JP2012527189A - 別個の分岐ユニットと所定波長フィルタ・ユニットを含む分岐構成およびこれを含むシステムおよび方法 - Google Patents

Abstract

一般に、波長分割多重化（ＷＤＭ）光通信システムで使用される分岐構成は、分岐ユニット（ＢＵ）と別個の所定波長フィルタ（ＰＷＦ）ユニットを含む。ＰＷＦユニットは、所望の波長割り当てを行うために波長選択要素（例えば、フィルタ）を含み、また、割り付けられた波長をＷＤＭシステム中の幹線経路と分岐経路の間に結合するために光接続（例えば、光カプラ）も含むことがある。ＰＷＦユニットは、関連したＢＵから物理的に分離されているがＢＵユニットに隣接して結合されている。

Description

関連出願の相互参照
この出願は、２００９年５月１４日に出願された米国特許仮出願第６１／１７８，４５１号の恩典を主張するものであり、この仮出願は、参照して本明細書に完全に組み込まれる。

本開示は、光通信システムに関し、より詳細には、分岐ユニットおよび別個の所定波長フィルタ・ユニットを含む分岐構成、およびこの分岐構成を含むシステムおよび方法に関する。

光通信システムの伝送容量を最大にするために、単一光ファイバが、波長分割多重化システム（以下で、ＷＤＭシステム）と呼ばれるもので複数の光信号を伝えるために使用されることがある。複数の光信号は、多重化されて、複数の信号の各々がチャネルと呼ばれる個別波長で変調された状態で一括多重化信号またはＷＤＭ信号を形成することがある。現代のＷＤＭシステムは、高トラフィック容量、例えば、毎秒１０ギガビットで９６以上のチャネルを伝える容量を有している。

光伝送システムは、送信および／または受信幹線端末装置で終端されることがある比較的長い幹線経路（例えば、光ファイバ）を含むことができる。光伝送システムは、さらに、それの幹線経路に沿って置かれた１つまたは複数の分岐ユニットを含むことができる。各分岐ユニット（ＢＵ）は、伝送および／または受信分岐端末装置で終わる分岐経路（例えば、光ファイバ）に接続されることがある。各ＢＵは、１つまたは複数の一体型光アド／ドロップ多重化装置（ＯＡＤＭ）を含むことができる。チャネルまたは波長は、ＯＡＤＭを介して光伝送システムの幹線経路にアド（ａｄｄ）されおよび／または幹線経路からドロップ（ｄｒｏｐ）されて、選ばれたチャネル上の光信号を分岐端末装置に送り、また分岐端末装置から送ることができる。

統合ＯＡＤＭ機能を有するＢＵを内蔵するシステムでは、波長割り当て、すなわちＯＡＤＭによってアドされ、ドロップされ、および／または通過させられるべき波長は、ＢＵの組立および配置の前に決定されなければならない。このことは、システムのコストを高くし、システム設計の自由度を減少させる。各分岐セグメントで所望の波長割り当てに合わせてＢＵをカストマイズすることは、時間がかかり面倒であることがある。その上、波長割り当ての要求は、システム配置のすぐ前および／またはシステム配置の後で変わることがある。海中システムでは、この変更は、ＢＵの海中配置を遅らせおよび／または所望の変更を行うために海中ＢＵの回収を必要とすることがある。

上記課題を解決する手段として、本発明は、
幹線信号を幹線経路上に供給するように構成された少なくとも１つの幹線端末装置であって、前記幹線信号が複数のチャネル波長を占有するものである、少なくとも１つの幹線端末装置と、
分岐信号を分岐経路上に供給するように構成された少なくとも１つの分岐端末装置であって、前記分岐信号が少なくとも１つのチャネル波長を占有するものである、少なくとも１つの分岐端末装置と、
前記幹線信号および前記分岐信号を受け取るために、また前記幹線経路にチャネル波長をアドしまたは前記幹線経路からチャネル波長をドロップするために、前記幹線経路および前記分岐経路に結合された、海中環境に設置された少なくとも１つの分岐構成と
を備える波長分割多重化（ＷＤＭ）光システムであって、前記分岐構成が、
分岐ユニット、および
前記分岐ユニットに結合された所定波長フィルタ（ＰＷＦ）ユニット
を備え、前記ＰＷＦユニットが、前記分岐ユニットおよび前記分岐端末装置から物理的に分離されており、前記ＰＷＦユニットが、チャネル波長をアドまたはドロップするために前記分岐信号または前記幹線信号を選択的にフィルタ処理するように構成された少なくとも１つのフィルタを備えている、波長分割多重化（ＷＤＭ）光システムを提供する。

次の図に関連して読まれるべき次の詳細な説明を参照すべきであり、次の図で同様な数字は同様な部分を表わしている。

本開示と矛盾しない光通信システムの模式的な説明図である。 分岐ユニットおよび別個の所定波長フィルタ（ＰＷＦ）・ユニットを含んだ、本開示と矛盾しない分岐構成の実施形態の模式的な説明図である。 本開示と矛盾しない分岐構成に関して有用なドロップ帯域通過フィルタの例示の伝送特性を示す図である。 本開示と矛盾しない分岐構成に関して有用なアド帯域通過フィルタの例示の伝送特性を示す図である。 本開示と矛盾しない分岐構成に関して有用な帯域除去フィルタの例示の伝送特性を示す図である。 本開示と矛盾しない分岐構成に関して有用な帯域除去フィルタの例示の伝送特性を示す図であり、関連した保護帯域を示している。 本開示と矛盾しない分岐構成の実施形態の模式的な説明図であり、分岐ユニットは、ＯＡＤＭ分割および組合せ機能を行うためのアド／ドロップ・カプラと、アド／ドロップ・フィルタセットを含む別個のＰＷＦユニットとを含んでいる。 本開示と矛盾しない分岐構成の例示の実施形態の模式的な説明図であり、分岐ユニットは、アド／ドロップ・カプラと、フィルタの例示の配列を含む別個のＰＷＦユニットとを含んでいる。 本開示と矛盾しない分岐構成の実施形態の模式的な説明図であり、別個のＰＷＦユニットは、アド／ドロップ・カプラおよびフィルタセットを含んでいる。 アド／ドロップ・カプラおよびフィルタの例示の配列を含んだ、本開示と矛盾しないＰＷＦユニットの実施形態の模式的な説明図である。 本開示と矛盾しない分岐構成の実施形態の模式的な説明図であり、別個のＰＷＦユニットは幹線ケーブルに結合されている。

