JP2007510388A

JP2007510388A - 海底光伝送システムのためのケーブル・ステーション

Info

Publication number: JP2007510388A
Application number: JP2006538410A
Authority: JP
Inventors: エヴァンゲリデス，ステファン，ジー．，ジュニア．; モレアル，ジェイ，ピー．; ノイベルト，マイケル，ジェー．; ヤング，マーク，ケー．; ナーゲル，ジョナサン，エー．
Original assignee: レッドスカイシステムズ，インコーポレイテッド
Priority date: 2003-10-31
Filing date: 2004-10-29
Publication date: 2007-04-19
Also published as: WO2005043199A3; US20050095006A1; NO20062218L; EP1680877A2; WO2005043199A2; CA2544388A1

Abstract

本発明によると、地上ケーブル・ステーション（１００）が海底光伝送システムに備えられる。ケーブル・ステーション（１００）は、外部供給源から受信される地上のトラフィックを処理するための海底ライン端末装置（ＳＬＴＥ）、伝送システムの能動海底部品に電力を供給するための電力供給装置（１０６）、伝送システムから状態情報を構成し、それを得るための要素管理システム（１０８）、および、海底ケーブルが終端するケーブル終端ボックス（１１０）を含む。ＳＬＴＥは、地上のトラフィックを受信し、それに応答する光信号を生成する地上の光伝送装置（１０２）を含む。ＳＬＴＥはまた、地上の光伝送装置から受信される光信号に信号調節を提供し、これにより光信号が海底光伝送システムを通じての伝送に適するようになるインタフェース機器（１０４）を含む。

Description

本発明は、一般に海底光伝送システムに関し、特に電力が海底光伝送システムのように供給されるような光伝送システムのためのケーブル・ステーションに関する。

海底光伝送システムは、海底上に設置されるケーブルによって相互に連結した地上ケーブル・ステーションから構成されている。ケーブルは、端末間の高密度波長分割多重（ＤＷＤＭ）光信号を担持する光ファイバを含む。ケーブル・ステーションは、海底ケーブルのための電源装置、ファイバから挿入しＤＷＤＭ信号を除去する伝送装置、関連するモニタ、および、制御装置を含む。長距離にわたり伝送された光信号の強度および品質は、減衰する。したがって、ファイバ損失を克服するために光信号に増幅を提供する光増幅器を含む中継装置がケーブルに沿って配置される。

従来のケーブル・ステーションの機能ブロック線図は、図１において示される。ケーブル・ステーション１０は、海底ライン端末装置（ＳＬＴＥ）１２、電力供給装置（ＰＦＥ）１８、要素管理システム（ＥＭＳ）１６、および、ケーブル終端ボックス（ＣＴＢ）１４を含む。ＳＬＴＥ１２は、地上のトラフィックを海底伝送線のために適切である光信号に変換する。動作中の海底装置のすべてに電力を供給する電力供給装置１８は、最も顕著な物は中継装置である。ＥＭＳ１６は、システム・オペレータがシステムを構成して、その状態に関する情報を得るのを可能にする。ＣＴＢ１４は、海底ケーブルを終了させ、ケーブルを光ファイバおよび電力供給ラインに物理的に分離し、また、ケーブルのためのモニタ位置として役立つ可能性がある。ケーブル・ステーションに関する追加的な詳細は、Ｊ．Ｃｈｅｓｎｏｙ編集（２００２年ＡｃａｄｅｍｉｃＰｒｅｅｓｓ）の「海底ファイバ通信システム」第１０章に見られる。

伝送側では、ＳＬＴＥは一般に存在点（ＰｏＰ）に配置される地上端末からＳＴＨ信号のようなトラフィックを受信する。ＳＬＴＥ１２は、光信号の各々の波長を電気信号に変換し、それをＦＥＣで符合化する。電気から光のユニットへは、各々の波長で光ライン信号を生成するため、電気信号でレーザーからの連続的な波光を変調し、それからこれを光増幅する。増幅された波長は、一緒に多重化される前（または後）に分散補正のような信号調節を受け、海底伝送ケーブルに送られる。ＳＬＴＥ１２の受信側は、補完的な方法で作動する。伝送経路の状態および調子を決定するため、ＳＬＴＥ１２もまたライン・モニタを実行する。例えば、ＳＬＴＥ１２は伝送ラインの光損失をモニタし、測定するＣＯＴＤＲ配置を採用してもよい。

