 윈도우 상에 마운팅되는 360-WMMA(1006AB) 및 180-WMMA(1006AC)로부터 수신하고 그들로 송신하는 룸 외측 벽 안테나(1006DA)를 구비한다. 룸 외측 벽 안테나(1006DA)는 또한, 도 97에서 도시되는 바와 같이, 하우스 또는 빌딩의 벽을 관통할 수도 있는 초고전력 밀리미터파 신호를 붐 박스(1005)로부터 수신할 수 있다. 룸 외측 벽 안테나 섹션은 밀리미터파 신호를 증폭하고 그들을 차폐 와이어를 통해 룸 내측 벽 혼 안테나(1006CB) 상으로 전달한다. 룸 내측 벽 혼 안테나는 또한, RF 신호를 증폭하고, 그들을, Attobahn 밀리미터파 RF 회로부를 갖춘 V 이동국, 나노 이동국, 아토 이동국(200), 프로토닉 스위치, 및 터치 포인트 디바이스(1007)를 향해 룸 안으로 재송신한다.
mmW 180도 벽 마운트형 안테나 회로 구성
이 예시의 실시형태인 도 99에서 예시되는 바와 같이, 180도 WAMA(180-WAMA)(1006D) 차폐 와이어 회로 구성은 디바이스의 룸 외측 벽 섹션 상의 180도 혼 안테나(1006DA)로 구성된다. 룸 외측 벽 혼 안테나(1006DA)는 50 밀리와트 내지 2.0 와트의 출력 전력을 갖는 30㎓ 내지 3300㎓ RF의 주파수 범위에서 동작한다. 혼 안테나는 자신의 저노이즈 증폭기(LNA)(1006CD)와 통합된다.
180도 혼 안테나로부터의 수신된 30㎓ 내지 3300㎓ mmW RF 신호는, 10-dB 이득을 제공하며 증폭된 신호를 기저 대역 필터(1006DF)를 통해 송신기 증폭기(1006DE)로 전달하는 LNA로 전송된다. RF 신호는 차폐 와이어를 통해 180도 룸 혼 안테나(2006DB)에 연결된다.
LNA 신호 대 노이즈비(S/N)(100DG) 및 태양광 재충전 가능 배터리 충전 레벨 정보(1006DH)가 포착되어 360-WMMA 디바이스의 Attobahn 네트워크 관리 시스템(ANMS)(1006DI) 에이전트로 전송된다. ANMS 출력 신호는 360-WMMA의 WiFi 시스템(1006DJ)을 통해 가장 가까운 V 이동국, 나노 이동국, 아토 이동국, 또는 프로토닉 스위치 로컬 V 이동국으로 전송된다. ANMS 정보는 이동국 WiFi 수신기에 도달하는데, 여기서, 그것은 복조되고 APPI 논리 포트 1로 전달된다. 그 다음, 그 정보는 글로벌 네트워크 관리 센터(GNCC)의 밀리미터파 RF 관리 시스템을 향해 Attobahn 네트워크를 통과한다.
180-WAMA 차폐 와이어 시스템 클럭킹 및 동기화 설계
본 발명에 대한 실시형태인 도 99에서 예시되는 바와 같이, 180-WAMA 디바이스는 LNA에서의 수신된 mmW RF 신호로부터의 복원된 클럭을 사용한다. 복원된 클럭킹 신호는, WiFi 송신기 및 수신기 시스템에 급전하는 위상 동기 루프(Phase Lock Loop: PLL) 및 국부 발진기 회로부(805A 및 805B)로 전달된다. 복원된 클럭킹 신호는, GPS에 효과적으로 위상 고정되는, 세 곳의 GNCC에 위치한 Attobahn 세슘 빔 원자 클록을 기준으로 한다.
180도 벽 마운트 mmW 안테나 설치
180도 벽 마운트 안테나 증폭기 리피터(180-WAMA)(1006D) 룸 외측 벽 및 룸 내측 벽 안테나 섹션은, 벽(1006D1)의 양쪽 상에 그들을 정렬시키는 것에 의해, 설치 프로세스를 간단하게 만든다. 이것은 본 발명의 실시형태인 도 100에서 예시된다. 시스템은 자가 설치(DIY)의 설치 프로세스의 단순성을 갖는 설계인데, 그에 의해:
1. 유저는 접착 스트립 커버를 단순히 벗겨내는데, 이것은 도 100에서 도시되는 바와 같이 룸 외측 벽 안테나(1006DA) 및 룸 내측 벽 안테나(1006DB) 섹션 상의 접착 테이프를 노출시킨다.
2. 그 다음, 도 100에서 도시되는 바와 같이 룸 내측 및 외측 벽 안테나 피스를 서로 마주 보게 하여 벽 상으로 단단히 배치한다.
3. 두 개의 안테나 섹션이 설치될 룸 외측 벽 및 룸 내측 벽 상의 정렬된 스팟 상에서 벽을 통해 ¼ 인치 구멍을 뚫는다.
4. 차폐 와이어(1006D2)의 일단을 룸 외측 벽 180도 혼 안테나(1006DA)의 측면 상의 구멍에 꽂는다. 차폐 와이어를 벽의 구멍을 통해 배선하고, 차폐 와이어의 타단을 룸 내측 벽 180도 혼 안테나(1006DB)의 측면 안으로 연결한다.
5. 180-WAMA의 룸 외측 벽을 정렬한다. 유저는 도 99에서 도시되는 바와 같이 두 개의 안테나 피스가 벽의 양쪽 상에서 서로 적절히 대향하는 것을 보장한다.
도시 마천루 빌딩 안테나 아키텍처
Attobahn 도시 마천루 안테나 아키텍처 설계는 360도 무지향성 및 시선(line-of-sight) 혼 안테나를 갖춘 다수의 전략적으로 배치된 자이로 TWA 붐 박스 시스템으로 구성된다. 그 아키텍처는 본 발명의 실시형태인 도 101에 예시되어 있다.
초고전력 자이로 TWA 붐 박스 시스템(1005)은 ¼ 마일 그리드에서 도시의 가장 높은 빌딩 상에 배치된다. 이들 붐 박스 무지향성 360도 혼 안테나는 초고전력 밀리미터파 RF 신호를 모든 방향에서 그들의 그리드 내의 이웃하는 빌딩을 향해 지향시킨다. 이들 신호의 전력은, 대부분의 빌딩 벽 및 이중 윈도우 창을 투과하여 각각의 사무실 층(office floor)(또는 아파트/콘도)에 위치되는 실내 천장 마운트형 mmW RF 안테나 리피터 증폭기(CMMA)(1006A)에 의해 수신될만큼 충분히 강하다.
