JP2006121717A - 遠隔的に給電されるノードを有する地上光通信システム - Google Patents

Abstract

【課題】地上光通信システムにおいて、ローカルに供給される商用電力に接続できない中継ノードに給電するための低コストでかつ信頼性のある構成を提供する。
【解決手段】光リンクに相互接続された複数のノードを含む地上光通信システムは、ハイブリッド光／電気ケーブルを用いて、１以上の電化システムノードから、ローカルに供給される電力に接続できない１以上の遠隔非電化ノードに電力を供給する。
【選択図】図１

Description

本発明は、一般に光通信システムに関し、より具体的には、ハイブリッド光／電気ケーブルを利用して、ローカル電源のないノードに遠隔的に給電する地上(terrestrial)光通信システムに関する。

地上システムは通常、（通常中央局に位置する）端末、並びに光増幅器及び／又は再生成器を収容し遠隔に位置する中継サイト又はノードを含む。これらの中継ノードは、ローカルに提供される商用電源を用いて電気を供給される。

近年、ローカルに供給される商用電源に接続できない１以上の中継ノードを含む特殊なネットワーク構成が提供されてきた。それらの場所によっては、中継ノードが必要とする電力をローカルに供給するのに太陽光電源で足りる場合もある。太陽光電源では十分ではない他の中継ノードでは、代替可能なのは発電機の電力だけであり、それには定期的に燃料トラックによって補充する必要がある。中継ノードに電源を供給するこの方法は非常に高コストである。

ローカルに供給される商用電力に接続できない中継ノードに電力を供給するための低コストでかつ信頼性のある構成が要求されている。

本発明によると、光リンクで相互接続された複数の光ノードを含む地上光通信システムは、ハイブリッド光／電気ケーブルを利用して、１以上の電化されているシステムノードから、ローカルに供給される電力に接続できない１以上の遠隔非電化ノードに電力を供給する。

より具体的には、本発明によると、地上光通信システムは、光リンクに相互接続された複数の光ノードに亘って光通信を提供し、そのシステムは、
第１のハイブリッド光／電気ケーブルリンクを介して遠隔ノードに接続された少なくとも１つの電化ノードであって、そこに電源を有する電化ノード、
ローカル電源をそこに有しない非電化ノードである遠隔ノード、及び
電化ノードと遠隔非電化ノード間の光通信を提供する光ケーブル、及び電化ノードから遠隔非電化ノードに電力を供給する電気ケーブルを含む第１のハイブリッド光／電気ケーブルリンクからなる。

１つの特徴によると、地上光通信システムのノードは、線状ノードネットワーク、環状ノードネットワーク、網状ノードネットワーク等の複数のネットワーク構成の１つに相互接続されていればよい。他の特徴においては、遠隔非電化ノードは、中継器、再生成器又は増幅器を含む群から選択される装置を含んでいればよい。あるシステム構成では２つのノードが１つの非電化ノードに電力供給することが可能となり、他のシステム構成では１つの電化ノードが２以上の非電化ノードに電力供給することが可能となる。

本発明は、以降の詳細な説明を、付随する図面と照らし合わせて検討することによってより完全に理解される。
以下の説明では、図面間で同一の符号を付したものは同一の要素を示している。さらに、符号を付したものにおいて、上一桁はその要素が最初に出てきた図番を示している（例えば、１０１は図１で初めて出てきたものである）。

図１は、ローカルに供給される電力がないノードを遠隔的に電力供給するハイブリッド光／電気ケーブルを含むポイント・トゥ・ポイント地上光通信ネットワーク（ここでは、線状ネットワークともいう）のブロック図である。ハイブリッド光／電気ケーブルは、ポイント・トゥ・ポイント（即ち、線状）ネットワークにおける海に沈められた全てのシステムノード（中継器又は増幅器）に電力供給するために両終端を用いるような海底アプリケーションにおいて使用されてきたが、そのような技術は、地上システムにおいて、ローカルに供給される電力のない遠隔システムノードのサブセットに電力供給するためには使用されてはいない。

