JP2017169199A - 海中光学・電気分配のためのシステム、方法、および装置 - Google Patents

海中光学・電気分配のためのシステム、方法、および装置 Download PDF

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Abstract

【課題】海中光学・電気分配のためのシステム、方法、および装置を提供すること。【解決手段】本発明は、概して、海中通信ネットワークに関する。具体的には、本発明は、海中の炭化水素抽出プロセスに関与する海底上のデバイスと機器との間の通信信号の変換、ルーティング、および管理に関する。本発明は、海中光学・電気配電のためのシステム、方法、および装置を提供する。本発明は、光学信号を電気信号に変換し、変換された電気信号を適切なエンドデバイスに送るように適合さている１つ以上のルーティングユニットを備えている。ルーティングユニットは、重機を使用することなく設置され得る小型デバイスである。【選択図】なし

Description

本発明は、概して、海中通信ネットワークに関する。具体的には、本発明は、海中の炭化水素抽出プロセスに関与する海底上のデバイスと機器との間の通信信号の変換、ルーティング、および管理に関する。
海洋掘削および生産作業では、機器は、多くの場合、最大１５，０００ｐｓｉの圧力で−５０°Ｆ〜３５０°Ｆの作業温度を伴う海面下数千フィートの厳しい条件を受ける。海中制御および監視機器は、一般的に、油井からの流体、典型的には、油またはガス流に関する作業と関連して使用される。フローラインが、海中油井と、浮動プラットフォームまたは貯蔵船もしくはバージ等の生産設備との間に接続される。海中機器は、センサおよび監視デバイス（圧力、温度、腐食、浸食、砂検出、流量、流動成分、弁およびチョーク位置フイードバック）と、下げ孔圧力ならびに温度変換器等のデバイスのための追加の接続点とを含む。典型的制御システムは、センサ入力に基づいて監視し、測定し、および応答し、海中デバイスを制御するための制御信号を出力する。例えば、海中ツリーに取り付けられた制御システムが、下げ孔安全弁を制御する。海中機器の機能および動作要件は、適切な作業を確実にするために使用される感知および監視機器ならびに制御システムとともに、ますます複雑になっている。
海中機器を動作させるために必要な多数かつ種々の感知、監視、および制御機器を接続するために、過酷な環境用のコネクタが、電気ケーブル、光ファイバケーブル、またはハイブリッド電気光学ケーブルとともに使用される。海中コネクタ開発の初期要求は、軍事用途に関連していた。時間とともに、そのようなコネクタの要求は、海洋石油業界用途に関連して増大してきた。海中通信システムで採用され得る種々の湿式嵌合および乾式嵌合の電気および光学コネクタが存在している。参照することによってそれらの全体として本明細書に組み込まれる、Ｃａｉｒｎｓの米国特許第４，７９５，３５９号および第５，１９４，０１２号で説明されるもの等のいくつかの公知の水中電気コネクタでは、管状ソケット接点が、レセプタクルユニットの中に提供され、ばね付勢ピストンが、ソケットアセンブリの開放端と密閉係合させる。従来技術の圧力補償湿式嵌合デバイスの実施例は、それらの各々が参照することによってそれらの全体として本明細書に組み込まれる、米国特許第４，６１６，９００号、第４，６８２，８４８号、第５，８３８，８５７号、第６，３１５，４６１号、第６，７３６，５４５号、および第７，６９５，３０１号で説明されている。参照することによってその全体として本明細書に組み込まれる、Ｃａｉｒｎｓの米国特許第４，６６６，２４２号は、雄および雌コネクタユニットが、油で充填され、圧力の平衡を保たれる水中電気光学コネクタを説明する。他の公知のシール機構は、ユニットが嵌合されていないときの閉鎖された密閉位置と、ユニットが嵌合されているときの開放位置との間で、シール要素を回転させるためのアクチュエータとともに、あるタイプの回転シール要素を伴い、接触プローブがシール要素を通過し、接触チャンバの中へ入ることを可能にする。そのようなコネクタは、例えば、参照することによってそれらの全体として本明細書に組み込まれる、Ｃａｉｒｎｓの米国特許第５，６８５，７２７号および第５，７３８，５３５号で説明されている。
これらの水中デバイス間、異なる通信媒体間、およびネットワークタイプ間の通信を促進するために、システムおよび制御デバイスが、海中機器を管理するために採用される。海中通信は、光ファイバ、電気、またはハイブリッド光電気通信システムによって実装され得る。光ファイバ通信システムが、典型的には、１つ以上の光ファイバを採用する一方で、電気通信システムは、ツイストペアとして実装され得る銅線を採用する。デバイスと複数の機器との間の通信は、ＴＣＰ／ＩＰネットワーク上にあり得、１つ以上のモデム、スイッチ、ルータ、および制御装置によって対処され得る。複数の源泉を有する典型的海中通信ネットワークでは、ＦＭＣ ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓもしくはＧｅｎｅｒａｌ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｏｉｌ ＆ Ｇａｓによって製造されたもの等の大型海中ルータモジュールが、１つ以上の海中デバイスと水面上の他の機器との間の通信を管理および促進するために採用される。例えば、石油プラットフォームは、石油プラットフォームにおける水面上の機器を海中機器に接続し、アンビリカル端末ヘッドにおいて終端する、アンビリカルを有し得る。次いで、アンビリカル端末ヘッドは、アンビリカルから海中ルータモジュールまでデータラインを接続する、１つ以上のリードを有するであろう。次いで、大型海中ルータモジュールは、水面と、源泉、分配ユニット、および監視機器等の他の海中機器との間の通信を促進する。海中ルーティングモジュールはまた、いくつかの実装では、信号を１つの形態から別の形態に転換または変換し、複数の海中デバイス間の通信を促進するように構成され得る。例えば、海中ルータモジュールは、光学入力信号を電気出力信号に変換すること、または電気入力信号を光学出力信号に変換することを行うように構成され得る。
