(57)【要約】【課題】  指向精度の緩和およびアライメントの向上を図ることである。  自由空間光通信システムが光キュレータを使用してカラーレス方式で光信号を送受信する。システムは、光サーキュレータのポート１に単一モード（ＳＭ）ファイバ、ポート２にダブルクラッド（ＤＣ）ファイバ、ポート３に多モード（ＭＭ）ファイバを装備する。システムは、ＳＭファイバのコアに第1の光信号を入射させる。次に、システムは、光サーキュレータを使用して、ポート１の第１の光信号をポート２を介してＤＣファイバのＳＭコアにルーティングする。また、システムは、ＤＣファイバの第１のクラッディングに第２の光信号を入射させる。システムは次に、光サーキュレータを使用して、第２のポートの第２の光信号をポート３を介してＭＭファイバにルーティングする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のポートと、第２のポートと、第３のポートとを有する光サーキュレータと、
前記光サーキュレータの前記第１のポートに結合された第１のファイバと、
前記光サーキュレータの前記第２のポートに結合された第２のファイバと、
前記光サーキュレータの前記第３のポートに結合された第３のファイバと
を含み、
前記光サーキュレータが前記第１、第２および第３のファイバのうちの２つ以上のファイバ間で光信号をルーティングするようになされた、システム。
【請求項２】
前記第１のファイバが単一モードファイバであり、
前記第２のファイバがダブルクラッドファイバであり、
前記第３のファイバが多モードファイバである、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記光サーキュレータが前記単一モードファイバから前記ダブルクラッドファイバに光信号をルーティングするようになされ、前記光サーキュレータがさらに、前記ダブルクラッドファイバから前記多モードファイバに光信号をルーティングするようになされた、請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記システムが波長無依存性である、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記ダブルクラッドファイバが自由空間を介して前記光信号送信し、自由空間を介して光信号を受信するように構成された、請求項２に記載のシステム。
【請求項６】
前記ダブルクラッドファイバに結合されたコリメータをさらに含む、請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
前記単一モードファイバに結合された１つまたは複数の送信機と、
前記多モードファイバに結合された１つまたは複数の受信機とをさらに含み、
前記システムが、第１のチャネルを使用して光信号を送信し、同時に第２のチャネルを使用して光信号を受信するように構成された、請求項２に記載のシステム。
【請求項８】
前記１つまたは複数の送信機が波長可変送信機を含み、前記システムが前記多モードファイバと前記１つまたは複数の受信機との間に結合された波長可変フィルタをさらに含む、請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
前記１つまたは複数の送信機が単一モード波長分割マルチプレクサに入力され、
前記１つまたは複数の受信機が、多モード波長分割マルチプレクサを介して前記多モードファイバに結合された複数の受信機を含む、請求項７に記載のシステム。
【請求項１０】
１つまたは複数の自由空間光通信（ＦＳＯＣ）システムを含むプラットフォームであって、各ＦＳＯＣシステムが、
第１のポートと、第２のポートと、第３のポートとを有する光サーキュレータと、
前記光サーキュレータの前記第１のポートに結合された単一モードファイバと、
前記光サーキュレータの前記第２のポートに結合されたダブルクラッドファイバと、
前記光サーキュレータの前記第３のポートに結合された多モードファイバと
を含み、
前記光サーキュレータが前記単一モードファイバから前記ダブルクラッドファイバに光信号をルーティングするようになされ、前記光サーキュレータがさらに、前記ダブルクラッドファイバから前記多モードファイバに光信号をルーティングするようになされた、プラットフォーム。
【請求項１１】
前記プラットフォームがモバイルプラットフォームである、請求項１０に記載のプラットフォーム。
【請求項１２】
前記プラットフォームの位置を調整するようになされた制御システムと通信する制御ユニットをさらに含む、請求項１１に記載のプラットフォーム。
【請求項１３】
光信号の送信にどのチャネルを使用するか、および光信号の受信にどのチャネルを使用するかを特定する命令を与えるようになされた制御システムと通信する制御ユニットをさらに含む、請求項１１に記載のプラットフォーム。
【請求項１４】
各ＦＳＯＣシステムが波長無依存性である、請求項１０に記載のプラットフォーム。
