CN113810127A - 用于海底网状联网的光学切换和电气供电架构 - Google Patents

Abstract

公开了一种用于海底网状联网的光学切换和电气供电架构，其中海底电力路由设备包括第一耦接端口、高压转换器、第二耦接端口。第一耦接端口可以被配置为耦接到海底分支线缆的电力导体和光纤光缆。高压转换器可以耦接到第一耦接端口，并且可操作以经由第一耦接端口连接到电力导体。高压转换器还可操作以将由电力导体供应的高压电力转换成具有比高压电力更低的电压电力的输出电压。第二耦接端口可以被配置为将高压转换器耦接到互连线缆。当耦接到互连线缆时，高压转换器可操作以将更低的电压电力分配到互连线缆。

Description

用于海底网状联网的光学切换和电气供电架构

技术领域

本公开的示例涉及光学通信系统领域。更具体地，本公开涉及用于光学通信系统中的海底网状联网的改进的光学切换和电气供电架构。

背景技术

长距光学通信系统(诸如水底光学通信系统)可以包括许多互连的光缆，以便于数据和信息的通信传送。光缆可以是干线光缆，并且可以包括使得能够双向通信的双向干线光纤对。

在海底光学通信系统中，经由分支单元的互连线缆可以用于将第一干线光缆连接到第二干线光缆。为了起作用，互连线缆必须被供电。当网络仅在站内馈电装备(PFE)和海底接地之间供电时，当任何一个段中发生分路故障时，可能无法为网络的全部段供电。

发明内容

公开了一种海底电力路由设备，包括第一耦接端口、高压转换器、第二耦接端口。第一耦接端口可以被配置为耦接到海底分支线缆的电力导体和光纤光缆。高压转换器可以耦接到第一耦接端口，并且可操作以经由第一耦接端口连接到电力导体。高压转换器还可操作以将由电力导体供应的高压电力转换成具有比高压电力更低的电压电力的输出电压。第二耦接端口可以被配置为将高压转换器耦接到互连线缆。当耦接到互连线缆时，高压转换器可操作以将更低的电压电力分配到互连线缆。

提供了一种海底线缆分支架构，该海底线缆分支架构包括切换分支单元、分支线缆和电力终端单元。切换分支单元可以耦接到至少一个干线海底光纤光缆。分支线缆可以耦接到切换分支单元。分支线缆可以包括至少两个光纤对和至少一个电力导体。切换分支单元可操作以将由至少一个干线海底光纤光缆供应的高压电力切换到至少一个分支光纤线缆。电力终端单元可以具有第一端口以及第二端口，所述第一端口耦接到分支线缆的至少一个电力导体的。电力终端单元可操作以从分支线缆的至少一个电力导体获得高压电力。电力终端单元可以将来自切换分支单元的高压电力转换成具有比高压电力更低的电压的电力，并将具有更低的电压的电力供应给第二端口。

附图说明

图1示出了示例光学通信系统。

图2示出了示例海底网状网络。

图3示出了故障和切换配置的第一示例。

图4示出了故障和切换配置的第二示例。

图5示出了故障和切换配置的第三示例。

图6示出了基于单个光纤对的干线选择器和基于两个光纤对的任意对任意选择器功能之间的示例比较。

图7示出了包括切换分支单元的示例和电力终端单元的示例的细节的互连环境的示例配置。

图8示出了用于向本文公开的电力终端单元的示例的下游的设备或系统提供电力的示例配置。

具体实施方式

所公开的主题涉及用于光学通信系统中使用的海底网状联网的至少一个改进的学光切换和电气供电架构。根据示例，海底光学切换和电力转换(例如，经由一个或多个DC/DC转换器)技术在两个互连的海底系统之间提供灵活的光纤对分配和电力。所公开的主题实现了任何干线光缆的独立断电和互连线缆的分路故障保护。附加地，所公开的切换分支单元为两个光纤对提供了任意到任意的光学切换，从而提供了增加的对连接性选项。

在示例中，干线线缆和互连线缆可以包括光纤和电力导体。如下所述，切换分支单元(switching branching Unit，sBU)可以被配置为将相应的干线光缆连接到互连线缆，并且每个sBU可以被配置为将电力从一个干线光缆路由到互连线缆。而且，电力终端单元(Power Termination Unit，PTU)可以被配置为将来自sBU的高压低电流电力供应转换为适于为海底中继器和通过互连线缆供电的其他装备供电的更低电压更高电流供应。因此，在示例中，PTU可以提供DC/DC转换功能。

