JP2014146881A

JP2014146881A - 光海底中継器及び光海底中継回路の実装方法

Info

Publication number: JP2014146881A
Application number: JP2013012943A
Authority: JP
Inventors: Koji Inada; 浩志稲田
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2013-01-28
Filing date: 2013-01-28
Publication date: 2014-08-14
Anticipated expiration: 2033-01-28
Also published as: JP6155660B2

Abstract

【課題】光海底中継回路を実装する筐体を小型化すること。
【解決手段】励起光を発生させる回路、及びサージ保護回路を含む電気回路１１を実装した第１の筐体１０と、伝送されてきた光信号を通す光回路１２を実装した第２の筐体２０と、電気回路と光回路とを接続するケーブル３０とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、光海底中継器及び光海底中継回路の実装方法に関する。

光海底中継器は、電話回線等の光信号を中継する目的で海底に敷設される機器である。一般に、陸地間の海底に敷設される信号線の長さは、非常に長くなる。このため、陸地間での信号の中継に必要な光海底中継器の個数も多数となる。よって、光海底中継システム全体のコストを削減するには、光海底中継器の製造コストを削減する必要が有る。

また、光海底中継器は、ケーブルの波浪抵抗や水圧負荷を軽減するために、光海底中継器を構成する筐体の大きさを小型化する必要が有る。また、光海底中継器は、信号系統を多重化する場合は、設置スペースを削減してシステムとしての信号線密度を高めるためにも、光海底中継器を構成する筐体の大きさを小型化する必要が有る。さらに、光海底中継器は、故障時や定期メンテナンス時の作業性を考慮して、光海底中継器を構成する筐体内の回路構成を簡単にしておく必要が有る。

このような背景に関連する技術としては、様々なものが知られている（例えば、特許文献１〜４参照。）。

例えば、特許文献１には、第１及び第２の端局間に光伝送路と直列定電流給電用の給電ケーブルとを敷設してなるシステムに適用される光増幅中継器が記載されている。具体的には、光増幅手段が含まれる光回路部分と、光増幅手段を駆動または制御する駆動・制御手段が含まれる電気回路部分と、駆動・制御手段に対して給電を行う給電手段と、耐圧筐体と、電気回路部分及び給電手段を耐圧筐体から絶縁する手段とから構成する。

また、例えば、特許文献２には、効率的な実装構造とした光海底中継器が記載されている。具体的には、中央部の光フアイバを含む２つの光回路筐体と、その両側を覆い重ねられるような２つの電気回路筐体と、両者を配置させた２つのユニットで構成する。

また、例えば、特許文献３には、海底中継器の伝送可能距離を越えて海中分岐装置からの分岐光ケーブルを陸揚げ可能な光海底ケーブル伝送システムが記載されている。具体的には、光海底ケーブル伝送システムはそれぞれ陸上に設置された第１及び第２端局装置と、第１及び第２端局装置を接続する光海底ケーブルと、所定間隔毎に光海底ケーブルの途中に挿入された複数の海底中継器とを含んでいる。光海底ケーブル伝送システムは更に、光海底ケーブルの途中に挿入された海中分岐装置と、陸上に設置された第３端局装置と、海中分岐装置と第３端局装置とを接続する分岐光ケーブルとを含んでいる。海中分岐装置内は希土類ドープファイバと光アイソレータとを含んだ光増幅回路が設けられており、第３端局装置内には希土類ドープファイバに励起光を供給する励起光源が設けられている。

また、例えば、特許文献４には、光海底中継器の増幅特性及び光海底ケーブルの伝送特性に応じて最適な光利得等化器と光海底ケーブルの光ファイバとの接続部を効率良く収容するための光海底ケーブル用光部品収容体の構造が記載されている。具体的には、耐海水圧シリンダから着脱可能な光部品収納部を有し、さらにこの光部品収納部は中心軸で分割される。分割された光部品収納部の一方には、光利得等化器が実装される。分割された光部品収納部の他方は、光利得等化器の光ファイバと光海底ケーブルの光ファイバとの接続部を実装し、各光部品収容体には光ファイバを反対側に引き出し可能な溝部を有し、光海底ケーブルを引き留める構造とする。