【請求項１５】
光サーキュレータの第１のポートに結合された単一モードファイバのコアに第１の光信号を入射させることと、
前記光サーキュレータを使用して、前記光サーキュレータの第２のポートに結合されたダブルクラッドファイバのコアに前記第１の光信号をルーティングすることと、
自由空間を介して前記第１の光信号を送信することと
を含む、光通信方法。
【請求項１６】
前記ダブルクラッドファイバの第１のクラッディング内に第２の光信号を入射させることと、
前記光サーキュレータを使用して、前記光サーキュレータの第３のポートにおける多モードファイバに前記第２の光信号をルーティングすることと
をさらに含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記第１の光信号を前記ダブルクラッドファイバにルーティングする前に、前記第１の光信号を増幅することをさらに含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
単一モード波長分割マルチプレクサを使用して、増幅器に入力される光信号の２つの帯域を結合することをさらに含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
自由空間を介して前記第1の光信号を送信することが前記第１の光信号を第１のチャネルで送信することを含み、前記方法が前記送信と同時に第２のチャネル上の端末から自由空間を介して第２の光信号を前記ダブルクラッドファイバによって受信することをさらに含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項２０】
前記端末との双方向光リンクを維持することと、
前記双方向光リンクを切断することなく、前記第２のチャネルで第３の光信号を送信し、前記第１のチャネルで第４の光信号を受信するように、チャネルを切り換えることと
をさらに含む、請求項１９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
［0001］  本願は、２０１６年１０月１１日に出願された米国特許出願第１５／２９０，１５３号の継続出願であり、参照によりその開示が本明細書に組み込まれる。
【背景技術】
【０００２】
［0002］  端末間の自由空間を介して情報を送信するために自由空間光通信（ＦＳＯＣ）リンクが使用される。データの送受信のためのラインオブサイト接続を確立するために、光送信機と光受信機とがアライメントされる。多くの場合、光ファイバ増幅器などの光ファイバ構成要素が使用される。したがって、例えば相当な距離によって離隔された２つの光ファイバ先端間に光学アライメントが確立されなければならない。そのようなＦＳＯＣシステムでは、単一モード（ＳＭ）ファイバからの光ビームの送信が必要な場合があるため、遠端における収束を確実に可能にするためにガウスビームで光信号が伝播することができる。光ビームが確実に受信されるようにするために、高い指向精度が必要となることもある。
【発明の概要】
【０００３】
［0003］  カラーレス方式でのＳＭファイバにおける光信号の送信と多モード（ＭＭ）ファイバにおける光信号の受信のための方法およびシステムが提供される。ＳＭファイバよりも大きい直径を有するＭＭファイバ中に光ビームを受信することができるため、ラインオブサイトが確立されたままの状態で指向精度を緩和することができる。また、送受信光学機器はカラーレスである。したがって、送受信波長は事前に決定される必要がない。この点において、ネットワークは波長割り当てを再構成する柔軟性を有し、自由空間において光学機器がアライメントされる必要がない。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
［0004］  システムは、第１のポートと、第２のポートと、第３のポートとを有する光サーキュレータを含み得る。光サーキュレータの第１のポートには第１のファイバが結合され、光サーキュレータの第２のポートには第２のファイバが結合され、光サーキュレータの第３のポートには第３のファイバが結合される。光サーキュレータは、結合されたファイバのうちの少なくとも２つの間で光信号をルーティングするようになされる。例えば、第１のファイバがＳＭファイバであってよく、第２のファイバがＤＣファイバであってよく、第３のファイバがＭＭファイバであってよい。光サーキュレータは、ＳＭファイバからＤＣファイバに光信号をルーティングするようになされてよく、ＤＣファイバからＭＭファイバに光信号をルーティングするようにさらになされてよい。ＤＣファイバは、自由空間を介して光信号を送受信するように構成されてよく、光信号を受信するために使用されるコリメータに結合されてよい。ある例では、ＳＭファイバに１つまたは複数の送信機が結合され、ＭＭファイバに１つまたは複数の受信機が結合され、システムは第１のチャネルを使用して光信号を送信し、同時に第２のチャネルを使用して光信号を受信するように構成される。１つまたは複数の送信機は、波長可変送信機を含み得るか、または単一モード波長分割マルチプレクサに入力され得る。ＭＭファイバと１つまたは複数の受信機の間に波長可変フィルタが結合されてよい。１つまたは複数の受信機は、多モード波長分割マルチプレクサを介してＭＭファイバに結合された複数の受信機を含み得る。システムは、波長無依存性とすることができ、他のＦＳＯＣシステムとの通信のために波長を予め決定する必要がある。
