(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
時分割多重方式と波長分割多重方式との両方を利用して単一光ファイバーを通して複数の独立したデータパッケージを送信する方法であって、前記方法が、
第１波長で単一光ファイバーを通して第１データチャネルで第１データパッケージを送受信するステップと、
第２波長で同じ光ファイバーを通して第２データチャネルで第２データパッケージを送受信するステップであって、第２データチャネルでの第２データパッケージの送信は、第１データチャネルでの第１データパッケージの送信と並行して行ってもよい、第２データパッケージを送受信するステップと、
データパッケージ送信を２本の光路に分離するステップと、
２本の光路のうちの１本目から第２波長をフィルタリングするステップと、
第１波長で第１データパッケージを検出するステップと、
２本の光路のうちの２本目から第１波長をフィルタリングするステップと、
第２波長で第２データパッケージを検出するステップと
を含む方法。
【請求項２】
第１データチャネルで送受信される第１データパッケージが、第１方向の１つ以上のセンサデータと、反対方向の制御データとを含み、かつ、
第２データチャネルで送受信される第２データパッケージが、第１方向の１つ以上のソフトウェアコンフィギュレーションデータ（１３２）と、反対方向の健康維持データ（１３４）とを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
データ送信を２本の光路に分離するステップが、２つの光出力を提供するよう構成された単一ファイバー（１４０、１４２）に光結合器（１２）を接続することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
２本の光路のうちの１本目から第２波長をフィルタリングするステップが、２本の光路のうちの１本目に関連付けられている光検出器（３２、５２）入力から第２波長をフィルタリングすることを含み、かつ、
２本の光路のうちの２本目から第１波長をフィルタリングするステップが、２本の光路のうちの２本目に関連付けられている光検出器入力から第１波長をフィルタリングすることを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
第２データチャネルでの第２データパッケージの送受信に対して必要な帯域幅が小さい場合に、第１データチャネルでの第１データパッケージの前記送受信に加えて、第２波長で第２データチャネルを利用して第１データパッケージを送受信し、２本の光路のうちの１本目から第２波長をフィルタリングせずに、第１波長及び第２波長で第１データパッケージを検出するステップと、
第１データチャネルでの第１データパッケージの送受信に対して必要な帯域幅が小さい場合に、第２データチャネルでの第２データパッケージの前記送受信に加えて、第１波長で第１データチャネルを利用して第２データパッケージを送受信し、２本の光路のうちの２本目から第１波長をフィルタリングせずに、第２波長及び第１波長で第２データパッケージを検出するステップと、
を更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
第１波長での通信用に構成された第１光送信機（３０）−受信機対（３２）と、
第２波長での通信用に構成された第２光送信機（５０）−受信機対（５２）と、
前記第１光送信機−受信機対および前記第２光送信機−受信機対からの光信号を結合する光結合器（１２）であって、結合された光信号を前記光結合器から単一光ファイバーへと送るよう構成された前記光結合器（１２）と
を含み、時分割多重方式と波長分割多重方式との両方を利用して通信を行なう、光送受信機（１０）。
【請求項７】
前記第１光送信機(３０)−受信機対（３２）がフィルター（２０）を含み、前記フィルターが、前記第１光送信機−受信機対の送信部からの光信号を通し、前記第１光送信機−受信機対の受信部へ第１波長の光信号を通し、第２波長の光信号が前記第１光送信機−受信機対の受信部に当たるのを防ぐよう構成されている、請求項６に記載の光送受信機（１０）。
【請求項８】
前記第２光送信機(５０)−受信機対（５２）がフィルター（２０）を含み、前記フィルターが、前記第２光送信機−受信機対の送信部からの光信号を通し、前記第２光送信機−受信機対の受信部へ第２波長の光信号を通し、第１波長の光信号が前記第２光送信機−受信機対の受信部に当たるのを防ぐよう構成されている、請求項６に記載の光送受信機（１０）。
【請求項９】
前記光結合器が、
前記第１光送信機(３０)−受信機対（３２）および前記第２光送信機(５０)−受信機対（５２）から受信した光信号を合成し、
単一光ファイバーから受信した信号を２本の別々の光路へと分離する
よう構成されている、請求項６に記載の光送受信機。
【請求項１０】
アビオニクスユニットであって、
処理装置(１１０、１１２)と、
前記処理装置に関連付けられたコンピュータメモリであって、少なくとも、前記ユニットに関連付けられたアプリケーションデータ(１３０)、前記ユニットに関連付けられた健康維持データ(１３４)および前記ユニットに関連付けられたコンフィギュレーションデータ(１３２)を保存するよう構成されているコンピュータメモリと、
第１波長での通信用に構成された第１光送信機(３０)−受信機対(３２)と、第２波長での通信用に構成された第２光送信機(５０)−受信機対(５２)とを含み、時分割多重方式と波長分割多重方式との両方を利用して通信を行なう、光送受信機(１０)と、