海中ルータモジュールに関する主要な問題は、モジュールが大きく高価であることである。加えて、たとえモジュールが海中デバイス接続のためにある形態の内部冗長性を提供し得ても、これらのモジュールは、電力の損失、圧力損失、または漏出からの単一障害点である傾向がある。例えば、海中ルータモジュールは、源泉の組と通信するための３つの冗長システムを有し得るが、システムが位置する大気チャンバが、漏出または圧力低下を受ける場合、冗長システムの全てが同時に故障するであろう。さらに、海中ルータモジュールを設置することは、時間がかかり、高価である。海中ルータモジュールは、大型重機を設置するために好適なクレーンまたは同様の装置によって海底まで降下させられなければならない大型の機器である。ルータモジュールはまた、海中に設置されると、補修および維持することが困難である。海中ルータモジュールを設置および維持することの困難は、海中ルータモジュールが実装するためにコストのかかる機器にしている。
海中ルータモジュールはまた、あらゆるタイプの海中機器構成に特によく適しているわけではない。海中ルータモジュールは、アンビリカル端末ヘッド、石油プラットフォーム、または他の水面機器から長距離離れた多数、例えば、８つ以上の源泉もしくは源泉ツリーとともに使用されるときに、いくつかの利点を提供し得る。しかしながら、構成が、アンビリカル端末ヘッドまたは水面機器により物理的に近接近している、より少数の源泉を採用するとき、海中ルータモジュールは、ルーティングおよび海中通信のための理想的な選択ではない。
必要とされるものは、大型海中ルータモジュールに対するより融通が利き、冗長で安価な代替案である。好ましくは、代替案は、デバイスを海底まで降下させるために大型クレーンを必要とすることなく、遠隔操作機（ＲＯＶ）によって設置されることが可能であろう。加えて、デバイスは、信号変換に加えて、通信切り替えおよびルーティングを管理することが可能であるべきである。デバイスは、小型であり、必要とされるときに容易に移動可能かつ交換可能であるべきである。
米国特許第４，７９５，３５９号明細書 米国特許第４，６１６，９００号明細書 米国特許第４，６６６，２４２号明細書 米国特許第５，６８５，７２７号明細書
本発明は、海中光学・電気分配のためのシステム、方法、および装置を提供する。本発明は、参照することによってその全体として本明細書に組み込まれる、ＭＯＤＵＬＡＲ ＳＥＣＵＲＩＮＧ ＤＥＶＩＣＥ ＦＯＲ ＲＯＶ ＡＮＤ ＤＩＶＥＲ ＭＡＴＥ−ＡＢＬＥ ＳＵＢＳＥＡ ＡＰＰＬＩＣＡＴＩＯＮＳ、米国特許出願第１４／５８２，１６５号で開示されるもの等のフライングリードハーネスまたはモジュール式接続化分配ユニット筐体（ＭＣＤＵ）の形態をとり得、少なくとも１つの光学信号入力と、複数の電気出力とを備え得る。本発明は、イーサネット（登録商標）ネットワーク、例えば、ＴＣＰ／ＩＰを介して、銅接続を介した他のイーサネット（登録商標）デバイスの組に通信するように、光ファイバイーサネット（登録商標）を提供する。本発明は、複数の機器がアンビリカル端末ヘッドに物理的に近接近して位置するとき、イーサネット（登録商標）を介して複数の海中機器をアンビリカルに接続するためのはるかに経済的なシステム、装置、および方法を提供する。
本発明は、大型海中ルータモジュールを必要とすることなく、直接的に電気イーサネット（登録商標）機器への光学イーサネット（登録商標）の接続を可能にする。本発明は、光学信号を電気イーサネット（登録商標）信号に変換し、複数の海中デバイスを一緒に同期化させる。本発明は、ローカル構成マイクロコントローラ、接続箱、分配ユニット、または水面機器によって構成され得る。
本発明は、従来技術の海中ルータモジュールおよび信号変換デバイスを改良する。本発明は、複数の銅線への１つ以上のファイバラインの接続を可能にする。一実施形態では、本発明は、入力として単一の光ファイバラインと、出力として４本の銅電気イーサネット（登録商標）ラインとを有する。全ての接続されたラインは、接続され、同時に通信することができる。追加のファイバラインが、追加の冗長性のために追加され得る。銅線は、１つ以上の海中デバイスもしくは機器との通信を可能にする。
一実施形態では、本発明は、第１および第２の端部を有する少なくとも１つの海中光学または電気光学ケーブルと、複数の電気イーサネット（登録商標）ケーブルと、ソースデバイスと、複数のエンドデバイスと、光学または電気光学ケーブルの第１の端部に接続されている第１の端部、および電気光学ケーブルの一方の端部に接続されている第２の端部を有する少なくとも１つの海中電気光学ルーティングユニットであって、大気チャンバおよび大気チャンバの中に搭載されているイーサネット（登録商標）切り替えまたはルーティングデバイスを含む小型海中筐体を有するルーティングユニットとを備えている小型海中イーサネット（登録商標）切り替え伝送システムを提供し、イーサネット（登録商標）切り替えまたはルーティングデバイスは、少なくとも１つの光学入力／出力接合点と、複数の電気入力／出力接合点と、イーサネット（登録商標）切り替えコントローラと、構成マイクロコントローラと、光学入力／出力接合点とイーサネット（登録商標）切り替えコントローラとの間に動作可能に配置されている多方向電気／光学変換器モジュールであって、変換器モジュールは、光学入力／出力接合点において受信される光学入力信号を、イーサネット（登録商標）切り替えコントローラにおける電気出力信号に変換し、かつイーサネット（登録商標）切り替えコントローラから受信される電気入力信号を光学入力／出力接合点における光学出力信号に変換するように構成され、イーサネット（登録商標）切り替えコントローラの構成は、構成マイクロコントローラによって決定される、変換器モジュールと、光学または電気光学ケーブルの第１の端部からルーティングユニットの第１の端部の大気チャンバの中へ延び、多方向電気／光学変換器モジュールの第１の接合点に接続されている１つ以上の信号搬送光ファイバであって、光学または電気光学ケーブルは、海中電気光学ルーティングユニットに解放可能に接続されている、信号搬送光ファイバと、第２の接合点から延び、複数の電気イーサネット（登録商標）ケーブルの中の対応する電気信号ワイヤと通信する複数の電気信号ワイヤまたは導体であって、複数の電気イーサネット（登録商標）ケーブルは、海中電気光学ルーティングユニットに解放可能に接続されている、電気信号ワイヤまたは導体とを備え、海中電気光学ルーティングユニットは、少なくとも１つの海中光学または電気光学ケーブルと複数のイーサネット（登録商標）ケーブルとの間に配置され、それらと動作可能に電気通信し、光学または電気光学ケーブルの第２の端部は、ソースデバイスに解放可能に接続され、複数の電気イーサネット（登録商標）ケーブルの各々は、複数のエンドデバイスからのエンドデバイスに解放可能かつ動作可能に接続される。