【０００５】
［0005］  本開示の別の態様は、光サーキュレータを含む１つまたは複数のＦＳＯＣシステムを含むプラットフォームであって、各ＦＳＯＣシステムが第１のポートと、第２のポートと、第３のポートとを有し、光サーキュレータは波長無依存性であり、光サーキュレータの第１のポートに単一モードファイバが結合され、光サーキュレータの第２のポートにダブルクラッドファイバが結合され、光サーキュレータの第３のポートに多モードファイバが結合され、光サーキュレータは、単一モードファイバからダブルクラッドファイバに光信号をルーティングするようになされ、光サーキュレータはさらに、ダブルクラッドファイバから多モードファイバに光信号をルーティングするようになされた、プラットフォームを提供する。プラットフォームは、例えば、モバイルプラットフォームとすることができる。プラットフォームは、さらに、プラットフォームの位置の調整、および／または、光信号の送信にどのチャネルを使用するか、および、光信号の受信にどのチャネルを使用するかを特定する命令の提供を行うようになされ得る制御システムと通信する制御ユニットを含む。
【０００６】
［0006］  本開示の一態様は、第１の端末による光通信の方法であって、光サーキュレータの第１のポートに結合された単一モードファイバのコア中に第１の光信号を入射させることと、光サーキュレータを使用して第１の光信号を光サーキュレータの第２のポートに結合されたダブルクラッドファイバのコアにルーティングすることと、第１の光信号を自由空間を介して第２の端末に送信することとを含む方法を提供する。ある例では、この方法はさらに、ダブルクラッドファイバの第１のクラッディング中に第２の光信号を入射させることと、光サーキュレータを使用して、第２の光信号を光サーキュレータの第３のポートの多モードファイバ中にルーティングすることとを含む。第１の光信号は、第１の光信号をダブルクラッドファイバにルーティングする前に増幅されてもよい。例えば、単一モード波長分割マルチプレクサが、入力される光信号の２つの帯域を増幅してもよい。第１の光信号を自由空間を介して送信することは、第１の光信号を第１のチャネルで送信することを含んでよく、これに関してこの方法は、前記送信と同時に、ダブルクラッドファイバによって第２の信号を自由空間を介して第２の端末から第２のチャネルで受信することをさらに含み得る。また、第２の端末との双方向光リンクを維持することができるため、チャネルを切り換えることによって、双方向光リンクを切断することなく、第２のチャネルで第３の光信号を送信することができ、第１のチャネルで第４の光信号を受信することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】［0007］本開示の態様によるＦＳＯＣシステムにおいて使用される例示のファイバピグテール光サーキュレータを示す図である。
【図２】［0008］図１のファイバピグテール光サーキュレータシステムの例示の動作を示す図である。
【図３】［0009］本開示の態様による２つのＦＳＯＣシステム間の例示の通信を示す図である。
【図４】［0010］本開示の態様による２つのＦＳＯＣシステム間の別の例示の通信を示す図である。
【図５】［0011］図１のファイバピグテール光サーキュレータシステムを含む例示のプラットフォームを示すブロック図である。
【図６】［0012］本開示の態様による例示の方法を示す流れ図である。
【図７】［0013］本開示の態様によるＦＳＯＣシステムを含む２つのプラットフォーム間の例示の通信を示す絵図である。
【図８】［0014］本開示の態様による、プラットフォームおよびその他の実体間の通信の別の例を示す図である。
【図９】［0015］本開示の態様による複数のＦＳＯＣシステムを含むプラットフォーム間の通信を示す例示の図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
［0016］  本明細書に記載のシステムおよび技術は、ＳＭファイバ内に設置された光サーキュレータと、ダブルクラッド（ＤＣ）ファイバと、ＭＭファイバとを有するＦＳＯＣシステムに関する。システムは、様々な環境のいずれかで使用するために実装することができる。例えば、システムは、クライアント装置上でローカルに実装するか、またはクライアント装置とサーバ環境とにわたって実装することができる。クライアント装置は、光通信装置、光送信機、光受信機、またはＦＳＯＣ基地局などの任意の通信装置であってよい。特定の一例では、システムは航空機、無人機（ＵＡＶ）、バルーン、衛星など、高高度プラットフォームで実装することができ、他の高高度プラットフォームまたは地上装置と通信するために使用することができる。