特開平０６−２３７２２５号公報特開平０７−３３６３０９号公報特開平０９−２５８０８２号公報特開２００５−２１５４１３号公報

図３は、一般的な光海底中継器９の構成を示す。同図に示す一般的な光海底中継器９は、筐体９０に、励起光を発生させる電気回路９１と、伝送されてきた光信号が通る光回路９２とが混在で実装されている。電気回路９１は、例えば、ＬＤ（レーザダイオード）、制御回路を含む。また、光回路９２は、例えば、３ｄＢ−ＣＰＬ（３ｄＢカプラ）、ＷＤＭ−ＣＰＬ（ＷＤＭ−カプラ）といった光学部品を含む。

図３に示すように、一般的な光海底中継器は、電気回路９１と光回路９２とが同一の筐体９０内に実装されて、１つのサブシステムとしての光増幅器を構成している。ここでは、光海底中継器９が、上記の１つのサブシステムを有する場合を示しているが、一般には、光海底中継器は、上記の複数のサブシステムで構成されることも有る。このため、一般的な光海底中継器は、筐体のサイズが大きくなるといった問題点が有った。

また、一般的な光海底中継器は、ＢｅＣｕ等の、特殊な金属素材を用いて筐体を製造しているので、製造コストが高くなるといった問題点が有る。また、一般的な光海底中継器は、図３に示すように、電気回路９１と光回路９２とが同一筐体内に実装されている。このため、光海底中継器組立てが完了した後になって、光増幅器として動作するか否かの検査や調整を行う必要が有り、作業性に影響し、作業効率が悪くなるといった問題点が有った。さらに、一般的な光海底中継器は、ジョイントボックスのような小型筐体に上記のサブシステムを実装する場合、実装スペースに余裕が無いので、２つより多くのサブシステムは実装できず、多サブシステム化ができないといった問題点が有った。

本発明の目的は、上述した課題を解決する光海底中継器及び光海底中継回路の実装方法を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明の第１の形態によると、光海底中継器であって、励起光を発生させる回路、及びサージ保護回路を含む電気回路を実装した第１の筐体と、伝送されてきた光信号を通す光回路を実装した第２の筐体と、電気回路と光回路とを接続するケーブルとを備える。

本発明の第２の形態によると、光海底中継回路の実装方法であって、励起光を発生させる回路、及びサージ保護回路を含む電気回路を第１の筐体に実装する段階と、伝送されてきた光信号を通す光回路を第２の筐体に実装する段階と、電気回路と光回路とをケーブルで接続する段階とを備える。

なおまた、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となり得る。

以上の説明から明らかなように、この発明によっては、電気回路が実装された小型の筐体と、光回路が実装された小型の筐体とを含む装置を小型化することができる。また、この発明によっては、このような装置の製造コストを削減することができる。

一実施形態に係る光海底中継器の構成を示す構成図である。他の実施形態に係る光海底中継器の構成図である。一般的な光海底中継器９の構成を示す構成図である。

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではなく、また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

図１は、一実施形態に係る光海底中継器の構成を示す構成図である。同図において、本実施形態の光海底中継器１は、ジョイントボックスとして構成された筐体１０に実装され、励起光を発生させる回路及びサージ保護回路を含む電気回路１１を備える。

また、本実施形態の光海底中継器１は、ジョイントボックスとして構成された筐体２０に実装され、伝送されてきた光信号を通す光回路１２、を備える。

さらに、本実施形態の光海底中継器１は、電気回路１１と光回路１２とを接続するケーブル３０を備える。このケーブル３０は、光海底中継器に使用されている信号用ファイバと電気信号線の他に、電気回路１１から光回路１２のＥＤＦ（Ｅｒｂｉｕｍｄｏｐｅｄｆｉｂｅｒ：増幅用ファイバ）（後述）に励起光を伝送するファイバが実装されているものとする。

図１に示すように、本実施形態では、電気回路１１として、制御回路１１１、励起用のＬＤ（レーザダイオード）として動作するＬＤ１（１１２），ＬＤ２（１１３）、及びＰＢＣ（偏波合成カプラ）１１４を配設した電気回路を使用する場合を説明している。但し、一般に、電気回路１１は、上記回路で制限されるものではなく、励起光を発生させる回路とサージ保護回路を備えてれば、他の構成の回路であっても良い。