在示例中，互连线缆的每个端部可以端接于相应PTU。两个PTU一起为互连线缆提供灵活的电力分配，诸如调节它们各自的电压输出，以补偿沿着干线光缆的任何地方可能发生的分路故障。在另外的示例中，每个sBU可以包括光学切换功能，以确定干线和互连线缆中的光纤对之间的连接性(例如，这可以被称为两个光纤对“任意对任意”(A2A)或两个光纤对任意对任意(2FP A2A)连接性)。

根据示例，如下所述，针对系统架构阐述至少四种不同的海底网状网络配置状态，其中配置状态通过改变至少四个2FP A2A sBU功能的状态来实施。可以理解的是，本文中支持更多不同的配置组合或变化。另外，虽然仅示出和描述了两个光纤对，但是主干光缆中可用的光纤对数量可以分成两个集合，以便实施所描述的功能。

在又一示例中，sBU和PTU之间的海底互连线缆可以包括双导体线缆，以将电力从第一分支单元(例如sBU)运送到PTU，并且然后返回到第二分支单元，以在干线光缆上继续。进一步，互连分支可以仅在一个端部上与PTU端接、在另一端部处接地端接。在其他情况下，不包含供电装备的互连分支可能不需要PTU，但仍可受益于灵活的光学切换。互连线缆可以在简单的“H”架构中提供，如所示示例中的一个或多个所示。此外，还可以支持更复杂的“分支的分岔”配置。在示例中，供电特征在无中继器互连线缆中可以是可选的。

本公开描述并示出了两(2)个光纤对选择群组的示例。还提供了切换功能示例来示出将两个以上的光纤对链接起来成为配置群组。例如，互连线缆可以被组织成具有两个光纤对(2FP)的群组，并且2FP的每个集合可以在2FP A2A选择器功能的实例中端接于互连线缆的每个端部，从而允许互连光纤对连接到东干线或西干线，或者允许干线完全绕过互连线缆。而且，还可以理解，本公开以及相关示例和特征可以由单个光纤对干线选择器支持，如下所述。

可以在站点和sBU之间提供附加光纤对，使得在一个干线中为中断的“海洋”FP提供恢复路径，而不中断另一干线中的光纤对。

因此，即使在干线中的分路故障期间，也可以保持互连供电，并且进一步，可以在互连线缆中提供分路故障保护，而与干线光缆的分路故障状态无关。此外，基于系统设计或其他基于架构的考虑，可以响应于分路故障的发生，提供通过这些互连线缆进行的干线光纤对的可重新配置路由。

本文中描述和呈现的示例、特征、附图等提供了优于常规技术的许多优点，例如，所公开的示例提供了至少以下的优点：(i)支持单端馈送操作和/或(ii)允许基于海底光学切换将互连光纤对自由连接到任一干线业务方向，这在新的网络架构中提供了新颖的供电和切换功能。而且，多个互连线缆可以使用PTU独立地从任何干线光缆断电。还有利地提供了对互连线缆的分路故障保护的设置。在网状网络架构或配置中使用2FP A2A(和基于单光纤对的干线选择器)光学切换功能不仅是新颖的(提供了比其他解决方案更大数量的潜在光纤对连接性选项)，而且提供了如本文所述的更健壮的互连线缆供电。另外，所公开的示例在干线和互连光纤对之间提供了更灵活的连接性，并且还提供了附加的网络配置来分配业务容量，并且使得能够重新配置网络以满足故障事件期间、维修期间等的业务需求。

下面参照附图更全面地描述所公开的示例。然而，所公开的示例可以以许多不同的形式实施，并且不应被解释为限于本文阐述的示例。相反，提供这些示例使得本公开将全面和完备，并且将向本领域技术人员充分传达所公开主题的范围。在附图中，相同的数字始终指代相同的元件。

参考附图，图1示出了可以使用多个高带宽光纤光缆来在长距离上传输大量数据的示例性双向光学通信系统101。光纤光缆可以包括大量光纤。双向数据传输可以通过在光纤光缆内构建光纤对，并且每个光纤对传输一个或多个信道(例如波分复用信道)来实施。