前記第１光送信機(３０)−受信機対（３２）および前記第２光送信機(５０)−受信機対（５２）から受信した光信号を合成し、単一光ファイバーへの出力とし、単一光ファイバーから受信した信号を２本の別々の光路へと分離するように構成された光結合器（１２）と、
前記処理装置と前記光送受信機との間の通信インタフェース、前記第１光送信機−受信機対を介して前記処理装置から送信され、かつこれにより受信されるアプリケーションデータ（１３０）、前記第２光送信機−受信機対を介して前記処理装置により受信されるコンフィギュレーションデータ（１３２）、および前記第２光送信機−受信機対を介して前記処理装置から送信される健康維持データ（１３４）を同時に提供するよう構成された少なくとも１つの通信制御装置(１２０、１２２)と
を含むアビオニクスユニット。
【請求項１１】
前記少なくとも１つの通信制御装置を介して前記処理装置に通信結合されている複数の前記光送受信機（１２、１４、１０２、１０４）を含む、請求項１０に記載のアビオニクスユニット。
【請求項１２】
前記第１光送信機（３０）−受信機対（３２）が第１フィルター（４０）を含み、前記第１フィルターが、前記第１光送信機−受信機対の送信部からの光信号を通し、前記第１光送信機−受信機対の受信部へ第１波長の光信号を通し、第２波長の光信号が前記第１光送信機−受信機対の受信部に当たるのを防ぐよう構成されており、かつ、
前記第２光送信機（５０）−受信機対（５２）が第２フィルター（６０）を含み、前記第２フィルターが、前記第２光送信機−受信機対の送信部からの光信号を通し、前記第２光送信機−受信機対の受信部へ第２波長の光信号を通し、第１波長の光信号が前記第２光送信機−受信機対の受信部に当たるのを防ぐよう構成されている、
請求項１０に記載のアビオニクスユニット。
【請求項１３】
第２波長での送受信に対して必要な帯域幅が小さい場合には、前記第１光送信機−受信機対の前記第１フィルターは、前記第１光送信機−受信機対の受信部へ第２波長の光信号を通すよう構成されており、
第１波長での送受信に対して必要な帯域幅が小さい場合には、前記第２光送信機−受信機対の前記第２フィルターは、前記第２光送信機−受信機対の受信部へ第１波長の光信号を通すよう構成されている、請求項１２に記載のアビオニクスユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の分野は、一般に光ファイバー網に関し、具体的には、２つの波長を用いた単一ファイバーによる完全アビオニクスデータサービスを提供するための方法およびシステムに関する。完全データサービスは少なくとも、アビオニックコンピュータに関し、一般には、ミッションデータ（制御および／または検知）の送信および／または受信、健康維持（ヘルスメンテナンス）状態ならびにコンフィギュレーションデータ読み込みを意味する。
【背景技術】
【０００２】
大部分の航空機で利用されている電気データリンクは、信号を送信する第１のツイストペア線と、検知データおよび／または制御データを受信する第２のツイストペア線とを搭載している。これに加えて、コンフィギュレーションデータ読み込みおよび健康維持データといったファイル転送機能のためのインタフェースもまた、必要とされ、利用されている。航空機データリンクの約１０％は、公衆回線ネットワークのような全二重通信を必要とすることが多い高速バックボーンである一方、その他の９０％は、典型的にマルチキャストまたはバスネットワーク上の半二重通信を用いたより低速のアクセスネットワークである。典型的には、航空機の検知データおよび／または制御データは、定期的に送信（または受信）され、かつ、これらのメッセージは、概してサイズが一定である。ファイル転送データメッセージは、定期的ではない。その代わりに、ファイル転送データメッセージは、オンデマンドで送信され、かつ、概してファイルサイズがふぞろいである。データ読み込みメッセージは、種々のコンピューティングアプリケーションや飛行ミッションに適応するための機上コンピューティング装備のコンフィギュレーションの変更に必要である。
【０００３】
健康維持メッセージは、空港における迅速な整備行動および長いターンアラウンド時間の回避のために採用され、かつ、航空機装備の健康状態の報告に利用されるファイル転送データメッセージの一種である。アビオニック装備の機能性および能力の向上により、健康維持データおよびコンフィギュレーションデータは、新たな航空機コンフィギュレーションごとに指数的に増加している。航法データベースおよびインテリジェントエンジンメッセージ通信は、大量のコンフィギュレーションデータおよび健康維持データを有するアプリケーションの関連した例である。
【０００４】
そのようなデータは、転送に数時間かかることがあるが、空港ターミナルでのターンアラウンド時間は、一般的に約１５分に限られている。航空機を整備のために地上に足止めするのはコストがかかると考えることは比較的容易である。典型的に、健康維持データは、同じデータリンク上で制御データと時分割使用される。したがって、追加の健康維持データトラフィックに対応するために、帯域幅が狭められるであろうし、重要な制御データの待ち時間およびジッターが増大するであろう。
【０００５】
理想的には、複数対の銅線配線を用いて、検知データ、制御データ、コンフィギュレーションデータおよび健康維持データを送受信する。典型的な筋書きでは、健康維持データファイルのような転送されるべきファイルを何十または何百もの小さなファイル片に逆アセンブルし、その結果、このデータの送信は、同じストリームにおける制御データと時間多重化することができる。これらのファイル片は、受信端において健康維持データファイルへと再アセンブルせねばならない。時間多重化されると、コンフィギュレーションデータおよび健康維持データは、同じデータリンク上の制御データと時分割される。健康維持データの送信により、例えば、追加の健康維持データトラフィックに対応するために制御データに割り当て可能な帯域幅が狭まる。１つのあり得る結果として、重要な制御データの待ち時間およびジッターがさらに増大する。その理由は、コンピュータが、種々のデータ形式を分離して、上記データファイルを逆アセンブル（または再アセンブル）するタスクを実行せねばならないからである。