また、本実施形態では、光回路１２として、３ｄＢ−ＣＰＬ１２１、ＷＤＭ−ＣＰＬ（１２２，１２３）、及びＥＤＦ（１２４，１２５）を配設した光回路を使用する場合を説明している。但し、一般に、光回路１２は、伝送されてきた光信号が通る回路でありさえすれば他の任意の回路を使用しても良く、上記回路で制限されるものではない。

以下、光海底中継器１の機能を説明する。光海底中継器１は、上記の電気回路１１を小型のジョイントボックスである筐体１０に実装し、上記の光回路１２を、小型のジョイントボックスである筐体２０に実装したものである。筐体１０内の電気回路と筐体２０内の光回路１２との間を結ぶケーブル３０には、信号用ファイバと電気信号線の他に、励起光を伝送するファイバを含めて、光回路１２のＥＤＦ（１２４，１２５）に励起光を供給する。

このように、光海底中継器１では、電気回路１１と光回路１２とを分離した別個の小型筐体内の回路として構成する。これにより、ジョイントボックスである筐体の小型化を可能にする。この小型化により、耐水圧強度の増大が可能となるので、大型筐体の装置で使用しているＢｅＣｕ（ベリリウム銅合金）といった特殊な金属を用いて該筐体を構成する必要は無くなり、これにより、本器の製造コストを削減することが可能となる。

また、該小型化したジョイントボックス内に、上記の電気回路と上記の光回路とから成るサブシステムを、より多く実装できるようにしている。さらに、光海底中継器１では、電気回路１１と光回路１２とは別々に製造することが可能であり、また、両回路は別々に検査することも可能であるため、製造工程及び検査工程を簡単化することができる。

以下光海底中継器１の動作を説明する。図１に示すように、電気信号が（＋）側から電気回路１１側のジョイントボックスである筐体１０に入り、制御回路１１１内の励起ＬＤであるＬＤ１（１１２）とＬＤ２（１１３）とを駆動させる。駆動したＬＤ１（１１２）とＬＤ２（１１３）から励起光が出力されて該励起光がＰＢＣ１１４に入る。さらに、該励起光はジョイントボックスである筐体１０と筐体２０との間に敷設したケーブル３０を通過して光回路１２側のジョイントボックスである筐体２０に入る。

光回路１２側のジョイントボックスである筐体２０に入った上記の励起光は、３ｄＢ−ＣＰＬ１２１を通過して２つの光路に分岐され、ＷＤＭ−ＣＰＬ１２２と、ＷＤＭ−ＣＰＬ１２３とに入る。ここで、信号用ファイバにて本器に伝送された信号光と上記の励起光とがＷＤＭ−ＣＰＬ１２２及びＷＤＭ−ＣＰＬ１２３にて合波される。さらに、該合波された励起光は、ＥＤＦ１２５を通過する。これにより、上記の信号用ファイバにて伝送された信号光が光増幅されることになる。

本実施形態に係る光海底中継器によれば、構成要素の電気回路１１と光回路１２とを、分けて実装することで、ジョイントボックスである小型の筐体１０と筐体２０とに実装することが可能となる効果が有る。また、本実施形態に係る光海底中継器によれば、筐体１０及び筐体２０の小型化により、耐水圧強度の増大が可能となる。これにより、ＢｅＣｕ（ベリリウム銅合金）といった特殊な金属を用いて大型筐体を構成する必要が無くなるので、製造コストを削減することができる効果が有る。さらに、本実施形態に係る光海底中継器によれば、製造の途中で、電気回路１１と光回路１２と分けての製造や検査が可能になるため、生産性の向上が可能となる効果が有る。

図２は、他の実施形態に係る光海底中継器の構成図である。同図において、本実施形態の光海底中継器２は、ジョイントボックスとして構成された筐体１０に実装された電気回路２１を備える。また、本実施形態の光海底中継器２は、ジョイントボックスとして構成された筐体２０に実装された光回路２２を備える。さらに、本実施形態の光海底中継器２は、電気回路２１と光回路１２とを接続するケーブル４０を備える。このケーブル４０は、光海底中継器に常用されている信号用ファイバと電気信号線の他に、電気回路２１から光回路２２のＥＤＦ（後述）に励起光を伝送するファイバが実装されている。