一般に、波長分割多重化（ＷＤＭ）光通信システムで使用される、本開示と矛盾しない分岐構成は、分岐ユニット（ＢＵ）と、別個の所定波長フィルタ（ＰＷＦ）ユニットを含んでいる。ＰＷＦユニットは、所望の波長割り当てを行うために波長選択要素（例えば、フィルタ）を含むことができ、また、割り付けられた波長をＷＤＭシステム中の幹線経路と分岐経路の間に結合するために光接続（例えば、光カプラ）も含むことができる。ＰＷＦユニットは、関連したＢＵから物理的に分離しているが、ＢＵに隣接して結合されている。一実施形態では、ＰＷＦユニットは、ＢＵから約３０ｍから２００ｍのところに設置されることがあるので、いったん海中環境に配置されると、ＢＵおよびＰＷＦユニットは、修理または取替え作業のために一緒に回収されることがある。他の実施形態では、ＰＷＦユニットは、ＢＵから十分な数の水深、例えば２以上の水深離れて位置付けされることがあるので、ＰＷＦユニットは、修理または取替えのためにＢＵから切り離されて回収されることがある。

ここで図１に注意を向けると、本開示と矛盾しない例示のＷＤＭ光通信システム１００が図示されている。当業者は認めることであろうが、システム１００は、説明を容易にするために非常に簡単化された形で描かれている。光通信システム１００は、幹線経路１１２に結合された幹線端末装置１１０、１２０を含んでいる。本明細書で使用されるような「結合された」という用語は、１つのシステム要素によって伝えられる信号が「結合された」要素に与えられる任意の接続、カップリング、連結または同様なものを意味する。そのような「結合された」デバイスは、必ずしも互いに直接接続されないで、そのような信号を操作または修正することができる中間構成要素またはデバイスによって隔てられていることがある。

幹線経路１１２は、光信号を伝えるために、複数の光ケーブル・セグメント例えばケーブル・セグメント１１４、１３４、１４４中に光ファイバを含むことができる。各ケーブル・セグメントは、光ファイバ対および１つまたは複数の中継器１７０を含む１つまたは複数のセクションの光ファイバーケーブルを含んで、幹線端末装置１１０と幹線端末装置１２０の間の光信号の双方向通信用伝送経路を形成することができる。

１つまたは複数の分岐ユニット、例えば分岐ユニット１３０、１４０が、幹線端末装置１１０、１２０の間で幹線経路１１２に結合されることがあり、また１つまたは複数の関連したＰＷＦユニット、例えばＰＷＦユニット１３２、１４２が、分岐ユニット１３０、１４０に結合されることがあるが物理的に分離されている。各ＰＷＦユニット１３２、１４２は、さらに、それぞれ関連した分岐経路１５２、１６２によって分岐端末装置、例えば分岐端末装置１５０、１６０にそれぞれ結合されることがある。分岐ユニット１３０、１４０およびそれぞれのＰＷＦユニット１３２、１４２が一緒になって、割り付けられたチャネル波長をドロップおよびアドすることによって、分岐経路１５２、１６２および分岐端末装置１５０、１６０に光信号を送りまた分岐経路１５２、１６２および分岐端末装置１５０、１６０から光信号を送る分岐構成を形成するが、そのことは以下でより詳細に説明される。

分岐経路１５２、１６２は、また、光ケーブル・セグメント中に光ファイバを含んで、光信号の双方向通信用伝送経路を形成することができる。したがって、システム１００は、どの端末装置１１０、１２０、１５０、１６０間でも光信号の双方向通信を行うように構成可能である。説明を容易にするために、本明細書の説明は、１つの端末装置から他の端末装置への伝送について言及することがある。しかし、理解されるべきことであるが、システム１００は、任意の数の端末装置１１０、１２０、１５０、１６０間の双方向または一方向通信のために構成されることがある。幹線経路１１２と同様に、分岐経路１５２、１６２は、１つまたは複数の中継器１７０をさらに含むことができる。

幹線経路および分岐経路中の構成要素は、それの意図された機能を達成するために様々な構成を含むことができる。例えば、中継器１７０は、伝送経路上の信号減衰を補償する任意の光増幅器／中継器構成を含むことができる。例えば、１つまたは複数の中継器は、エルビウムをドープしたファイバ増幅器（ＥＤＦＡ）、ラマン増幅器、または混成ラマン／ＥＤＦＡ増幅器などの光増幅器として構成されることがある。また、１つまたは複数の中継器は、光信号を電気信号に変換し、その電気信号を処理し、次に光信号を再伝送することによって光信号を再生する光−電気−光構成で、形成されることがある。

システム１００は、例えば少なくとも２つの端末装置間に約６００ｋｍを超える長さを有する、水域例えば大洋にまたがる長距離システムとして構成されることがある。分岐ユニット１３０、１４０およびＰＷＦユニット１３２、１４２は、海中環境の海底に設置されることがある。したがって、幹線経路１１２は、海岸の上陸場間に及ぶことがある。

ＰＷＦユニット１３２、１４２は、ＢＵ１３０、１４０または分岐端末装置１５０、１６０の中に物理的に設置されていない。そうではなくて、ＰＷＦユニットは、ＢＵおよび分岐端末装置から物理的に分離され、かつＢＵに隣接してまたはＢＵの直ぐ近くに設置されている。物理的な分離は、ＢＵを取り替えるか修正することなしにＰＷＦユニットを取り替えるか修正することができるようにすることによって、分岐構成中で波長割り当てを変えることを容易にすることができる。上で説明されたように、ＰＷＦユニットは、ＢＵとＰＷＦユニットの両方の回収を可能にするように、関連したＢＵから約３０〜２００ｍの範囲内に設置されることがある。代わりに、ＰＷＦユニットは、ＢＵを回収することなしに船作業によるＰＷＦユニットの回収を可能にするように、関連したＢＵから十分な水深（例えば、２以上の水深）に設置されることがある。一実施形態では、例えば、ＰＷＦユニットは、関連したＢＵから約１０〜１５ｋｍ離れたところに設置されることがある。一般に、ＰＷＦユニットは、関連したＢＵから３０ｍから５０ｋｍ離れたところに設置されることがある。