如图所示，光学通信系统101可以包括由两个单向光路111、121连接的终端103和105，这些一起形成双向光纤对。光路111可以在从终端103处的发射器Tx 113到终端305处的接收器Rx 115的一个方向(例如，向右)上传输信息。光路121可以在从终端105处的发射器Tx 125到终端103处的接收器Rx 123的另一方向(例如，向左)上传输信息。关于终端103，光路111是出站路径，并且光路121是到终端103的接收器Rx 123的入站路径。光路111可以包括耦接到中继器131-1至131-n的光纤117-1至117-n以及光学放大器119-1至119-n。光路121可以包括也耦接到中继器131-1至131-n的光纤127-1至127-n、光学放大器129-1至129-n。光学放大器119-1至119-n和129-1至129-n中的一个或多个可以是掺铒光纤放大器(EDFA)、其他稀土掺杂光纤放大器、拉曼放大器、半导体光学放大器(SOA)等。可以理解的是，在一些示例中，发射器TX 113和接收器RX 123可以作为转发器一起被容纳在终端103处，并且类似地，发射器TX 115和接收器RX 125也可以作为转发器一起容纳在终端105处。

光路对(例如，光路111、121)可以被构造为中继器131-1至131-n内的放大器对119-1至119-n和129-1至129-n的集合，这些中继器由可以与支持附加路径对的光纤一起被包括在光纤线缆中的光纤对117-1至117-n和127-1至127-n连接。每个中继器131-1至131-n可以包括用于每个相应路径对的一对放大器119-1至119-n、129-1至129-n，并且可以包括用于附加路径对的附加放大器。耦接路径133-1至133-n可以耦接在例如相应中继器131-1至131-n中的一个或多个中的光路111、121之间。可以理解，如本文所用的术语“耦接(couple或coupled)”广泛地指任何直接地或间接地连接(connection或connecting)、耦接、链路或链接或作为有限的或无线的连接，并且除非另有说明，否则不一定意味着耦接的组件或元件彼此直接连接。

尽管示出并描述了光学通信系统101的示例性示例，但是光学通信系统101的变型也在本公开的范围内。光学通信系统101可以包括例如利用由馈电装备提供的通过沿着相应光路111和121的布线分布的电力的更多的光路对和更多或更少的中继器。替代性地，光学通信系统101可以不包括任何光学放大器，或者可以包括适合于例如通过光纤连接的中继器内的拉曼放大实施光学增益的光学泵浦电力源来代替光学放大器。

而且，可以理解的是，发射器、接收器、包含发射器和接收器的转发器、或者用于传输和接收数据的任何其他合适的设备可以包括在相应的sBU中，该相应的sBU可以耦接到或者包括具有至少一个存储器和一个或多个处理器(例如，CPU、ASIC、FGPA、任何常规处理器等)以执行存储在存储器中的指令的设备。

还可以理解的是，上述光路(即，111、121)可以经由光缆的(多个)电力导体(诸如在下面的示例中所示的那些电力导体)供电。而且，多个光学通信系统(诸如光学通信系统101)可以经由互连线缆和分支单元互连。

图2示出了根据一个或多个示例的示例网状网络。如所示的那样，网状网络200可以包括布置在西侧上的干线-北终端220和东侧上的干线-北终端225之间的相应干线-北光缆210的至少两个干线-北双向光纤对222和223。如进一步示出的那样，类似地，网状网络200可以包括布置在西侧上的干线-南终端230和东侧上的干线-南终端235之间的相应干线-南光缆的至少两个干线-南双向光纤对232和233。四个所示的终端中的每一个可以包括馈电装备(PFE)，以至少向光纤对中的导体线缆(分别示出为275和277)提供电力。在这个示例中，馈电装备(PFE)向相应干线220、225、230和235提供干线电力。

网状网络200可以包括四个分离的“切换”分支单元(sBU)202(也称为sBU#1.1)、204(也称为sBU#1.2)、206(也称为sBU#2.1)和208(也称为sBU#2.2)，其中的两个布置在干线-北线缆210上或耦接到该干线-北线缆，并且另外两个布置在干线-南线缆215上或耦接到该干线-南线缆。如图所示，sBUs 202和#2.1在西侧vi上(或更靠近该西侧)使得干线南北线缆互连，并且类似地，sBUs#1.2和208经由互连线缆243在东侧上(或更靠近该东侧)使线缆互连。在示例中，sBUs#1.1、#1.2、#2.1和208中的每一个被配置成执行光纤切换和将电力路由到相应的电力终端单元(PTU)。例如，在北侧上，sBU 202将电力路由到PTU 212并且sBU#1.2将电力路由到PTU 214，而在南侧上，sBU#2.1将电力路由到PTU 216，并且sBU#2.2将电力路由到PTU 218。相应的sBU中的每一个可操作用于将干线光纤光缆210的至少两个光纤对(例如，222和223)中的至少一个连接到分支线缆(其耦接到PTU，诸如212)的至少两个光纤对中的相应一个光纤对。