高度に分化した光伝送ネットワークの１つのタイプは、光ファイバを含むケーブルが海底上に設置される海底または海中の光伝送システムである。一般に海底光伝送システムのデザインと同様にケーブル・ステーションのデザインは、一般的にシステムごとにカスタマイズされ、海底光伝送経路の上でデータを伝送するために、高度に特化した端末を使う。特化した端末が小型大量において生成されるので、それらは、地上の光伝送ネットワークのために比較的大きい大量で一般に生成される地上の光ネットワークのために設計される光伝送端末と比べて、比較的費用がかかる。さらに、ケーブル・ステーションに配置される装置の量は、大部分のケーブル・ステーションの大きさが比較的小型であることにより、制限される。

従って、潜在的にそれが占める空間の量を減らす一方で、より経済的である海底光伝送システムのためのケーブル・ステーションを提供することが望ましい。

本発明によれば、地上ケーブル・ステーションは、海底光伝送システムに備えられる。ケーブル・ステーションは、外部供給源から受信する地上のトラフィックを処理する海底ライン端末装置（ＳＬＴＥ）、伝送システムの能動海底部品に電力を供給するための電力供給装置、伝送システムからの状態情報を構成し、それを得るための要素管理システム、および、海底ケーブルが終端するケーブル終端ボックスを含む。ＳＬＴＥは、地上のトラフィックを受信し、それに対して応答の光信号を生成する地上の光伝送装置を含む。ＳＬＴＥはまた、地上の光伝送装置から受信される光信号に信号調節を提供するインタフェース装置を含むので、光信号は、海底光伝送システムでの伝送に適する。

本発明の一態様によれば、地上の光機器はＳＯＮＥＴ／ＳＤＨの端末である。

本発明の別の態様によれば、地上の光端末はＡＴＭ端末である。

本発明の別の態様によれば、地上の光端末はギガビット・イーサネット（登録商標）の端末である。

本発明の別の態様によると、海底光伝送システムは、ＷＤＭ伝送システムである。

本発明の別の態様によると、インタフェース装置は、ゲイン等化、大量分散補正、光増幅、ラマン増幅、分散傾斜補正、ＰＭＤ補正、負荷・バランシングおよび性能モニタからなる群から選択される少なくとも１つの信号調節プロセスを実行するように構成される。

本発明の別の態様によると、地上のトラフィックが受信される外部供給源は地上のＰＯＰである。

本発明の別の態様によると、インタフェース装置はライン・モニタ装置を含む。

本発明の別の態様によると、ライン・モニタ装置は、ＣＯＴＤＲ配置である。

本発明の別の態様によると、インタフェース装置はラマン増幅を光信号に与えるためにポンプ動力を供給するための配置を含む。

発明者は、従来の、高度に特化したＳＬＴＥの機能の多くは、中央局、開閉所または他のネットワーク・アクセス・ポイントのような地上のＰＯＰにおいて概して採用されるタイプの従来の光伝送装置によって実行できることを認識していた。すなわち、地上の光伝送装置は、必要な光‐電気変換、FEC処理、電気−光変換および光多重化を実行する。地上の光伝送装置は、光増幅、地上の光ネットワークのために設計される光モニタ、およびネットワーク保護も実行する。現在手に入り、かつ本発明と関連して使われる地上の光機器の例は、ノーテルのＬＨ１６００およびＬＨ４０００、シーメンスＭＴＳ２、シスコ１５８０８、およびシエナのＣｏｒｅＳｔｒｅａｍ（コア・ストリーム）長距離伝送製品を含むが、これに限定されるものではない。地上の光機器はまた、インターネット・ルートが都合よく必要な光機能として達成されるネットワーク・ルータである。さらに、採用される地上の光機器は、例えばＳＯＮＥＴ／ＳＤＨＡＴＭおよび、ギガビット・イーサネット（登録商標）のような様々な異なるプロトコル標準に適合する。