두 가지 타입의 천장 마운트형 mmW RF 안테나 리피터 증폭기(CMMA) 디바이스가 있다.
1. 천장 마운트 360도 mmW RF 안테나 리피터 증폭기.
2. 천장 마운트 180도 mmW RF 안테나 리피터 증폭기.
빌딩 천장 마운트 360도 mmW RF 안테나 리피터 증폭기
유도 설계
천장 마운트 360도 mmW RF 안테나 리피터 증폭기(360-CMMA) 유도 유닛(1006CM)은 빌딩에 대해 사용되도록 설계되는데, 여기서, 네트워크로부터의 수신된 밀리미터파 RF 신호는 빌딩의 내부의 바닥 영역까지 벽 및 이중 창 유리 윈도우를 관통할만큼 충분히 강력하다. 유닛은 자신의 윈도우 대향 섹션과 내부 공간 대향 섹션 사이에서 10-20-dB 이득을 제공한다.
기술 명세:
1. 혼 안테나 각도: 360도 윈도우 대향
2. 혼 안테나 각도: 20-60도 내부 대향
3. 출력 전력: 1.0 와트 내지 1.5 와트
4. 혼 안테나 길이: 3 인치
5. 혼 안테나 높이: 3 인치
6. 혼 안테나 폭: 3 인치
7. 혼 안테나 중량 윈도우 대향: 3 온스
8. 혼 안테나 중량 내부 대향: 2 온스
도 102는, 본 발명의 실시형태인, 천장 마운트 360도 mmW RF 안테나 리피터 증폭기(360-CMMA)(1006ACM)를 도시한다. 자이로 TWA 붐 박스(1005)로부터의 유입하는 RF 밀리미터파는, 자신의 LNA를 통해 10-dB 이득을 가지고 신호를 증폭하는, 유닛(1006CMA)의 360-CMMA 윈도우 대향 섹션에 의해 수신된다. 그 다음, 신호는 유도 커플링을 통해 360-CMMA의 유닛(1006CMB)의 내부 대향 섹션으로 전송된다. 내부 대향 섹션은 밀리미터파 RF 신호를 증폭하고 그것을 Attobahn 밀리미터파 RF 회로부를 갖춘 V 이동국, 나노 이동국, 아토 이동국(200), 프로토닉 스위치, 또는 터치 포인트 디바이스를 향해 자신의 20-60도 혼 안테나 밖으로 송신한다.
Attobahn 밀리미터파 RF 회로부를 갖춘 V 이동국, 나노 이동국, 아토 이동국(200), 프로토닉 스위치, 또는 터치 포인트 디바이스 송신 신호는 360-CMMA 디바이스의 내부 대향 섹션의 20-60도 혼 안테나에 의해 수신된다. 그 다음, 수신된 신호는 증폭되어 360도 혼 안테나로 전달되고 자이로 TWA 미니 붐 박스(1004)로 송신되어 나간다. 미니 붐 박스는 밀리미터파 RF 신호를 증폭하고 그것을 붐 박스로 재송신하는데, 여기서, 신호는 초고전력으로 추가로 증폭된다. 신호는 붐 박스로부터 다른 V 이동국, 나노 이동국, 아토 이동국, 및 프로토닉 스위치로 송신된다. 빌딩 내부에서, V 이동국, 나노 이동국, 및 아토 이동국은, 고속 직렬 케이블, WiFi 및 WiGi 시스템을 통해, 서버, 보안 시스템, 환경 시스템, 태블릿, 랩탑, PC, 스마트 폰, 4K/5K/8K TV 등과 같은 유저의 터치 포인트 디바이스에 연결된다.
360-CMMA 유도 회로부 구성
이 예시의 실시형태인 도 102에서 예시되는 바와 같이, 360도 WMMA(1006CM) 유도 회로부 구성은 디바이스의 윈도우 대향 섹션 상의 360도 혼 안테나(1006CMA)로 구성된다. 윈도우 대향 360도 혼 안테나(1006CMA)는 1.0 내지 1.5 와트의 출력 전력을 갖는 30㎓ 내지 3300㎓ RF의 주파수 범위에서 동작한다. 혼 안테나는 자신의 저노이즈 증폭기(LNA)(1006CMD)와 통합된다.
혼 안테나로부터의 수신된 30㎓ 내지 3300㎓ mmW RF 신호는, 10-dB 이득을 제공하며 증폭된 신호를 기저 대역 필터(1006CME)를 통해 송신기 증폭기(1006CMF)로 전달하는 LNA로 전송된다. RF 신호는 내부 대향 20-60도 실내 혼 안테나(1006CMC)에 유도 커플링된다.
LNA 신호 대 노이즈비(S/N)(1006CMG) 및 태양광 재충전 가능 배터리 충전 레벨 정보(1006CMH)가 포착되어 360-CMMA 디바이스의 Attobahn 네트워크 관리 시스템(ANMS)(1006CMI) 에이전트로 전송된다. ANMS 출력 신호는 360-CMMA의 WiFi 시스템(1006CMJ)을 통해 가장 가까운 V 이동국, 나노 이동국, 아토 이동국, 또는 프로토닉 스위치 로컬 V 이동국으로 전송된다. ANMS 정보는 이동국 WiFi 수신기에 도달하는데, 여기서, 그것은 복조되고 APPI 논리 포트 1로 전달된다. 그 다음, 그 정보는 글로벌 네트워크 관리 센터(GNCC)의 밀리미터파 RF 관리 시스템을 향해 Attobahn 네트워크를 통과한다.
360-CMMA 유도 시스템 클럭킹 및 동기화 설계
*본 발명에 대한 실시형태인 도 102에서 예시되는 바와 같이, 360-CMMA 디바이스는 LNA에서의 수신된 mmW RF 신호로부터의 복원된 클럭을 사용한다. 복원된 클럭킹 신호는, WiFi 송신기 및 수신기 시스템에 급전하는 위상 동기 루프(Phase Lock Loop: PLL) 및 국부 발진기 회로부(805A 및 805B)로 전달된다. 복원된 클럭킹 신호는, GPS에 효과적으로 위상 고정되는, 세 곳의 GNCC에 위치한 Attobahn 세슘 빔 원자 클록을 기준으로 한다.
빌딩 천장 마운트 180도 mmW RF 안테나 리피터 증폭기
유도 설계
180도 mmW RF 안테나 리피터 증폭기(180-CMMA) 유도 유닛(1006CM)은 빌딩에 대해 사용되도록 설계되는데, 여기서, 네트워크로부터의 수신된 밀리미터파 RF 신호는 빌딩의 내부의 바닥 영역까지 벽 및 이중 창 유리 윈도우를 관통할만큼 충분히 강력하다. 유닛은 자신의 윈도우 대향 섹션과 내부 공간 대향 섹션 사이에서 10-20-dB 이득을 제공한다.