上記の実施形態のシステムはさらに、ソースデバイスが、アンビリカル端末であり、複数のエンドデバイスが、少なくとも１つの油井ツリーを備えていることを含み得る。システムはさらに、伝送システムならびにソースデバイスおよび複数のエンドデバイスの監視が、水面ベースの機器の組によって行われることを含み得る。筐体は、フライングリード筐体およびモジュール式接続化分配ユニット筐体から成る群から選択され得る。筐体はさらに、ペネトレータの組によって大気チャンバから分離された油入りチャンバを備え得る。
別の実施形態では、本発明は、第１および第２の端部を有する少なくとも１つの海中光学または電気光学ケーブルと、複数の電気イーサネット（登録商標）ケーブルと、光学または電気光学ケーブルの第１の端部に接続されている第１の端部、および電気ケーブルの一方の端部に接続されている第２の端部を有する少なくとも１つの海中電気光学ルーティングユニットであって、大気チャンバおよび大気チャンバの中に搭載されているイーサネット（登録商標）切り替えまたはルーティングデバイスを含む小型海中筐体を有するルーティングユニットとを備えている小型海中イーサネット（登録商標）切り替え伝送装置を提供し、イーサネット（登録商標）切り替えまたはルーティングデバイスは、少なくとも１つの光学入力／出力接合点と、複数の電気入力／出力接合点と、イーサネット（登録商標）切り替えコントローラと、構成マイクロコントローラと、光学入力／出力接合点とイーサネット（登録商標）切り替えコントローラとの間に動作可能に配置されている多方向電気／光学変換器モジュールであって、変換器モジュールは、光学入力／出力接合点において受信される光学入力信号を、イーサネット（登録商標）切り替えコントローラにおける電気出力信号に変換し、かつイーサネット（登録商標）切り替えコントローラから受信される電気入力信号を光学入力／出力接合点における光学出力信号に変換するように構成され、イーサネット（登録商標）切り替えコントローラの構成は、構成マイクロコントローラによって決定される、変換器モジュールと、光学または電気光学ケーブルの第１の端部からルーティングユニットの第１の端部の大気チャンバの中へ延び、多方向電気／光学変換器モジュールの第１の接合点に接続されている１つ以上の信号搬送光ファイバであって、光学または電気光学ケーブルは、海中電気光学ルーティングユニットに解放可能に接続されている信号搬送光ファイバと、第２の接合点から延び、複数の電気イーサネット（登録商標）ケーブルの中の対応する電気信号ワイヤと通信する複数の電気信号ワイヤまたは導体であって、複数の電気イーサネット（登録商標）ケーブルは、海中電気光学ルーティングユニットに解放可能に接続されている、電気信号ワイヤまたは導体とを備え、海中電気光学ルーティングユニットは、少なくとも１つの海中光学または電気光学ケーブルと複数のイーサネット（登録商標）ケーブルとの間に配置され、それらと動作可能に電気通信している。
上記の実施形態の装置はさらに、ソースデバイスおよび複数のエンドデバイスに接続するように適合され得る。ソースデバイスは、アンビリカル端末であり得、複数のエンドデバイスは、少なくとも１つの油井ツリーを備えている。この装置は、海中イーサネット（登録商標）伝送システム、ソースデバイス、および複数のエンドデバイスを監視するように適合され得る。伝送システム、ソースデバイス、および複数のエンドデバイスの監視は、水面ベースの機器の組によって行われ得る。筐体は、フライングリード筐体およびモジュール式接続化分配ユニット筐体から成る群から選択され得る。筐体はさらに、ペネトレータの組によって大気チャンバから分離された油入りチャンバを備え得る。
さらに別の実施形態では、本発明は、ソースデバイスと複数のエンドデバイスとの間の海中電気光学イーサネット（登録商標）伝送のための方法を提供し、方法は、光学または電気光学ケーブルの第１の端部をソースデバイスに解放可能に接続することと、光学または電気光学ケーブルの第２の端部を海中電気光学ルーティングユニット上の光学または電気光学入力／出力ポートに解放可能に接続することと、電気イーサネット（登録商標）ケーブルの第１の端部を海中電気光学ルーティングユニット上の複数の電気イーサネット（登録商標）入力／出力ポートに解放可能に接続することと、電気イーサネット（登録商標）ケーブルの第２の端部をエンドデバイスに解放可能に接続することと、構成マイクロコントローラによって、電気光学ルーティングユニットの中に配置されているイーサネット（登録商標）切り替えコントローラを構成することと、ソースデバイスから電気光学ルーティングユニットの光学入力／出力ポートに第１の光学信号を伝達することと、電気／光学変換器モジュールによって、第１の光学信号を第１の電気信号に変換することと、電気／光学変換器モジュールからイーサネット（登録商標）切り替えコントローラに第１の電気信号を伝達することと、イーサネット（登録商標）切り替えモジュールの電流構成に基づいて、複数の電気イーサネット（登録商標）入力／出力ポートのうちのいずれが第１の電気信号を伝達するかを決定することと、決定された電気イーサネット（登録商標）入力／出力ポートに接続されている電気イーサネット（登録商標）ケーブルによって、第１の電気信号をエンドデバイスに伝送することと、電気イーサネット（登録商標）入力／出力ポートに接続されている電気イーサネット（登録商標）ケーブルによって、エンドデバイスから電気光学ルーティングユニットの電気イーサネット（登録商標）入力／出力ポートに第２の電気信号を伝達することと、イーサネット（登録商標）切り替えモジュールの電流構成に基づいて、複数の電気イーサネット（登録商標）入力／出力ポートのうちのいずれが第２の電気信号を受信したかを決定し、ソース情報の組を第２の電気信号に付加することと、イーサネット（登録商標）切り替えコントローラから電気／光学変換器モジュールに第２の電気信号を伝達することと、電気／光学変換器モジュールによって、第２の電気信号を第２の光学信号に変換することと、光学または電気光学ケーブルによって、光学信号をソースデバイスに伝送することとを含む。
上記の実施形態の方法はさらに、ソースデバイスが、アンビリカル端末であり、複数のエンドデバイスが、少なくとも１つの油井ツリーを備えていることを含み得る。方法はさらに、海中電気光学ルーティングユニットによって、海中イーサネット（登録商標）伝送システム、ソースデバイス、および複数のエンドデバイスを監視することを含み得る。伝送システム、ソースデバイス、および複数のエンドデバイスの監視は、水面ベースの機器の組によって行われ得る。海中電気光学ルーティングユニットは、フライングリード筐体およびモジュール式接続化分配ユニット筐体から成る群から選択される筐体を備え得る。筐体はさらに、ペネトレータの組によって大気チャンバから分離された油入りチャンバを備え得る。