図２に示すように、本実施形態では、電気回路２１として、制御回路１１１ａ，１１１ｂ、励起用のＬＤ（レーザダイオード）として動作するＬＤ１（１１２ａ），ＬＤ２（１１３ａ）、ＬＤ３（１１２ｂ），ＬＤ４（１１３ｂ）、を配設した電気回路を使用する。さらに、これに加えてＰＢＣ（偏波合成カプラ）１１４ａ，１１４ｂを配設した電気回路を使用する。但し、一般に、電気回路２１は、上記回路で制限されるものではなく、励起光を発生させる回路を備えていれば他の構成の回路であっても良い。

また、図２に示すように、本実施形態では、光回路２２として、３ｄＢ−ＣＰＬ１２１ａ，１２１ｂ、ＷＤＭ−ＣＰＬ（１２２ａ，１２２ｂ，１２３ａ，１２３ｂ）、及びＥＤＦ（１２４ａ，１２４ｂ，１２５ａ，１２５ｂ）を配設した光回路を使用する。但し、一般に、光回路２２は、伝送されてきた光信号が通る回路でありさえすれば他の任意の回路を使用しても良く、上記回路で制限されるものではない。

図２に示す本実施形態の光海底中継器２の構成は、２つのサブシステム（４ＡＭＰ構成）を備えた光海底中継器の構成となっている。即ち、光海底中継器２は、電気回路２１は上記の４つの励起ＬＤで構成され、ペアの上記ＬＤは、ＰＢＣカプラであるＰＢＣ（１１４ａ，１１４ｂ）で合波される。この場合、電気回路２１から出力される励起光は、２本のファイバを内蔵したケーブル４０を介して光回路２２のＥＤＦ（１２４ａ，１２４ｂ，１２５ａ，１２５ｂ）に供給される。

なお、その他の実施形態として、上記の電気回路と光回路で構成されるサブシステム（ＡＭＰ）を、３つ以上有する光海底中継器が構成可能である。また、光海底中継器は、一度敷設したら回収が困難な装置に好適に適用可能であり、また、筐体は小型化していても、勿論、寸法が大きい装置にも適用可能である。

１光海底中継器
２光海底中継器
１０筐体
２０筐体
１１電気回路
２１電気回路
１２光回路
２２光回路
３０ケーブル
４０ケーブル
１１１制御回路
１１２ＬＤ１
１１３ＬＤ２
１１４ＰＢＣ
１２１３ｄＢ−ＣＰＬ
１２２ＷＤＭ−ＣＰＬ
１２３ＷＤＭ−ＣＰＬ
１２４ＥＤＦ
１２５ＥＤＦ

Claims

励起光を発生させる回路、及びサージ保護回路を含む電気回路を実装した第１の筐体と、
伝送されてきた光信号を通す光回路を実装した第２の筐体と、
前記電気回路と前記光回路とを接続するケーブルと
を備える光海底中継器。
前記電気回路と前記光回路とを、光信号の増幅回路として機能する一のサブシステムとすると共に、複数の前記サブシステムを構成する電気回路を前記第１の筐体に実装し、複数の前記サブシステムを構成する光回路を前記第２の筐体に実装した
請求項１に記載の光海底中継器。
前記第１の筐体と前記第２の筐体の各々は、ジョイントボックスである
請求項１又は２に記載の光海底中継器。
前記ケーブルは、信号用ファイバ、電気信号線、及び前記励起光を伝送するファイバを内蔵したものである
請求項１から３のいずれか一項に記載の光海底中継器。
前記励起光を伝送するフアイバは、前記電気回路が出力する励起光を伝送して前記光回路に供給するものである
請求項４に記載の光海底中継器。
前記電気回路は、制御回路、レーザダイオード及び偏波合成カプラを含む
請求項１から５のいずれか一項に記載の光海底中継器。
前記光回路は、光学部品である、３ｄＢカプラ、ＷＤＭ−カプラ及び増幅用ファイバを含む
請求項１から６のいずれか一項に記載の光海底中継器。
励起光を発生させる回路、及びサージ保護回路を含む電気回路を第１の筐体に実装する段階と、
伝送されてきた光信号を通す光回路を第２の筐体に実装する段階と、
前記電気回路と前記光回路とをケーブルで接続する段階と
を備える光海底中継回路の実装方法。