【０００９】
［0017］  図１に、それぞれが光サーキュレータ１４０と通信する、ＳＭファイバ１１０と、ＭＭファイバ１２０と、ＤＣファイバ１３０とを含む例示のファイバ結合光サーキュレータシステム１００を示す。例えば、ＳＭファイバ１１０と、ＭＭファイバ１２０と、ＤＣファイバ１３０のそれぞれは、光サーキュレータ１４０とファイバピグテール接続されることができる。光ファイバでは、光信号が、コアと呼ばれるファイバの中心を通って誘導される。コアは、光学技術の少なくとも１つを使用してコア内に光を閉じ込める光学材料であるクラッディングによって囲われている。例えば、クラッディングは、全内部反射によって光を閉じ込めることができる。
【００１０】
［0018］  ＳＭファイバ１１０は、コア１１４とクラッディング１１２とを含む。ＳＭファイバ１１０は、１つの横モードをサポートし、それによってファイバの長さに平行に光を伝搬するように設計される。光は、異なる周波数を有し得る。ＳＭファイバのコア直径は比較的小さく、例えば８μｍと１０．５μｍの間とすることができ、クラッディング直径は約１２５μｍとすることができる。なお、これらの寸法は、例に過ぎず、他の寸法も使用可能であることを理解されたい。ある例では、ＳＭファイバは、特殊な特性を有するように化学的または物理的に変更を加えられてよい。
【００１１】
［0019］  ＭＭファイバ１２０は、コア１２４とクラッディング１２６とを含む。ＭＭファイバ１２０は、ＳＭファイバ１１０よりも大きいコア直径を有する。例示に過ぎないが、ＭＭファイバ１２０のコア直径は、約５０μｍないし１００μｍとすることができる。したがって、ＭＭファイバ１２０は複数の伝播モードをサポートすることができる。
【００１２】
［0020］  ＤＣファイバ１３０は、コア、内側クラッディング、外側クラッディングなど、光学材料の複数の層を含み得る。例えば、ＤＣファイバ１３０は、ＳＭ光ガイドを支持するように第１のクラッディング１３２によって囲まれているＳＭコア１３４を有する。第１のクラッディング１３２は、第２のクラッディング１３６によって囲まれている。この例では、第1のクラッディング１３２自体が、低結合損失のためにＭＭファイバと整合し得るＭＭ光導波路である。
【００１３】
［0021］  光サーキュレータ１４０は、光信号を方向づけるために使用可能な光ファイバ構成要素である。サーキュレータ１４０は、複数のファイバに結合するための複数のポートを有し得る。例えば、図１に示すように、ファイバ１１０ないし１３０とピグテール接続されているため、光サーキュレータ１４０は、ＳＭファイバ１１０が第1のポートに結合され、ＤＣファイバ１３０が第２のポートに結合され、ＭＭファイバ１２０が第３のポートに結合されるしたがって、１つのポートのファイバで受信された光信号が別のポートの別のファイバに向けられることができる。
【００１４】
［0022］  上記および本明細書に記載のファイバとポートとの例示の構成は、異なっていてもよい。例えば、ＳＭファイバ１１０と、ＭＭファイバ１２０と、ＤＣファイバ１３０とは、光サーキュレータ１４０の異なるポートにファイバ結合されてもよい。さらに別の例として、異なる種類のファイバを使用してもよい。
【００１５】
［0023］  図２に、ＦＳＯＣシステムにおけるファイバピグテールサーキュレータ１００の使用方法の一例を示す。ＳＭファイバ１１０のコアに第１の光信号２０５が入射される。ポート１からの第１の光信号２０５は、光サーキュレータ１４０によってポート２のＳＭコアにルーティングされ、次に、送信信号２１５として光サーキュレータから出る。したがって、第１の光信号は第２のＦＳＯＣシステム（図示せず）に送信されることができる。
【００１６】
［0024］  例えば第２のＦＳＯＣシステムから第２の光信号２２５が、ＭＭ導波路として機能するＤＣファイバ１３０の第1のクラッディング内に受信される。ポート２からの第２の光信号２２５は，次に、ＭＭファイバ１２０にピグテール接続されたポート３にルーティングされる。
【００１７】
［0025］  図２のＦＳＯＣシステムは、波長選択的ではない。したがって、図２のＦＳＯＣシステムと別のＦＳＯＣシステムとの間の光信号の送受信において、送信信号または受信信号の波長は予め決定される必要はない。むしろ、任意の波長を送信または受信することができる。
【００１８】