기술 명세:
1. 혼 안테나 각도: 180도 윈도우 대향
2. 혼 안테나 각도: 180도 내부 대향
3. 출력 전력: 1.0 와트 내지 1.5 와트
4. 혼 안테나 길이: 3 인치
5. 혼 안테나 높이: 3 인치
6. 혼 안테나 폭: 3 인치
7. 혼 안테나 중량 윈도우 대향: 2 온스
8. 혼 안테나 중량 내부 대향: 2 온스
도 103은, 본 발명의 실시형태인, 천장 마운트 180도 mmW RF 안테나 리피터 증폭기(180-CMMA)(1006BCM)를 도시한다. 자이로 TWA 붐 박스(1005)로부터의 유입하는 RF 밀리미터파는, 자신의 LNA를 통해 10-dB 이득을 가지고 신호를 증폭하는, 유닛(1006BCA)의 180-CMMA 윈도우 대향 섹션에 의해 수신된다. 그 다음, 신호는 유도 커플링을 통해 180-CMMA의 유닛(1006BCB)의 내부 대향 섹션으로 전송된다. 내부 대향 섹션은 밀리미터파 RF 신호를 증폭하고 그것을 Attobahn 밀리미터파 RF 회로부를 갖춘 V 이동국, 나노 이동국, 아토 이동국(200), 프로토닉 스위치, 또는 터치 포인트 디바이스(1007)를 향해 자신의 180도 혼 안테나 밖으로 송신한다.
Attobahn 밀리미터파 RF 회로부를 갖춘 V 이동국, 나노 이동국, 아토 이동국(200), 프로토닉 스위치, 또는 터치 포인트 디바이스(1007) 송신 신호는 180-CMMA 디바이스(1006BCB)의 내부 대향 섹션의 180도 혼 안테나에 의해 수신된다. 그 다음, 수신된 신호는 증폭되어 윈도우 대향 180도 혼 안테나(1006BCA)로 전달되고 자이로 TWA 미니 붐 박스(1004)로 송신되어 나간다. 미니 붐 박스는 밀리미터파 RF 신호를 증폭하고 그것을 자이로 TWA 붐 박스(1005)로 재송신하는데, 여기서, 신호는 초고전력으로 추가로 증폭된다. 신호는 붐 박스로부터 다른 V 이동국, 나노 이동국, 아토 이동국, 및 프로토닉 스위치로 송신된다.
빌딩 내부에서, V 이동국, 나노 이동국, 및 아토 이동국(200)은, 고속 직렬 케이블, WiFi 및 WiGi 시스템을 통해, 서버, 보안 시스템, 환경 시스템, 태블릿, 랩탑, PC, 스마트 폰, 4K/5K/8K TV 등과 같은 유저의 터치 포인트 디바이스(1007)에 연결된다.
180-CMMA 유도 회로부 구성
이 예시의 실시형태인 도 103에서 예시되는 바와 같이, 180도 CMMA(1006BCM) 유도 회로부 구성은 디바이스의 윈도우 대향 섹션 상의 180도 혼 안테나(1006BCA)로 구성된다. 180도 혼 안테나(1006BCA)는, 1.0 밀리와트 내지 1.5 와트의 출력 전력을 가지고 30㎓내지 3300㎓ RF의 주파수 범위에서 동작한다. 윈도우 대향 180도 혼 안테나는 자신의 저노이즈 증폭기(LNA)(1006BCD)와 통합된다.
윈도우 대향 180도 혼 안테나로부터의 수신된 30㎓ 내지 3300㎓ mmW RF 신호는, 10-dB 이득을 제공하며 증폭된 신호를 기저 대역 필터(1006BCF)를 통해 송신기 증폭기(1006BCE)로 전달하는 LNA로 전송된다. RF 신호는 내부 대향 180도 실내 혼 안테나(2006BCB)에 유도 커플링된다.
LNA 신호 대 노이즈비(S/N)(1006BCG) 및 태양광 재충전 가능 배터리 충전 레벨 정보(1006BCH)가 포착되어 180-CMMA 디바이스의 Attobahn 네트워크 관리 시스템(ANMS)(1006BCI) 에이전트로 전송된다. ANMS 출력 신호는 180-CMMA의 WiFi 시스템(1006BCJ)을 통해 가장 가까운 V 이동국, 나노 이동국, 아토 이동국, 또는 프로토닉 스위치 로컬 V 이동국으로 전송된다. ANMS 정보는 이동국 WiFi 수신기에 도달하는데, 여기서, 그것은 복조되고 APPI 논리 포트 1로 전달된다. 그 다음, 그 정보는 글로벌 네트워크 관리 센터(GNCC)의 밀리미터파 RF 관리 시스템을 향해 Attobahn 네트워크를 통과한다.
180-CMMA 유도 시스템 클럭킹 및 동기화 설계
*본 발명에 대한 실시형태인 도 103에서 예시되는 바와 같이, 180-CMMA 디바이스는 LNA에서의 수신된 mmW RF 신호로부터의 복원된 클럭을 사용한다. 복원된 클럭킹 신호는, WiFi 송신기 및 수신기 시스템에 급전하는 위상 동기 루프(Phase Lock Loop: PLL) 및 국부 발진기 회로부(805A 및 805B)로 전달된다. 복원된 클럭킹 신호는, GPS에 효과적으로 위상 고정되는, 세 곳의 GNCC에 위치한 Attobahn 세슘 빔 원자 클록을 기준으로 한다.
마천루 사무실 공간 mmW 분배 설계
Attobahn 밀리미터파 RF 신호 분배 아키텍처는, 사무실 빌딩 공간 전체에 이들 파를 투과시키는 설계를 포함한다. 도 103은 다음과 같은 Attobahn 설계 밀리미터파 RF 안테나의 활용을 예시한다:
1. 천장 마운트 360도 mmW RF 안테나 리피터 증폭기(360-CMMA) 유도 유닛(1006CM).
2. 천장 마운트 180도 mmW RF 안테나 증폭기 리피터(180-CMMA) 유도 유닛(1006BM).
3. 20-60도 도어 마운트 안테나 증폭기 리피터(20-60-DMMA)(1006B).
4. 180도 도어 마운트 안테나 증폭기 리피터(180-DMMA)(1006B).