ＢＵに隣接してＰＷＦを配置することは、ＢＵからの距離に依存してＢＵと一緒にまたはＢＵとは別個にＰＷＦユニットを回収することを可能にするだけでなく、ひょっとすると外力によって損傷されるかもしれない比較的短い（ＢＵと分岐端末装置の間の距離に比べて）ケーブル長も実現し、それによって幹線トラフィックがケーブル損傷によって中断される可能性を低くする。幹線トラフィックに影響を及ぼすケーブル損傷の危険性は、例えば波長選択要素が分岐端末装置中に設けられている構成での分岐経路の全長とは対照的に、ＢＵと、関連したＰＷＦユニットとの間の距離だけに広がっている。その上、分岐経路に割り付けられていない幹線トラフィックは、分岐経路に結合されて分岐端末装置に送られるものとは対照的に、ＰＷＦユニットによって分岐端末装置から阻止される可能性があるので、ＰＷＦユニットを分岐端末装置中でなくＢＵに隣接して配置することは、安全機能を実現する。

一般に、ＷＤＭ信号は、１つまたは複数の端末装置から起こることがあり、さらに複数の異なるチャネル波長で変調された複数の多重化光信号を含むことがある。発信元幹線端末装置から幹線経路１１２を通りＢＵおよびＰＷＦを通って受信幹線端末装置まで妨害されずに進むように構成された優先チャネルとして、１つまたは複数のチャネルが、割り付けられることがある。１つまたは複数の他のチャネルは、ＰＷＦによって分岐端末装置にアドされ、また分岐端末装置からドロップされる局所チャネルであることがある。

例えば、幹線端末装置１１０から起こる信号は、１つまたは複数のチャネル（例えば、優先チャネルと局所チャネル）を占有する１つまたは複数の情報信号を含むことができる。同様に、分岐端末装置１５０から起こる信号は、また、１つまたは複数のチャネル（例えば、局所チャネル）を占有する１つまたは複数の情報信号を含むことがある。幹線信号と分岐信号の両方が、例えば幹線端末装置から起こる信号の場合には分岐ユニット１３０を介して、ＰＷＦユニット１３２に伝送されることがある。情報信号を伝えるチャネルは、また、利用チャネルとも呼ばれることがある。一様なチャネル・ローディングを維持するために、幹線信号および分岐信号は、また、未利用チャネルと呼ばれる、情報信号を持たないチャネル上にローディング信号を含むことができる。ローディング信号は、広帯域雑音、例えばＡＳＥ雑音、ＡＳＥ雑音帯域または疑似音のような非情報搬送信号を含むことがある。疑似音は、一般に、特定の波長に集中し情報またはトラフィックを伝えない光エネルギーを意味する。

どの優先チャネルでも、発信元幹線端末装置から妨害なくＢＵまたはＰＷＦユニットを通って幹線経路に直接渡されることがある。１つまたは複数の局所チャネルは、ＰＷＦユニットで幹線経路からドロップされることがあり、または幹線経路にアドされることがある。ＰＷＦユニット１３２は、幹線端末装置１１０から起こる情報信号を伝える１つまたは複数の局所チャネル波長をドロップするように、すなわち抜き出すように構成されることがある。ドロップされた局所チャネル上の情報信号は、次に、分岐端末装置１５０に渡されることがある。ＰＷＦユニット１３２は、また、分岐端末装置１５０から起こる情報信号を幹線経路１１２に伝える１つまたは複数の局所チャネル波長をアドするように、すなわち挿入するように構成されることがある。結果として生じるＷＤＭ光信号、すなわちアドされた情報信号を含んだＷＤＭ信号は、次に、幹線経路１１２上（例えば、ＢＵ１３０に続くセグメント１３４上）に渡されることがある。結果として生じるＷＤＭ光信号は、例えば分岐ユニット１４０を介してＰＷＦユニット１４２によって受け取られることがあり、ＰＷＦユニット１４２は、同様に、情報信号を伝える１つまたは複数の局所チャネルをアドおよび／またはドロップすることができる。他の端末装置から起こる情報信号を伝える局所チャネルは、同様に、ＰＷＦユニット１４２および／またはＰＷＦユニット１３２でアドおよび／またはドロップされることがある。

本開示と矛盾しない分岐構成２００の１つの例示の実施形態が図２に図によって示されている。図示された例示の実施形態の分岐構成２００は、幹線経路２１２（例えば、光ファイバ）に結合されたＢＵ２３０と、ＢＵ２３０に結合されているが物理的に分離されている、ドロップおよびアド分岐経路２５２、２５４（例えば、光ファイバ）に結合された関連したＰＷＦユニット２３２とを含む。幹線経路１１２は、優先チャネルおよび局所チャネルを伝えることができ、これらのチャネルは分岐構成２００によって管理される。図示されるように、優先チャネルは、１つの幹線端末装置から受信幹線端末装置に向かって分岐構成２００を通過する。１つまたは複数の局所チャネル（ドロップ・チャネルとも呼ばれる）は、幹線経路２１２からドロップ分岐経路２５２に向かって分岐構成２００を通過することができる。１つまたは複数の局所チャネル（アド・チャネルとも呼ばれる）は、アド分岐経路２５４から幹線経路２１２に向かって分岐構成２００を通過することができる。

局所チャネル波長をアドおよびドロップすることは、一般に、光アド・ドロップ多重化（ＯＡＤＭ）と呼ばれる。例えば、分岐構成２００でＯＡＤＭを実現するために、分岐構成２００は、次の機能、すなわち分割、フィルタ処理および組合せを実現することができる。分割機能は、１つの入力ファイバ上の光パワーを２以上の出ファイバに分割することを含む。光カプラは、分割機能を実現することができるデバイスの一例である。フィルタ処理機能は、他の波長が通過できるようにしながら入力光スペクトルの少なくとも一部（すなわち、１つまたは複数の波長）を１つまたは複数の出ファイバから阻止することを含む。いくつかの波長を通し１つまたは複数の特定の波長を阻止する光フィルタは、薄膜光フィルタおよびファイバ・ブラッグ回折格子のような技術を使用して実現可能である。フィルタ処理機能は、また、減衰器および全域通過フィルタのような、光波長によって差別しないフィルタ構成を使用してフィルタ処理をすることを含む。組合せ機能は、２以上のソースからの光信号を単一出力ファイバ上に統合することを含む。光カプラは、組合せ機能を実現することができるデバイスの一例である。