根据示例，PTU 212、214、216和218可以被配置为分别向互连线缆241或互连线缆243提供电力，并且通过实现电力的重新路由(以及光纤重新路由)来进一步提供分路故障保护，以减轻分路故障的影响。诸如212、214、216和218的PTU可以包括用于从sBU(诸如1.1或2.1)获得电力的一个或多个端口，以及用于向互连线缆(诸如互连线缆241或243)提供电力的端口。此外，PTU可以包括高压直流到直流(DC/DC)转换器(在后面的示例中示出)。例如，DC/DC转换器可操作以提供恒定电流或恒定电压，以及将电流和电压限制到由控制装备设置的阈值。例如，每个干线220、225、230和235可以包括命令/响应装备(CRE)，该命令/响应设备可经由遥测来操作而控制相应的sBUs#1.1、#1.2、#2.1和#2.2中的每一个的光学切换以及到相应的PTU 212、214、216和218的电力切换。CRE还可以经由通过耦接到相应PTU的光纤线缆的控制命令或经由遥测来控制每个相应PTU 212、214、216和218的电力转换。

如图2所示，例如，sBU 202、#2.1和sBU#1.2、208之间的互连电力可以由互连线缆241或互连线缆243所包括的(多个)双导体互连线缆(也称为DCC)来提供。例如，互连线缆241可以包括至少电力导体251和至少两个光纤对(2FP)261。类似地，互连线缆243可以包括至少电力导体253和至少两个光纤对(2FP)263。如下所述，sBU 202中的每一个的双光纤对、任意对任意(本文中也称为“2FP A2A”)选择器功能提供了灵活的网络配置，诸如灵活的光学切换和电气供电、实现响应(例如针对海底环境情况(例如，分路故障等)重新路由)。

至少为此，图2中示出的网状网络200可以被认为是“全干线”配置，这意味着例如对于北干线和南干线两者，所有干线光纤对在它们各自的干线终端之间被连接、供电和可操作。

图3示出了根据所公开的主题的一个或多个方面的分路故障和切换配置300的示例。为了便于解释，图2的网状网络200及其中的组件用于描述图3的分路故障和切换配置300。配置300可以被实现为网状网络。如所示的那样，分路故障306可能发生在干线-北光纤对的东侧附近(即，在sBU#1.2.1和干线-北终端225之间)。可以理解的是，分路故障可以广义地指发生在水底通信线缆中的任何类型的故障(物理的或其他的)，例如当线缆绝缘被损坏为使得存在从金属导体芯直接到海水的短路时等。此外或者替代性地，在一些示例中，线缆损坏可能由船锚、拖网渔船、反铲挖泥船、沿着海洋底部拖曳线缆的水流等引起。例如，分路故障可以通过例如由馈电装备等确定在相应干线210或215内已经有电力的损失或电压或电流降低预定量来检测。

例如，当发生分路故障时，至少可以切断到南北干线光纤对之间的互连件(例如，sBU#1.1.1、#2.1.1和/或sBU#1.2.1、#2.2.1之间的互连线缆)的电力。因此，在示例中，当检测分路故障的发生时(或基于分路故障将会发生的任何确定或出于任何其他原因)，可以基于分路故障的位置来执行对sBU#1.1.1至#2.2.1中的一个或多个进行光学切换，以至少重新路由电力。如图所示，通过重新配置sBU#1.2.1和#2.2.1的端口的连接，干线-北光纤对222和223中的两者可以分别重新路由或切换到干线-南光纤对233、232。有利的是，尽管发生了分路故障，仍然可以向干线-北220和干线-南235之间的互连线缆243提供电力。

图4示出了根据一个或多个示例的分路故障和切换配置400的示例。为了便于解释，图2的网状网络200及其中的组件用于描述图4的分路故障和切换配置400。配置400可以被实现为网状网络。在所示的示例中，分路故障406可能发生在“海洋中部”或干线-北光纤对222和223的中部附近。

类似于图3，当分路故障发生(例如如图4所示在sBU#1.1.2和sBU#1.2.2之间)时，可以切断到北干线光纤对222和223与南干线光纤对232和233之间的互连件(例如，sBU#1.1.2、#2.1.2之间的互连线缆241和/或sBU 204、#2.2之间的互连线缆243)的电力。当由于相应干线210或215内的电力的损失或电压或电流降低预定量而检测到分路故障(或基于故障可能潜在发生的任何确定)时，分路故障或潜在分路故障的光路中的相应一个或多个sBU可以执行光学切换以至少重路由电力。在示例中，可以通过重新配置sBU#1.1.2和#2.1.2的端口连接，将干线-北光纤对(222，223)中的两个重新路由或切换到干线-南光纤对232，233。类似地，在镜像示例中，端口连接sBU#1.2.2和#2.2.2也可以被重新配置为将干线-北光纤对222和223重新路由或切换到干线-南光纤对232和233，以向干线-北线缆210和干线-南线缆215之间的互连件243提供并维持电力。