別の実施形態では、本発明は、第１および第２の端部を有する少なくとも１つの海中光学または電気光学ケーブルと、複数の伝送ケーブルと、ソースデバイスと、複数のエンドデバイスと、光学または電気光学ケーブルの第１の端部に接続されている第１の端部、および光学または電気・電気光学ケーブルの一方の端部に接続されている第２の端部を有する少なくとも１つの海中電気光学ルーティングユニットであって、大気チャンバおよび大気チャンバの中に搭載されているイーサネット（登録商標）切り替えまたはルーティングデバイスを含む小型海中筐体を有する、海中電気光学ルーティングユニットとを備えている、小型海中イーサネット（登録商標）切り替え伝送システムを提供し、イーサネット（登録商標）切り替えまたはルーティングデバイスは、少なくとも１つの光学入力／出力接合点と、複数の電気入力／出力接合点と、イーサネット（登録商標）切り替えコントローラと、イーサネット（登録商標）切り替えコントローラを構成するための構成マイクロコントローラと、光学入力／出力接合点とイーサネット（登録商標）切り替えコントローラとの間に動作可能に配置されている多方向電気／光学変換器モジュールであって、変換器モジュールは、光学入力／出力接合点において受信される光学入力信号を、イーサネット（登録商標）切り替えコントローラにおける電気出力信号に変換し、かつイーサネット（登録商標）切り替えコントローラから受信される電気入力信号を光学入力／出力接合点における光学出力信号に変換するように構成され、イーサネット（登録商標）切り替えコントローラの構成は、構成マイクロコントローラによって決定される、変換器モジュールと、光学または電気光学ケーブルの第１の端部から光学または電気光学ルーティングユニットの第１の端部の大気チャンバの中へ延び、多方向電気／光学変換器モジュールの第１の接合点に接続されている１つ以上の信号搬送光ファイバであって、光学または電気光学ケーブルは、海中電気光学ルーティングユニットに解放可能に接続されている信号搬送光ファイバと、第２の接合点から延び、イーサネット（登録商標）切り替えコントローラを介して複数のケーブルの中の対応する電気信号ワイヤと通信する複数の電気信号ワイヤまたは導体であって、複数の伝送ケーブルは、海中電気光学ルーティングユニットに解放可能に接続されている、電気信号ワイヤまたは導体とを備えている。
別の実施形態では、本発明は、第１および第２の端部を有する少なくとも１つの海中光学または電気光学ケーブルと、複数の伝送ケーブルと、光学または電気光学ケーブルの第１の端部に接続されている第１の端部、および光学または電気・電気光学ケーブルの一方の端部に接続されている第２の端部を有する少なくとも１つの海中電気光学ルーティングユニットであって、大気チャンバおよび大気チャンバの中に搭載されているイーサネット（登録商標）切り替えまたはルーティングデバイスを含む小型海中筐体を有する海中電気光学ルーティングユニットとを備えている小型海中イーサネット（登録商標）切り替え伝送装置を提供し、イーサネット（登録商標）切り替えまたはルーティングデバイスは、少なくとも１つの光学入力／出力接合点と、複数の電気入力／出力接合点と、イーサネット（登録商標）切り替えコントローラと、イーサネット（登録商標）切り替えコントローラを構成するための構成マイクロコントローラと、光学入力／出力接合点とイーサネット（登録商標）切り替えコントローラとの間に動作可能に配置されている多方向電気／光学変換器モジュールであって、変換器モジュールは、光学入力／出力接合点において受信される光学入力信号を、イーサネット（登録商標）切り替えコントローラにおける電気出力信号に変換し、かつイーサネット（登録商標）切り替えコントローラから受信される電気入力信号を光学入力／出力接合点における光学出力信号に変換するように構成され、イーサネット（登録商標）切り替えコントローラの構成は、構成マイクロコントローラによって決定される、変換器モジュールと、光学または電気光学ケーブルの第１の端部から海中電気光学ルーティングユニットの第１の端部の大気チャンバの中へ延び、多方向電気／光学変換器モジュールの第１の接合点に接続されている１つ以上の信号搬送光ファイバであって、光学または電気光学ケーブルは、海中電気光学ルーティングユニットに解放可能に接続されている信号搬送光ファイバと、第２の接合点から延び、複数の伝送ケーブルの中の対応する電気信号ワイヤと通信する複数の電気信号ワイヤまたは導体であって、複数の伝送ケーブルは、海中電気光学ルーティングユニットに解放可能に接続されている、電気信号ワイヤまたは導体とを備えている。
例えば、本発明は、以下を提供する。
（項目１）
小型海中イーサネット（登録商標）切り替え伝送システムであって、
第１および第２の端部を有する少なくとも１つの海中光学または電気光学ケーブルと、
複数の伝送ケーブルと、
ソースデバイスと、
複数のエンドデバイスと、
前記光学または電気光学ケーブルの前記第１の端部に接続されている第１の端部、および前記光学または電気光学ケーブルの一方の端部に接続されている第２の端部を有する少なくとも１つの海中電気光学ルーティングユニットと
を備え、
前記少なくとも１つの海中電気光学ルーティングユニットは、大気チャンバ、および前記大気チャンバの中に搭載されているイーサネット（登録商標）切り替えまたはルーティングデバイスを含む小型海中筐体を有し、
前記イーサネット（登録商標）切り替えまたはルーティングデバイスは、
少なくとも１つの光学入力／出力接合点と、
複数の電気入力／出力接合点と、
イーサネット（登録商標）切り替えコントローラと、
前記イーサネット（登録商標）切り替えコントローラを構成するための構成マイクロコントローラと、
前記光学入力／出力接合点と前記イーサネット（登録商標）切り替えコントローラとの間に動作可能に配置されている多方向電気／光学変換器モジュールであって、前記変換器モジュールは、前記光学入力／出力接合点において受信される光学入力信号を前記イーサネット（登録商標）切り替えコントローラにおける電気出力信号に変換し、かつ前記イーサネット（登録商標）切り替えコントローラから受信される電気入力信号を前記光学入力／出力接合点における光学出力信号に変換するように構成されている、変換器モジュールと
前記光学または電気光学ケーブルの前記第１の端部から前記光学または電気光学ルーティングユニットの前記第１の端部の前記大気チャンバの中へ延び、前記多方向電気／光学変換器モジュールの第１の接合点に接続されている１つ以上の信号搬送光ファイバであって、前記光学または電気光学ケーブルは、前記海中電気光学ルーティングユニットに解放可能に接続されている信号搬送光ファイバと、
