DE60225389T2 - Verzweigungseinheit für ein optisches Übertragungssystem - Google Patents

Verzweigungseinheit für ein optisches Übertragungssystem Download PDF

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    • H04B10/80Optical aspects relating to the use of optical transmission for specific applications, not provided for in groups H04B10/03 - H04B10/70, e.g. optical power feeding or optical transmission through water
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Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Verzweigungseinheit für ein optisches Übertragungssystem. Genauer gesagt, bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zur Versorgung eines solchen Systems und einer Verzweigungseinheit mit elektrischer Energie sowie auf ein Betriebsverfahren für diese Vorrichtung.
  • Optische Übertragungssysteme werden zum Senden von Daten von einem Ort zu einem anderen genutzt. Typischerweise nutzen sie Lichtleitfasern zum Transportieren eines modulierten Lichtsignals, wobei die Modulation entsprechend den gerade übertragenen Daten gesteuert wird.
  • Derartige Übertragungssysteme können eine hohe Kapazität aufweisen und sind daher attraktiv für Kommunikationssysteme mit hohen Volumina. Unter anderem aus diesem Grund werden sie für Kommunikationssysteme über große Entfernungen eingesetzt, zum Beispiel für Seekabelkommunikationssysteme. Die regelmäßige Verstärkung der Lichtsignale wird üblicherweise unter Verwendung von als "Repeater" bezeichneten Zwischenverstärkern ausgeführt, die eine Zufuhr von elektrischer Energie erfordern.
  • Zusätzlich zu Repeatern gibt es weitere Einrichtungen im optischen Übertragungssystem, die elektrische Energie benötigen. Hierzu gehören Detektoren zur Anzeige des Status unterschiedlicher Teile des Systems wie beispielsweise unterschiedliche Längen der Übertragungsleitung und Verzweigungseinheiten.
  • Zur Energieversorgung des Systems ist es erforderlich, über eine elektrisch leitende Bahn entlang der Lichtleitfasern zu verfügen. Üblicherweise wird die leitende Bahn als Leiter in Form einer metallischen Ummantelung um das Bündel der Lichtleitfasern bereitgestellt.
  • Um eine Stromversorgung der gewünschten Größenordnung bereitzustellen, wird typischerweise an einem Anschluss der Übertragungsleitung eine Speisungsvorrichtung verwendet, um den Anschluss auf einer bestimmten Spannung zu halten, um Energie in den Leiter zu speisen. Typischerweise wird an den anderen Anschluss eine Spannung mit entgegengesetzter Polarität angelegt.
  • Zur Erhöhung der Zuverlässigkeit eines optischen Seekabelübertragungssystems werden manchmal Verzweigungseinheiten verwendet. Diese ermöglichen, dass ein Hauptübertragungskabel, z. B. ein Interkontinentalkabel, mit zwei Landanschluss-Übertragungskabeln verbunden wird. Im Flachwasser und in Ufernähe ist eine Beschädigung an den Übertragungskabeln durch Fischereischiffe usw. wahrscheinlicher als in der Tiefsee. Ein Ausfall oder ein Defekt an einem Landanschlusskabel kann repariert werden, während die Datensignale über das andere Kabel zum und vom Hauptkabel geleitet werden.
  • Der elektrische Strom zur Energieversorgung der mit dem optischen Übertragungssystem verbundenen elektrischen Einrichtungen kann zwischen einem ersten Zweig der Verzweigungseinheit und dem Hauptzweig und zwischen einem zweiten Zweig und dem Hauptzweig geleitet werden.
  • Um eine Überlastung des Leiters des Hauptkabels zu vermeiden, erfolgt die Speisung aus nur einem der Landanschlusskabel in das Hauptkabel. Für den Fall jedoch, dass sich ein Fehler in diesem Landanschlusskabel entwickelt, muss zur Behebung des Fehlers aufgrund der bei der Speisung auftretenden hohen Spannung die Speisung des Systems eingestellt werden. Dies kann sich über einen längeren Zeitraum erstrecken, in dem das System nicht betriebsfähig wäre, was nicht wünschenswert ist. Um das zweite Landanschlusskabel für die Speisung des Systems zu nutzen, muss die Verbindung zum ersten Landanschlusskabel (zum Beispiel an der Verzweigungseinheit) getrennt werden, um zu vermeiden, dass der aus dem zweiten Landanschlusskabel eingespeiste Strom z. B. zu einem Erdschluss des ersten Landanschlusskabels fließt. Eine solche Verbindungstrennung ist eindeutig zeitaufwändig und schwierig, wenn sich die Verzweigungseinheit unter Wasser befindet.