图5示出了根据一个或多个示例的分路故障和切换配置500的示例。配置500可以被实现为网状网络。为了便于解释，图2的网状网络200及其中的组件还用于描述图4的分路故障和切换配置500。在所示的示例中，类似于图4或与其相同，分路故障5060可能发生在海洋中部或干线-北光纤对的中部附近。

在图4的替代性示例中，如图5所示，只有一个干线-北光纤对223可以响应于到干线-南230的分路故障的检测而被重新路由或切换，而东干线-南235的一个光纤对232经由sBU#1.1.3和#2.1.3与西干线-北220保持处于服务。至少在这点上，在网状网络500的西侧上在干线-北和干线-南之间可能只有一个新的光纤对连接。有利的是，尽管发生分路故障，图5的替代性配置仍然能够至少向干线-和干线-南之间的互连件241和243提供电力。至少为此，(多个)sBU的2FP A2A选择功能提供了前面提及的电力切换和电力路由架构灵活性和配置的优势。

图6示出了根据一个或多个公开的示例在相应sBU中基于单个光纤对的干线选择器(由sBU 610实施)和基于两个光纤对的任意对任意(A2A)选择器(由sBU 620实施)之间的示例比较600。如sBU 610的基于单个光纤对的干线选择器和sBU 620的基于两个光纤对的A2A选择器的配置所示，每个相应的sBU 610或620可以具有至少三个不同的端口：干线端口、“A1”端口和“A2”端口，具有相对应的输入和输出连接并且还具有分支光纤对的添加和分出连接。相应的sBU 610和620中的每一个被示出为具有光学开关(用于sBU 620的A-L，以及用于sBU 610的1-12)，这些光学开关可操作来选择性地将耦接到干线端口的光纤对切换到A2端口或者从A1端口切换到A2端口。

在示例中，对于sBU 620的“3A型子模块A2A等效物”配置，选择两个光纤对来分出到分支光纤对，如相应的示意图所示。例如，FP1和FP2可以分出到分支FP1，并且进一步地，FP1和FP2可以下分出到分支FP2。这种基于两个光纤对的A2A功能可以在以上描述的图2的网状网络200的sBU#1.1.3、#1.2.3、#2.1.3和#2.2.3中实施。在替代性的示例中，“3A型子模块干线选择器等价物”或基于单光纤对的干线选择器(诸如620)可以在sBU#1.1.3、#1.2.3、#2.1.3和#2.2.3中实施。

根据示例，基于单个光纤对的干线选择器可以具有用于光纤路径的不同标签，以形成两个独立的干线光纤对选择器。在示例中，可以选择在东侧或西侧上的主干光纤对以在每个光纤对的基础上分出到分支光纤对，诸如在光学开关E和光学开关I之间。例如，一个光纤对上的一个连接可能一次可用。而且，可以理解的是，在以上至少图2至图5中的任何一个中描述的一个或多个功能或特征可以通过基于单个光纤对的干线光纤对选择器来实现。还可以理解的是，单个光纤对干线选择器可以用在仅奇数光纤对的情况下，以提供全部两个光纤对可以与A2A开关连接所处的连接，以便至少提供额外的连接，而没有附加成本。

图7示出了包括切换分支单元的示例和电力终端单元的示例的细节的互连环境的示例配置。

可以提供和配置包括sBU 710和PTU 720的海底线缆分支架构700，以承受深海底环境中存在的物理条件。sBU 710可以从包括馈电装备(PFE)的位置(未示出)耦接到包括光纤和电力导体(诸如图2至图5的示例中所示的那些)的干线光纤光缆740。sBU 710还可以耦接到包括可以连接到另一位置和/或另一sBU(两者未示出)的光纤线缆和电力导体的干线线缆750。在示例中，分支线缆730可以将sBU 710耦接到PTU 720。PTU 720还耦接到互连线缆760。

sBU 710提供光学切换和电力切换功能。例如，sBU 710可以配置有光学开关和控制电路系统，该光学开关和控制电路系统使得sBU 710能够操作以确定耦接到sBU 710的相应端口的干线光纤光缆740和干线线缆750中的光纤对(在该示例中未示出)和耦接到PTU720的互连线缆760之间的连接性。例如，sBU 710可操作以将干线光纤光缆740的至少两个光纤对(在这个示例中未示出)中的至少一个连接到分支线缆730的至少两个光纤对(在该示例中未示出)中的相应一个光纤对。