ＳＬＴＥの残りの機能は、海底光伝送ケーブルの上でトラフィックを伝送するのに必要な信号調節を提供するインタフェース装置によって実行される。適切なインタフェース装置の一例は米国出願Ｎｏ．１０／６２１，０２８において開示され、それは完全に本願明細書に引用している。

上述した参照において論じたように、ここで開示される光インタフェース装置は、分離したファイバ上の個別の波長、または、単一のファイバ上のＷＤＭ信号としてのいずれとして、ＳＯＮＥＴ／ＳＤＨ伝送端末のような地上の光伝送装置から光信号を受信する。インタフェース装置は、ＳＯＮＥＴ／ＳＤＨ端末によって提供されないが、海底伝送経路上の光信号を伝送するのに必要である光層の信号調節を提供する。

提供される信号調節は、ゲイン等化、大量分散補正、光増幅、多重化、ラマン増幅、分散傾斜補正、偏光モード分散（ＰＭＤ）、性能モニタ、信号負荷バランシング（例えばダミーチャネル挿入）またはそのいかなる組合せをも含むが、これに限定されるものではない。光インタフェース装置は、また、ＣＯＴＤＲ配置のようなライン・モニタ装置、自己相関形配置、または、伝送経路の状態および調子を決定するため、バンド内またはバンド外の探査信号を使用する他の技術を含む。加えて、光インタフェース装置は伝送経路にポンプ動力を供給するので、ラマン増幅が光信号に与えることができる。

発明の一実施例において、地上の装置およびインタフェース装置は、海底光伝送システムのケーブル・ステーションに配置される。図２は、本発明により構成されるケーブル・ステーションの機能ブロック図を示す。ケーブル・ステーション１００は、光伝送装置１０２、インタフェース機器１０４、電力供給装置（ＰＦＥ）１０６、要素管理システム（ＥＭＳ）１０８、および、ケーブル終端ボックス（ＣＴＢ）１１０を含む。

ケーブル・ステーションの利用できる床面積は、それが海岸に近いので一般的に最小限に保たれる。したがって、本発明のいくつかの実施例において、ＰＯＰに光伝送端末１０２を配置することは、都合が良く、このことにより必要とされる床面積の量を減らすことができる。この場合、伝送装置１０２およびインタフェース機器１０４は、互いに関して離れて位置する。発明のさらにもう１つの実施例において、ケーブル・ステーションの床面積の必要とされる量は、ＰＯＰに伝送装置１０２およびインタフェース機器１０４の両方を配置することによってさらに減らすことができる。

図３は、図２において示されるケーブル・ステーションが採用される例示的な波長分割多重化方式（ＷＤＭ）伝送システムの簡略化されたブロック図を示す。伝送システムは、ケーブル・ステーション２００と２０２との間の一対の一方向性光ファイバ１０６および１０８上に複数の光チャネルを伝送するために役に立つ。ケーブル・ステーション２００および２０２は、図２において表されるタイプである。伝送経路は、伝送幅または結合１３０_１、１３０_２、１３０_３・・・１３０_ｎ＋１に分割される。中継装置１１２_１、１１２_２、・・・１１２_ｎによって連結される伝送幅１３０は、長さで４０から１２０Ｋｍまでの範囲で、ラマン増幅が採用される場合、より長くなる。中継装置は、各々の幅１３０を連結する光増幅器１２０を含む。

図３が中継された海底光伝送システムを示す一方、当業者は、発明のケーブル・ステーションがまた、中継されないシステムにおいて使われる可能性があることを認識するであろう。さらに、本発明は図３において示される二点間・ネットワーク構成に制限されないが、さらに一般的にいえば、例えば分岐ユニット、光網目状ネットワークおよび、環状ネットワークのようなより複雑な構成を含む。