この開示で言及される海中分岐構成のＯＡＤＭ機能は、固定光特性の光デバイスを使用して実現されることがある。ＯＡＤＭ機能は、また、光デバイスへの局所または遠隔制御信号を使用して、組み込まれた分岐構成中でその光デバイスの光結合特性および／または光フィルタ処理特性を変えるか制御することができる光デバイスを使用して、実現されることがある。一例では、海中システムの作業者は、海中システム・ケーブル中の光ファイバを通して伝送される光信号として制御指令をＢＵおよび／またはＰＷＦユニットに伝送することができる。ＯＡＤＭ機能を実現するために使用されることがある制御可能な光デバイスの例は、限定でなく、光スイッチ、調整可能な光フィルタ、可変光減衰器、波長選択スイッチ、および再構成可能な光アド・ドロップ多重化装置（ＲＯＡＤＭ）などである。

分岐構成２００は、ＢＵ２３０に実現される必要な分割および組合せ機能の任意のサブセットで実現されることがあり、分割および組合せ機能の残りはＰＷＦユニット２３２に実現される。いくつかのフィルタ処理機能はＢＵ２３０の中に実現されることがあるが、ＯＡＤＭ波長割り当てプロセスに固有のフィルタ処理機能は、ＰＷＦユニット２３２中に実現される。図示された例示の実施形態では、ＰＷＦユニット２３２は、幹線経路の全光スペクトルのうちの、分岐経路で要求されるその部分を通過させるドロップ帯域通過フィルタ(ＢＰＦ−Ｄ)２８２と、分岐経路光スペクトルのうちの、幹線経路にアドされるべきその部分を通過させるアド帯域通過フィルタ（ＢＰＦ−Ａ）２８６と、チャネル波長がアドされたとき再使用されるべき幹線経路チャネル波長を拒絶または阻止するための帯域除去フィルタ（ＢＲＦ）２８４とを含む。

図３は、本開示と矛盾しない例示のドロップ帯域通過フィルタ（ＢＰＦ−Ｄ）の透過対波長を図によって示している。ドロップ帯域通過フィルタは、ドロップ分岐経路に入る光スペクトルの範囲を制限するが、ドロップされる１つまたは複数のチャネル（すなわち、ドロップ・チャネル）に対応する少なくとも１つまたは複数の波長を通過させる帯域通過フィルタである。ドロップ帯域通過フィルタは、また、回線監視装置（ＬＭＥ）音を通過させることができ、それによって、端末装置から幹線経路および分岐経路を選択的に明白に光時間領域反射測定法（ＯＴＤＲ）で監視することを可能にする。分岐中継器中の光増幅器は、名目上は、一定の出力パワーであり、さらに全出力パワーは分岐中継器を通って伝播するチャネルの間で分配されるので、ドロップ帯域通過フィルタは、また、必要に応じてドロップ・チャネルのほかに他のチャネルをドロップ分岐経路に通過させて、分岐局で終わるチャネルで光パワー管理に対応することができる。

図４は、本開示と矛盾しない例示のアド帯域通過フィルタ（ＢＰＦ−Ａ）の透過対波長を図によって示している。アド帯域通過フィルタは、アドされる１つまたは複数のチャネル（すなわち、アド・チャネル）に対応する１つまたは複数の波長だけがアド分岐経路から幹線経路に通過することができるように光スペクトルの範囲を制限する帯域通過フィルタである。全ての他の波長は、アド帯域通過フィルタによって阻止されることがある。したがって、光パワー管理のために分岐経路で使用されるローディング信号、例えば雑音またはローディング音が、幹線経路上のチャネルを劣化させるかもしれない場合に、幹線経路に届かないことを、アド帯域通過フィルタは保証することができる。アド帯域通過フィルタは、また、分岐ＬＭＥ音が幹線経路に通過するのを妨げることができる。

図５は、本開示と矛盾しない例示の帯域除去フィルタ（ＢＲＦ）の透過対波長を図によって示している。帯域除去フィルタは、アド・チャネルが挿入されるべき帯域幅のその部分の、幹線経路上の１つまたは複数のチャネル波長を阻止または除去し、それよって、幹線経路上に存在する１つまたは複数の波長をアド・チャネルに再使用することができるようにする。アド・チャネルのために除去される帯域幅の部分は、ドロップ・チャネルによって占有される帯域幅の同じ部分であることがある。したがって、分岐構成でドロップされるドロップ・チャネルに使用される同じ波長が、その分岐構成からアド・チャネルを受け取るために利用できるようになることがある。

ＢＲＦが通過させるチャネルとＢＲＦが阻止するチャネルの区別をするために、保護帯域（すなわち、アクティブ・チャネルが許されない制限されたゾーン）が、フィルタ帯域の縁部に画定されることがある。保護帯域は、分岐構成でのチャネル混信の抑制を行うことができる。一実施形態では、各保護帯域は、幅１５０〜２００ＧＨｚであることがある。保護帯域が消費するチャネルの数は、保護帯域幅およびチャネル間隔に依存する。図６は、本開示と矛盾しない例示の帯域除去フィルタ（ＢＲＦ）の透過対波長を図によって示し、例示の保護帯域を示している。

上記で述べられたように、分割および組合せ機能の任意のサブセットがＢＵ中に実現され、さらに分割および組合せ機能の残りが、関連したＰＷＦユニット中に実現された状態で、本開示と矛盾しない分岐構成は、実現されることがある。図７は、本開示と矛盾しない分岐構成７００の１つの例示の実施形態を図示し、ＯＡＤＭ分割および組合せ機能はＢＵ７３０の中に含まれ、ＯＡＤＭフィルタ処理機能はＰＷＦユニット７３２中に実現されている。図示の例示の実施形態では、幹線ケーブル７１４、７３４はＢＵ７３０で終わり、各ケーブル中の２つのファイバ対（４本のファイバ）は双方向通信を行う幹線経路を形成している。通過幹線ファイバ７１６、７１７、７３６、７３７は、ＢＵ７３０を通り抜ける直接幹線経路を形成し、これらのファイバは優先チャネルを各方向に伝える。ＯＡＤＭ幹線ファイバ７１８、７１９、７３８、７３９はＰＷＦユニット７３２に結合されてＯＡＤＭ機能を実現し、さらに優先チャネルと局所チャネルの両方を伝えることができる。