  • Das Dokument US-A-5 196 984 offenbart eine Verzweigungseinheit zum Einsatz in einem Seekabelkommunikationssystem, wobei die Einspeisung von elektrischer Energie, insbesondere ein System unter Verwendung mehrfacher Verzweigungseinheiten, zum Einsatz kommt. Das Hauptziel der Verzweigungseinheit in diesem Dokument besteht in der Bereitstellung eines Kathodenschutzes an allen Leitungen. Die Einheit bildet den Abschluss von drei Leitungskabeln und einer See-Erdung und umfasst drei Hochspannungselementrelais, von denen jeweils nur eines angezogen ist. Wenn elektrische Energie zwischen zwei beliebigen Leitungskabeln geliefert wird, ist das dritte isoliert und mit der See-Erdung verbunden. Kurzschluss- oder Unterbrechungsfehler in einem Leitungskabel können isoliert und mit der See-Erdung verbunden werden, während die Speisung der übrigen beiden fehlerfreien Leitungskabel möglich ist. Die Einheit ist polaritätsunempfindlich und symmetrisch. Dieses Dokument behandelt jedoch nicht das Problem des effizienten Trennens der Verbindung zu einer fehlerhaften Speisungsleitung, bevor eine andere Speisung mit dem Hauptzweig verbunden wird.
  • Dementsprechend stellt die vorliegende Erfindung in einem ersten Aspekt eine Verzweigungseinheit für ein optisches Übertragungssystem bereit, wobei die Verzweigungseinheit einen ersten Zweig und einen zweiten Zweig umfasst, von denen jeder mit einem Hauptzweig verbunden ist;
    ein erstes gerichtetes Stromflussmittel, welches so betrieben werden kann, dass es einen elektrischen Strom im Wesentlichen nur in eine Richtung entlang des ersten Zweiges fließen lässt;
    ein zweites gerichtetes Stromflussmittel, welches so betrieben werden kann, dass es einen elektrischen Strom im Wesentlichen nur in eine Richtung entlang des zweiten Zweiges fließen lässt;
    wobei im Gebrauch der elektrische Stromfluss vom ersten Zweig zum zweiten Zweig und vom zweiten Zweig zum ersten Zweig im Wesentlichen verhindert wird. Auf diese Weise können das erste und das zweite gerichtete Stromflussmittel als elektrische Ventile in der Weise arbeiten, das im Fall eines Fehlers in einem mit der Verzweigungseinheit verbundenen Landanschlusskabel die elektrische Energie für den Hauptzweig aus dem alternativen Zweig geliefert werden kann, ohne dass der Strom entlang des anderen Zweiges vom Hauptzweig weg zurückfließt.
  • Eine Diode ist ein Beispiel für ein gerichtetes Stromflussmittel. Allgemeiner ausgedrückt, kann ein solches Mittel zum Beispiel eine Einrichtung sein, die einen wesentlichen elektrischen Stromfluss durch sich in einer Richtung ermöglicht, die jedoch im Wesentlichen keinen elektrischen Stromfluss durch sich in der umgekehrten Richtung ermöglicht.
  • Vorzugsweise kann die elektrische Energie zum oder vom Hauptzweig zum oder vom ersten Zweig oder zum oder vom zweiten Zweig, welches jeweils geeignet ist, geliefert werden.
  • Vorzugsweise kann der erste Zweig an ein erstes optisches Übertragungskabel an einem ersten Zweiganschlusspunkt angeschlossen werden, und der zweite Zweig kann vorzugsweise an ein zweites optisches Übertragungskabel an einem zweiten Zweiganschlusspunkt angeschlossen werden.
  • Vorzugsweise ist das erste gerichtete Stromflussmittel zwischen dem Hauptzweig und dem ersten Zweiganschlusspunkt angeordnet. In ähnlicher Weise ist das zweite gerichtete Stromflussmittel vorzugsweise zwischen dem Hauptzweig und dem zweiten Zweiganschlusspunkt angeordnet.
  • Vorzugsweise wird ein erster Erdungsanschlusspunkt für den ersten Zweig zwischen dem ersten Zweiganschlusspunkt und dem ersten gerichteten Stromflussmittel bereitgestellt. In noch stärker bevorzugter Weise ist der erste Erdungsanschlusspunkt mit dem ersten Zweig über ein gerichtetes Stromflussmittel verbunden, welches so gerichtet ist, dass es im Gebrauch einen Stromfluss zwischen dem ersten Zweig und der Erdung im Wesentlichen in nur einer Richtung zulässt.