【０００６】
健康維持メッセージといったファイル転送データメッセージは、単一のデータリンク上で制御データと時分割されるか、または、別個のデータリンクを利用してイネーブルにせねばならない。航空機装備のある品目のための新たなコンフィギュレーションデータの読み込みは、遅延させ、都合のよいとき、例えば、対象となるコンピュータがミッション通信モードにないときに実行することができるが、健康維持データは、迅速な整備行動の所望の目標を供するために並行して送信される必要がある。単一の飛行の種々の段階に対応するために、リアルタイムでコンフィギュレーションデータ読み込みプロセスを実行して、例えば、１つ以上のアビオニクスコンピュータを「飛行中に」再構成することが望ましい。
【０００７】
健康維持データに関わる事業体は、航空会社の運用コスト削減に役立つよう別個の配線を利用した専用の健康維持データリンクをかねてから要求してきた。この所望の同時かつ干渉のない運用のためには、（ライン交換可能ユニット（ＬＲＵ）と呼ばれることもある）各航空機コンピュータにさらなる電気ケーブル付線およびコネクタを追加せねばならない。あいにく、そのような解決法は、ＬＲＵおよび航空機のコストを増大させ、航空機重量を増大させ、かつ、体積、組み付けおよび整備について考慮すべき事項に悪影響を及ぼす。
【発明の概要】
【０００８】
一態様において、時分割多重方式と波長分割多重方式との両方を利用して単一光ファイバーを通して複数の独立したデータパッケージを送信する方法を提供する。該方法は、第１波長で単一光ファイバーを通して第１データパッケージを送信することと、第１データパッケージと同じ方向か反対の方向のいずれかにおいて、第２波長で同じ光ファイバーを通して第２データパッケージを送信することとを含み、第２データパッケージの送信は、第１データパッケージの送信と並行して行ってもよい。該方法はまた、データパッケージ送信を２本の光路に分離することと、２本の光路のうちの１本目から第２波長をフィルタリングすることと、第１波長で第１データパッケージを検出することと、２本の光路のうちの２本目から第１波長をフィルタリングすることと、第２波長で第２データパッケージデータを検出することとを含む。
【０００９】
別の態様において、第１波長での通信用に構成された第１光送信機−受信機対と、第２波長での通信用に構成された第２光送信機−受信機対と、第１光送信機−受信機対および第２光送信機−受信機対からの光信号を結合し、かつ、結合された光信号を光結合器から単一光ファイバーへと送るよう構成された光結合器とを含む光送受信機を提供する。
【００１０】
さらに別の態様において、アビオニクスユニットを提供する。該アビオニクスユニットは、処理装置と、処理装置に関連付けられたコンピュータメモリと、光送受信機と、処理装置と光送受信機との間の通信インタフェースを提供するよう構成された少なくとも１つの通信制御装置とを含む。メモリは、アビオニクスユニットに関連付けられた少なくともアプリケーションデータ、健康維持データおよびコンフィギュレーションデータを保存するよう構成されている。光送受信機は、第１波長での通信用に構成された第１光送信機−受信機対と、第２波長での通信用に構成された第２光送信機−受信機対とを含む。アプリケーションデータは、前記第１光送信機−受信機対を介して処理装置から送信され、かつ、これにより受信される。コンフィギュレーションデータは、第２光送信機−受信機対を介して処理装置により受信される。健康維持データは、第２光送信機−受信機対を介して処理装置から送信される。
【００１１】
さらに別の態様において、単一光ファイバーにより完全アビオニクスデータサービスを提供するためのネットワークを提供する。該ネットワークは、光インタフェースを含む第１アビオニクスユニットと、光インタフェースを含む第２アビオニクスユニットと、第１アビオニクスユニットと第２アビオニクスユニットとの間の通信経路の少なくとも一部を提供するよう構成された単一光ファイバーとを含む。各光インタフェースは、第１波長での通信用に構成された第１光送信機−受信機対と、第２波長での通信用に構成された第２光送信機−受信機対とを含む光送受信機を含む。
【００１２】
別の態様において、複数のハブと複数のモジュールとを含む通信システムを提供する。各ハブは、複数の光インタフェースを含み、かつ、各モジュールは、少なくとも１つの光インタフェースを含む。各モジュールは、ハブの少なくとも２つに光結合されている。光インタフェースの各々は、第１波長での通信用に構成された第１光送信機−受信機対と、第２波長での通信用に構成された第２光送信機−受信機対とを有する光送受信機を含む。
【００１３】
取り上げた特徴、機能および利点は、本発明のさまざまな実施形態において独立して達成可能であり、または、以下の説明および図面を参照してさらなる詳細が理解可能であるさらに他の実施形態において組み合わせてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、デュアルチャネル光ファイバー送受信機用の光インタフェースを示す図である。
【図２】図２は、図１に示したデュアルチャネル光ファイバー送受信機を２つ搭載したアビオニックコンピュータの機能図である。