第２の接合点から延び、前記イーサネット（登録商標）切り替えコントローラを介して前記複数のケーブルの中の対応する電気信号ワイヤと通信する複数の電気信号ワイヤであって、前記複数の伝送ケーブルは、前記海中電気光学ルーティングユニットに解放可能に接続されている、電気信号ワイヤと
を備えている、システム。
（項目２）
前記ソースデバイスは、アンビリカル端末であり、前記複数のエンドデバイスは、少なくとも１つの油井ツリーを備えている、前記項目に記載のシステム。
（項目３）
前記伝送システムの監視、および、前記ソースデバイスおよび前記複数のエンドデバイスの監視は、水面ベースの機器の組によって行われる、前記項目のいずれか１項に記載のシステム。
（項目４）
前記筐体は、フライングリード筐体およびモジュール式接続化分配ユニット筐体から成る群から選択される、前記項目のいずれか１項に記載のシステム。
（項目５）
前記筐体は、ペネトレータの組によって前記大気チャンバから分離された油入りチャンバをさらに備えている、前記項目のいずれか１項に記載のシステム。
（項目６）
前記海中電気光学ルーティングユニットは、前記少なくとも１つの海中光学または電気光学ケーブルと前記複数の伝送ケーブルとの間に配置され、それらと動作可能に電気通信している、前記項目のいずれか１項に記載のシステム。
（項目７）
前記光学または電気光学ケーブルの前記第２の端部は、前記ソースデバイスに解放可能に接続され、前記複数の伝送ケーブルの各々は、前記複数のエンドデバイスからのエンドデバイスに解放可能かつ動作可能に接続されている、前記項目のいずれか１項に記載のシステム。
（項目８）
小型海中イーサネット（登録商標）切り替え伝送装置であって、
第１および第２の端部を有する少なくとも１つの海中光学または電気光学ケーブルと、
複数の伝送ケーブルと、
前記光学または電気光学ケーブルの前記第１の端部に接続されている第１の端部、および前記光学または電気光学ケーブルの一方の端部に接続されている第２の端部を有する少なくとも１つの海中電気光学ルーティングユニットと
を備え、
前記少なくとも１つの海中電気光学ルーティングユニットは、大気チャンバ、および前記大気チャンバの中に搭載されているイーサネット（登録商標）切り替えまたはルーティングデバイスを含む小型海中筐体を有し、
前記イーサネット（登録商標）切り替えまたはルーティングデバイスは、
少なくとも１つの光学入力／出力接合点と、
複数の電気入力／出力接合点と、
イーサネット（登録商標）切り替えコントローラと、
前記イーサネット（登録商標）切り替えコントローラを構成するための構成マイクロコントローラと、
前記光学入力／出力接合点と前記イーサネット（登録商標）切り替えコントローラとの間に動作可能に配置されている多方向電気／光学変換器モジュールであって、前記光学入力／出力接合点において受信される光学入力信号を前記イーサネット（登録商標）切り替えコントローラにおける電気出力信号に変換し、かつ前記イーサネット（登録商標）切り替えコントローラから受信される電気入力信号を前記光学入力／出力接合点における光学出力信号に変換するように構成されている、変換器モジュールと
前記光学または電気光学ケーブルの前記第１の端部から前記海中電気光学ルーティングユニットの前記第１の端部の前記大気チャンバの中へ延び、前記多方向電気／光学変換器モジュールの第１の接合点に接続されている１つ以上の信号搬送光ファイバであって、前記光学または電気光学ケーブルは、前記海中電気光学ルーティングユニットに解放可能に接続されている信号搬送光ファイバと、
第２の接合点から延び、前記複数の伝送ケーブルの中の対応する電気信号ワイヤと通信する複数の電気信号ワイヤであって、前記複数の伝送ケーブルは、前記海中電気光学ルーティングユニットに解放可能に接続されている、電気信号ワイヤと
を備えている、装置。
（項目９）
ソースデバイスおよび複数のエンドデバイスに接続するようにさらに適合されている、前記項目に記載の装置。
（項目１０）
前記ソースデバイスは、アンビリカル端末であり、前記複数のエンドデバイスは、少なくとも１つの油井ツリーを備えている、前記項目のいずれか１項に記載の装置。
（項目１１）
前記装置は、海中イーサネット（登録商標）伝送システム、前記ソースデバイス、および前記複数のエンドデバイスを監視するように適合されている、前記項目のいずれか１項に記載の装置。
（項目１２）
前記伝送システム、前記ソースデバイス、および前記複数のエンドデバイスの監視は、水面ベースの機器の組によって行われる、前記項目のいずれか１項に記載の装置。
（項目１３）
前記筐体は、フライングリード筐体およびモジュール式接続化分配ユニット筐体から成る群から選択される、前記項目のいずれか１項に記載の装置。
（項目１４）
前記筐体は、ペネトレータの組によって前記大気チャンバから分離された油入りチャンバをさらに備えている、前記項目のいずれか１項に記載の装置。
（項目１５）
前記海中電気光学ルーティングユニットは、前記少なくとも１つの海中光学または電気光学ケーブルと前記複数の伝送ケーブルとの間に配置され、それらと動作可能に電気通信している、前記項目のいずれか１項に記載の装置。
（項目１６）
ソースデバイスと複数のエンドデバイスとの間の海中電気光学イーサネット（登録商標）伝送のための方法であって、前記方法は、
光学または電気光学ケーブルの第１の端部を前記ソースデバイスに解放可能に接続することと、
前記光学または電気光学ケーブルの第２の端部を海中電気光学ルーティングユニット上の光学または電気光学入力／出力ポートに解放可能に接続することと、
電気イーサネット（登録商標）ケーブルの第１の端部を前記海中電気光学ルーティングユニット上の複数の電気イーサネット（登録商標）入力／出力ポートのうちの１つに解放可能に接続することと、
前記電気イーサネット（登録商標）ケーブルの第２の端部をエンドデバイスに解放可能に接続することと、
構成マイクロコントローラによって、前記電気光学ルーティングユニットの中に配置されているイーサネット（登録商標）切り替えコントローラを構成することと、
前記ソースデバイスから前記電気光学ルーティングユニットの前記光学入力／出力ポートに第１の光学信号を伝達することと、
電気／光学変換器モジュールによって、前記第１の光学信号を第１の電気信号に変換することと、
前記電気／光学変換器モジュールから前記イーサネット（登録商標）切り替えコントローラに前記第１の電気信号を伝達することと、
前記イーサネット（登録商標）切り替えモジュールの電流構成に基づいて、前記複数の電気イーサネット（登録商標）入力／出力ポートのうちのいずれが前記第１の電気信号を伝達するかを決定することと、