  • Vorzugsweise wird ein zweiter Erdungsanschlusspunkt für den zweiten Zweig zwischen dem zweiten Zweiganschlusspunkt und dem zweiten gerichteten Stromflussmittel bereitgestellt. In noch stärker bevorzugter Weise ist der zweite Erdungsanschlusspunkt mit dem zweiten Zweig über ein gerichtetes Stromflussmittel verbunden, welches so gerichtet ist, dass es im Gebrauch einen Stromfluss zwischen dem zweiten Zweig und der Erdung im Wesentlichen in nur einer Richtung zulässt.
  • Typischerweise umfasst die Verzweigungseinheit Erkennungsmittel zum Erkennen eines Fehlers in der Verzweigungseinheit. Zusätzlich oder alternativ umfasst die Verzweigungseinheit Erkennungsmittel zum Erkennen eines Fehlers in einem an der Verzweigungseinheit angebrachten Kabel.
  • Typischerweise ist die Verzweigungseinheit eine Untersee-Verzweigungseinheit.
  • Vorzugsweise ist (sind) eines oder mehrere der gerichteten Stromflussmittel ein Halbleiterbauelement. In noch stärker bevorzugter Weise ist (sind) eines oder mehrere der gerichteten Stromflusselemente eine Diode. In noch stärker bevorzugter Weise verfügt (verfügen) eines oder mehrere der gerichteten Stromflussmittel über eine Durchschlagspannung in Sperrrichtung von mehr als 1 kV. Die Durchschlagspannung könnte höher sein und vielleicht sogar bei 20 kV liegen.
  • In einem zweiten Aspekt stellt die vorliegende Erfindung ein optisches Übertragungssystem bereit, welches eine Verzweigungseinheit gemäß dem ersten Aspekt aufweist und welches weiterhin ein erstes optisches Übertragungskabel umfasst, das mit dem ersten Zweig verbunden ist, ein zweites optisches Übertragungskabel, das mit dem zweiten Zweig verbunden ist, und ein optisches Hauptübertragungskabel, das mit dem Hauptzweig verbunden ist, sowie Speisungsvorrichtungen, die mit den Kabeln verbunden werden können, um die an den Kabeln angebrachten elektrischen Einrichtungen zu speisen.
  • Vorzugsweise ist die Speisungsvorrichtung, die mit dem zweiten optischen Übertragungskabel verbunden werden kann, als Reaktion auf die Erkennung eines Fehlers im ersten optischen Übertragungskabel von einer Spannung auf eine andere umschaltbar, um das Hauptkabel mit elektrischer Energie zu versorgen.
  • In einem dritten Aspekt stellt die vorliegende Erfindung ein Betriebsverfahren einer Verzweigungseinheit gemäß dem ersten Aspekt bereit, wobei die Verzweigungseinheit einen Normalbetriebsmodus und einen Fehlerbetriebsmodus aufweist, wobei
    im Normalbetriebsmodus:
    der erste Zweig auf einer ersten Spannung gehalten wird und ein Strom aufgrund einer Potentialdifferenz zwischen dem ersten Zweig und dem Hauptzweig durch das erste gerichtete Stromflussmittel fließt;
    und im Fehlermodus:
    der zweite Zweig eine zweite Spannung aufweist, die an ihn angelegt wird, sodass eine Potentialdifferenz zwischen dem zweiten Zweig und dem Hauptzweig besteht, wobei die Potentialdifferenz eine Richtung von der Art aufweist, dass ein Strom durch das zweite gerichtete Stromflussmittel fließt; und
    aufgrund des an den zweiten Zweig angelegten Potentials die Potentialdifferenz an dem ersten gerichteten Stromflussmittel in entgegengesetzter Richtung zu derjenigen verläuft, die erforderlich ist, damit ein wesentlicher Strom durch das erste gerichtete Stromflussmittel fließen kann, sodass im Wesentlichen kein Strom zwischen dem Hauptzweig und dem ersten Zweig fließt;
    wodurch im Fehlermodus im Wesentlichen der gesamte Storm im Hauptzweig entlang des zweiten Zweiges und nicht entlang des ersten Zweiges fließt.