図４に米国特許出願連番１０／６２１、０２８に示す光インターフェース機器５００の一実施例のブロック図を示す。図にはまた光伝送端末５２０及びケーブル終端ボックスが見える。端末５２０から受信される光信号は、光性能モニタ５０２により光性能をモニタされ、マルチプレクサ５０３によって多重化され、次に、偏光マルチプレクサ５０４によって等化され、増幅器５０６によって光増幅され、分散補正ファイバまたは回折格子ベースの分散補正装置のような分散補正装置５０８を通過し、そして光信号が海底光伝送経路を横切る準備ができた後、増幅器５０５によって光増幅される。同様に、海底光伝送経路からインタフェース機器５００により受信される光信号は、増幅器５１０により光増幅され、分散補正装置５１２を通過し、光学的にデマルチプレクサ５１４によって分波され、偏光モード分散（ＰＭＤ）補正器５１６を通過し、光性能モニタ５１８によって性能をモニタされる。

光性能モニタ５０２および５１８は、適切な信号品質が維持されることを保証する。光性能モニタ５０２および５１８は、光信号のＯＳＮＲ、Ｑ値またはＢＥＲを測定する。作動において、タップまたは他の装置は、光信号を電気信号に変換するため、光増幅器、フィルタおよび受信機に光信号の一部を導く。可変決定閾値および位相を有する二重チャネルＣＤＲは、データ信号のエラー性能を決定するために用いられる。性能モニタ５２０によって決定される光性能情報は、フィードバックとしてゲイン等化器５０４またはＰＭＤ補償器５１６を制御するために用いられる。

本願明細書において様々な実施例が具体的に図示され、記載されるにもかかわらず、本発明の修正および変更が上記の教示によって適用され、本発明の精神および意図された範囲から逸脱することなく、添付の特許請求の範囲に含まれることはいうまでもない。例えば、発明が海底光伝送システムに関して論議された一方、当業者は、本発明が中継装置のための電力がケーブル・ステーションから供給される地上光伝送システムに等しく適用可能であることが認識されるであろう。このような伝送システムは、例えば中継装置への電力供給およびアクセスが困難である遠隔位置において都合よく使われる。

海底光伝送システムにおいて使われる従来のケーブル・ステーションの機能ブロック図を示す。本発明により構成されるケーブル・ステーションの機能ブロック図を示す。図２において示されるケーブル・ステーションが使われる例示的な波長分割多重化方式（ＷＤＭ）の伝送システムの簡略化されたブロック図を示す。本発明において使われる光インタフェース装置の一実施例のブロック図を示す。