分支线缆730可以是可操作以在sBU 710和PTU 720之间提供电力的双导体线缆(DCC)。互连线缆740可以将PTU 720连接到各种设备或有效载荷，诸如另一示例所示。

PTU 720可以包括高压(图中标记为Hi-V)转换器724。高压转换器724使PTU 720能够从干线PFE向分支有效载荷提供可控电力。高压转换器724可操作以将高达15kV的直流电压转换成其他电压，诸如12.5kV或更低。PTU 720可以具有被配置为实施用于电力转换和控制的已知技术(但是在海底环境中)的电路系统。此外，高压转换器724还可操作以提供恒定电流或恒定电压，以及限制电流量和限制所提供的电压的幅值。例如，高压转换器724可以可操作以输出具有基本恒定值的输出电流，并基于最终用户规格受限。PTU 720还使得光纤能够通过，以便光纤耦接到其它设备和/或干线，诸如图2至图5中的示例中示出的那些设备和/或干线。PTU 720可以经由命令/响应装备(CRE)在干线位置或另一个位置(诸如远程入网点、离岸设施等)处经由遥测来控制。CRE可以包括处理器、存储编程代码的存储器和遥测电路系统，该遥测电路系统可操作以与一个或多个PTU(诸如PTU 720)通信。

如图7所示，PTU 720可以包括第一耦接端口725、高压转换器724和第二耦接端口726。PTU 720还可以包括用于通信传输的可选调制解调器。第一耦接端口725可以被配置为耦接到海底分支线缆(诸如730)的电力导体和光纤光缆。在一些示例中，海底分支线缆730可以是连接到海底切换分支单元(诸如图2的202)的双导体线缆，并且第一耦接端口725可操作以耦接到双导体线缆。高压转换器724可以耦接到第一耦接端口725，并且可操作以经由第一耦接端口725连接到海底分支线缆730的电力导体。高压转换器724可以可操作以例如将由电力导体供应的高压电力转换成具有比高压电力更低的电压电力的输出电压。高压转换器724可以可操作以输出具有基本恒定值的电压作为输出电压。

第二耦接端口726可以被配置成将高压转换器724耦接到互连线缆(诸如760)。当耦接到互连线缆760时，高压转换器724可以可操作以将更低的电压电力分配到互连线缆760。

尽管未示出，但是PTU 720可以包括处理器、遥测电路系统和可以存储编程代码的存储器。处理器可以可操作以执行所存储的编程代码，以处理从PFE或CRE接收的通信信号，从而管理高压转换器724的输出。高压转换器724可以可操作以经由海底分支线缆730接收来自位于远程的馈电装备的控制信号，例如经由干线光纤线缆740。控制信号可以包括分路故障的指示，并且包括用于配置sBU、PTU和它们各自的组件的指令。此外，高压转换器724还可操作以响应于例如从CRE接收的指示分路故障的命令信号来调节输出电压。

可选的调制解调器727可以被配置为耦接到第一耦接端口和第二耦接端口。调制解调器727可以可操作以经由第一耦接端口725接收通信信号并处理通信信号。通信信号的处理可以根据已知的通信处理技术和协议。调制解调器727还可操作以向第二耦接端口726提供经处理的通信信号，以便输出到下游设备，诸如传感器等。调制解调器727也可操作以从下游设备接收其他通信信号，并将它们提供给上游设备或控制设备，诸如CRE。

DCC使得来自12.5kV到15kV的电压传输能够被转换或传递，以向PTU 720下游的其他设备(即，连接到互连件760的其他设备)(中继器、放大器、有效载荷设备和系统等)提供电力。例如，高压转换器724还可以可操作以供应电力以给一个或多个有效载荷(例如，下游设备)供电，该一个或多个有效载荷可以是中继器、放大器、离岸设施或传感器中的至少一个。

耦接到PTU 720的第二端口726的互连线缆740可以是DDC或单导体线缆(SCC)。

可选地，PTU 720可以包括调制解调器727，该调制解调器使得能够进行用于耦接到互连线缆740的有效载荷设备的数据传输，该有效载荷设备可以包括传感器、离岸平台等。

互连环境700使得能够响应于分路故障进行电力切换，以使得能够对分路故障或潜在分路故障的任一侧上的设备供电。此外，互连环境700使得能够进行光纤切换，如参考图2至图5的示例所述。