【図３】図３は、図２のアビオニクスコンピュータを搭載したシステムアーキテクチャを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
説明する実施形態は、光の２つの波長のみを用いて通信する単一光ファイバー網の利用により上記問題に対処する。該実施形態は、検知データおよび制御データ（ファイバーを通して双方向）ならびに（ファイバーにわたる一方向におけるコンフィギュレーションデータ読み込みとファイバーにわたる他方向における健康維持データとを含む）ファイル転送データの実質的に同時の送信を実行することにより単一光ファイバー網上の完全アビオニクスデータサービスを可能とする。
【００１６】
図１は、デュアルチャネル光ファイバー送受信機１０用の光インタフェースを示す図である。送受信機１０は、光信号の分離および合成のためのパッシブ光Ｙ結合器１２を含む。一実施形態において、送受信機１０は、ＬＥＤ（発光ダイオードまたはレーザダイオード）およびＰＤ（光検出器）を搭載したチップオンチップの送受信機である。送受信機１０は、コンパクトかつ低コストである。図１に描写されているように２つの波長を利用するとき、送受信機Ａ１４は、第１波長で光信号を送受信する一方、送受信機Ｂ１６は、第２波長で光信号を送受信する。
【００１７】
パッシブ光Ｙ結合器１２は、送信方向において送受信機Ａ１４および送受信機Ｂ１６用のコンバイナーとして作用し、受信方向においてスプリッターとして作用する。Ｙ結合器１２と関連付けられた光ファイバーは、両方の波長を搬送するので、低コスト誘電体フィルターフィルム１８および２０は、それぞれ２２および２４で示される中央切り欠きを内部に有し、これにより、ＬＥＤが、第２波長を遮り、この波長のそれぞれの光検出器への到達を防ぎ（かつ、第１波長の検出器への到達を可能とし）つつ、それぞれの切り欠きを通じて妨げられることなく送信可能となる。
【００１８】
具体的には、送受信機１４は、第１波長で通信する送信機（ＬＥＤ）３０および受信機（光検出器）３２を含む。フィルター１８は、切り欠き２２を通じた第１波長での送信機３０からの送信を可能とし、かつ、フィルター１８のフィルタリング部４０を通じた受信機３２における第１波長での信号の受信をも可能とする。フィルター１８のフィルタリング部４０は、第２波長での光信号の受信機３２への到達を防ぐ。
【００１９】
第２波長に関して、送信機１６は、第２波長で通信する送信機（ＬＥＤ）５０および受信機（光検出器（ＰＤ））５２を含む。フィルター２０は、切り欠き２４を通じた第２波長での送信機５０からの送信を可能とし、かつ、フィルター２０のフィルタリング部６０を通じた受信機５２における第２波長での信号の受信をも可能とする。フィルター２０のフィルタリング部６０は、第１波長での光信号の受信機５２への到達を防ぐ。
【００２０】
波長が異なっている限り、送信と受信が同時であってもよいことは注目すべきである。例えば、第２波長の信号が送信機５２から発信されている際に、第１波長の光信号を受信機３０において受信してもよい。Ｙ結合器１２、フィルター１８および２０ならびに送受信機１４および１６の形状は、ある程度任意であることにも注目すべきである。フィルター１８および２０ならびに送受信機１４および１６に対応付けられた正方形は、一例に過ぎない。円形、矩形、三角形およびその他の形状といった他の実施形態を実施してもよい。同じ制約は、円形以外の断面形状を有していてもよいＹ結合器１２に当てはまる。
【００２１】
デュアル送信機（ＬＥＤ）とデュアル受信機（ＰＤ）の両方を搭載しているチップオンチップ送受信機により、デュアル送受信機に対するサイズのコンパクト化およびコスト削減が可能となる。例えば、第１波長および第２波長を用いる場合、第１送受信機は、第１波長で送受信する一方で、第２送受信機は、第２波長で送受信する。パッシブ光Ｙ結合器１２は、送信方向において２つの送受信機のコンバイナーとして作用し、受信方向においてスプリッターとして作用する。光ファイバーが両方の波長を搬送するので、低コスト誘電体フィルターフィルムは、第１波長に関連付けられたＬＥＤが妨げられることなく送信可能となるよう中央に切り欠きを有する一方で、フィルターフィルムの外周部は、第２波長の光検出器への到達を遮り、また第１波長が通過して光検出器へ到達できるようにする。受信する光検出器に対する送信するＬＥＤのコンフィギュレーションに基づいて、フィルターの他のコンフィギュレーションを実施してもよい。
【００２２】
Ｙ結合器は、光の使用波長に基づいて、プラスチックまたはガラスを用いて製造してもよい。よく知られているように、プラスチックは、可視光領域においてよく用いられる一方、ガラスは、赤外光領域においてよく用いられる。Ｙ結合器は、テーパー光ファイバー、シリコン導波路またはポリマー導波路を含むさまざまな方法を用いて実施してもよい。
【００２３】
図２は、上で説明したデュアルチャネル光ファイバー送受信機を２つ搭載したアビオニックコンピュータ１００の機能図である。送受信機１０２および１０４は、各々が、光ファイバー通信インタフェースを備える。アビオニックコンピュータ１００と同種のアビオニックコンピュータは、時としてライン交換可能ユニット（ＬＲＵ）と呼ばれ、かつ、送受信機１０２および１０４は、（図１に示した）送受信機１０と機能的に同等である。
【００２４】
一般的に、アビオニックコンピュータ１００は、１つ以上のホスト処理装置１１０および１１２を含む。これらホスト処理装置１１０および１１２は、送受信機１０２および１０４に対するインタフェースをそれぞれ供する一対の通信制御装置１２０および１２２と通信する。ただし、アビオニックコンピュータ１００には複数の可能なコンフィギュレーションがあり、図２に示されているコンフィギュレーションは一例に過ぎない。一般的に、すべてのコンフィギュレーションは、アプリケーションデータ１３０、コンフィギュレーションデータ１３２および健康維持データ１３４の取り扱いのためのある種の処理装置を利用することになり、これらデータはすべて、コンピュータメモリに保存され、上記１つ以上の処理装置によりアクセス可能である。