図１において、ポイント・トゥ・ポイント地上光通信ネットワークの図示する（終端を含まない）部分が、ハイブリッド光／電気ケーブルセグメント、即ち、リンク１１１、１２１、１３１、１４１、１５１及び１６１によってそれぞれ線状に相互接続された複数の光ノード１１０、１２０、１３０、１４０及び１５０を含むものとして図示される。ハイブリッド光／電気ケーブルリンクの各々（例えば、１２１）は、ノード間（例えば、１１０と１２０）の光通信を提供するための光ファイバ（例えば、１２２）、及び電気ケーブル（例えば、１２３）を含み、電源を持つノード（例えば、１１０）から電源のないノード（例えば、１２０）へ電力を供給するために用いることもできる。ハイブリッド光／電気ケーブルリンクは、１本のハイブリッド光／電気ケーブルとして併せて形成した光及び電気ケーブルを用いて構築してもよいし、共通経路を共有する別々の光及び電気ケーブルを用いて構築してもよい。

電化ノードＰ１（１１０）、Ｐ２（１３０）及びＰ３（１５０）は、Ｖ＋、Ｖ＋及びＶ−としてそれぞれ示されるローカルに供給される電源への接続を有する。非電化ノードＮ１（１２０）及びＮ２（１４０）はローカルに供給される電源を有しない。ノードＰ１、Ｎ１、Ｐ２、Ｎ２及びＰ３は全て、ノードにおいて公知の中継器、再生成器又は増幅器の機能を提供するよう相互接続された光「Ｏ」機器及び電気「Ｅ」機器を含むものとして図示されている。光機器Ｏ及び／又は電気機器Ｅは、例示的に、再構成可能な挿入／分岐マルチプレクサ、光ルーター、光スイッチ、光電デバイス、フォトニックデバイス、エルビウムドープファイバ増幅器（ＥＤＦＡ）、ラマンポンプレーザー等を含んでいてもよい。

ノードＰ１に着目すると、ローカルに供給される電源はＶ１＋であり、電気機器Ｅに給電するとともに、電気ケーブル１２３を介して接続されてノードＮ１の電気機器Ｅに給電する。このように、ローカルに電力を利用できないノードＮ１は、電気機器Ｅを動作させるためにノードＮ１で電力をノードＰ１から電力を受け取る。電力線は、ノードＰ１の電源Ｖ１＋から、電気ケーブル１２３を介して電気機器Ｅまで延び、そしてノードＮ１の接地戻り線を介してノードＰ１の電源Ｖ１＋に戻る。ノードＰ１はまた、電力Ｖ１＋を電気ケーブル１１３を介して（図示されない）他のノードに供給するものとして示されている。当該他のノードが電力を必要としないものであれば、電気ケーブル１１３とＶ１＋との間の接続は（図示されてはいるが）ないことになる。図示するように、１つの電化ノードＰ１は１以上の非電化ノードに給電できる。従って、両終端を使用して全ての非電化システムノードに給電するといった海底システムとは異なり、本発明は単一の電化ノード（例えば、Ｐ１）を用いて、１つ（例えば、Ｎ１）又はそれ以上（例えば、電気ケーブル１１３で給電される「他のノード」）の非電化ノードを給電することができる。

なお、ノードＰ２は自身の電源Ｖ２＋を有しているので、ノードＰ１からノードＮ１を介して電力を受け取る必要はなく、従って、電気ケーブル１３３はノードＰ１及びＮ１には接続されていない。このような構成では、電気ケーブル１３３は使用されないので、ノードＮ１及びＰ２を相互接続するハイブリッド光／電気ケーブルリンク１３１は、光ケーブル１３２だけのものに置き換えてもよい。従って、ハイブリッド光／電気ケーブルリンクは、電源のあるノード（例えば、Ｐ１）と電源のないノード（例えば、Ｎ１）とを相互接続するためだけに必要となる。

本発明の他の側面によると、ローカルに電源を利用できないノード（例えば、Ｎ２）は２つのノード（例えば、Ｐ２及びＰ３）から給電されるようにしてもよい。図示するように、ノードＰ２の電源Ｖ２＋は電力を、ノードＮ２の電気機器Ｅを挟んで電気ケーブル１４３及び電気ケーブル１５３を介して、ノードＰ３の電源Ｖ２−に供給する。このような直列給電構成では、ノードＮ２の電気機器Ｅを挟んで実質的に２×Ｖ２ボルトを供給することになる。