본 발명의 실시형태인 도 104에서 도시되는 바와 같이, 이들 안테나는, 전체 공간이 밀리미터 RF 신호로 포화되는 것을 보장하도록 사무실 공간에서 전략적으로 배치된다. 이 설계는 서비스 공간의 임의의 데드 스팟(dead spot)을 제거한다. 360-CMMA(1006CM) 및 180-CMMA(1006BM)는, 천장에서, 윈도우 유리로부터 약 이(2) 인치 떨어져 배치되어 윈도우를 따라 대략 30 피트마다 분포된다.
20-60-DMMA(1006B) 및 180-DMMA(1006B)는, 천장 마운트형 360-CMMA 및 180-CMMA 안테나로부터 사무실의 내부 방향을 향해 대략 모두 이십(20) 피트 떨어져 큐비클 영역(개방 영역) 중의 20 피트 그리드 내에 배치된다. 이들 디바이스는, 사무실로 들어오는 그리고 사무실을 나가는 수신 및 송신 방향 둘 모두에서 이들 신호를 그들의 그리드 내에서 증폭하는 밀리미터파 RF 신호 리피터 증폭기로서 역할을 한다.
사무실 층 수신 신호 프로세스
자이로 TWA 붐 박스(1005)로부터의 유입하는 밀리미터파 RF 신호는 윈도우(1008)에서 CMMA(1006CM) 안테나에 의해 수신 및 증폭된다. 그 다음, 이들 안테나는 신호를 재송신하는데, 그 신호는, 신호를 다시 부스팅하고 그들을 개방된 사무실 공간(큐비클) 내의 20 피트 그리드 내에서 주변 터치 포인트 디바이스로 분배하는 DMMA 안테나에 의해 수신된다. 닫힌 사무실, 회의실, 유틸리티 룸 및 옷장을 서빙하기 위해, 360-DMMA(1006B) 및 180-DMMA(1006C)는, 각각 본 발명의 실시형태인 도 94 및 도 97에서 도시되는 바와 같이 이들 사무실 및 룸의 도어 위에 배치된다. 신호는 그 사무실 또는 룸 내의 V 이동국, 나노 이동국, 아토 이동국, 및 프로토닉 스위치로 분배된다. 또한, 그들 사무실 및 룸에서 Attobahn 밀리미터파 RF 회로부를 갖추고 있는 터치 포인트 디바이스는 신호를 수신한다.
벽이 두껍거나 또는 높은 밀리미터파 감쇠 재료로 만들어진 룸의 사무실 공간의 경우, 본 발명의 실시형태인 도 98에서 예시되는 바와 같이, 신호를 증폭하고 벽의 외부로부터 내부로 재송신하기 위해 벽 마운트형 180도 mmW RF 신호 리피터 증폭기(180-WAMA)(1006C)가 사용된다. 그 다음, 재송신된 신호는 룸 내의 터치 포인트 디바이스로 분배된다.
사무실 층 송신 신호 프로세스
Attobahn 밀리미터파 RF 회로부를 갖춘 터치 포인트 디바이스(1007); V 이동국; 나노 이동국; 아토 이동국; 및 프로토닉 스위치에 의해 송신되는 밀리미터파는, 그들의 서비스하는 그리드, 사무실, 및 룸 내의 360-DMMA, 180-DMMA 및 180-WAMA 유닛에 의해 포착된다. 이들 유닛은 RF 신호를 증폭하고 그들을 CCMA(1006CM)을 향해 재송신한다.
사무실 층의 윈도우(1006)를 따라 천장에 마운팅되는 CMMA는, RF 신호를 수신하고, 그들을 증폭하고, 그 다음, 그들을, 사무실 빌딩이 위치되는 그리드를 서비스하는 자이로 TWA 미니 붐 박스(1004)로 재송신한다. 미니 붐 박스는 신호를 재증폭하고 그들을 초고전력 자이로 TWA 붐 박스(1005)로 전송하는데, 여기서, 신호는 100 내지 10,000 와트의 범위의 전력에서 증폭 및 재송신된다.
Attobahn mmW RF 안테나 리피터 증폭기
Attobahn mmW RF 안테나 리피터 증폭기는 전체 밀리미터파 RF 아키텍처의 중요한 부분이다. 이 아키텍처는 본 발명의 실시형태이다. 네트워크 아키텍처 내에서 이들 디바이스의 설계 및 구현은, 이들 신호가 하우스 또는 다른 타입의 빌딩을 통과할 때 신호 대 노이즈비(S/N) 급속 저하의 완화를 돕는다.
도 105는 본 발명의 실시형태인 일련의 Attobahn mmW RF 안테나 리피터 증폭기를 도시한다. 이들 디바이스는 약화된 밀리미터파 신호를 취하고 그들을 더 강한 레벨로 증폭하고, 그 다음, 증폭되기 이전에 그들이 도달할 수 없었던 하우스 또는 빌딩의 영역 안으로 그들을 재송신한다. 그 설계는 네트워크 서비스를 안정적이고 강력하게 만든다. 그것은, 하우스 또는 빌딩 내에서 유저가 위치되는 곳에 무관하게, 유저에게 초광대역 네트워크 서비스 경험을 제공한다.
도 105에서 도시되는 다음의 Attobahn mmW RF 안테나 리피터 증폭기는 다음과 같다:
1. 윈도우 마운트 360도 안테나 증폭기 리피터(360-WMMA)(1006AA).
2. 윈도우 마운트 180도 안테나 증폭기 리피터(180-WMMA)(1006BB).
3. 20-60도 도어 마운트 안테나 증폭기 리피터(20-60-DMMA).
4. 180도 도어 마운트 안테나 증폭기 리피터(180-DMMA)(1006C).
5. 180도 벽 마운트 안테나 증폭기 리피터(180-WAMA)(1006D).
6. 천장 마운트 360도 mmW RF 안테나 리피터 증폭기(1006CM).
7. 천장 마운트 180도 mmW RF 안테나 리피터 증폭기(1006CM).
Attobahn 클럭킹 및 동기화 아키텍처
본 발명의 실시형태인 도 106에서 예시되는 바와 같이, Attobahn 조정 타이밍(Attobahn Coordinated Timing: ACT) 클럭킹 및 동기화 아키텍처(800)는, 가장 이용 가능한 원자 클럭킹 발진 시스템 중 하나를 활용하는 타이밍 표준으로 구성된다. 그 아키텍처는, 공통 클럭킹 소스에 동기화되는 여덟(8) 개의 디지털 송신 레이어를 가지며, 따라서, 최상위 레벨의 네트워크 시스템으로부터 엔드 유저의 터치 포인트 시스템까지의 전체 디지털 신호 위상 동기화된 네트워크를 허용한다.