前記決定された電気イーサネット（登録商標）入力／出力ポートに接続されている前記電気イーサネット（登録商標）ケーブルによって、前記第１の電気信号を前記エンドデバイスに伝送することと、
前記電気イーサネット（登録商標）入力／出力ポートに接続されている前記電気イーサネット（登録商標）ケーブルによって、前記エンドデバイスから前記電気光学ルーティングユニットの電気イーサネット（登録商標）入力／出力ポートに第２の電気信号を伝達することと、
前記イーサネット（登録商標）切り替えモジュールの電流構成に基づいて、前記複数の電気イーサネット（登録商標）入力／出力ポートのうちのいずれが前記第２の電気信号を受信したかを決定し、ソース情報の組を前記第２の電気信号に付加することと、
前記イーサネット（登録商標）切り替えコントローラから前記電気／光学変換器モジュールに前記第２の電気信号を伝達することと、
前記電気／光学変換器モジュールによって、前記第２の電気信号を第２の光学信号に変換することと、
前記光学または電気光学ケーブルによって、前記光学信号を前記ソースデバイスに伝送することと
を含む、方法。
（項目１７）
前記ソースデバイスは、アンビリカル端末であり、前記複数のエンドデバイスは、少なくとも１つの油井ツリーを備えている、前記項目に記載の方法。
（項目１８）
前記海中電気光学ルーティングユニットによって、海中イーサネット（登録商標）伝送システム、前記ソースデバイス、および前記複数のエンドデバイスを監視することをさらに含む、前記項目のいずれか１項に記載の方法。
（項目１９）
前記伝送システム、前記ソースデバイス、および前記複数のエンドデバイスの監視は、水面ベースの機器の組によって行われる、前記項目のいずれか１項に記載の方法。
（項目２０）
前記海中電気光学ルーティングユニットは、フライングリード筐体およびモジュール式接続化分配ユニット筐体から成る群から選択される筐体を備えている、前記項目のいずれか１項に記載の方法。
（項目２１）
前記筐体は、ペネトレータの組によって前記大気チャンバから分離された油入りチャンバをさらに備えている、前記項目のいずれか１項に記載の方法。
（摘要）
本発明は、海中光学・電気配電のためのシステム、方法、および装置を提供する。本発明は、光学信号を電気信号に変換し、変換された電気信号を適切なエンドデバイスに送るように適合さている１つ以上のルーティングユニットを備えている。ルーティングユニットは、重機を使用することなく設置され得る小型デバイスである。
本発明、本システム、および使用される用語の完全な理解を促進するために、ここで、類似要素が類似数字で参照される添付図面を参照する。これらの図面は、本発明またはシステムを限定するものとして解釈されるべきではないが、例示的であり、かつ参照用である。
図１は、本発明の一実施形態による、ルーティングユニットを備え得る構成要素を示す、ブロック回路図を提供する。 図２は、単一の光学リードを５つの電気イーサネット（登録商標）リードに接続するフライングリードとして、本発明のルーティングユニットの実施形態の図を提供する。 図３は、ＭＣＤＵ搭載可能筐体に封入され、単一の光学入力と、４つの電気出力の組とを有するものとして、本発明のルーティングユニットの実施形態の側面図を提供する。 図４は、アンビリカル端末と油井ツリーの組との間の通信を促進するために海中ルータモジュールを利用する、従来技術の海中通信システムのブロック図を提供する。 図５は、各油井ツリーが別個のルーティングユニットによってアンビリカル端末に接続される構成における、本発明のルーティングユニットのブロック図を提供する。 図６は、単一のルーティングユニットが、複数の光学リードによってアンビリカル端末に接続され、油井ツリーの組の各々に接続される構成における、本発明のルーティングユニットのブロック図を提供する。 図７は、２つのルーティングユニットの各々が、単一の光学リードによってアンビリカル端末に接続され、２つのルーティングユニットの各々が、油井ツリーの組の各々に接続される構成における、本発明のルーティングユニットのブロック図を提供する。 図８および９は、本発明による、フライングリード筐体の中の海中ルーティングユニットの断面図を提供する。 図８および９は、本発明による、フライングリード筐体の中の海中ルーティングユニットの断面図を提供する。
ここで、添付図面で示されるような例示的実施形態を参照して、本発明およびシステムをさらに詳細に説明する。本発明およびシステムは、例示的実施形態を参照して本明細書で説明されるが、本発明およびシステムは、そのような例示的実施形態に限定されないことを理解されたい。当業者および本明細書の教示にアクセスできる者であれば、追加の実装、修正、および実施形態、ならびに、本明細書で開示および請求されるような本発明の範囲内として本明細書で完全に想定され、およびそれに関して本発明およびシステムが有意に有用となり得る、本発明およびシステムを使用するための他の用途を認識するであろう。
ここで図１を参照すると、本発明による、ルーティングユニット１００を構成する構成要素を示すブロック回路図が提供される。ルーティングユニット１００は、単一モードファイバポート１１０と、光学伝送機および受信機１２０と、マイクロコントローラ１３０と、イーサネット（登録商標）切り替えチップ１４０と、変圧器モジュールの組２００と、ＲＪ−４５接続の組３００と、１０／１００／１０００ＢＡＳＥ−Ｔイーサネット（登録商標）ポートの組４００とを備え得る。ルーティングユニット１００はまた、高電圧ＤＣ−ＤＣ変換器５１０と、ＤＣ−ＤＣ変換器５２０とを備え得る。変圧器モジュールの組２００は、複数のクアッド変圧器モジュール２１０を備え得る。ＲＪ−４５接続の組３００は、複数のＲＪ−４５接続３１０を備え得る。１０／１００／１０００ＢＡＳＥ−Ｔイーサネット（登録商標）ポートの組４００は、複数の電気イーサネット（登録商標）ポート２１０を備え得る。ルーティングユニット１００を構成する構成要素は、図２および３に示されるもの等の筐体に封入されるであろう。高電圧ＤＣ−ＤＣ変換器５１０およびＤＣ−ＤＣ変換器５２０は、ルータ１００の全ての実施形態にあるとは限らない。しかしながら、使用される場合、高電圧ＤＣ−ＤＣ変換器５１０は、１５０ＶＤＣ〜４１０ＶＤＣの入力電圧を２８ＶＤＣに下げるであろう。ＤＣ−ＤＣ変換器５２０はさらに、ルータ１００の構成要素のために要求に応じて、電圧を５．０Ｖ、３．３Ｖ、２．５Ｖ、１．８Ｖ、および１．０Ｖまで低減させるであろう。