［0026］  図３に、ＳＭファイバ３２０から光信号を送信し、ＭＭファイバにその光信号を受信するために、ＦＳＯＣシステムにおいて光サーキュレータがどのように使用されるかを示す。システムアーキテクチャは、西端末３５０と東端末３６０の２つの端末を有する。各端末は送信機（それぞれ、ＴＸＷｅｓｔおよびＴＸＥａｓｔ）を有し、各送信機は帯域ＴＸＢ１およびＴＸＢ２として示されている１つまたは複数の光チャネルを含み得る。ＴＸＷｅｓｔにおけるＳＭ波長分割マルチプレクサ（ＷＤＭ）３１５が、光信号のこの２つのチャネルまたは帯域を任意選択の光増幅器３７０に結合する。増幅器の出力は、光サーキュレータのポート１に接続され、ポート２のＤＣファイバ３４０のＳＭコアにルーティングされる。この例では、西端末３５０が第１のチャネルで送信する。
【００１９】
［0027］  次に、光信号は東端末３６０まで自由空間を伝播され、ＭＭ光導波路であるＤＣファイバ３４５の第１のクラッディング内に受信される。ある例では、東端末３６０において光信号を受信する際に、コリメータ３８５などの集束光学機器が使用されてよい。例えば、コリメータ３８５は、ＤＣファイバ２４５による受信の前に、受信信号のビームを狭めるのに役立ち得るため、ＤＣファイバ３４５は（例えば、より良好な光線アライメントまたはより狭い断面を有する）より狭いビームを受信する。光ビームを拡大して光学アンテナ利得を与えるためにファイバピグテールコリメータとともに無限焦点テレスコープを使用することができるため、送信機と受信機の間の光損失が低減される。これらの２つの端末間にラインオブサイト接続を確立するために、ビーム指向、追跡、および取得方式も使用することができる。この受信信号は次に、サーキュレータのポート３ＭＭファイバ３３０にルーティングされ、受信機によって受信される。この構成により、ＳＭファイバ３２０からの送信とＭＭファイバ３３０への受信とが実現される。
【００２０】
［0028］  西端末３５０が１つまたは複数のチャネルで送信可能であるのと同様に、東端末３６０は1つまたは複数のチャネルで受信することができる。東端末と西端末との間のリンク損失によっては、送信パワーが受信パワーよりもはるかに高い場合がある。その結果として、同じ端末のサーキュレータとコリメータとを介した送信機から受信機への漏洩またはクロストークがある場合、受信信号はこのクロストークによって汚染される。この問題を解決するために、サーキュレータのポート３の後に、ＭＭＷＤＭ３９０を設けて２つのチャネルの波長帯を分離する。ある例では、ＭＭＷＤＭ３９０は、高密度ＷＤＭ（ＤＷＤＭ）であってよく、または、送信チャネルにおいて複数の送信波長がある場合は受信チャネルを複数のファイバに分離するためにその後にＤＷＤＭを設けてもよい。ＭＭＷＤＭ３９０と受信機３６２、３６４の間に、ＭＭバンドパスフィルタ３９２、３９４を配置することができる。端末が特定の波長帯で送信しているとき、同じ波長帯が割り当てられた受信機が電子的に遊休モードに設定されることができ、反対の波長帯が割り当てられた受信機のみを遠端の端末からの信号を受信するために使用することができる。したがって、この例では、西端末が第１のチャネルで送信し、東端末が第1のチャネルで受信する一方、東端末３６０が第２のチャネルで受信し、西端末が第２のチャネルで受信する。ただし、他の例では、チャネルは異なっていてよい。また、他の例示のシステムでは、３つ以上のチャネルが利用可能であってよい。
【００２１】
［0029］  サーキュレータは波長無依存性であるため、双方向光リンクを切断することなく東端末３６０と西端末３５０とが送信波長と受信波長を切り換えることができるという意味で、アーキテクチャ全体がカラーレスである。光信号インテグリティを向上させるため、または光チャネル計画の柔軟性を増すために、波長分割マルチプレクサおよび／またはデマルチプレクサなどのその他の波長管理装置と、光フィルタを使用することもできる。
【００２２】
［0030］  図４に、図３の別のアーキテクチャを示す。図４に示すように、受信感度を向上させるために任意選択のＭＭ光前置増幅器４５０が使用される。受信経路はＤＣファイバ４２０の第１のクラッドとサーキュレータ４４０のポート３のＭＭファイバ４１０とを通ってＭＭファイバ４１０にあるため、受信経路における前置増幅器がＭＭ光前置増幅器４５０として示されている。また、図４のように、両方の端末で波長可変送信機４３０を使用することができる。波長可変送信機４３０は、１つの波長または、複数の独立して変調されるレーザ波長を含むことができる。また、特定の波長帯を選択するためにＭＭ波長可変バンドパスフィルタ４６０を使用することができる。受信機（ＲＸ）は、単一のフォトダイオードまたは複数のスペクトル的に分離されたフォトダイオードであってよい。
【００２３】
［0031］  図５に、カラーレス方式で光サーキュレータを使用して光信号の送受信を行う例示の方法５００を示す。方法５００は、例えば本開示のＦＳＯＣシステムによって行うことができる。
【００２４】
［0032］  ブロック５１０で、システムは、光サーキュレータのポート１に単一モード（ＳＭ）ファイバ、ポート２にダブルクラッド（ＤＣ）ファイバ、ポート３に多モード（ＭＭ）ファイバを装備する。ファイバのこの構成は一例に過ぎず、光サーキュレータのポートとの関連でファイバの他の構成も可能である。