入りＯＡＤＭ幹線ファイバ７１８、７３９は、各方向からのチャネルをドロップするためのドロップ分岐ファイバ７４８、７４９に結合されることがあり、また出ＯＡＤＭ幹線ファイバ７１９、７３８は、各方向にチャネルをアドするためのアド分岐ファイバ７５９、７５８にそれぞれ結合されることがある。この実施形態では、図示されるように、ＢＵ７３０は、幹線ファイバ７１８、７１９、７３８、７３９への／からのチャネルを分割し組み合わせるためにカプラ７９１〜７９４を含んでいる。ＯＡＤＭ幹線ファイバ７１８、７１９、７３８、７３９は、ＢＵ７３０中で分岐ファイバ７４８、７４９、７５８、７５９に結合されるが、ＯＡＤＭ幹線ファイバ７１８、７１９、７３８、７３９は、また、ＰＷＦユニット７３２に進んで、波長割り当てのために波長再使用フィルタ処理を行う。ＯＡＤＭ幹線ファイバ７１８、７１９、７３８、７３９および／または分岐ファイバ７４８、７４９、７５８、７５９を含む分岐ケーブル・セグメント７４０、７５２は、ＢＵ７３０およびＰＷＦユニット７３２に結合されている。

ＰＷＦユニット７３２は、上記で説明されたように、幹線および分岐信号をフィルタ処理するためのアド／ドロップ・フィルタセット７８０、７８１を含んでいる。例示の実施形態では、一方のアド／ドロップ・フィルタセット７８０は、幹線および分岐信号をフィルタ処理して、分岐構成７００を通る一方の方向の通信に対して波長割り当てを行い、他方のアド／ドロップ・フィルタセット７８１は、幹線および分岐信号をフィルタ処理して、分岐構成７００を通る他方の方向の通信に対して波長割り当てを行う。アド／ドロップ・フィルタセット７８０、７８１は、予め決められた所望波長割り当てを行うために、上記で説明されたＢＰＦ−Ａ、ＢＰＦ−ＤおよびＢＲＦフィルタの組合せを含むことができる。

図７Ａは、所望の波長割り当てをＰＷＦユニット７３２で行うためにＢＰＦ−Ａ、ＢＰＦ−ＤおよびＢＲＦフィルタの例示の組合せを有する分岐構成７００’を図示する。この例示の組合せでは、帯域通過フィルタ７８２、７８４および帯域除去フィルタ７８６は、一方の方向の光通信のためのフィルタ処理を行い、帯域通過フィルタ７８３、７８５および帯域除去フィルタ７８７は、他方の方向の光通信のためのフィルタ処理を行う。ドロップ帯域通過フィルタ７８２、７８３は、ドロップ分岐経路またはファイバ７４８、７４９に結合されて、ドロップされたチャネル波長をドロップ分岐ファイバ７４８、７４９に向けて通過させる。アド帯域通過フィルタ７８４、７８５は、アド分岐ファイバ７５８、７５９に結合されて、出幹線経路に結合されるべきアドされたチャネル波長を通過させる。帯域除去フィルタ７８６、７８７は、アドされたチャネル波長を幹線経路に結合するアドカプラの前で幹線経路に結合される。しかし、理解されるべきことであるが、所望の波長割り当てを達成するためにどんな構成のフィルタでも形成されることがある。

図８は、本開示と矛盾しない分岐構成８００の１つの例示の実施形態を図示し、ＯＡＤＭ分割および組合せ機能およびＯＡＤＭフィルタ処理機能は、ＢＵ８３０に結合されているが別個の関連したＰＷＦユニット８３２の中に含まれている。図示の例示の実施形態では、幹線ケーブル８１４、８３４はＢＵ８３０で終わり、各ケーブル中の２つのファイバ対（４本のファイバ）が、双方向通信を行う幹線経路を形成している。通過幹線ファイバ８１６、８１７、８３６、８３７は、ＢＵ８３０を通り抜ける直接幹線経路を形成し、これらのファイバは優先チャネルを各方向に伝える。ＯＡＤＭ幹線ファイバ８１８、８１９、８３８、８３９はＰＷＦユニット８３２に結合されてＯＡＤＭ機能を実現し、さらに優先チャネルと局所チャネルの両方を伝えることができる。

この実施形態では、ＰＷＦユニット８３２は、アド／ドロップ・カプラおよびフィルタセット８８０、８８１を含み、これらは、分割および組合せ機能を行うカプラと、予め決められた所望波長割り当てを行う上記で説明されたＢＰＦ−Ａ、ＢＰＦ−ＤおよびＢＲＦフィルタの組合せとを含むことができる。例示の実施形態では、一方のアド／ドロップ・フィルタセット８８０は、分岐構成８００を通る一方の方向の通信のための結合およびフィルタ処理を行い、他方のアド／ドロップ・フィルタセット８８１は、分岐構成８００を通る他方の方向の通信のための結合およびフィルタ処理を行う。したがって、ＯＡＤＭ幹線ファイバ８１８、８１９、８３８、８３９は、アド／ドロップ・カプラおよびフィルタセット８８０、８８１を使用してＰＷＦユニット８３２中でアドおよびドロップ分岐ファイバ８４８、８４９、８５８、８５９に結合される。ＯＡＤＭ幹線ファイバ８１８、８１９、８３８、７３９および分岐ファイバ８４８、８４９、８５８、８５９を含む分岐ケーブル・セグメント８４０、８５２は、ＢＵ８３０およびＰＷＦユニット８３２にそれぞれ結合される。

図９は、ＯＡＤＭ分割および組合せ機能とＯＡＤＭフィルタ処理機能の両方を含んだ、本開示と矛盾しない双方向分岐構成に関連して有用なＰＷＦユニット９３２の例示の実施形態である。図示された例示の実施形態のＰＷＦユニット９３２は、ＢＵへの／からのチャネルを分割し組み合わせるためにＰＷＦユニット中にカプラ（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３およびＣ４）を含んでいる。１組のカプラ（Ｃ１、Ｃ２）は、ＢＵへの／からの東回り通信のためにチャネルを分割しまた組合せ、他の組のカプラ（Ｃ３、Ｃ４）は、ＢＵへの／からの西回り通信のためにチャネルを分割し、また組み合わせる。