图8示出了用于向本文公开的电力终端单元的示例的下游的设备或系统提供电力的示例配置。

配置800包括源自sBUs 812、822、832和842的互连环境的多个示例。在这个示例中，sBU 812、822、832和842中的每一个耦接到干线线缆810。干线线缆810可以耦接到馈电装备(PFE)，该馈电装备向干线线缆810内的(多个)电导体供应电力。此外，干线线缆810包括具有许多光纤对(FP)的光纤光缆。

sBU 812、822、832和842中的每一个示出了各个PTU 814、824、834和844的示例实施方式。

一个示例实施方式包括经由线缆813耦接到PTU 814的sBU 812。这个实施方式可操作以经由sBU 812和PTU 814向岛屿、昂贵的海岸线或无人设施提供远程通信。线缆813可以是DCC。PTU 814(其可以被类似地配置和可操作以执行类似于图7的PTU 720的上述的那些功能的功能)也耦接到互连线缆815。各种设备817-1、817-2、817-3、……、817-N(诸如中继器、有效载荷设备等)也耦接到互连线缆815，该各种设备也可能需要电力。线缆813可以经由电导体提供电力，也经由光纤提供通信。PTU 814可操作以向互连线缆815提供电力和通信。包括经由电导体的电力和经由光纤的通信的互连线缆815可以端接于滩地816。包括PTU 814的示例实施方式经由光缆以及电力来提供通信服务，以便于向远程入网点(point-of-presence，POP)818提供通信服务。

在另一示例实施方式中，sBU 822经由线缆823耦接到PTU 824。线缆823可以是DCC。这种实施方式可操作以经由sBU 822和PTU 824提供到干线线缆的交叉连接，如图2至图5的示例一样。PTU 824可以类似地被配置和可操作以执行像图7的PTU 720的那些功能的功能。PTU 824可以耦接到互连线缆825。各种设备827-1、827-2、……、827-N(诸如中继器、有效载荷设备等)也耦接到互连线缆825，该各种设备也可能需要电力。线缆823可以经由电导体提供电力，也经由光纤提供通信。PTU 824可操作以向互连线缆825提供电力和通信。包括经由电导体的电力和经由光纤的通信的互连线缆825可以端接于另一PTU 826。PTU 826可被配置成类似于PTU 824，并提供电力转换，或者替代性地耦接到接地。在又一实施方式中，PTU 826可以是可选的并且可以不存在，类似于使用sBU 812和PTU 814的滩地实施方式。在示例中，互连线缆825可以端接于PTU 826。分支线缆(未标记)可以耦接到PTU 826并与和干线线缆820连接的另一sBU 828耦接。

在又一示例实施方式中，sBU 832经由线缆833耦接到PTU 834。线缆833可以是DCC。这个实施方式可操作以经由sBU 832和PTU 834向离岸设施(诸如离岸平台836)提供远程通信。PTU 834可以类似地被配置和可操作以执行像图7的PTU 720的那些功能的功能。PTU 834可以耦接到互连线缆835。互连线缆835可以端接于离岸平台836。PTU 834可以可操作以将如上所述的电力和数据通信，例如经由可选的调制解调器(诸如图7的示例PTU 720的727)提供给离岸平台836上的装备。

在另一示例实施方式中，sBU 842经由线缆843耦接到PTU 844。线缆843可以是DCC。这个实施方式可操作来经由sBU 842和PTU 844向海底传感器应用(诸如传感器848)提供通信和电力。PTU 844可以类似地被配置和可操作来执行像图7的PTU 720的那些功能的功能以及经由可选调制解调器727的数据通信。PTU 844可以耦接到互连线缆845，并且互连线缆845可以端接于部署托板(deployment pallet，DP)847。DP 847可以耦接到多个传感器，诸如传感器848，该多个传感器可以被配置成检测温度、盐度、地震活动、获得声学测量等。

可以理解的是，上述光学通信系统的海底网状网络以及相关的光学切换和供电架构可以以各种不同的布置来布置，并且不限于任何特定的布置或以任何其他方式受限。

本文中，公开了用于海底网状网络中的改进的光学切换和供电架构的新颖和独特的技术。本公开在范围方面不受本文描述的具体示例的限制。实际上，除了本文描述的那些之外，本公开的其他各种示例和改进对于本领域普通技术人员来说从前面的描述和附图中将是显而易见的。

因此，这样的其他示例和改进旨在落入本公开的范围内。进一步，尽管本文中已经在特定环境中为特定目的在特定实施范式的上下文中描述了本公开，但是本领域的普通技术人员将认识到其有用性不限于此，并且本公开可以有益地在任何数量的环境中为任何数量的目的实施。因此，下面阐述的权利要求应该根据本文描述的本公开的全部宽度和精神来解释。