【００２５】
［0033］  ブロック５２０で、システムはＳＭファイバのコアに第１の光信号を入射させる。第１の光信号は、例えば１つまたは複数のプロセッサからのコマンドに応答して送信機によって生成されてよい。ある例では、第１の光信号は、ＳＭファイバに入射される前に増幅されてよい。
【００２６】
［0034］  ブロック５３０で、システムは光サーキュレータを使用して、ポート１の第１の光信号を、ポート２を介してＤＣファイバのＳＭコアにルーティングする。
【００２７】
［0035］  ブロック５４０で、システムは、ＤＣファイバの第１のクラッディングに第２の光信号を入射させる。第２の光信号は、例えば第２のＦＳＯＣシステムから受信されてよい。
【００２８】
［0036］  ブロック５５０で、シスステムは、光サーキュレータを使用して、ポート２の第２の光信号を、ポート３を介してＭＭファイバにルーティングする。したがって、第２の光信号はＭＭファイバにおける受信信号となる。光サーキュレータは波長依存性ではなく、その結果、ＳＭファイバからのカラーレスの送信およびＭＭファイバへの受信を促す。
【００２９】
［0037］  上述したように、ＦＳＯＣシステムをプラットフォーム上の１つまたは複数のコンピューティング装置とともに使用することができる。プラットフォームは、コントローラ、基地局または任意のその他のコンピューティング装置などの地上プラットフォームであってよい。あるいは、プラットフォームは、自動車、ブイ、ラップトップコンピュータなどのモバイルプラットフォームであってもよい。さらに他の例では、プラットフォームは、ドローン、衛星、バルーンなどの高高度プラットフォームであってもよい。
【００３０】
［0038］  図６は、様々な構成要素を含む例示のプラットフォーム６０５を示すブロック図である。プラットフォームは、プロセッサ６２０と、メモリ６３０と、汎用コンピュータにおいて一般的に存在するその他の構成要素とを含むコンピュータ６１０などの１つまたは複数のコンピュータを有してよい。１つまたは複数のコンピュータは、上述の各例で説明したように、ＳＭファイバと、ＭＭファイバと、ＤＣファイバとに結合された光サーキュレータを含むＦＳＯＣシステム６００と通信することができる。
【００３１】
［0039］  メモリ６３０は、プロセッサ６２０によって実行されるかまたはその他の方法で使用され得る命令６３２とデータ６３４とを含む、プロセッサ６２０によるアクセスが可能な情報を記憶する。メモリ６３０は、コンピュータ可読媒体、または、ハードドライブ、メモリカード、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＤＶＤまたはその他の光ディスクおよびその他の書き込み可能メモリおよび読取り専用メモリなど、電子装置を用いて読み取り可能なデータを記憶するその他の媒体を含む、プロセッサによるアクセスが可能な情報を記憶することができる任意の種類のものであってよい。システムおよび方法は、上記のものの異なる組み合わせを含んでよく、それによって命令およびデータの異なる部分が異なる種類の媒体に記憶される。
【００３２】
［0040］  命令６３２は、プロセッサによって、直接（マシンコードなど）または間接的（スクリプトなど）に実行される命令の任意のセットとすることができる。例えば、命令は、コンピュータ可読媒体上にコンピュータコードとして記憶することができる。なお、本明細書では「命令」および「プログラム」という用語は交換可能に使用されることがある。命令は、プロセッサによる直接処理のためにオブジェクトコード形式で、またはオンデマンドで解釈されるかまたは前もってコンパイルされる、スクリプトまたは独立したソースコードモジュールの集合を含む、任意のその他のコンピュータ言語で記憶することができる。命令の機能、方法およびルーチンについては、以下で詳細に説明する。
【００３３】
［0041］  データ６３４は、命令６３２に従ってプロセッサ６２０によって取り出し、記憶または変更されることができる。例えば、システムおよび方法はいかなる特定のデータ構造にも限定されないが、データは、コンピュータレジストリ内、複数の異なるフィールドおよびレコードを有するテーブルとしてリレーショナルデータベース内、またはＸＭＬドキュメントまたはフラットファイルに記憶することができる。また、データは任意のコンピュータ可読形式にフォーマットすることができる。データは、数字、説明文、プロプライエタリコード、同じメモリまたは異なるメモリの他の記憶域（他のネットワークの場所を含む）に記憶されているデータへの参照、または関係するデータを計算するための関数によって使用される情報など、任意の情報を含み得る。
【００３４】