図示された例示の実施形態のＰＷＦユニット９３２は、さらに、東回り通信のために予め決められた所望波長割り当てを行う１組のフィルタ（ＢＰＦ−１、ＢＰＦ−３、ＢＲＦ−１、ＢＲＦ−２）と、西回り通信のために予め決められた所望波長割り当てを行う１組のフィルタ（ＢＰＦ−２、ＢＰＦ−４、ＢＲＦ−３、ＢＲＦ−４）とを含む。これらのフィルタセットは、上記で説明されたように、ドロップまたはアドされたチャネル波長が通過することができるようにする帯域通過フィルタ（ＢＰＦ−１、ＢＰＦ−２、ＢＰＦ−３、ＢＰＦ−４）を含むことができる。これらのフィルタセットは、また、３ポート帯域除去フィルタなどの帯域除去フィルタ（ＢＲＦ−１、ＢＲＦ−２、ＢＲＦ−３、ＢＲＦ−４）を含むことができ、これらの帯域除去フィルタは、上記で説明されたように、チャネル波長を再使用できるようにするためにアドされるチャネル波長に対応する波長を阻止する。ＰＷＦユニット９３２は、また、入りおよび出幹線ファイバおよび分岐アドおよびドロップ・ファイバをＰＷＦユニット９３２内のファイバに重ね継ぎし、またＰＷＦユニット９３２内で通過ファイバを重ね継ぎするための固定された重ね継ぎ部（ｓｐｌｉｎｔｅｄ ｓｐｌｉｃｅ）（例えば、Ｓ１〜Ｓ２０）を含んでいる。ＰＷＦユニット９３２は、さらに、ラインビルドアウト光減衰器（ｌｉｎｅ ｂｕｉｌｄ ｏｕｔ ｏｐｔｉｃａｌ ａｔｔｅｎｕａｔｏｒ）（ＬＢＯ１−ＬＢＯ４）を含むことができる。

図１０に示されるように、他の例示の実施形態の海中光分岐構成１０００は、分岐ユニット１０３０と、分岐ユニット１０３０と幹線端末装置（例えば、海底電信局）の間に結合された別個のＰＷＦユニット１０３２とを含んでいる。分岐構成１０００は、第１および第２の幹線ケーブル１０１４、１０３４に結合され、さらに、分岐ユニット１０３０をＰＷＦユニット１０３２に結合しかつ物理的な間隔を与える長さの相互接続幹線ケーブル１０４０を含んでいる。上記で述べられたように、分岐ユニット１０３０とＰＷＦユニット１０３２は、システム運用が海洋作業のためにＰＷＦユニットと分岐ユニットを一緒に持ち上げることを期待する場合には、短い相互接続ケーブル１０４０によって隔てられ、またはＰＷＦユニットおよび分岐ユニットが、両ユニットを同時に浮遊状態にすることなしに配置または回収される場合には、長いケーブル１０４０（例えば、分岐ユニットの配置の深さよりも遥かに長い）によって隔てられている。

図示の実施形態では、第１および第２の幹線ケーブル１０１４、１０３４は各々、第１および第２のファイバ対１０１６、１０１８、１０３６、１０３８を含んでいる。それぞれ第１および第２のケーブル１０１４、１０３４中の第１のファイバ対１０１６、１０３６は、分岐構成１０００を通過する直接光接続と、第１と第２の幹線端末装置またはケーブル局（図示されない）の間の双方向光通信とを実現することができる。それぞれ第１および第２のケーブル１０１４、１０３４中の第２のファイバ対１０１８、１０３８は、分岐構成１０００を通って分岐ファイバ対１０５２および分岐端末装置またはケーブル局（図示されない）に至るＯＡＤＭ接続を実現する。ＰＷＦユニット１０３２は、幹線ＯＡＤＭファイバ対１０１８、１０３８と分岐ファイバ対１０５２の間でチャネルをアドし、またドロップするための光結合および光フィルタ処理（例えば、上記で説明されたような）を実現するＯＡＤＭデバイスを含む。したがって、分岐ケーブル局への光信号および分岐ケーブル局からの光信号は、分岐ファイバ対１０５２とＰＷＦユニット１０３２の間で、分岐ユニット１０３０および相互接続ケーブル１０４０およびＰＷＦユニット１０３２中のＯＡＤＭデバイス１０８０を通る直接光接続を通って幹線ケーブル１０１４上で伝送される。

これは、幹線ケーブルに組み込まれたＰＷＦユニットを使用して幹線ファイバ対と分岐ファイバ対の間にＯＡＤＭ接続を実現する分岐構成の１つの例に過ぎない。他の実施形態では、システムおよびＯＡＤＭ接続は、直接接続ファイバ対１０１６、１０３６なしに実現されることがある。他の実施形態は、また、２以上の幹線ファイバ対および／または２以上の分岐ファイバ対のＯＡＤＭ接続をサポートすることができる。また、ＰＷＦユニットは、第１の幹線ケーブル局に接続する幹線ケーブルか第２の幹線ケーブル局に接続する幹線ケーブルかのどちらかに配置されることがある。

使用の一方法に従って、本開示と矛盾しないＷＤＭ光通信システムは、将来のアップグレードを可能にするために、最初１つまたは複数のＰＷＦユニットなしに組み立てられ配置されることがある。本開示と矛盾しない分岐構成は、一般的な分岐ユニットの使用を可能にするので、ＯＡＤＭアーキテクチャの将来アップグレードのオプションは、最初のシステム配置にスタブＢＵを使用することによって容易になる。そのような構成で、ＢＵは、幹線経路に組み込まれるが、分岐経路は、例えばＢＵから２水深の距離のところで端部シールで終端される。分岐構成を介して将来分岐端末装置の接続を実現するために使用される全てのファイバ経路は、ＢＵを通ってスタブ分岐ケーブルの端部シールまで延長される。

アップグレードを行うために、分岐ケーブル・スタブの端部は、ＢＵを海底から持ち上げることなしに回収可能であり、ケーブル・セグメントは、ＢＵから新しい分岐端末装置までの経路を完成するために接続可能である。上記で説明されたように、フィルタをベースにしたＯＡＤＭアーキテクチャが実現されることになっている場合には、所望の波長割り当てを行うＰＷＦユニットは、新しい分岐が構成されているときに組み込まれてもよい。広帯域ＯＡＤＭアーキテクチャが実現されることになっている場合には、新しい分岐は、ＰＷＦユニットを追加することなしに構成可能である。

使用の他の方法に従って、本開示と矛盾しないＷＤＭ光通信システムは、１つまたは複数の分岐構成で波長割り当てを変えるように再構成されることがある。存在するＰＷＦユニットは、例えば回収されて、所望の再構成波長割り当てを行う別のＰＷＦユニットと取り替えられることがある。