아키텍처의 여덟(8) 개의 층은 다음과 같다:
1. 30㎓ 내지 3300㎓ 사이의 높은 밀리미터파 RF 범위에서 기능하는 자이로 TWA 붐 박스 시스템 발진 회로부(800A).
2. 30㎓ 내지 3300㎓ 사이의 높은 밀리미터파 RF 범위에서 기능하는 자이로 TWA 붐 박스 시스템 발진 회로부(800B).
3. 광학 주파수 및 고속 디지털 범위에서 동작하는 SONET 광섬유 단자 및 디지털 멀티플렉서 발진 회로부(810).
4. 핵 스위치 고속 디지털 셀 스위칭 및 밀리미터파 RF 시스템 발진 회로부(803).
5. 프로토닉 스위치 고속 디지털 셀 스위칭 및 밀리미터파 RF 시스템 발진 회로부(804).
6. 이동국은 고속 디지털 셀 스위칭 및 밀리미터파 RF 시스템 발진 회로부(805)를 스위칭한다.
7. 30㎓ 내지 3300㎓ 사이의 높은 밀리미터파 RF 범위에서 기능하는 mmW RF 안테나 리피터 증폭기 발진 회로부(807, 809)
8. 엔드 유저 터치 포인트 디바이스 디지털 회로부 동기화(800H).
본 발명의 실시형태인 도 107에서 도시되는 바와 같이, Attobahn 클럭킹 및 동기화 아키텍처(Attobahn Clocking & Synchronization Architecture: ACSA)는, 자신의 세 개의 타이밍 및 동기화 위치 사이의 글로벌 타이밍 기준으로서 전지구 위치 결정 시스템(global positioning system: GPS)(801)을 사용한다. ACSA는, 전 세계의 Attobahn의 네 곳의 비즈니스 지역 중 세 곳에 전략적으로 위치되는 세 개의 세슘 빔의 고도로 안정한 발진기(800)를 구비한다.
세슘 빔 발진기(800)는 다음 지역의 Attobahn 글로벌 네트워크 제어 센터(GNCC)에 위치된다:
1. 북아메리카(NA) GNCC.
2. 유럽 중동 및 아프리카(EMEA) GNCC.
3. 아시아 태평양(ASPAC) GNCC.
세 개의 GPS 위성 수신기(801)를 갖는 Attobahn 설계 ACSA는 세 곳의 GNCC에서 세슘 빔 발진기(800)과 함께 배치된다. 세 곳의 위치에서 수신되는 이들 GPS 타이밍 신호는, 세슘 빔 발진기 타이밍을 전달하여 Attobahn 조정 시간(ACT)을 발생시키기 위해, 그들의 결과에 비교된다. ACT는, 자이로 TWA 붐 박스; 핵 스위치, 프로토닉 스위치, V 이동국; 나노 이동국; 아토 이동국; 및 터치 포인트 디바이스의 모든 로컬 발진기를 동기화시키기 위한 네트워크 기준 타이밍 신호가 된다.
Attobahn 네트워크 전체에 걸친 ACT 클럭킹 및 동기화 분배는, 본 발명의 실시형태인 도 107에서 예시되는 바와 같이 다음 방식으로 달성된다:
1. ACT 출력 기준 디지털 클럭킹 신호는 세슘 빔 발진기(800)로부터 세 곳의 GNCC 위치에 있는 클럭킹 분배 시스템(CDS)(802)으로 전송된다.
2. CDS는 일련의 드라이버에 걸쳐 입력 주 및 보조 ACT 기준 디지털 신호를 분할하여 여러 개의 기준 클럭 신호(802AB)를 생성한다.
3. 그 다음, CDS로부터의 클럭킹 신호(802A)는 다음으로 분배된다:
i. SONET 광섬유 시스템(810).
ii. 자이로 TWA 붐 박스(806)
iii. 자이로 TWA 미니 박스(808).
iv. 핵 스위치(803).
이들 네트워크 시스템 모두는, 이 기준 클럭 신호 주파수에 동조되는 그들의 위상 동기 루프(PLL)(806A) 회로부에서 CDS로부터 클럭킹 신호를 수신한다. PLL 보정 전압 레벨은, 유입하는 기준 클럭킹 신호의 디지털 펄스의 위상과 조화를 이루어 변한다. PLL 교정 전압은 상기 언급된 네트워크 시스템의 국부 발진기로 공급된다. PLL은, 유입하는 기준 클럭 신호와 조화를 이루어 로컬 발진기 출력 주파수를 제어한다. 이 배열은, 국부 발진기 주파수 정확도를, 세 곳의 GNCC에 있는 ACT 기준 클럭킹 세슘 빔 발진기에 동기화시킨다.
프로토닉 스위치(804), V 이동국(805), 나노 이동국(805A), 아토 이동국(805B), mmW RF 안테나 리피터 증폭기(809); 및 Attobahn의 IWIC 칩을 갖추고 있는 엔드 유저 디바이스와 같은 네트워크 시스템의 나머지는 복원 루핑되는 클럭킹 방법(recovered-looped clocking method)을 활용한다. 복원 루핑되는 클럭킹 방법은, 수신된 밀리미터파 신호로부터 클럭킹 신호를 복원하는 것 및 그들을 국부 발진기의 PLL 회로부에 공급하는 디지털 신호로 변환하는 것에 의해 작동한다. 국부 발진기의 출력 주파수는, ACT 고 안정성 세슘 빔 클럭킹 시스템을 기준으로 하는 PLL 제어 전압에 의해 제어된다. 이 배열은, 사실상, 세 곳의 GNCC에 있는 ACT 고 안정성 세슘 빔 발진기 클럭킹 시스템과 동기화되고 이를 기준으로 하고 있는 네트워크 전체에 걸친 모든 클럭킹 시스템으로 나타난다.
Attobahn 본능적으로 현명한 집적 회로(IWIC)
본 발명의 실시형태인 도 108에서 예시되는 바와 같이, IWIC 칩으로 칭해지는 Attobahn 본능적으로 현명한 집적 회로는 주문 설계의 주문형 반도체(ASIC)이다. IWIC 칩은 Attobahn 네트워크 시스템의 주요 컴포넌트이다. IWIC 칩은 V 이동국, 나노 이동국, 아토 이동국, 프로토닉 스위치, 및 핵 스위치의 동작에서 중요한 역할을 한다.
IWIC 칩의 주 기능은, 네 개의 섹션으로 구성되는 도면에서 설명되는 바와 같이 자신의 고속의 초당 테라비트 스위칭 패브릭이다. 다섯 개의 섹션은 다음과 같다:
1. 셀 프레임 스위칭 패브릭 회로부(901).
2. 아토초 멀티플렉싱 회로부(902).