［0042］  プロセッサ６２０は、インテルコーポレーションまたはアドバンストマイクロデバイセズのプロセッサなど、任意の従来のプロセッサであってよい。あるいは、プロセッサは、ＡＳＩＣなどの専用デバイスであってもよい。図６は、プロセッサ、メモリ、およびコンピュータ６１０のその他の要素が同じブロック内にあるものとして機能的に示しているが、当業者はプロセッサおよびメモリが実際には同じ物理的筐体内に収容されている場合も収容されていない場合もあり得る、複数のプロセッサおよびメモリを含み得ることがわかるであろう。例えば、メモリはデータセンターのサーバファームにあるハードドライブまたはその他の記憶媒体であってもよい。したがって、プロセッサまたはコンピュータと言う場合、並列動作する場合も並列動作しない場合もあり得るプロセッサ、コンピュータまたはメモリの集合を指す場合も含むことがわかるであろう。
【００３５】
［0043］  コンピュータ６１０は、中央処理装置（ＣＰＵ）、グラフィクスプロセッシングユニット（ＧＰＵ）、データ６３４およびウエブブラウザなどの命令を記憶するメモリ（例えばＲＡＭおよび内部ハードドライブ）、電子ディスプレイ（例えば画面を有するモニタ、小型ＬＣＤタッチスクリーンまたは情報を表示するように動作可能な任意のその他の電子装置）、およびユーザ入力（例えばキーボード、タッチスクリーンおよび／またはマイクロフォン）など、コンピュータとともに通常使用される構成要素のすべてを含み得る。
【００３６】
［0044］  コンピュータ６１０は、プラットフォーム６０５の地理的位置を判断するための地理的位置構成要素６４４も含み得る。例えば、コンピュータ６１０は、プラットフォームの緯度、経度および／または高度位置を判断するためのＧＰＳ受信機を含み得る。レーザを使用した位置特定システム、慣性援用ＧＰＳ、またはカメラを使用した位置特定など、他の位置特定システムも使用してよい。
【００３７】
［0045］  コンピュータ６１０は、装置が向いている方向を判断するために、加速度計、ジャイロスコープ、またはその他の加速度装置６４６など、他の機構も含み得る。例示に過ぎないが、加速度装置は、重力方向または重力方向に対して垂直な面を基準にした、そのピッチ、ヨーまたはロール（またはこれらに対する変更）を判断してもよい。なお、本明細書に記載のようにコンピュータによる位置と向きのデータの提供は、ユーザまたはネットワークの他のコンピュータあるいはその両方に自動的に与えられてもよい。
【００３８】
［0046］  コンピュータ６１０は、他のプラットフォーム、鳥、送電線、電柱、またはその他の障害物などの物体を検出し、特定するために物体検出構成要素６４８も備えてよい。この検出システムは、レーザ、ソナー、レーダ、カメラまたは任意のそのような検出方法を含み得る。使用時、コンピュータ６１０は、ナビゲーションシステム３７０にプラットフォーム６０５の位置を更新するように指示するために、この情報を使用することができる。
【００３９】
［0047］  コンピュータ６１０は、プラットフォーム６０５の移動、速度などを制御するために、例えばナビゲーション６７０システムなど、プラットフォーム６０５の様々なシステムとの間で情報を送受信することができる。ある例では、このような情報は、コンピュータにおいて、無線地上コントローラなどの別の実体から受信することができる。例えば、コンピュータ６１０は、プロセッサ、メモリ、命令およびデータを備えた、コンピュータ６１０と同様に構成されたリモートサーバまたは他のコンピュータ（図示せず）と通信可能とすることができる。リモートサーバまたは他のコンピュータは、センサ６８０および／またはＦＳＯＣシステム６００から位置情報および／またはその他の情報を受信してよい。他の例では、このような情報は、コンピュータ６１０がセンサ６８０、またはプラットフォーム６０５の他の構成要素によって検出された情報に基づいて判断してもよい。
【００４０】
［0048］  なお、プラットフォーム６０５内には様々なシステムおよびコンピュータ６１０が示されているが、これらの要素はプラットフォーム６０５の外部にあるかまたは物理的に分離されていてもよいことはわかるであろう。
【００４１】
［0049］  図７に、２つのプラットフォームおよび１つまたは複数の地上端末の間の通信を含む例示のネットワークを示す。図のように、第１のプラットフォーム７１０はＦＳＯＣシステム７１５を含み、第２のプラットフォーム７２０はＦＳＯＣシステム７２５を含む。ＦＳＯＣシステム７１５、７２５のそれぞれが、上記の各例で説明したような光ファイバに結合された光サーキュレータを含み得る。なお、ＦＳＯＣシステム７１５、７２５は、両者間で光信号を送受信することができ、したがってプラットフォーム７１０、７２０間でデータおよびその他の情報を送信することができる。
【００４２】