Claims

海底光伝送システムのための地上ケーブル・ステーションであって、外部供給源から受信される地上のトラフィックを処理する海底ライン端末装置（ＳＬＴＥ）；前記伝送システムの能動海底部品に電力を供給するための電力供給装置；前記伝送システムから状態情報を構成し、かつ、それを得るための要素管理システム；および、海底ケーブルが終端するケーブル終端ボックスからなり、ここにおいて前記ＳＬＴＥは、前記地上のトラフィックを受信し、それに応答する光信号を生成する地上の光伝送装置、および前記地上の光伝送装置から受信される前記光信号に、信号調節を提供しその結果、前記光信号が前記海底光伝送システムを通じての伝送に適するようになるインタフェース機器を含む地上ケーブル・ステーション。
請求項１のケーブル・ステーションであって、前記地上の光装置は、ＳＯＮＥＴ／ＳＤＨの端末であるケーブル・ステーション。
請求項１のケーブル・ステーションであって、前記地上の光端末は、ＡＴＭ端末であるケーブル・ステーション。
請求項１のケーブル・ステーションであって、前記地上の光端末は、ギガビット・イーサネットの端末であるケーブル・ステーション。
請求項１のケーブル・ステーションであって、前記海底光伝送システムは、ＷＤＭ伝送システムであるケーブル・ステーション。
請求項１のケーブル・ステーションであって、前記インタフェース装置は、ゲイン等化、大量分散補正、光増幅、ラマン増幅、分散傾斜補正、ＰＭＤ補正、負荷・バランシングおよび性能モニタからなるグループから選択される少なくとも１つの信号調節プロセスを実行するように構成されるケーブル・ステーション。
請求項１のケーブル・ステーションであって、前記地上のトラフィックが受信される前記外部供給源は、地上のＰＯＰであるケーブル・ステーション。
請求項１のケーブル・ステーションであって、前記インタフェース装置は、ライン・モニタ装置を含むケーブル・ステーション。
請求項８のケーブル・ステーションであって、ライン・モニタ装置はＣＯＴＤＲ配置であるケーブル・ステーション。
請求項１のケーブル・ステーションであって、前記インタフェース装置は、ラマン増幅を前記光信号に与えるためにポンプ動力を供給する手段を含むケーブル・ステーション。
海底光伝送システムであって、互いに関して離れて位置する少なくとも第１および第２のケーブル・ステーション；前記第１および第２のケーブル・ステーションを光学的につなぐ海底光伝送経路；前記光伝送経路に沿って位置する少なくとも１つの光中継装置からなり；
ここにおいて、前記第１および第２のケーブル・ステーションの少なくとも１つは、前記地上のトラフィックを受信し、それに応答する光信号を生成する地上の光伝送装置、および前記地上の光伝送装置から受信される前記光信号に信号調節を提供し、これにより前記光信号が前記海底光伝送経路を通じて伝送されるのに適するようになるインタフェース装置、を含む外部供給源から受信される地上のトラフィックを処理するための海底ライン端末装置（ＳＬＴＥ）；前記中継装置に電力に供給するための電力供給装置；前記伝送システムから状態情報を構成し、それを得るための要素管理システム；および、前記海底光伝送経路が終端するケーブル終端ボックスを含む海底光伝送システム。
請求項１１の海底光伝送システムであって、前記地上の光装置は、ＳＯＮＥＴ／ＳＤＨの端末である装置。
請求項１１の海底光伝送システムであって、前記地上の光装置は、ＡＴＭ端末である装置。
請求項１１の海底光伝送システムであって、前記地上の光装置は、ギガビット・イーサネットの端末である装置。
請求項１１の海底光伝送システムであって、前記海底光伝送システムは、ＷＤＭ伝送システムである装置。
請求項１１の海底光伝送システムであって、前記インタフェース装置は、ゲイン等化、大量分散補正、光増幅、ラマン増幅、分散傾斜補正、ＰＭＤ補正、負荷・バランシングおよび性能モニタからなるグループから選択される少なくとも１つの信号調節プロセスを実行するように構成される装置。
請求項１１の海底光伝送システムであって、前記地上のトラフィックが受信される前記外部供給源は、地上のＰＯＰである装置。
請求項１１の海底光伝送システムであって、前記インタフェース装置は、ライン・モニタ装置を含む装置。
請求項１８の海底光伝送システムであって、前記ライン・モニタ装置はＣＯＴＤＲ配置である装置。
請求項１１の海底光伝送システムであって、前記インタフェース装置は、ラマン増幅を前記光信号に与えるためにポンプ動力に供給する手段を含む装置。
請求項１１の海底光伝送システムであって、前記光中継装置は、少なくとも１つの希土類がドープされた光増幅器を含む装置。
請求項１１の海底光伝送システムであって、前記海底光伝送経路は、ＷＤＭ伝送経路である装置。