  • Somit kann die Verzweigungseinheit so betrieben werden, dass sie die Bereitstellung der Speisung für den Hauptzweig über den zweiten Zweig für den Fall gestattet, dass sich ein Fehler im ersten Zweig entwickelt. Selbstverständlich könnte, wenn im Normalbetrieb die Speisung des Hauptzweigs über den zweiten Zweig erfolgt, dann die Verzweigungseinheit gestatten, dass die Speisung des Hauptzweigs aus dem ersten Zweig für den Fall erfolgt, dass sich ein Fehler im zweiten Zweig entwickelt.
  • Vorzugsweise wird im Normalbetriebsmodus der zweite Zweig auf einer Spannung von der Art gehalten, dass ein elektrischer Strom zwischen dem zweiten Zweig und einem Erdungsanschluss an der Verzweigungseinheit fließt, wodurch die mit dem zweiten Zweig verbundenen elektrischen Einrichtungen gespeist werden.
  • Vorzugsweise umfasst das Verfahren den Schritt des Erkennens eines Fehlers in dem ersten oder zweiten Zweig. Typischerweise ist der Fehler ein Erdfehler, die Erfindung ist jedoch auch auf andere Fehlerarten anwendbar, z. B. Kabelbrüche.
  • Vorzugsweise umfasst das Verfahren weiterhin den Schritt des Entfernens des Erdfehlers aus dem ersten Zweig und des anschließenden Anlegens einer Spannung an den ersten Zweig von der Art, dass ein elektrischer Strom zwischen dem ersten Zweig und einem Erdungsanschluss an der Verzweigungseinheit fließt, wodurch die mit dem ersten Zweig verbundenen elektrischen Einrichtungen gespeist werden.
  • Vorzugsweise werden optische Datensignale durch die Verzweigungseinheit in der Weise gelenkt, dass Datensignale entlang des ersten Zweiges oder des zweiten Zweiges verlaufen, je nachdem, welcher gespeist wird.
  • Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nun lediglich als Beispiel unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, auf denen:
  • 1 eine schematische Darstellung eines optischen Seekabel-Übertragungssystems und seines an Land befindlichen Anschlusses zeigt;
  • 2 eine schematische Darstellung einer Verzweigungseinheit gemäß einer Ausführungsform der Erfindung im Normalbetrieb in einem optischen Übertragungssystem zeigt;
  • 3 eine schematische Darstellung der Verzweigungseinheit von 2 im Fall eines Erdfehlers im Kabel des ersten Zweiges zeigt;
  • 4 eine schematische Darstellung der Verzweigungseinheit von 2 zeigt, wenn die Speisung umgekehrt wird.
  • 1 zeigt eine schematische Darstellung eines optischen Seekabel-Übertragungssystems und seines an Land befindlichen Anschlusses. Der Anschluss 10 stellt den optischen Signaleingang und die Speisung für das optische Übertragungskabel 12 bereit. Der Anschluss 10 befindet sich an Land 14. Das Kabel 12 wird von Land ins Meer 16 verlegt und liegt auf dem Meeresboden 18. Das Kabel 12 weist Repeater 20 zur Zwischenverstärkung des optischen Signals entlang des Kabels auf. Repeater 20 erfordern eine Speisung, die bereitgestellt wird, indem eine leitende Ummantelung des Kabels mit der Speisung im Anschluss 10 verbunden wird.
  • Eine Beschädigung des Kabels in der Tiefsee ist nicht wahrscheinlich. Das Kabel kann jedoch im Flachwasser 22 beschädigt werden, zum Beispiel durch Fischereischiffe oder Anker. Aus diesem Grund werden oft doppelte Landanschlusskabel verwendet, um ein optisches Hauptübertragungskabel (in der Tiefsee) mit zwei Landanschlusskabeln zu verbinden. Zur Herstellung des Anschlusses wird eine Verzweigungseinheit verwendet. Da es unwahrscheinlich ist, dass beide Landanschlusskabel (Zweige) gleichzeitig beschädigt werden oder einen Fehler entwickeln, stattet diese Vorkehrung das System mit einer gewissen Redundanz aus.