したがって、本開示と矛盾しない分岐構成は、ＯＡＤＭ機能を行う別個のユニットを提供し、このＯＡＤＭ機能は、アドおよびドロップされるべきチャネル波長の所望の割り当てを持った分岐ＷＤＭ光システムの設計、配置およびアップグレードを容易にする。分岐構成は、また、分岐端末装置でのＯＡＤＭ機能を無くすることによって光システムの確実性および安全を改善することができる。

一実施形態と矛盾しない波長分割多重化（ＷＤＭ）光システムは、複数のチャネル波長を占有する幹線信号を幹線経路上に供給するように構成された少なくとも１つの幹線端末装置と、少なくとも１つのチャネル波長を占有する分岐信号を分岐経路上に供給するように構成された少なくとも１つの分岐端末装置とを含んでいる。このＷＤＭ光システムは、また、幹線信号および分岐信号を受け取るために、また幹線経路へのチャネル波長および幹線経路からのチャネル波長をアドし、またドロップするために、幹線経路および分岐経路に結合され海中環境に設置された少なくとも１つの分岐構成を含んでいる。分岐構成は、分岐ユニットと、分岐ユニットと分岐端末装置の間に結合された所定波長フィルタ（ＰＷＦ）ユニットとを含んでいる。ＰＷＦユニットは、分岐ユニットおよび分岐端末装置から物理的に分離されており、さらに、チャネル波長をアドまたはドロップするために分岐信号または幹線信号を選択的にフィルタ処理するように構成された少なくとも１つのフィルタを含んでいる。

他の実施形態と矛盾しない海中光通信分岐構成は、海中環境に設置された分岐ユニットを含んでいる。分岐ユニットは、幹線信号を受け取るために幹線経路に結合され、また分岐信号を受け取るために分岐経路に結合されている。幹線信号は複数のチャネル波長を占有し、分岐信号は少なくとも１つのチャネル波長を占有する。所定波長フィルタ（ＰＷＦ）ユニットは、分岐経路上で分岐ユニットに結合されている。ＰＷＦユニットは、分岐ユニットおよび分岐端末装置から物理的に分離されている。ＰＷＦユニットは、チャネル波長をアドまたはドロップするために分岐信号または幹線信号を選択的にフィルタ処理するように構成された少なくとも１つのフィルタを含んでいる。

さらに他の実施形態と矛盾しない、分岐ＷＤＭ光システムを配置するための方法が、提供される。この方法は、少なくとも１つの幹線端末装置を幹線経路に結合することと、この幹線端末装置は幹線経路上に幹線信号を供給するように構成され、幹線信号は複数のチャネル波長を占有するものであり、少なくとも１つの分岐ユニットおよびスタブ分岐経路セグメントを幹線ケーブルに結合することと、幹線経路、分岐ユニット、およびスタブ分岐経路セグメントを海中環境に配置することと、海中環境からスタブ分岐経路セグメントを回収することと、ＰＷＦユニットおよび追加の分岐経路セグメントをスタブ分岐経路セグメントに結合することと、ＰＷＦユニットは、チャネル波長をアドおよび／またはドロップするために幹線信号および／または分岐信号を選択的にフィルタ処理するように構成された少なくとも１つのフィルタを備えるものであり、分岐端末装置を追加の分岐経路セグメントに結合することと、ＰＷＦユニットおよび追加の分岐経路セグメントを海中環境に配置することとを含む。

本発明の原理が本明細書で説明されたが、この説明は、ただ単に例として行われ、本発明の範囲について限定として行われていないことは、当業者によって理解されるべきことである。本明細書で示され説明された例示の実施形態のほかに、他の実施形態が本発明の範囲内で予想される。当業者による修正および代替えは、本発明の範囲内であると考えられ、本発明の範囲は、次の特許請求の範囲以外で限定されるべきでない。

Claims (22)