【００２５】
図２の実施例に戻って、アプリケーションデータ１３０は、通信制御装置１２０および１２２を介して処理装置１１０および１１２に対して双方向に送られる。アプリケーションデータ１３０をさらに送るために、かつ、フォールトトレラントな運用のための二重化を提供するために、通信制御装置１２０および１２２は、両送受信機１０２および１０４に通信結合され、これら送受信機１０２および１０４は、個々の単一ファイバーバス１４０および１４２にそれぞれ結合される。アプリケーションデータ１３０は、第１波長でバス１４０および１４２上で送受信される。コンフィギュレーションデータ１３２は、第２波長でバス１４０および１４２上で受信され、フィルターにより遮られ、送受信機１０２および１０４、通信制御装置１２０および１２２ならびに処理装置１１０および１１２を介してメモリへ送られる。健康維持データ１３４は、処理装置１１０および１１２によりメモリから取り出され、通信制御装置１２０および１２２を介して送受信機１０２および１０４へと転送され、第２波長でバス１４０および１４２上で送信される。
【００２６】
送受信機１０２および１０４は、（フィルター１７０および１７２に基づいて）第１波長で通信する第１送信機−受信機対（それぞれ１５０、１６０）と、（フィルター１７４および１７６に基づいて）第２波長で通信する第２送信機−受信機対（それぞれ１５２、１６２）とを含むという点で、送受信機１０に関して上に説明したように構成されている。各送信機／受信機対に関連付けられているフィルターは、上に説明したように利用されている。
【００２７】
フィルター１７０および１７２は、これを通じた送受信機１５０および１６０からの第１波長（バス１４０および１４２上で送信されるべきアプリケーションデータ）での（図２に示されていない）切り欠きを介した送信を可能とし、送受信機１５０および１６０での第１波長（バス１４０および１４２を介して受信されたアプリケーションデータ）でのそれぞれのフィルター１７０および１７２のフィルタリング部を通じた信号の受信をも可能とする。フィルター１７０および１７２のフィルタリング部は、第２波長の光信号（コンフィギュレーションデータおよび健康維持データ）の送受信機１５２および１６２への到達を防ぐ。
【００２８】
これに加えて、フィルター１７４および１７６は、送受信機１５２および１６２からの第２波長での（図２に示されていない）切り欠きを介した送信（バス１４０および１４２上で送信されるべき健康維持データ）を可能とし、送受信機１５２および１６２での第２波長でのそれぞれのフィルター１７４および１７６のフィルタリング部を通じた信号（バス１４０および１４２を介して受信されたコンフィギュレーションデータ）の受信をも可能とする。フィルター１７４および１７６のフィルタリング部は、第１波長の光信号（コンフィギュレーションデータ）の送受信機１５０および１６０への到達を防ぐ。
【００２９】
システムアーキテクチャにおける各アビオニックコンピュータまたはＬＲＵは、典型的に、フォールトトレランスおよび資源利用性のためのデュアル二重化データリンクを採用している。ＬＲＵが単一のマイクロプロセッサを導入するかデュアルマイクロプロセッサアーキテクチャを導入するかは、そのアビオニックシステムの要件次第である。図２のアビオニクスコンピュータ１００に示されているように、各処理装置１１０および１１２は、２つの通信制御装置１２０および１２２に通信結合されている。これら制御装置は、同種のものとすることもでき、または、柔軟性のために１つ以上の通信プロトコルを採用した異なったものとしてもよい。各制御装置１２０および１２２は、クロストストラップコンフィギュレーションにおける２つの光送受信機１０２および１０４に通信結合されており、これにより、光ファイバーがデュアルではあるが識別可能な光通信プロトコルを搭載可能となっている。双方向半二重送受信機の利用により、すべての検知／制御データ（アプリケーションデータ）ならびにすべてのコンフィギュレーションデータおよび健康維持データの取り扱いには２つの波長しか必要でない。
【００３０】
図３は、アビオニクスコンピュータ１００ならびに複数のその他のアビオニクスＬＲＵ２０２、２０４および２０６を搭載したシステムアーキテクチャ２００を示す図であって、アビオニクスＬＲＵ２０２、２０４および２０６の各々は、１つ以上の特定のアビオニック機能を備える。アビオニクスコンピュータ１００ならびにアビオニクスＬＲＵ２０２、２０４および２０６は、まとめてアビオニクスユニットと呼ばれる。システムアーキテクチャ２００は、中央健康維持データベース２１０およびコンフィギュレーションデータベース２１２をさらに含む。アビオニクスコンピュータ１００、アビオニックＬＲＵ２０２、２０４、２０６、中央健康維持データベース２１０およびコンフィギュレーションデータベース２１２は、マルチポートネットワークハブコントローラ２２０を利用して通信相互接続されている。通信チャネルは、システムアーキテクチャ２００のコンポーネントの各々が、（図２にも示されている）バス１４０および１４２と接続されており、かつ、少なくともアビオニクスコンピュータ（ＬＲＵ）（１００、２０２、２０４および２０６）が、ここで説明されている送受信機／フィルターコンフィギュレーションを採用しているという点で、二重化されている。システムアーキテクチャ２００のコンポーネントのすべてが上記実施形態を採用しているので、単一の光ファイバーによる完全アビオニックデータサービスがもたらされる。