  • Eine Ausführungsform der Erfindung wird in 2 veranschaulicht. In 2 weist die Verzweigungseinheit 30 drei elektrische Hauptanschlüsse auf. Diese sind der erste Zweiganschluss 32, der zweite Zweiganschluss 34 und der Hauptzweiganschluss 36. Im Gebrauch verbinden diese die Verzweigungseinheit 30 jeweils mit dem ersten Zweigkabel (oder ersten Landanschlusskabel) 38, dem zweiten Zweigkabel (oder zweiten Landanschlusskabel) 40 und dem Hauptkabel 42. Die Verzweigungseinheit weist auch einen ersten Erdungsanschluss 44 und einen zweiten Erdungsanschluss 46 auf. Die gestrichelten Linien in den Kabeln stellen eine größere Entfernung dar. Typischerweise liegt die Verzweigungseinheit 30 näher (typischerweise um einen Faktor von etwa 10) an den Anschlüssen 48, 50 als am Hauptanschluss 52, der sich auf einem anderen Kontinent als die Anschlüsse 48, 50 befinden kann. Im Normalbetrieb liefert der erste Anschluss 48 in diesem Beispiel eine positive Gleichspannung von ungefähr 8 kV. Der Hauptanschluss 52 liefert eine negative Gleichspannung von ungefähr –8 kV, was eine Potentialdifferenz zwischen den Anschlüssen 48 und 50 von ungefähr 16 kV ergibt. So große Spannungen sind aufgrund des Widerstandes des Kabelleiters und aufgrund des Spannungsabfalls an jeder mit Energie versorgten Einrichtung (z. B. an den in einem Abstand von jeweils 50 Kilometern angeordneten Repeatern) erforderlich. Selbstverständlich kann die Erfindung weiterhin betrieben werden, wenn andere Spannungen verwendet werden.
  • Die Speisungsvorrichtung liefert bei dieser Spannung ungefähr 1 A, wobei die Aufgabe darin besteht, aufgrund des konstanten Strombedarfs der Repeater und anderer Einrichtungen entlang der Kabel für eine optimale Systemleistung so weit wie möglich einen konstanten Strom aufrechtzuerhalten.
  • Aufgrund der erheblichen Länge des Hauptkabels 42 und unter der Annahme eines ungefähr linearen Spannungsabfalls entlang des Systems mit der Entfernung vom Anschluss 42 liegt der Teil des Systems mit null Volt (0 V) irgendwo entlang des Kabels 42. Deshalb weist während des Normalbetriebs der Anschluss 36 eine positive Spannung von typischerweise mehreren kV auf.
  • Die Verzweigungseinheit 30 weist vier Dioden 54, 56, 58, 60 auf. Als Alternative könnte jede Schalteinrichtung verwendet werden, vorzugsweise solche, die automatisch arbeiten und z. B. kein separates Steuersignal benötigen. Eine ist die Diode des ersten Zweiges 54. In Normalbetrieb ist sie in Durchlassrichtung gepolt und gestattet, dass ein Strom vom ersten Zweigkabel 38 zum Hauptzweiganschluss 36 und in das Hauptkabel 42 fließt. Die erste Erdungsdiode 56 ist in Sperrrichtung gepolt, und daher fließt hier kein Strom zur oder von der Erdung. Somit erfolgt die Speisung zum Hauptkabel 42 über den Anschluss 48.
  • Ein niedrigerer Grenzwert für ihre Durchbruchspannung in Sperrrichtung könnte bei 1 kV liegen, jedoch vorzugsweise bei 10 kV.
  • Im Normalbetrieb wird der Anschluss 50 auf –8 kV gehalten. Die Diode des zweiten Zweiges 58 ist daher in Sperrrichtung gepolt, und daher fließt kein Strom durch diese Diode. Deshalb wird kein Strom an das Hauptkabel 42 über die Diode 58 geliefert. Dies hilft, eine Überlastung des Kabels 42 zu vermeiden. Da es wünschenswert ist, die Repeater und andere Einrichtungen, die auf dem zweiten Zweigkabel 40 angeordnet sind, mit Strom zu versorgen, wird gestattet, dass ein Strom von der Erdung über die in Durchlassrichtung gepolte Erdungsdiode 60 zum Speisungsanschluss 50 fließt. Dies hat keine Auswirkungen auf die Speisung des Hauptkabels aufgrund der Isolationswirkung der in Sperrrichtung gepolten Diode 58.
  • 3 zeigt eine schematische Darstellung derselben Verzweigungseinheit und desselben optischen Übertragungssystems, wie es in 2 gezeigt ist, dieses Mal jedoch mit einem Erdfehler 62, der sich im ersten Zeigkabel 38 entwickelt hat. Dieser Fehler (z. B. aufgrund eines freiliegenden Leiters in dem Kabel) kann molekularen Wasserstoff erzeugen, der für Lichtleitfasern schädlich ist. Dementsprechend ist es wichtig, einen Stromfluss über und von dem Fehler so schnell wie möglich zu verhindern. Sobald der Fehler erkannt ist, muss die Spannung des Anschlusses 48 auf Null verringert werden, um den Stromfluss zu beenden. Selbstverständlich kann die Erfindung auch mit anderen Fehlern als Erdfehlern umgehen, ein Erdfehler wird hier jedoch als Beispiel verwendet.