1. 幹線信号を幹線経路上に供給するように構成された少なくとも１つの幹線端末装置であって、前記幹線信号が複数のチャネル波長を占有するものである、少なくとも１つの幹線端末装置と、
   分岐信号を分岐経路上に供給するように構成された少なくとも１つの分岐端末装置であって、前記分岐信号が少なくとも１つのチャネル波長を占有するものである、少なくとも１つの分岐端末装置と、
   前記幹線信号および前記分岐信号を受け取るために、また前記幹線経路にチャネル波長をアドし、または前記幹線経路からチャネル波長をドロップするために、前記幹線経路および前記分岐経路に結合された、海中環境に設置された少なくとも１つの分岐構成と
   を備える波長分割多重化（ＷＤＭ）光システムであって、前記分岐構成が、
   分岐ユニット、および
   前記分岐ユニットに結合された所定波長フィルタ（ＰＷＦ）ユニット
   を備え、前記ＰＷＦユニットが、前記分岐ユニットおよび前記分岐端末装置から物理的に分離されており、前記ＰＷＦユニットが、チャネル波長をアドまたはドロップするために前記分岐信号または前記幹線信号を選択的にフィルタ処理するように構成された少なくとも１つのフィルタを備えている、波長分割多重化（ＷＤＭ）光システム。
2. 前記少なくとも１つのフィルタは、前記複数のチャネル波長のうちの少なくとも１つを、前記幹線経路からドロップ分岐経路にドロップするために通過させるように前記幹線信号を選択的にフィルタ処理するように構成された少なくとも第１のフィルタと、前記少なくとも１つのチャンネル波長を、アド分岐経路から前記幹線経路にアドするために通過させるように前記分岐信号を選択的にフィルタ処理する少なくとも第２のフィルタと、を備えている、請求項１に記載のＷＤＭ光システム。
3. 前記ＰＷＦユニットが、アドされる少なくとも１つのチャネル波長に対応する前記少なくとも１つのチャネル波長を阻止するように前記幹線信号をフィルタ処理するように構成された少なくとも第３のフィルタをさらに備えている、請求項２に記載のＷＤＭ光システム。
4. 前記第１および第２のフィルタが、帯域通過フィルタであり、前記第３のフィルタが帯域除去フィルタである、請求項３に記載のＷＤＭ光システム。
5. 前記ＰＷＦユニットが、幹線信号を前記幹線経路から前記分岐経路へ分割するための少なくとも第１のカプラと、前記分岐経路からの分岐信号を前記幹線経路上の幹線信号と組み合わせるための少なくとも第２のカプラとをさらに備えている、請求項１に記載のＷＤＭ光システム。
6. 前記分岐ユニットが、幹線信号を前記幹線経路から前記分岐経路へ分割するための少なくとも第１のカプラと、前記分岐経路からの分岐信号を前記幹線経路上の幹線信号と組み合わせるための少なくとも第２のカプラとをさらに備えている、請求項１に記載のＷＤＭ光システム。
7. 前記幹線経路が、少なくとも入り幹線ファイバと出幹線ファイバを含み、さらに前記分岐経路が、前記入り幹線ファイバに結合された少なくとも１つのドロップ・ファイバと、前記出幹線ファイバに結合された少なくとも１つのアド・ファイバを含んでいる、請求項１に記載のＷＤＭ光システム。
8. 前記幹線経路が、アド・ファイバまたはドロップ・ファイバに結合されることなく前記分岐ユニットを通過する少なくとも１つの通過幹線ファイバを含んでいる、請求項７に記載のＷＤＭ光システム。
9. 前記複数のチャネル波長が、優先チャネルおよび局所チャネルを形成し、前記ＰＷＦユニットは、前記優先チャネルのチャネル波長がアドまたはドロップされることなく通過できるようにするように構成され、さらに前記ＰＷＦユニットは、前記複数のチャネル波長のうちの少なくとも１つを前記局所チャネルの少なくとも１つとしてアドおよびドロップするように構成されている、請求項１に記載のＷＤＭ光システム。
10. 前記分岐ユニットと前記ＰＷＦユニットの間に、物理的な間隔を設けるための長さを持つ光ケーブルをさらに備えている、請求項１に記載のＷＤＭ光システム。
11. 前記ＰＷＦユニットは、前記分岐ユニットを前記海中環境から取り出すことなく、かつ前記ＰＷＦユニットを前記分岐ユニットから切り離すことなく、前記ＰＷＦユニットを前記海中環境から取り出すことができるように、前記分岐ユニットから十分な距離のところに設置されている、請求項１に記載のＷＤＭ光システム。
12. 前記ＰＷＦユニットが、前記分岐ユニットから３０〜２００メートルの距離のところに設置されている、請求項１に記載のＷＤＭ光システム。
13. 前記ＰＷＦユニットが、前記分岐ユニットから１０〜１５キロメートルの距離のところに設置されている、請求項１に記載のＷＤＭ光システム。
14. 前記ＰＷＦユニットが、前記分岐端末装置と前記分岐ユニットの間の分岐ケーブル・セグメントに結合されている、請求項１に記載のＷＤＭ光システム。
15. 前記ＰＷＦユニットが、前記幹線端末装置と前記分岐ユニットの間の幹線ケーブル・セグメントに結合されている、請求項１に記載のＷＤＭ光システム。
16. 幹線信号を受け取るために幹線経路に結合され、かつ分岐信号を受け取るために分岐経路に結合された、海中環境に設置されるように構成された分岐ユニットであって、前記幹線信号が複数のチャネル波長を占有し、前記分岐信号が少なくとも１つのチャネル波長を占有するものである分岐ユニットと、
    前記分岐ユニットに結合されるように構成された所定波長フィルタ（ＰＷＦ）ユニットであって、前記分岐ユニットおよび分岐端末装置から物理的に分離され、かつチャネル波長をアドまたはドロップするために前記分岐信号または前記幹線信号を選択的にフィルタ処理するように構成された少なくとも１つのフィルタを備えている所定波長フィルタ（ＰＷＦ）ユニットと
    を備える海中光通信分岐構成。
17. 前記少なくとも１つのフィルタは、前記複数のチャネル波長のうちの少なくとも１つを、前記幹線経路からドロップ分岐経路にドロップするために通過させるように前記幹線信号を選択的にフィルタ処理するように構成された少なくとも第１のフィルタと、前記少なくとも１つのチャネル波長を、アド分岐経路から前記幹線経路にアドするために通過させるように前記分岐信号を選択的にフィルタ処理する少なくとも第２のフィルタと、を備えている、請求項１６に記載の海中光通信分岐構成。
18. 前記ＰＷＦユニットが、アドされる少なくとも１つのチャネル波長に対応する前記少なくとも１つのチャネル波長を阻止するように前記幹線信号をフィルタ処理するように構成された少なくとも第３のフィルタをさらに備えている、請求項１７に記載の海中光通信分岐構成。
19. 前記ＰＷＦユニットが、幹線信号を前記幹線経路から前記分岐経路へ分割するための少なくとも第１のカプラと、前記分岐経路からの分岐信号を前記幹線経路上の幹線信号と組み合わせるための少なくとも第２のカプラとをさらに備えている、請求項１６に記載の海中光通信分岐構成。
20. 前記分岐ユニットと前記ＰＷＦユニットの間に、物理的な間隔を設けるための長さを持つ光ケーブルをさらに備えている、請求項１６に記載の海中光通信分岐構成。
21. 分岐ＷＤＭ光システムを配置する方法であって、
    少なくとも１つの幹線端末装置を幹線経路に結合するステップであって、前記幹線端末装置が幹線信号を前記幹線経路上に供給するように構成され、前記幹線信号が複数のチャネル波長を占有するものであるステップと、
    少なくとも１つの分岐ユニットおよびスタブ分岐経路セグメントを前記幹線経路に結合するステップと、
    前記幹線経路、前記分岐ユニット、および前記スタブ分岐経路セグメントを海中環境に配置するステップと、
    前記スタブ分岐経路セグメントを前記海中環境から回収するステップと、
    ＰＷＦユニットおよび追加の分岐経路セグメントを前記スタブ分岐経路セグメントに結合するステップであって、前記ＰＷＦユニットが、チャネル波長をアドおよび／またはドロップするために幹線信号および／または分岐信号を選択的にフィルタ処理するように構成された少なくとも１つのフィルタを備えるものである、ステップと、
    前記追加の分岐経路セグメントに分岐端末装置を結合するステップと、
    前記ＰＷＦユニットおよび追加の分岐経路セグメントを前記海中環境に配置するステップと
    を含む分岐ＷＤＭ光システムを配置する方法。
22. 前記スタブ分岐経路セグメントが、前記分岐ユニットを回収することなしに回収される、請求項２１に記載の方法。

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