3. 밀리미터파 RF 증폭기, LNA, 및 QAM 모뎀 회로부(903).
4. 국부 발진기 및 PLL 회로부(904).
5. CPU 회로부(905).
*본 발명의 실시형태인 도 107에서 도시되는 바와 같이, IWIC 칩은 셀 프레임 스위칭 및 아토초 멀티플렉싱 기능 및 관련된 포트 드라이버에 대해 특수한 회로부 설계를 활용한다. 그 칩은 칩의 스위칭 패브릭을 통한 데이터의 진출입 시간을 기록하기 위해 다수의 고속 2THz 디지털 클럭킹 신호를 사용한다.
밀리미터파 RF 증폭기, LNA 및 QAM 모뎀 회로부는 칩의 개별 영역에 있다. 칩의 이 섹션은 송신기 및 수신기 증폭기용 MMIC 기판을 사용한다.
국부 발진기 및 PLL은 IWIC 칩의 개별 영역에 있다. 칩을 통한 모든 연결은 포토리소그래피 적층 기판을 사용한다. IWIC 칩은 디지털 및 아날로그 회로부의 혼합 신호 회로이다. IWIC 칩의 하드웨어 기술 언어(hardware description language: HDL)는 논리 회로의 동작; 포트 사이의 회로 게이트 스위칭 속도; V 이동국, 나노 이동국, 아토 이동국, 프로토닉 스위치, 및 핵 스위치에서의 마이크로 어드레스 할당 스위칭 테이블(MAST)에 의해 셀 스위치 포트 스위칭 결정의 특정한 명령어를 제공한다.
IWIC 칩은 또한, 클라우드 스토리지 서비스; 네트워크 관리 데이터; 애플리케이션 레벨 암호화 및 링크 암호화; 및 다양한 관리 기능 예컨대 시스템 구성; 경고 메시지 디스플레이; 및 디바이스에서의 유저 서비스 디스플레이를 관리하는 듀얼 쿼드 코어 4㎓, 8GB ROM, 500GB 스토리지 CPU인 CPU 섹션을 갖는다.
CPU는 시스템 성능 정보를 모니터링하고, 논리 포트 1(도 6) Attobahn 네트워크 관리 포트(ANMP) EXT .001을 통해 핵 스위치 네트워크 관리 시스템(NNMS)으로 정보를 전달한다. 엔드 유저는, 암호를 설정하도록, 서비스에 액세스하도록, 고객 서비스와의 통신하도록 등을 하도록 핵 스위치와 상호 작용하기 위한 터치 스크린 인터페이스를 갖는다.
IWIC 칩의 물리적 사이즈는 본 발명의 실시형태인 도 109에서 도시된다.
기술 명세:
1.0 물리적 사이즈:
i. 길이: 3 인치
ii. 폭: 2 인치
iii. 높이: 0.25 인치
2.0 SUPPL 전압: -1.0 내지 -5 VDC
3.0 전류: 10 마이크로암페어 내지 40 밀리암페어
4.0 68 핀
5.0 동작 온도: -55C 내지 125C
요약
하나의 실시형태에서, 고속, 고용량 전용 모바일 네트워크 시스템을 위한 30㎓ 내지 3300㎓ 밀리미터파 무선 통신 디바이스는, 10 MBps 및 더 높은 디지털 속도에서 실행하는 엔드 유저 애플리케이션으로부터 정보 스트림을 수신하기 위한 적어도 하나의 USB 포트를 구비하는 하우징; 하우징 내측에 연결되는 적어도 하나의 집적 회로 칩; 무선 근거리 통신망으로부터 정보 스트림을 수신하기 위한 포트; 적어도 하나의 클록; 아토초 멀티플렉서 TDMA; 국부 발진기; 적어도 하나의 위상 동기 루프; 적어도 하나의 궤도 시간 슬롯; 및 64 내지 4096 비트 QAM 변조기를 구비하는 적어도 하나의 밀리미터파 RF 유닛을 포함하고; 집적 회로 칩은 적어도 하나의 포트로부터의 정보 스트림을 적어도 하나의 고정된 셀 프레임으로 변환하고; 적어도 하나의 고정된 셀 프레임은 아토초 멀티플렉서 TDMA에 의해 프로세싱되고 종단 네트워크로의 초고속 데이터 스트림으로서의 전달을 위해 적어도 하나의 궤도 시간 슬롯으로 전달되고; 밀리미터파 무선 통신 디바이스는 적어도 하나의 다른 무선 통신 디바이스와의 고속, 고용량 전용 분자 네트워크를 생성한다.
적어도 30㎓ 내지 3300㎓ 수신기; 360도 혼 안테나; 20-60도 혼 안테나; 가요성 밀리미터파 도파관; 고전압 DC 연속 및 맥동(비 연속) 전력 공급 장치, 및 자이로 TWA 및 관련 컴포넌트가 엔클로징되는 케이스를 구비하는 적어도 자이로 TWA 붐 박스 초고전력 30㎓ 내지 3300㎓ 밀리미터파 증폭기의 하나의 실시형태에서. 자이로 TWA 붐 박스 초고전력 증폭기는 100 와트 내지 10,000 와트의 출력 전력 와트수를 갖는다.
적어도 30㎓ 내지 3300㎓ 수신기; 360도 혼 안테나; 20-60도 혼 안테나; 가요성 밀리미터파 도파관; 고전압 DC 연속 및 맥동(비 연속) 전력 공급 장치, 및 자이로 TWA 및 관련 컴포넌트가 엔클로징되는 케이스를 구비하는 적어도 자이로 TWA 미니 붐 박스 초고전력 30㎓ 내지 3300㎓ 밀리미터파 증폭기의 하나의 실시형태에서. 자이로 TWA 붐 박스 초고전력 증폭기는 1.5 와트 내지 100 와트의 출력 전력 와트수를 갖는다.
청구항 1의 30㎓ 내지 3300㎓ 무선 통신 디바이스, 적어도 하나의 포트는, 호스트 패킷, TCP/IP 패킷, 인터넷 전화(Voice Over IP) 패킷, 비디오 IP 패킷, 셀 프레임을 통한 비디오, 셀 프레임을 통한 음성, 그래픽 패킷, MAC 프레임 및 데이터 패킷을 포함하는 그룹으로부터 고속 데이터 스트림을 수용한다. 적어도 하나의 포트는, 호스트 패킷, TCP/IP 패킷, 인터넷 전화(Voice Over IP) 패킷, 비디오 IP 패킷, 셀 프레임을 통한 비디오, 셀 프레임을 통한 음성, 그래픽 패킷, MAC 프레임 및 데이터 패킷 적어도 하나의 고정된 셀 프레임으로부터의 비전용(undedicated) 원시 데이터를, 종단 네트워크로 송신한다. 집적 회로 칩은 Attobahn 셀 프레임 프로토콜에 의해 자신의 포트 지정 어드레스에 대한 적어도 하나의 고정된 셀 프레임에 대한 헤더를 끊임없이 판독한다. 최대 80 바이트까지의 고정된 셀 프레임.