なお、他の非電化ノード（図示しないＮ２Ａ）がノードＮ２とノードＰ３との間に位置するものとすると、その電気機器ＥはノードＮ２の電気機器Ｅに直列に給電されることになる。このような構成では、実質的に２×Ｖ２ボルトが、ノードＮ２及びＮ２Ａの直列接続された２つの電気機器Ｅに亘って印加される。従って、２つの電気機器Ｅが同じ電圧を必要とした場合、それらは２×Ｖ２ボルトを分け合い、各々はＶ２ボルトが印加されることになる。なお、ノードＮ２及びＮ２Ａは直列接続されているので、それらのノードは接地戻り線を備える必要なない。ノードＰ３はＶ３＋ボルトをその電気機器Ｅに印加するものとして示されている。ノードＰ３はまた、電力を他の隣接するノードに電気ケーブル１６３を介して供給しないものとして示されている。必要であれば、ノードＰ３は隣接ノードに電気ケーブル１６３を介して給電するようにしてもよい。

図２には、環状ノードネットワークとして構成された地上光通信システムを示す。環状ネットワークは、ハイブリッド光／電気ケーブルリンクによって相互接続されるものとして図示されるノードＰ１、Ｎ１、Ｐ２、Ｎ２、Ｎ２Ａ、Ｐ３及びＮ１Ａを含む。それらのノードは全て、図１に示した光機器Ｏ及び電気機器Ｅを用いて構築されている。再度説明しておくと、Ｐで特定されるノードはローカルに供給される電力を有し、Ｎで特定されるノードはローカルに供給される電力を有しない。ノードＰ１は電力Ｖ１＋を、電気ケーブル２０１を介してノードＮ１に、電気ケーブル２０２を介してノードＮ１Ａに、電力を並列に供給する。以下に示すように、ノードＮ２及びＮ２Ａには電力は直列に供給される。ノードＰ２の電圧Ｖ２＋は、電気ケーブル２０４を介してノードＮ２に、電気ケーブル２０５を介してノードＮ２Ａに、そして、ケーブル２０６を介して、Ｖ２−電源が接続されるノードＰ３に送られる。

なお、ノードＮ２及びＮ２Ａは直列接続されているので、これらのノードは戻り接地線を備える必要なない。またさらに、ノードＮ１はノードＰ１から電力を受け取るので、ノードＮ１とＰ２間の電気ケーブル２０３は電力を搬送しない。従って、電気ケーブル２０３は接続せずに省いてもよい。従って、場合によってはノードＮ１ＡとＰ２間のハイブリッド光／電気ケーブルリンクを光ケーブルのみのリンクで置き換えてもよい。同様に、ノードＰ３とＮ１間の電気ケーブル２０７は電力を搬送しないので、接続せずに省いてもよい。従って、場合によってはノードＰ３とＮ１間のハイブリッド光／電気ケーブルリンクを光ケーブルのみを含むリンクで置き換えてもよい。従って、ハイブリッド光／電気ケーブルリンクは、電力を搬送する電気ケーブルを有する部分（即ち、２０１、２０２、２０４−２０６）に対してのみ必要となる。

図３には、網状ノードネットワークとして構成された地上光通信システムを示す。網状ネットワークは、ハイブリッド光／電気ケーブルリンクによって相互接続されるものとして図示されるノードＰ１、Ｎ１、Ｎ１Ａ、Ｐ２、Ｎ２、Ｎ２Ａ及びＰ３を含む。再度説明しておくと、Ｐで特定されるノードはローカルに供給される電力を有し、Ｎで特定されるノードはローカルに供給される電力を有しない。ノードＰ１は、電力Ｖ１＋をノードＮ１に電気ケーブル３０１を介して供給し、ノードＮ１Ａに電気ケーブル３０２を介して電力を供給する。以下に示すように、ノードＮ２及びＮ２Ａには電力は直列に供給される。ノードＰ２の電圧Ｖ２＋は、電気ケーブル３０３を介してノードＮ２に、電気ケーブル３０４を介してノードＮ２Ａに、そして、ケーブル３０５を介して、Ｖ２−電源が接続されるノードＰ３に送られる。

なお、ノードＮ２及びＮ２Ａは直列に給電されるので、これらのノードは戻り接地線を備える必要なない。またさらに、電気ケーブル３０６−３１０はそれぞれのノード間で電力を搬送しないので、これらの電気ケーブル３０６−３１０はなくてもよい。従って、場合によっては電気ケーブル３０６−３１０を含むハイブリッド光／電気ケーブルリンクは、光ケーブルのみを含むリンクで置き換えてもよい。従って、電力を非電化ノードに搬送する電気ケーブル３０１−３０５を含むリンクに対してのみ必要となる。