マイクロコントローラ１３０は、イーサネット（登録商標）切り替えチップ１４０のための電流構成を提供する。マイクロコントローラ１３０は、ルータ１００が組み立てられるときに事前にプログラムされ得るか、またはルータ１００が海中通信ネットワーク内に設置された時点でプログラムされ得る。光学伝送機および受信機１２０は、アンビリカル端末ヘッド等のソースデバイスからの光学信号を電気信号に変換し、電気信号をイーサネット（登録商標）切り替えチップ１４０に送信する。電気信号を送信すべき正しいクアッド変圧器モジュール２１０は、マイクロコントローラ１３０からの電流構成に基づいて、イーサネット（登録商標）切り替えチップ１４０によって決定される。どのクアッド変圧器モジュール２１０に、さらには、どのＲＪ−４５ポート３１０およびイーサネット（登録商標）ポート４１０に電気信号を送信するかが決定されると、適切な伝送のために必要な任意の追加の情報が、信号に付加され、電気信号が、エンドデバイスに送信される。
ここで図２を参照すると、光学入力ケーブル６１０を５つの電気イーサネット（登録商標）出力ケーブル６４０に接続する、フライングリードハーネス６００の側面図が提供される。光学入力ケーブル６１０の第１の端部６１２は、アンビリカル端末等のソースデバイスに接続する。単一モード光ファイバまたはハイブリッド電気光学ケーブルであり得る光学ケーブル６１６は、第１の端部６１２を第２の端部６１４に接合する。光学ケーブル６１０の第１の端部６１２および第２の端部６１４、ならびに電気イーサネット（登録商標）ケーブル６４０の第１の端部６４２および第２の端部６４４は、海中環境で機能することが可能であり、かつ高い圧力および温度差に耐えることが可能である、任意の好適な解放可能湿式嵌合または乾式嵌合コネクタであり得る。光学ケーブル６１０の第２の端部６１４は、電気光学入力／出力ポート６２４に接続する。電気光学入力／出力ポート６２４は、ルータモジュール筐体６２０の一方の端部にある。ルータモジュール筐体６２０は、図１で描写される回路を収納する、大気チャンバ６２２を備え得る。配電箱６３０のケーブルブレイクアウト６３２は、図１に示されるイーサネット（登録商標）ポートの組４００を備え得る。電気イーサネット（登録商標）ケーブルの組６４０の中の各ケーブル６４０は、電気イーサネット（登録商標）ケーブル６４０の第１の端部６４２において電気入力／出力接合点６３４に接続する。電気イーサネット（登録商標）ワイヤ６４６は、第１の端部６４２を電気イーサネット（登録商標）ケーブルの第２の端部６４４に接合し、油井ツリー等のエンドデバイスに接続し得る。
ここで図３を参照すると、光学入力ポート７４２と、複数の電気イーサネット（登録商標）出力ポート７２２とを有する、ＭＣＤＵ筐体７２０の中のルーティングユニット７００の実施形態の側面図が提供される。ＭＣＤＵ筐体７２０は、第１のフレーム端７１１と、第２のフレーム端７１２とを備え、本体７０２と、最上部７１３とを有し得る。リング基部７６２を伴うリング７１６は、第１のフレーム端７１１および第２のフレーム端７１２を本体７０２に固定するために、またはＭＣＤＵ筐体７２０を移動させて動作させるために、使用され得る。搭載点の組７１５は、ＭＣＤＵ筐体７２０をより大型の構造または支持表面に固定するために使用され得る。ケーブル７３３と、接続端７３１とを有する、光学ケーブル７３０は、光学入力ポート７４２に接続するように適合される。カラー７１４は、光学入力ポート７１４とＭＣＤＵ筐体７２０の本体７０２との間のシールを形成する。各光学入力ポート７２２は、本体７２１と、基部７２３と、シール７２４とを有し、ＭＣＤＵ筐体７２０の本体７０２の最上部７１３の上に配置される。回路筐体７４０は、ＭＣＤＵ筐体７２０の本体７０２の端部に配置され得、図１に説明される回路１００を保持する大気チャンバを備え得る。
図２または図３に示されるいずれか一方の構成では、本発明のルーティングデバイスは、クレーンまたは他の大型水面機器を使用することなく、海中通信ネットワーク内に容易に設置され得る小型のコンパクトな自己充足型デバイスである。両方の構成は、潜水作業員によって、またはＲＯＶによって設置可能であり、接続および配置するために重機または重装備を必要としない。本発明のルーティングデバイスの小さいサイズおよび容易な設置は、現在使用されている、図４に示される海中ルーティングモジュール８２０等の大型海中ルーティングモジュールと比べて、費用ならびに時間の節約を提供する。
ここで図４を参照すると、従来技術の海中通信システム８００のブロック図が提供される。システム８００は、アンビリカル端末８１０と、ルータ８２０と、油井ツリー８３２Ａ、８３２Ｂ、８３２Ｃ〜８３２ｎを備えているエンドデバイスの組８３０と備えている。アンビリカル端末８１０は、水面上の機器まで延びるであろうアンビリカルに接続するソースデバイスである。代替として、アンビリカル端末８１０は、電子通信を送信および管理することが可能な別のソースデバイスであり得る。ルータ８２０は、アンビリカル端末８１０と、エンドデバイスの組８３０を備えている各油井ツリー８３２Ａ、８３２Ｂ、８３２Ｃ〜８３２ｎとの間の通信をルーティングし、管理するために機能する。エンドデバイスの組８３０はまた、炭化水素または鉱物の海中抽出で使用される任意の他のエンドデバイスであり得る。接続８１２Ａ、８１２Ｂ、８１２Ｃ〜８１２ｎを備えている光学接続の組８１１は、ルータ８２０をアンビリカル端末８１０に接続し、接続８２２Ａ、８２２Ｂ、８２２Ｃ〜８２２ｎを備えている電気イーサネット（登録商標）接続の組８２２は、対応する油井ツリー８３２Ａ、８３２Ｂ、８３２Ｃ〜８３２ｎの各々をルータ８２０に接続する。ルータ８２０はまた、海中通信システム８００の診断を行うため、およびシステム８００を備えている機器の他の状態を監視するための機器を備え得る。
この従来技術のシステム８００は、いくつかの欠点に悩まされる。第１に、それは、互いに物理的に近接近して位置し、かつアンビリカル端末８１０に物理的に近接近して位置するごくわずかなエンドデバイス８３０を備えている海中炭化水素抽出作業のための最適な構成である。ルータ８２０を設置することは、費用のかかる高価な作業であり、ルータ自体は、ごくわずかなエンドデバイス８３０を備えている作業のために最適化されない。従来技術のシステム８００は、互いに近くに位置し、かつアンビリカル端末８１０の近くに位置する少数の５つ以下のエンドデバイス８３０を有する作業のための費用効果の高い解決策ではない。
ここで図５−７を参照すると、種々の構成における本発明のルーティングユニットのブロック図が提供される。本発明のルーティングユニットは、これらの構成のうちのいずれかで、または図５−７の構成に示される要素を組み合わせる別の構成で採用され得ることが、当業者によって理解されるはずである。図５−７のソースおよびエンドデバイスが、具体的デバイスとして示されるが、海中通信ネットワークで使用される任意のデバイスが、各通信ネットワークで使用され得ることも理解されたい。