하나의 실시형태에서, 고속, 고용량 전용 분자 네트워크는, 액세스 네트워크 레이어(ANL); 프로토닉 스위칭 레이어(PSL); 핵 스위칭 레이어(NSL)를 포함하고; ANL은, PSL에서 무선 정보 스트림의 적어도 하나의 궤도 시간 슬롯에서 무선으로 송신 및 수신되는 30㎓ 내지 3300㎓ 밀리미터파인 적어도 하나의 고정된 사이즈의 셀 프레임의 정보 스트림을 송신 및 수신하는 적어도 하나의 30㎓ 내지 3300㎓ 밀리미터파 무선 통신 디바이스를 포함한다. PSL은, 적어도 하나의 고정된 사이즈의 셀 프레임을, NSL을 통해, 추가적인 30㎓ 내지 3300㎓ 밀리미터파 무선 통신 디바이스의 적어도 하나의 포트로 그리고 그 포트로부터 송신 및 수신하기 위해, 인터넷, 케이블, 전화, 및 사설 네트워크로부터의 정보 스트림의 적어도 하나의 궤도 시간 슬롯과의 통신을 위한 적어도 하나의 프로토닉 스위치를 포함하고; NSL은, PSL과 인터넷, 전화, 케이블 및 사설 네트워크 사이의 주 인터페이스를 생성하기 위한 고정된 위치에 위치되는 적어도 하나의 핵 스위치를 포함한다.
하나의 실시형태에서, 고속, 고용량 전용 30㎓ 내지 3300㎓ 밀리미터파 모바일 네트워크 시스템은: 액세스 네트워크 레이어(ANL); 프로토닉 스위칭 레이어(PSL); 핵 스위칭 레이어(NSL)를 포함하고; ANL은, 엔드 유저 애플리케이션으로부터 정보 스트림을 수신하기 위한 적어도 하나의 USB 포트를 구비하는 하우징, 하우징 내측에 연결되는 적어도 하나의 집적 회로 칩, 무선 근거리 통신망으로부터 정보 스트림을 수신하기 위한 포트, 적어도 하나의 클록, 아토초 멀티플렉서 TDMA, 국부 발진기, 적어도 하나의 위상 동기 루프, 적어도 하나의 궤도 시간 슬롯, 및 64 내지 4096 비트 QAM 변조기를 구비하는 적어도 하나의 RF 유닛을 포함하는 적어도 하나의 30㎓ 내지 3300㎓ 밀리미터파 무선 통신 디바이스를 포함하고; PSL은, 엔드 유저 애플리케이션으로부터 정보 스트림을 수신하기 위한 적어도 하나의 USB 포트를 구비하는 하우징, 하우징 내측에 연결되는 적어도 하나의 집적 회로 칩, 적어도 하나의 클록, 아토초 멀티플렉서 TDMA, 국부 발진기, 적어도 하나의 위상 동기 루프, 적어도 하나의 궤도 시간 슬롯, 및 64 내지 4096 비트 QAM 변조기를 구비하는 적어도 하나의 30 RF 유닛을 포함하는 적어도 하나의 30㎓ 내지 3300㎓ 밀리미터파 무선 통신 디바이스 적어도 하나의 고정된 사이즈의 셀 프레임을, NSL을 통해, 추가적인 30㎓ 내지 3300㎓ 밀리미터파 무선 통신 디바이스의 적어도 하나의 포트로 그리고 그 포트로부터 송신 및 수신하기 위해, 인터넷, 케이블, 전화, 및 사설 네트워크로부터의 정보 스트림의 적어도 하나의 궤도 시간 슬롯을 갖는 적어도 하나의 프로토닉 스위치를 포함하고, NSL은, PSL과 인터넷, 전화, 케이블 및 사설 네트워크 사이의 주 인터페이스를 생성하기 위한 고정된 위치에 위치되는 적어도 하나의 핵 스위치를 포함한다. NSL은, 유저 애플리케이션으로부터 정보 스트림을 수신하기 위한 적어도 하나의 USB 포트를 구비하는 하우징, 하우징 내측에 연결되는 적어도 하나의 집적 회로 칩, 적어도 하나의 클록, 아토초 멀티플렉서 TDMA, 국부 발진기, 적어도 하나의 위상 동기 루프, 적어도 하나의 궤도 시간 슬롯, 및 64 내지 4096 비트 QAM 변조기를 구비하는 적어도 하나의 30㎓ 내지 3300㎓ 밀리미터파 RF 유닛을 포함하는 적어도 하나의 30㎓ 내지 3300㎓ 밀리미터파 무선 통신 디바이스 적어도 하나의 고정된 사이즈의 셀 프레임을 추가적인 30㎓ 내지 3300㎓ 밀리미터파 무선 통신 디바이스의 적어도 하나의 포트로 그리고 그 포트로부터 송신 및 수신하기 위해, 인터넷, 케이블, 전화, 및 사설 네트워크로부터의 정보 스트림의 적어도 하나의 궤도 시간 슬롯을 갖는 적어도 하나의 핵 스위치를 포함한다.
서로 그리고 적어도 하나의 핵 스위치에 상호 연결되며, 각각의 아토초 멀티플렉서는 PSL에 무선으로 커플링되고, PSL, 다른 아토초 멀티플렉서 TDMA 및 적어도 하나의 핵 스위치 사이에서 중개체로서 작용하는, 복수의 아토초 멀티플렉서 TDMA.