【００３１】
各アビオニクスＬＲＵは、フォールトトレランスのためのデュアル二重化光ファイバーを搭載し、利用しており、各光ファイバーは、デュアル第１および第２波長を搬送して、ここで説明されている完全アビオニックデータ送信サービスを提供する。マルチポートネットワークハブコントローラ２２０のようなデュアル二重化ネットワークハブは、複数のコントローラの各々と接続された各アビオニックコンピュータ／ＬＲＵとともにフォールトレランスのためのシステムアーキテクチャ２００内で実施される。各ネットワークハブコントローラ２２０を利用して、複数のアビオニックコンピュータ／ＬＲＵの光インタフェース同士を接続し、かつ、中央健康維持データベース２１０およびコンフィギュレーションデータベース２１２にインタフェースを設ける。これらネットワークハブコントローラ２２０は、実施される通信プロトコルにより許容される限りで最多のアビオニックコンピュータ／ＬＲＵを接続するようカスケードすることができる。データバス上のＬＲＵノードの量によって、（アクティブなオプトエレクトロニクスを有する）アクティブハブか（エレクトロニクスのない）パッシブハブのいずれかを利用可能である。当然、パッシブハブは、光強度を限られた数のノードに分割することしかできない。また、混在トポロジー（mixed topology）においては、アクティブハブとパッシブハブの両方を利用することができる。
【００３２】
実際の例において、コンフィギュレーションデータ／健康維持データに対して帯域幅があまり必要とされていなければ、コンフィギュレーションデータ／健康維持データに関連付けられている波長を有するチャネルを利用して、検知／制御（アプリケーション）データチャネルを補うことができる。逆に、コンフィギュレーションデータおよび／または健康維持データのピークトラフィックの間、両チャネルを用いて、データ帯域幅を増大させることができる。これらの筋書きにおいて、そのようなデータを受信および供給するユニットは、ここで説明されているフィルタリング機構が通信を妨げることがないよう両波長で動作可能でなければならないだろう。
【００３３】
一実施形態において、デュアルチャネル使用について、両チャネルは、同じ通信プロトコルを利用せねばならないだろう。しかしながら、ファイル転送チャネルは、制御データチャネルとは異なる通信プロトコルを利用することができる。任意に、検知／制御（アプリケーション）データの全二重通信は、半二重送受信機を全二重送受信機で置換することにより達成可能である。そのような送受信機は、（チップオンチップではない）同じパッケージ内に別々のＬＥＤと光検出器を有しており、アプリケーションデータの送受信に対して種々の波長を利用する。全二重送受信機は、典型的に、２つの波長を分離するために、送受信機内で波長分割多重化（ＷＤＭ）ミラーを利用する。ＷＤＭミラーは、光検出器に対する受信波長を反射しつつ、ＬＥＤからの送信波長の通過を可能とする。
【００３４】
上記実施形態は、航空機コンフィギュレーションに採用されると、現在利用されているツイストペア線と比べて大幅な軽量化をもたらす。これに加えて、コンフィギュレーションデータおよび健康維持データに対する追加のデータリンクツイストペア線を避けることにより、該実施形態は、部品重量、体積、コスト、製作、アセンブリ、取り扱い、在庫、組み付け、点検および整備において大幅な節減をもたらす。種々のデータの波長多重化の上記方法により、発明の実施形態は、データ待ち時間およびジッターを低減しつつ、帯域幅およびデータフロー効率を向上させる。これに加えて、従来の配線の代わりに光ファイバーを利用することにより、飛行機システムがＥＭＦおよび落雷の影響を受けにくくなる。
【００３５】
ここに説明されているようにデータパッケージの時分割多重方式および波長分割多重方式を利用することにより、制御データ、センサデータ、ソフトウェアコンフィギュレーションデータおよび健康維持データの完全アビオニックデータサービスを、コンフィギュレーションデータおよび健康データが制御データおよびセンサデータに干渉することなく単一光ファイバーを通して送信することにより、重要なデータの待ち時間およびジッターを最小化することができる。
【００３６】
光ファイバーの恩恵としての軽量化に加えて得られる航空会社の恩恵は、整備が容易になること、ならびに、接地およびシールディングだけでなく配線の接着剤の腐食によるデータネットワーク劣化を解消することについて明らかである。また、大型コアのプラスチックおよびマルチモードガラス光ファイバーの利用により、アクティブ通信の簡潔な目視検査のために種々の色の可視光が透過できる。
【００３７】
ここで説明されている実施形態により、検知／制御データの送受信と干渉することなく、かつ、航空機に全く配線を追加することなく既存の検知および制御データアーキテクチャに（ホストコンピュータへのコンフィギュレーションデータ読み込みおよびホストコンピュータからの健康管理トラフィックのような）並行ファイル転送能力を追加するための方法を支援することができるシステムがもたらされる。上記アーキテクチャは、２つの光波長しか利用しないが、依然として、完全アビオニックデータサービスを支援し、かつ、単一の光ファイバーを利用している（第２の光ファイバーは二重化のために設けられている）。上記実施形態は、制御／検知（アプリケーション）データの双方向半二重送受信ならびに双方向半二重コンフィギュレーションデータ読み込みおよび健康管理データ送信を支援している。該実施形態は、同じ通信プロトコルまたは異なる通信プロトコルの同時運用を支援しており、異なる通信プロトコルの一方は、検知／制御（アプリケーション）データ用であり、他方は、コンフィギュレーションデータおよび健康維持データ用である。