記載されてきた事項は本発明の例示である。当業者であれば本発明の様々な変形例を想到するであろう。それでもなお、発明の原理とその等価物に従う本明細書の具体的な教示に変化をつけたようなものは全て、適正に特許請求の範囲に記載される発明の範囲とみなされる。

図１は線状地上光通信ネットワークのブロック図である。 図２は環状地上光通信ネットワークのブロック図である。 図３は網状地上光通信ネットワークのブロック図である。

符号の説明

１１０−１５０ 光ノード
１１１−１５１ リンク
１２２−１４２ 光ファイバ
１１３−１５３ 電気ケーブル
２０１−２０７ 電気ケーブル
３０１−３１０ 電気ケーブル

Claims (10)

1. 光リンクに相互接続された複数の光ノードに亘って光通信を提供するための地上光通信システムであって、該システムは、
   第１のハイブリッド光／電気ケーブルリンクを介して遠隔ノードに接続され、自身の場所に電源を有する単一の電化ノード、
   ローカル電源を自身の場所に有しない非電化ノードである前記遠隔ノード、及び
   前記電化ノードと前記遠隔非電化ノード間の光通信を提供する光ケーブル、及び前記電化ノードから前記遠隔非電化ノードに電力を供給する電気ケーブルを含む前記第１のハイブリッド光／電気ケーブルリンク
   からなる地上光通信システム。
2. 請求項１記載の地上光通信システムにおいて、該ノードは線状ノードネットワーク、環状ノードネットワーク又は網状ノードネットワークを含む複数のネットワーク構成のうちの１つに相互接続された地上光通信システム。
3. 請求項１記載の地上光通信システムにおいて、前記遠隔非電化ノードは、中継器、再生成器及び増幅器を含む群から選択された機器を含む地上光通信システム。
4. 請求項１記載の地上光通信システムにおいて、前記遠隔非電化ノードは、挿入／分岐型回路、ルーター、スイッチ、レーザー、再構成可能な挿入／分岐マルチプレクサ、光電回路、フォトニック回路、エルビウムドープファイバ増幅器（ＥＤＦＡ）、及びラマンポンプレーザーを含む群から選択された装置を含む地上光通信システム。
5. 請求項１記載の地上光通信システムにおいて、該第１のハイブリッド光／電気ケーブルリンクは、（１）１本のハイブリッド光／電気ケーブルとして併せて形成された光及び電気ケーブル、又は（２）共通経路を共有する個別の光及び電気ケーブルを用いて構築される地上光通信システム。
6. 請求項１記載の地上光通信システムにおいて、前記電化ノードが、該第１のハイブリッド光／電気ケーブルリンクに接続されて前記遠隔非電化ノードに電力を供給し、第２のハイブリッド光／電気ケーブルリンクに接続されて第２の遠隔非電化ノードに電力を供給する地上光通信システム。
7. 請求項１記載の地上光通信システムであって、第２の電化ノードを含み、前記電化ノードと前記第２の電化ノード各々は個別のハイブリッド光／電気ケーブルリンクに接続されて前記遠隔非電化ノードに電力を供給する地上光通信システム。
8. 請求項１記載の地上光通信システムであって、第２の電化ノードを含み、前記電化ノードと前記第２の電化ノード各々は個別のハイブリッド光／電気ケーブルリンクに接続されて、２以上の隣接する非電化ノードに電力を供給する地上光通信システム。
9. 請求項１記載の地上光通信システムにおいて、電力を遠隔非電化ノードに供給しないいずれかの電化ノードについて、当該電化ノードに接続されるハイブリッド光／電気ケーブルリンク各々を光ケーブルに代替することができる地上光通信システム。
10. 光リンクに相互接続された複数の光ノードを含む光通信を提供するための地上光通信システムの非電化遠隔ノードに給電する方法であって、該方法は、
    電気ケーブルを、システムの電化ノードと前記遠隔非電化ノードとを接続する該光リンクの部分として接続するステップ、及び
    当該電気ケーブルを介して前記電化ノードから前記遠隔非電化ノードに電力を供給するステップ
    からなる方法。
    

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