Claims (15)

1.一种海底电力路由设备，包括：

第一耦接端口，所述第一耦接端口被配置为耦接到海底分支线缆的电力导体和光纤光缆；

高压转换器，所述高压转换器耦接到所述第一耦接端口并能够操作以经由所述第一耦接端口连接到所述电力导体，其中所述高压转换器能够操作以将由所述电力导体供应的高压电力转换成具有比所述高压电力更低的电压电力的输出电压；以及

第二耦接端口，所述第二耦接端口被配置为将所述高压转换器耦接到互连线缆，其中当耦接到所述互连线缆时，所述高压转换器能够操作以将所述更低的电压电力分配到所述互连线缆。

2.根据权利要求1所述的海底电力路由设备，包括：

调制解调器，所述调制解调器被配置为耦接到所述第一耦接端口和所述第二耦接端口，并且能够操作用以：

经由所述第一耦接端口来接收通信信号，

处理所述通信信号，以及

经由所述第二耦接端口输出经处理的通信信号。

3.根据权利要求1所述的海底电力路由设备，其中所述第一耦接端口能够操作以耦接到双导体线缆，并且所述双导体线缆是连接到海底切换分支单元的分支线缆。

4.根据权利要求1所述的海底电力路由设备，其中所述第二耦接端口能够操作以耦接到所述互连线缆，并且所述互连线缆是双导体线缆或单导体线缆。

5.根据权利要求1所述的海底电力路由设备，其中所述高压转换器还能够操作以：

响应于指示了分路故障的命令信号来调节所述输出电压。

6.根据权利要求1所述的海底电力路由设备，其中所述高压转换器还能够操作以：

经由所述海底分支线缆，接收来自位于远程的馈电装备的控制信号。

7.根据权利要求1所述的海底电力路由设备，其中所述高压转换器还能够操作以：

输出具有基本恒定值的电压作为所述输出电压，或者

输出具有基本恒定值并且基于最终用户规格而受限的输出电流。

8.一种海底线缆分支架构，包括：

切换分支单元，所述切换分支单元耦接到至少一个干线海底光纤光缆；

分支线缆，所述分支线缆耦接到所述切换分支单元，所述分支线缆包括至少两个光纤对和至少一个电力导体，其中所述切换分支单元能够操作来将由所述至少一个干线海底光纤光缆供应的高压电力切换到所述至少一个分支线缆；以及

电力终端单元，所述电力终端单元具有第一端口以及第二端口，所述第一端口耦接到所述分支线缆的至少一个电力导体，其中所述电力终端单元能够操作以：

从所述分支线缆的至少一个电力导体获得所述高压电力，

将来自所述至少一个电力导体的高压电力转换成具有比所述高压电力更低的电压的电力，以及

向所述第二端口供应具有所述更低的电压的电力。

9.根据权利要求8所述的海底线缆分支架构，其中所述切换分支单元还能够操作以将所述干线光纤光缆的至少两个光纤对中的至少一个光纤对连接到所述分支线缆的至少两个光纤对中的相应一个光纤对。

10.根据权利要求8所述的海底线缆分支架构，其中所述电力终端单元在转换来自所述切换分支单元的高压电力期间能够操作以：

将所述高压电力的低电流转换为更高的电流，或

调节电压输出以补偿所述至少一个干线海底光纤光缆中的分路故障。

11.根据权利要求8所述的海底线缆分支架构，其中所述电力终端单元还能够操作以：

经由所述海底分支线缆，接收来自位于远程的馈电装备的控制信号。

12.根据权利要求8所述的海底线缆分支架构，其中所述电力终端单元还能够操作以：

输出具有基本恒定值的电压作为所述输出电压，或者

输出具有基本恒定值并且基于最终用户规格而受限的输出电流。

13.根据权利要求8所述的海底线缆分支架构，其中所述切换分支单元能够操作以：

提供光学切换功能和电力切换功能，以及

确定所述至少一个干线海底光纤光缆中的光纤对与耦接到所述电力终端单元的互连线缆之间的连接性。

14.根据权利要求8所述的海底线缆分支架构，还包括：

连接到所述电力终端单元的第二端口的互连线缆。

15.根据权利要求14所述的海底线缆分支架构，还包括：

耦接到所述互连线缆的一个或多个有效载荷设备，其中所述互连件分配来自所述第二端口的高电流低压电力，并且所述一个或多个有效载荷设备中的至少一个有效载荷设备能够操作以使用高电流低压电力。

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