【００３８】
本記述は、実施例を用いて、最良の形態を含む本発明を開示し、かつ、あらゆる当業者が、あらゆる装置またはシステムを作成し、使用すること、および、あらゆる採用された方法を行うことを含む本発明を実施できるようにもしている。本発明の特許性のある範囲は、請求項により規定されており、かつ、当業者が想到するその他の実施例を含んでいてもよい。そのような他の実施例は、請求項の文言と異なることのない構成要素を有している場合、または、請求項の文言との実質的でない差異を有する同等の構成要素を含んでいる場合は、請求の範囲内であると意図されている。
また、本発明は以下に記載する態様を含む。
（態様１）
時分割多重方式と波長分割多重方式との両方を利用して単一光ファイバーを通して複数の独立したデータパッケージを送信する方法であって、前記方法が、
第１波長で単一光ファイバーを通して第１データパッケージを送信することと、
第１データパッケージと同じ方向か反対の方向のいずれかにおいて、第２波長で同じ光ファイバーを通して第２データパッケージを送信することであって、第２データパッケージの送信は、第１データパッケージの送信と並行して行ってもよい、第２データパッケージを送信することと、
データパッケージ送信を２本の光路に分離することと、
２本の光路のうちの１本目から第２波長をフィルタリングすることと、
第１波長で第１データパッケージを検出することと、
２本の光路のうちの２本目から第１波長をフィルタリングすることと、
第２波長で第２データパッケージデータを検出することと
を含む方法。
（態様２）
第１データパッケージを送信することが、第１方向において１つ以上のセンサデータを、反対方向において制御データを、それぞれ送信することを含み、かつ、
第１データパッケージを送信することが、第１方向において１つ以上のソフトウェアコンフィギュレーションデータ（１３２）を、反対方向において健康維持データ（１３４）を、それぞれ送信することを含む、態様１に記載の方法。
（態様３）
データ送信を２本の光路に分離することが、２つの光出力を提供するよう構成された単一ファイバー（１４０、１４２）に光結合器（１２）を接続することを含む、態様１に記載の方法。
（態様４）
２本の光路のうちの１本目から第２波長をフィルタリングすることが、２本の光路のうちの１本目に関連付けられている光検出器（３２、５２）入力から第２波長をフィルタリングすることを含み、かつ、
２本の光路のうちの２本目から第１波長をフィルタリングすることが、２本の光路のうちの２本目に関連付けられている光検出器入力から第１波長をフィルタリングすることを含む、態様１に記載の方法。
（態様５）
第１波長での通信用に構成された第１光送信機（３０）−受信機対（３２）と、
第２波長での通信用に構成された第２光送信機（５０）−受信機対（５２）と、
前記第１光送信機−受信機対および前記第２光送信機−受信機対からの光信号を結合し、結合された光信号を前記光結合器（１２）から単一光ファイバーへと送るよう構成された前記光結合器（１２）と
を含む光送受信機（１０）。
（態様６）
前記第１光送信機(３０)−受信機対（３２）がフィルター（２０）を含み、前記フィルターが、前記第１光送信機−受信機対の送信部からの光信号を通し、前記第１光送信機−受信機対の受信部へ第１波長の光信号を通し、第２波長の光信号が前記第１光送信機−受信機対の受信部に当たるのを防ぐよう構成されている、態様５に記載の光送受信機（１０）。
（態様７）
前記第２光送信機(５０)−受信機対（５２）がフィルター（２０）を含み、前記フィルターが、前記第２光送信機−受信機対の送信部からの光信号を通し、前記第２光送信機−受信機対の受信部へ第２波長の光信号を通し、第１波長の光信号が前記第２光送信機−受信機対の受信部に当たるのを防ぐよう構成されている、態様５に記載の光送受信機（１０）。
（態様８）
前記光結合器が、
前記第１光送信機(３０)−受信機対（３２）および前記第２光送信機(５０)−受信機対（５２）から受信した光信号を合成し、
単一光ファイバーから受信した信号を２本の別々の光路へと分離する
よう構成されている、態様５に記載の光送受信機。
（態様９）
アビオニクスユニットであって、
処理装置(１１０、１１２)と、
前記処理装置に関連付けられたコンピュータメモリであって、少なくとも、前記ユニットに関連付けられたアプリケーションデータ(１３０)、前記ユニットに関連付けられた健康維持データ(１３４)および前記ユニットに関連付けられたコンフィギュレーションデータ(１３２)を保存するよう構成されているコンピュータメモリと、
第１波長での通信用に構成された第１光送信機(３０)−受信機対(３２)と、第２波長での通信用に構成された第２光送信機(５０)−受信機対(５２)とを含む光送受信機(１０)と、
前記処理装置と前記光送受信機との間の通信インタフェース、前記第１光送信機−受信機対を介して前記処理装置から送信され、かつこれにより受信されるアプリケーションデータ（１３０）、前記第２光送信機−受信機対を介して前記処理装置により受信されるコンフィギュレーションデータ（１３２）、および前記第２光送信機−受信機対を介して前記処理装置から送信される健康維持データ（１３４）を同時に提供するよう構成された少なくとも１つの通信制御装置(１２０、１２２)と
を含むアビオニクスユニット。
（態様１０）
前記少なくとも１つの通信制御装置を介して前記処理装置に通信結合されている複数の前記光送受信機（１２、１４、１０２、１０４）を含む、態様９に記載のアビオニクスユニット。
（態様１１）