하나의 실시형태에서, 고속, 고용량의 모바일 30㎓ 내지 3300㎓ 밀리미터파 무선 네트워크 시스템을 통해 정보 스트림을 송신하는 방법으로서: 액세스 네트워크 레이어(ANL)로부터, 엔드 유저 애플리케이션으로부터 정보 스트림을 수신하기 위한 적어도 하나의 포트를 구비하는 하우징, 하우징 내측에 연결되는 적어도 하나의 집적 회로 칩, 무선 근거리 통신망으로부터 정보 스트림을 수신하기 위한 포트, 적어도 하나의 클록, 아토초 멀티플렉서 TDMA, 국부 발진기, 적어도 하나의 위상 동기 루프, 적어도 하나의 궤도 시간 슬롯, 및 64 내지 4096 비트 QAM 변조기를 구비하는 적어도 하나의 30㎓ 내지 3300㎓ 밀리미터파 RF 유닛을 포함하는 30㎓ 내지 3300㎓ 밀리미터파 무선 통신 디바이스로의 정보 스트림을 수신하는 단계; 적어도 하나의 포트로부터의 정보 스트림을 집적 회로 칩에 의해 적어도 하나의 고정된 셀 프레임으로 변환하는 단계; 프로토닉 스위칭 레이어(PSL)를 통해 추가적인 30㎓ 내지 3300㎓ 밀리미터파 무선 통신 디바이스의 적어도 하나의 포트로부터 적어도 하나의 궤도 시간 슬롯으로 정보 스트림의 적어도 하나의 고정된 셀 프레임을 송신하는 단계; 및 PSL과 인터넷, 전화, 케이블 및 엔드 유저의 사설 네트워크 사이에 주 인터페이스 핵 스위칭 레이어(NSL)를 생성하기 위해 고정된 위치에 위치되는 적어도 하나의 핵 스위치에 의해 정보 스트림의 적어도 하나의 고정된 셀 프레임을 수신하는 단계를 포함한다.
본 개시의 취지 및 범위를 벗어나지 않으면서 본 개시에서 다양한 변경이 이루어질 수도 있고, 따라서, 본 개시는, 본 명세서에서 구체적으로 개시되는 것 외에, 첨부된 청구범위에서 나타내어지는 바와 같은 실시형태만을 포괄한다는 것이 기술 분야의 숙련된 자에게는 명백할 것이다.
Claims (15)
- 밀리미터파 기술을 이용하여 네트워크에 걸쳐 데이터를 무선으로 통신하기 위한 모바일 디바이스로서,
복수의 포트;
애플리케이션 프로그래밍 인터페이스(API);
소프트웨어 애플리케이션을 저장하는 메모리; 및
상기 복수의 포트, 상기 API 및 상기 메모리에 연결되는 집적 회로로서,
상기 복수의 포트 중 하나에서 네트워크로부터 데이터 패킷을 수신하고,
상기 데이터 패킷을 인증하고,
상기 데이터 패킷을 고정된 셀 프레임으로 캡슐화하고, 여기서 상기 고정된 셀 프레임은 시분할 다중 액세스(Time Division Multiple Access) 프레임이고,
밀리미터파 기술을 이용하여 상기 고정된 셀 프레임을 상기 네트워크로 전송하도록 프로그래밍된, 집적 회로;
를 포함하는 모바일 디바이스.
- 제1항에 있어서,
상기 복수의 포트 사이에서 다양한 데이터 레이트로 상기 데이터 패킷을 이동시키도록 구성되는 스위치를 더 포함하는, 모바일 디바이스.
- 제1항에 있어서,
상기 집적 회로는 상기 데이터 패킷을 인증하기 위해 상기 소프트웨어 애플리케이션을 실행하는, 모바일 디바이스.
- 제1항에 있어서,
상기 집적 회로는 상기 데이터 패킷을 암호화하기 위해 상기 소프트웨어 애플리케이션을 실행하는, 모바일 디바이스.
- 제1항에 있어서,
상기 집적 회로는 고속 디지털 변조기 및 복조기에 연결되는, 모바일 디바이스.
- 제1항에 있어서,
상기 집적 회로는 클록킹(clocking) 및 동기화(synchronization) 모듈에 연결되는, 모바일 디바이스.
- 제1항에 있어서,
상기 집적 회로는 네트워크 관리 모듈에 연결되는, 모바일 디바이스.
- 제1항에 있어서,
상기 집적 회로는 무선 주파수(RF) 밀리미터파를 송신 및 수신하도록 구성된 트랜시버에 연결되는, 모바일 디바이스.
- 제8항에 있어서,
상기 RF 밀리미터파는 30GHz 및 3,300GHz 사이의 주파수에서 동작하는, 모바일 디바이스.
- 제8항에 있어서,
상기 RF 밀리미터파는 자이로 진행파 증폭기(TWA: Travelling Wave Amplifier) 및 RF 밀리미터파 안테나 리피터 증폭기 사이에서 전송되는, 모바일 디바이스.
- 밀리미터파 기술을 이용하여 네트워크에 걸쳐 데이터를 무선으로 통신하기 위한 모바일 디바이스로서,
복수의 포트;
소프트웨어 애플리케이션을 저장하는 메모리;
상기 소프트웨어 애플리케이션으로의 데이터 접근을 허용하도록 구성되는 애플리케이션 프로그래밍 인터페이스(API);
클록킹(clocking) 및 동기화(synchronization) 모듈;
네트워크 관리 모듈;
무선 주파수(RF) 밀리미터파를 송신 및 수신하도록 구성된 트랜시버; 및
상기 복수의 포트, 메모리, 상기 API, 상기 클록킹 및 동기화 모듈, 상기 네트워크 관리 모듈, 및 상기 트랜시버에 연결되는 집적 회로로서,
상기 복수의 포트 중 하나에서 네트워크로부터 데이터 패킷을 수신하고,
상기 소프트웨어 애플리케이션을 실행하여 상기 데이터 패킷을 인증하고,
상기 소프트웨어 애플리케이션을 실행하여 상기 데이터 패킷을 고정된 셀 프레임으로 캡슐화하고, 여기서 상기 고정된 셀 프레임은 시분할 다중 액세스(Time Division Multiple Access) 프레임이고,
상기 복수의 포트 사이에서 다양한 데이터 레이트로 상기 데이터 패킷을 이동시키고,
밀리미터파 기술을 이용하여 상기 고정된 셀 프레임을 상기 네트워크로 전송하도록 프로그래밍된, 집적 회로;
를 포함하는 모바일 디바이스.
- 제11항에 있어서,
상기 집적 회로는 상기 스위치를 이용하여 상기 복수의 포트 사이에서 다양한 데이터 레이트로 상기 데이터 패킷을 이동시키는, 모바일 디바이스.
- 제11항에 있어서,
상기 RF 밀리미터파는 30GHz 내지 3,300GHz 사이의 주파수를 갖는, 모바일 디바이스.
- 제11항에 있어서,
상기 집적 회로는 상기 트랜시버를 이용하여 상기 고정된 셀 프레임을 상기 네트워크로 전송하는, 모바일 디바이스.
- 제11항에 있어서,
상기 트랜시버는 상기 RF 밀리미터파를 자이로 진행파 증폭기(TWA: Traveling Wave Amplifier) 및 RF 밀리미터파 안테나 리피터 증폭기 사이에서 전송하도록 구성되는, 모바일 디바이스.
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