海底光伝送システムであって、互いに関して離れて位置する少なくとも第１および第２のケーブル・ステーション；前記第１および第２のケーブル・ステーションを光学的につなぐ海底光伝送経路；前記光伝送経路に沿って位置する少なくとも１つの光中継装置；および、地上のトラフィックを受信し、それに応答する光信号を生成する地上の光伝送装置からなり；ここにおいて、前記第１および第２のケーブル・ステーションの少なくとも１つは、前記光信号が前記海底光伝送経路を通じて伝送されるのに適するように、前記地上の光伝送装置から受信される前記光信号に信号調節を提供するインタフェース機器；前記中継装置に電力に供給するための電力供給装置；前記伝送システムから状態情報を構成し、それを得るための要素管理システム；および、前記海底光伝送経路が終端するケーブル終端ボックスを含む装置。
請求項２３の海底光伝送システムであって、前記地上の光装置は、ＳＯＮＥＴ／ＳＤＨ端末であるシステム。
請求項２３の海底光伝送システムであって、前記地上の光装置は、ＡＴＭの端末であるシステム。
請求項２３の海底光伝送システムであって、前記地上の光装置は、ギガビット・イーサネットの端末であるシステム。
請求項２３の海底光伝送システムであって、前記海底光伝送システムは、ＷＤＭ伝送システムであるシステム。
請求項２３の海底光伝送システムであって、前記インタフェース装置は、ゲイン等化、大量分散補正、光増幅、ラマン増幅、分散傾斜補正、ＰＭＤ補正、負荷・バランシングおよび性能モニタからなるグループから選択される少なくとも１つの信号調節プロセスを実行するように構成されるシステム。
請求項２３の海底光伝送システムであって、前記地上のトラフィックが受信される前記外部供給源は、地上のＰＯＰであるシステム。
請求項２３の海底光伝送システムであって、前記インタフェース装置は、ライン・モニタ装置を含むシステム。
請求項３０の海底光伝送システムであって、前記ライン・モニタ装置はＣＯＴＤＲ配置であるシステム。
請求項２３の海底光伝送システムであって、前記インタフェース装置は、ラマン増幅を前記光信号に与えるためにポンプ動力に供給する手段を含むシステム。
請求項２３の海底光伝送システムであって、前記光中継装置は、少なくとも１つの希土類がドープされた光増幅器を含むシステム。
請求項２３の海底光伝送システムであって、前記海底光伝送経路は、ＷＤＭ伝送経路であるシステム。
地上の光伝送システムのための地上ケーブル・ステーションであって、外部供給源から受信される地上のトラフィックを処理するためのライン・端末装置（LTE）；前記伝送システムの能動機器に電力に供給するための電力供給装置；前記伝送システムから状態情報を構成し、それを得るための要素管理システム；および、伝送ケーブルが終端するケーブル終端ボックスからなり、ここにおいて、前記LTEは、前記地上のトラフィックを受信し、それに応答する光信号を生成する地上の光伝送装置；および、前記光信号が前記光伝送システムを通じて伝送されるのに適するようになるため、前記光伝送装置から受信される前記光信号に信号調節を提供するインタフェース機器を含む地上ケーブル・ステーション。
請求項３５のケーブル・ステーションであって、前記地上の光装置は、ＳＯＮＥＴ／ＳＤＨの端末であるケーブル・ステーション。
請求項３５のケーブル・ステーションであって、前記地上の光装置は、ＡＴＭの端末であるケーブル・ステーション。
請求項３５のケーブル・ステーションであって、前記地上の光装置は、ギガビット・イーサネットの端末であるケーブル・ステーション。
請求項３５のケーブル・ステーションであって、前記光伝送システムは、ＷＤＭ伝送システムであるケーブル・ステーション。
請求項３５のケーブル・ステーションであって、前記インタフェース装置は、ゲイン等化、大量分散補正、光増幅、ラマン増幅、分散傾斜補正、ＰＭＤ補正、負荷・バランシングおよび性能モニタからなるグループから選択される少なくとも１つの信号調節プロセスを実行するように構成されるケーブル・ステーション。
請求項３５のケーブル・ステーションであって、前記地上のトラフィックが受信される前記外部供給源は、地上のＰＯＰであるケーブル・ステーション。
請求項３５のケーブル・ステーションであって、前記インタフェース機器は、ライン・モニタ装置を含むケーブル・ステーション。
請求項３５のケーブル・ステーションであって、前記ライン・モニタ装置がＣＯＴＤＲ配置であるケーブル・ステーション。
請求項３５のケーブル・ステーションであって、前記インタフェース装置は、ラマン増幅を前記光信号に与えるためにポンプ動力を供給する手段を含むケーブル・ステーション。
請求項１のケーブル・ステーションであって、前記地上の光機器は、ＩＰベースのルータであるケーブル・ステーション。
請求項１のケーブル・ステーションであって、前記地上のトラフィックが受信される前記外部供給源は、遠隔に位置するケーブル・ステーションであるケーブル・ステーション。