前記第１光送信機（３０）−受信機対（３２）が第１フィルター（４０）を含み、前記第１フィルターが、前記第１光送信機−受信機対の送信部からの光信号を通し、前記第１光送信機−受信機対の受信部へ第１波長の光信号を通し、第２波長の光信号が前記第１光送信機−受信機対の受信部に当たるのを防ぐよう構成されており、かつ、
前記第２光送信機（５０）−受信機対（５２）が第２フィルター（６０）を含み、前記第２フィルターが、前記第２光送信機−受信機対の送信部からの光信号を通し、前記第２光送信機−受信機対の受信部へ第２波長の光信号を通し、第１波長の光信号が前記第２光送信機−受信機対の受信部に当たるのを防ぐよう構成されている、
態様９に記載のアビオニクスユニット。
（態様１２）
前記光送受信機（１０）が、
前記第１光送信機（３０）−受信機対（３２）および前記第２光送信機（５０）−受信機対（５２）から受信された光信号を合成して、単一光ファイバーへの出力とし、
光ファイバーから受信された信号を２本の別々の光路へと分離する
よう構成されている光結合器（１２）を含む、態様９に記載のアビオニクスユニット。
（態様１３）
単一光ファイバーにより完全アビオニクスデータサービスを提供するための航空機ネットワークであって、
光インタフェースを含む第１アビオニクスユニットと、
光インタフェースを含む第２アビオニクスユニットと、
前記第１アビオニクスユニットと前記第２アビオニクスユニットとの間の通信経路の少なくとも一部を提供するよう構成された単一光ファイバーであって、前記光インタフェースの各々が、第１波長での通信用に構成された第１光送信機（３０）−受信機対（３２）と、第２波長での通信用に構成された第２光送信機（５０）−受信機対（５２）とを含む光送受信機（１０）を含む単一光ファイバーと、
マルチポートネットワークハブコントローラ（２２０）および複数の前記単一光ファイバーであって、前記第１アビオニクスユニットが、前記単一光ファイバーのうちの１本を用いて前記マルチポートネットワークハブコントローラに光接続されており、かつ、前記第２アビオニクスユニットが、前記単一光ファイバーのうちの１本を用いて前記マルチポートネットワークハブコントローラに光接続されているマルチポートネットワークハブコントローラ（２２０）および複数の前記単一光ファイバーと
を含む航空機ネットワーク。
（態様１４）
前記第１光送信機（３０）−受信機対（３２）が第１フィルター（２０）を含み、前記第１フィルターが、前記第１光送信機−受信機対の送信部からの光信号を通し、前記第１光送信機−受信機対の受信部へ第１波長の光信号を通し、第２波長の光信号が前記第１光送信機−受信機対の受信部に当たるのを防ぐよう構成されており、かつ、
前記第２光送信機（５０）−受信機対（５２）が第２フィルター（４０）を含み、前記第２フィルターが、前記第２光送信機−受信機対の送信部からの光信号を通し、前記第２光送信機−受信機対の受信部へ第２波長の光信号を通し、第１波長の光信号が前記第２光送信機−受信機対の受信部に当たるのを防ぐよう構成されている、
態様１３に記載の航空機ネットワーク。
（態様１５）
前記光送受信機（１０）の各々が、
前記第１光送信機（３０）−受信機対（３２）および前記第２光送信機（５０）−受信機対（５２）から受信された光信号を合成して、前記単一光ファイバーへの出力とし、
前記単一光ファイバーから受信された信号を２本の別々の光路へと分離する
よう構成されている光結合器（１２）を含む、態様１３に記載の航空機ネットワーク。
（態様１６）
前記第１アビオニクスユニットおよび前記第２アビオニクスユニットの各々が、二重化された通信経路を提供する複数の前記光インタフェースを含み、各通信経路が単一光ファイバーにわたって設けられている、態様１３に記載の航空機ネットワーク。
（態様１７）
前記第１アビオニクスユニットおよび前記第２アビオニクスユニットが、第１波長で前記単一光ファイバーにより前記アビオニクスユニットのそれぞれと関連付けられたアプリケーションデータ（１３０）を送受信するよう構成されている、態様１３に記載の航空機ネットワーク。
（態様１８）
前記第１アビオニックユニットおよび前記第２アビオニックユニットの少なくとも一方にコンフィギュレーションデータを提供するよう構成されたコンフィギュレーションデータ（１３２）ユニットをさらに含み、前記コンフィギュレーションデータユニットが、第２波長で前記単一光ファイバーを通してコンフィギュレーションデータを提供するよう構成されている、態様１７に記載の航空機ネットワーク。
（態様１９）
前記第１アビオニックユニットおよび前記第２アビオニックユニットの少なくとも一方から健康維持データを受信するよう構成された健康維持データ（１３４）ユニットをさらに含み、前記健康維持ユニットが、第２波長で前記単一光ファイバーを通して健康維持データを受信するよう構成されている、態様１７に記載の航空機ネットワーク。
（態様２０）
各々が複数の光インタフェースを含む複数のハブと、
各々が少なくとも１つの光インタフェースを含む複数のモジュールであって、前記モジュールの各々が、前記ハブの少なくとも２つに光結合されており、前記光インタフェースの各々が、第１波長での通信用に構成された第１光送信機（３０）−受信機対（３２）と、第２波長での通信用に構成された第２光送信機（５０）−受信機対（５２）とを含む光送受信機（１０）を含む複数のモジュールと
を含む通信システム。
（態様２１）
前記モジュールの各々が、前記ハブの１つ以上を介してその他の前記モジュールの各々と通信するよう構成されている、態様２０に記載の通信システム。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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