  • Aufgrund der Verringerung des Potentials des Anschlusses 48 ist der Hauptzweiganschluss 36 aufgrund des Hauptanschlusses 52 nun leicht negativ. Deshalb sind die Dioden 54 und 56 in Durchlassrichtung gepolt, und somit fließt etwas Strom von der Erdung am Erdungsanschluss 44 entlang des Hauptkabels 42. Die Diode des zweiten Zweiges 58 ist weiterhin in Sperrrichtung gepolt, und somit fließt im Wesentlichen kein Strom durch diese Diode.
  • Um eine vollständige Speisung für das Hauptkabel 42 wieder herzustellen, muss die Spannung des Anschlusses 50 von negativ zu positiv umgekehrt werden. Die Auswirkungen hievon werden in 4 angegeben.
  • In 4 liegt nun die Speisung 50 auf einer Spannung von etwa +8 kV. Deshalb ist die zweite Erdungsdiode 60 nun in Sperrrichtung gepolt, und es findet im Wesentlichen kein Stromfluss durch die Diode 60 statt.
  • Die Diode des zweiten Zweiges 58 ist nun in Durchlassrichtung gepolt, und aufgrund des an ihr erfolgenden relativ kleinen Spannungsabfalls ist der Hauptzweiganschluss 36 nun positiv. Ein Strom fließt entlang des zweiten Zweigkabels 40 durch die Diode des zweiten Zweiges 58 und entlang des Hauptkabels 42 zum Hauptanschluss 52.
  • Da der Hauptzweiganschluss 36 nun positiv ist, sind die Dioden 54 und 56 nun in Sperrrichtung gepolt. Deshalb fließt im Wesentlichen kein Strom durch diese Dioden. Die gesamte Speisung für das Hauptkabel 42 kommt im Wesentlichen aus der Speisung 50.
  • Die Datensignale können entlang des Hauptkabels 42 und des zweiten Zweigkabels 40 gelenkt werden. Der Fehler im Kabel 38 kann behoben werden, ohne den Datenstrom entlang des optischen Übertragungssystems zu beeinträchtigen.
  • Eine Diode ist ein Beispiel eines gerichteten Stromflussmittels. Allgemeiner ausgedrückt, kann ein solches Mittel zum Beispiel eine Einrichtung sein, die einen wesentlichen elektrischen Stromfluss durch sich in einer Richtung ermöglicht, die jedoch im Wesentlichen keinen elektrischen Stromfluss durch sich in der umgekehrten Richtung ermöglicht.
  • Der Vorteil der Verwendung von Dioden an Stelle von beispielsweise Schaltern, wie beispielsweise Relais, besteht darin, dass eine Diodenschaltung in einem Hochspannungssystem zu einer deutlich geringeren elektrischen Belastung in dem System führt als eine Relaisschaltung. Zusätzlich erfolgt die Umschaltung der Speisungslenkung bei Verwendung von Dioden in gewissem Sinne automatisch, sobald die Polarität der zweiten Speisung 50 umgekehrt wird. Im Gegensatz dazu erfordert eine Relaisschaltung, dass ein Schaltbefehl an jedes zu schaltende Relais gesendet wird. Ein solches System wäre komplexer als das hier erklärte Diodensystem und weist mehr zu wartende Hardware und/oder das Störungsrisiken auf.
  • Aufgrund seiner Länge weist das Hauptkabel 42 eine "virtuelle Erdung" auf, die irgendwo entlang seiner Länge angeordnet ist. Dies bietet Redundanz für den Fall, dass der Speisungsanschluss 52 abschaltet oder wenn entlang des Hauptkabels 42 ein Nebenschlussfehler auftritt.
  • Selbstverständlich besteht kein Hindernis für die Verwendung einer ähnlichen Verzweigungseinheit am anderen Ende des Hauptkabels 42. In diesem Fall würde sich das Hauptkabel 42 in zwei Zweigkabel über eine ähnliche Verzweigungseinheit wie die Verzweigungseinheit 30 verzweigen. In dieser Verzweigungseinheit müssten die Dioden umgekehrt werden, damit die Einheit normal arbeitet, und zwar mit einer positiven Erdungselektrode an dieser Verzweigungseinheit.
  • Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind lediglich als Beispiel beschrieben worden. Abwandlungen der beschriebenen Ausführungsformen, weitere Ausführungsformen und Abwandlungen von ihnen werden für dem Fachmann offensichtlich sein und liegen als solche innerhalb des Geltungsbereichs dieser Erfindung, wie sie in den Ansprüchen definiert ist.

Claims (21)

  1. Verzweigungseinheit (30) für ein optisches Übertragungssystem, wobei die Verzweigungseinheit (30) einen ersten Zweig (38) und einen zweiten Zweig (40) umfasst, von denen jeder mit einem Hauptzweig (42) verbunden ist, gekennzeichnet durch: ein erstes gerichtetes Stromflussmittel (54), welches so betrieben werden kann, dass es einen elektrischen Strom im Wesentlichen nur in eine Richtung entlang des ersten Zweiges (38) fließen lässt; ein zweites gerichtetes Stromflussmittel (58), welches so betrieben werden kann, dass es einen elektrischen Strom im Wesentlichen nur in eine Richtung entlang des zweiten Zweiges (40) fließen lässt; wobei im Gebrauch der elektrische Stromfluss vom ersten Zweig zum zweiten Zweig und vom zweiten Zweig zum ersten Zweig im Wesentlichen verhindert wird und eine gleichzeitige Leitung des Stroms zwischen dem ersten Zweig und dem Hauptzweig und zwischen dem zweiten Zweig und dem Hauptzweig verhindert wird.
  2. Verzweigungseinheit nach Anspruch 1, wobei die elektrische Energie zum Hauptzweig (42) vom ersten Zweig (38) oder vom zweiten Zweig (40) geliefert werden kann.
  3. Verzweigungseinheit nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei der erste Zweig (38) an ein erstes optisches Übertragungskabel an einem ersten Zweiganschlusspunkt (48) angeschlossen werden kann und der zweite Zweig (40) vorzugsweise an ein zweites optisches Übertragungskabel an einem zweiten Zweiganschlusspunkt (50) angeschlossen werden kann,
  4. Verzweigungseinheit nach Anspruch 3, wobei das erste gerichtete Stromflussmittel (54) zwischen dem Hauptzweig (42) und dem ersten Zweiganschlusspunkt (48) angeordnet ist und das zweite gerichtete Stromflussmittel (58) zwischen dem Hauptzweig (42) und dem zweiten Zweiganschlusspunkt (50) angeordnet ist.
  5. Verzweigungseinheit nach Anspruch 4, wobei ein erster Erdungsanschlusspunkt für den ersten Zweig zwischen dem ersten Zweiganschlusspunkt und dem ersten gerichteten Stromflussmittel bereitgestellt wird.
  6. Verzweigungseinheit nach Anspruch 5, wobei der erste Erdungsanschlusspunkt mit dem ersten Zweig über ein gerichtetes Stromflussmittel (56) verbunden ist, welches so gerichtet ist, dass es im Gebrauch einen Stromfluss zwischen dem ersten Zweig und der Erdung im Wesentlichen in nur einer Richtung zulässt.
  7. Verzweigungseinheit nach einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei ein zweiter Erdungsanschlusspunkt für den zweiten Zweig zwischen dem zweiten Zweiganschlusspunkt und dem zweiten gerichteten Stromflussmittel bereitgestellt wird.
  8. Verzweigungseinheit nach Anspruch 7, wobei der zweite Erdungsanschlusspunkt mit dem zweiten Zweig über ein gerichtetes Stromflussmittel (60) verbunden ist, welches so gerichtet ist, dass es im Gebrauch einen Stromfluss zwischen dem zweiten Zweig und der Erdung im Wesentlichen in nur einer Richtung zulässt.
  9. Verzweigungseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend Erkennungsmittel zum Erkennen eines Fehlers in der Verzweigungseinheit.
  10. Verzweigungseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend Erkennungsmittel zum Erkennen eines Fehlers in einem an der Verzweigungseinheit angebrachten Kabel.
  11. Verzweigungseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei es sich um eine Untersee-Verzweigungseinheit handelt.
  12. Verzweigungseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eines oder mehrere der gerichteten Stromflussmittel ein Halbleiterbauelement ist (sind).
  13. Verzweigungseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eines oder mehrere der gerichteten Stromflusselemente eine Halbleiterdiode ist (sind).
  14. Verzweigungseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eines oder mehrere der gerichteten Stromflussmittel eine Durchbruchspannung in Sperrrichtung von mehr als 1 kV aufweist (aufweisen).