［0050］  図７にさらに示すように、ＦＳＯＣシステム７１５、７２５を介して、またはプラットフォーム７１０、７２０上のその他の通信装置を介して、１つまたは複数の地上端末もプラットフォーム７１０、７２０と直接通信することができる。例えば、地上端末７６２、７６４が地表面、建物の上などに配置されてよい。地上端末７６２、７６４は、ゲートウェイアップリンク（ＧＷ−ＵＬ）およびゲートウェイダウンリンク（ＧＷ−ＤＬ）を介して、それぞれプラットフォーム７１０、７２０と通信することができる。他の例では、地上端末は、ＦＳＯＣシステム７１５、７２５と光通信可能な光学系を含み得る。同様に、タブレット７７２およびスマートフォン７７４などのモバイル装置も、ダイレクトツーユーザ（ＤＴＵ）アップリンクまたはダウンリンクまたは光信号を介してプラットフォーム７１０、７２０と直接通信することができる。
【００４３】
［0051］  図８は、プラットフォームおよびその他の実体間での通信の別の例である。各プラットフォーム８１０、８２０がＦＳＯＣシステムを含むことに加えて、各プラットフォーム８１０、８２０は、ＣＮＰＣユニット８１９、８２９などの制御および非ペイロード通信（ｃｏｎｔｒｏｌ−ａｎｄ−ｎｏｎ−ｐａｙｌｏａｄ  ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ：ＣＮＰＣ）ユニットをさらに含んでよい。ＣＮＰＣユニット８１９、８２９は、ＣＮＰＣ地上端末８６０との無線通信が可能な送受信機を含み得る。例えば、ＣＮＰＣユニット８１９、８２９と地上端末９６０とが無線で通信してもよい。ＣＮＰＣ地上端末８６０は、さらに、例えば有線リンクを介して、ネットワーク構成および指向システム８８０と通信してよい。その際、ネットワーク構成および指向システム８６０は、ＣＮＰＣ地上端末８６０を介してプラットフォーム８１０、８２０に情報を提供することができる。このような情報には、例示に過ぎないが、測位情報が含まれ得る。このような測位情報は、ＦＳＯＣシステムにおける構成要素のアライメントを調整するために使用することができるため、一方のプラットフォームによって送信される光信号が他方のプラットフォームによって正確に受信される。他の例によると、ＣＮＰＣを介して提供されるこのような情報は、光信号の送信のためにどのチャネルを使用するか、および、光信号の受信のためにどのチャネルを使用するかに関する命令を含み得る。
【００４４】
［0052］  図９は、複数のＦＳＯＣシステムを含むプラットフォーム間の通信を示す例示の図である。例えば、プラットフォーム９１０は３つのＦＳＯＣシステム９１３、９１５、９１７を含む。これらのＦＳＯＣシステム９１３、９１５、９１７のそれぞれが、別のプラットフォーム上の別のＦＳＯＣシステムと通信することができる。例えば、図のように、ＦＳＯＣシステム８１３がプラットフォーム９４０上のＦＳＯＣシステム８４３と通信し、ＦＳＯＣシステム９１５がプラットフォーム９３０上のＦＳＯＣシステム９３７と通信し、ＦＳＯＣシステム９１７がプラットフォーム９２０上のＦＳＯＣシステム９２５と通信してよい。したがって、１つのプラットフォームが複数の他のプラットフォームと同時に光通信を行うことができる。
【００４５】
［0053］  上記の技術は、ライダシステムにおいても使用可能である。例えば、第１の光信号は光パルスからなる送信信号であってよく、第２の光信号は対象となる物体からの反射信号である。
【００４６】
［0054］  本明細書に記載の主題は、ソフトウェアおよび／またはハードウェア（例えば、コンピュータ、回路、またはプロセッサ）で実装可能である。主題は、単一の装置上で、または複数の装置（例えばクライアント装置とサーバ装置）にわたって実装することができる。主題を実装する装置は、有線および／または無線ネットワークを介して接続することができる。開示している特定の例は、例示のために示すものであり、開示の範囲を限定しない。
【００４７】
［0055］  また、光サーキュレータとともに使用するファイバの構成またはファイバの種類は異なってもよい。
【００４８】
［0056］  特に明記されていない限り、上記の選択的例は相互に排他的ではなく、固有の利点を実現するために様々な組み合わせで実装可能である。特許請求の範囲によって定義されている主題から逸脱することなく、上述の特徴の上記およびその他の変形および組み合わせを使用することができるため、実施形態の上記の説明は特許請求の範囲によって定義されている主題の限定を目的としたものではなく、例示を目的としたものであるものと捉えるべきである。さらに、本明細書に記載の例の提示および、「など」、「含む」などの語句は、特許請求の範囲の主題をそれらの特定の例に限定するものと解釈すべきではなく、これらの例は多くの可能な実施形態のうちの１つのみを例示することを意図している。また、異なる図面中の同一の参照番号は、同一または類似の要素を識別し得る。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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