  15. Optisches Übertragungssystem, aufweisend eine Verzweigungseinheit (30) nach einem der vorhergehenden Ansprüche und weiterhin umfassend ein erstes optisches Übertragungskabel (32), das mit dem ersten Zweig (38) verbunden ist, ein zweites optisches Übertragungskabel (34), das mit dem zweiten Zweig (40) verbunden ist, und ein optisches Hauptübertragungskabel (36), das mit dem Hauptzweig verbunden ist, sowie Speisungsvorrichtungen (48, 50, 52), die mit den Kabeln verbunden werden können, um die an den Kabeln angebrachten elektrischen Einrichtungen zu speisen.
  16. Optisches Übertragungssystem nach Anspruch 15, wobei die Speisungsvorrichtung, die mit dem zweiten optischen Übertragungskabel verbunden werden kann, als Reaktion auf die Erkennung eines Fehlers im ersten optischen Übertragungskabel von einer Spannung auf eine andere umschaltbar ist, um das Hauptkabel mit elektrischer Energie zu versorgen.
  17. Betriebsverfahren einer Verzweigungseinheit (30) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei die Verzweigungseinheit einen Normalbetriebsmodus und einen Fehlerbetriebsmodus aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass im Normalbetriebsmodus: der erste Zweig (38) auf einer ersten Spannung gehalten wird und ein Strom aufgrund einer Potentialdifferenz zwischen dem ersten Zweig (38) und dem Hauptzweig (42) durch das erste gerichtete Stromflussmittel fließt; und im Fehlermodus: der zweite Zweig (40) eine zweite Spannung aufweist, die an ihn angelegt wird, sodass eine Potentialdifferenz zwischen dem zweiten Zweig (40) und dem Hauptzweig (42) besteht, wobei die Potentialdifferenz eine Richtung von der Art aufweist, dass ein Strom durch das zweite gerichtete Stromflussmittel (58) fließt; und aufgrund des an den zweiten Zweig (40) angelegten Potentials die Potentialdifferenz an dem ersten gerichteten Stromflussmittel (54) in entgegengesetzter Richtung zu derjenigen verläuft, die erforderlich ist, damit ein wesentlicher Strom durch das erste gerichtete Stromflussmittel (54) fließen kann, sodass im Wesentlichen kein Strom zwischen dem Hauptzweig (42) und dem ersten Zweig (38) fließt; wodurch im Fehlermodus im Wesentlichen der gesamte Storm im Hauptzweig (42) entlang des zweiten Zweiges (40) und nicht entlang des ersten Zweiges (38) fließt.
  18. Verfahren nach Anspruch 17, wobei im Normalbetriebsmodus der zweite Zweig (40) auf einer Spannung von der Art gehalten wird, dass ein elektrischer Strom zwischen dem zweiten Zweig und einem Erdungsanschluss an der Verzweigungseinheit fließt, wodurch die mit dem zweiten Zweig verbundenen elektrischen Einrichtungen gespeist werden.
  19. Verfahren nach Anspruch 17 oder Anspruch 18, wobei das Verfahren den Schritt des Erkennens eines Fehlers in dem ersten (38) oder in dem zweiten Zweig (40) umfasst.
  20. Verfahren nach Anspruch 19, wobei das Verfahren weiterhin den Schritt des Entfernens des Erdfehlers aus dem ersten Zweig (38) und des anschließenden Anlegens einer Spannung an den ersten Zweig von der Art umfasst, dass ein elektrischer Strom zwischen dem ersten Zweig und einem Erdungsanschluss an der Verzweigungseinheit fließt, wodurch die mit dem ersten Zweig verbundenen elektrischen Einrichtungen gespeist werden.
  21. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 20, wobei optische Datensignale durch die Verzweigungseinheit in der Weise gelenkt werden, dass Datensignale entlang des ersten Zweiges (38) oder des zweiten Zweiges (40) verlaufen, je nachdem, welcher gespeist wird.
DE60225389T 2001-09-10 2002-08-29 Verzweigungseinheit für ein optisches Übertragungssystem Expired - Lifetime DE60225389T2 (de)

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GBGB0121811.4A GB0121811D0 (en) 2001-09-10 2001-09-10 Branching unit for an optical transmission system
GB0121811 2001-09-10

Publications (2)

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DE60225389D1 DE60225389D1 (de) 2008-04-17
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Application Number Title Priority Date Filing Date
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