最初に図５を参照すると、エンドデバイスの組９３０の中の油井ツリー９３２Ａ、９３２Ｂ、９３２Ｃ〜９３２ｎが、ルーティングユニットの組９２０の中の別個の対応するルーティングユニット９２２Ａ、９２２Ｂ、９２２Ｃ〜９２２ｎによって、アンビリカル端末９１０に接続される海中通信システム９００構成のブロック図が提供される。本構成では、ルーティングユニットの組９２０の中の各ルーティングユニット９２２Ａ、９２２Ｂ、９２２Ｃ〜９２２ｎは、光学または電気光学ケーブルの組９１１の中の対応する光学または電気光学ケーブル９１２Ａ、９１２Ｂ、９１２Ｃ〜９１２ｎによって、アンビリカル端末９１０に接続される。ルーティングユニットの組９２０は、１）光学入力信号を電気信号に変換し、２）どのエンドデバイス９３０に電気信号を送信すべきかを決定し、３）電気信号を適切なエンドデバイス９３０に伝送し、４）アンビリカル端末９１０に伝送するために電気入力信号を光学信号に変換する役割を果たす。通信システム９００の構成では、各ルーティングユニット９２２Ａ、９２２Ｂ、９２２Ｃ〜９２２ｎが、対応する電気イーサネット（登録商標）接続９２４Ａ、９２４Ｂ、９２４Ｃ〜９２４ｎによって、単一のエンドデバイス９３０のみに接続されるので、どの油井ツリー９３２Ａ、９３２Ｂ、９３２Ｃ〜９３２ｎに電気信号を送信するかを決定することは、単純化される。
ここで図６を参照すると、エンドデバイスの組１０３０の中の各油井ツリー１０３２Ａ、１０３２Ｂ、１０３２Ｃ〜１０３２ｎが、単一のルーティングユニット１０２０によってアンビリカル端末１０１０に接続される、海中通信システム１０００構成のブロック図が提供される。ルーティングユニット１０２０は、光学または電気光学ケーブル１０１２および１０１３によってアンビリカル端末に冗長的に接続される。次いで、ルーティングユニット１０２０は、対応する電気イーサネット（登録商標）接続１０２２Ａ、１０２２Ｂ、１０２２Ｃ〜１０２２ｎによって、エンドデバイスの組１０３２の中の各油井ツリー１０３２Ａ、１０３２Ｂ、１０３２Ｃ〜１０３２ｎに接続される。アンビリカル端末１０１０からの入力光学信号は、主にケーブル１０１２を通して送信されるが、ケーブル１０１２が故障する場合、代わりに、二次ケーブル１０１３が使用され得る。ルーティングユニット１０２０は、光学入力信号を電気信号に変換し、エンドデバイス１０３０のうちのどれに電気信号を送信するかを決定する。ルーティングユニット１０２０はまた、エンドデバイス１０３０からの帰還電気信号に対処する。
次に図７を参照すると、エンドデバイスの組１１３０の中の各油井ツリー１１３２Ａ、１１３２Ｂ、１１３２Ｃ〜１１３２ｎが、第１のルーティングユニット１１２１および第２のルーティングユニット１１２２の両方によって、アンビリカル端末１１１０に接続される海中通信システム１１００構成のブロック図が提供される。ルーティングユニットの組１１２０の中の第１のルーティングユニット１１２１および第２のルーティングユニット１１２２は、それぞれ、光学または電気光学ケーブル１１１２ならびに１１１３によって、アンビリカル端末１１１０に接続される。複数の電気ケーブル１１２４Ａ、１１２４Ｂ、１１２４Ｃ〜１１２４ｎは、第１のルーティングユニット１１２１をエンドデバイスの組１１３０の中の各油井ツリー１１３２Ａ、１１３２Ｂ、１１３２Ｃ〜１１３２ｎに接続する。複数の電気ケーブル１１２６Ａ、１１２６Ｂ、１１２６Ｃ〜１１２６ｎは、第２のルーティングユニット１１２２をエンドデバイスの組１１３０の中の各油井ツリー１１３２Ａ、１１３２Ｂ、１１３２Ｃ〜１１３２ｎに接続する。例えば、電気ケーブル１１２４Ａは、第１のルーティングユニット１１２１を油井ツリー１１３２Ａに接続する。このようにして、システム１１００は、完全に冗長であり、ルーティングユニット１１２０のうちのいずれか一方が故障した場合、他方が、追加の介入を伴わずに全てのエンドデバイス１１３０への通信に対処することができる。
他の構成も可能である。例えば、ルーティングユニット１１２０の各々は、複数の光学または電気光学ケーブル入力を有し得る。加えて、第１のルーティングユニット１１２１がエンドデバイス１１３０の一部に接続され、第２のルーティングユニット１１２２がエンドデバイス１１３０の他の一部に接続される構成が採用され得る。
図５−７に示される構成のうちのいずれかでは、ルーティングユニットまたは複数のルーティングユニットが、図４に示される海中ルーティングモジュール８２０に効果的に取って代わる。各ルーティングユニットは、モジュール８２０等の大型ルーティングモジュールより単純で、小さく、安価である。ルーティングユニットは、海中ルーティングモジュール８２０が行うことが可能である診断および監視の一部を行う能力を有し得るが、好ましい実施形態では、これらの機能は、より容易に監視および維持され得る水面ベースの機器に移送される。
ここで図８および９を参照すると、それぞれ、フライングリードルーティングユニット１２００ならびに１３００の断面図が提供される。図８に示されるフライングリードルーティングユニット１２００は、例えば、図２に示されるフライングリードハーネス６００であり得る。フライングリードルーティングユニット１２００は、主要本体１２１０と、光学接続端１２６０と、電気接続端１２２０とを備えている。主要本体１２１０は、一方の端部に、電気ペネトレータ１２３６および光学ペネトレータ１２３４が配置される端部キャップ１２６２を有する。主要本体１２１０の他方の端部には、電気ペネトレータ１２１４が配置される。主要本体内には、回路基板搭載プレート１２５２および回路基板１２５０が配置される大気領域１２１６がある。光学接続端１２６０では、電気光学ケーブル１２７２の光学ケーブル端末１２７０が、端部キャップ１２１２に接続し、フライングリードルーティングユニット１２００を任意の好適なソースデバイスに接続する。電気ケーブル１２３２および光学ケーブル１２３６は、それぞれ、電気光学ケーブル１２７２と電気ペネトレータ１２３６との間、および電気光学ケーブル１２７２と光学ペネトレータ１２３４との間に動作接続を形成する。大気領域１２１６の内側で、電気ケーブル１２３９および光学ケーブル１２３８は、回路基板１２５０に接続する。回路基板１２５０は、図１に示される基板であり得る。
基板１２５０から銅イーサネット（登録商標）ケーブルであり得る複数の電気接続１２４０は、基板１２５０と電気ペネトレータ１２１４との間に動作電気接続を形成する。電気接続端１２２０では、油入領域１２２２が、電気接続端１２２０内に配置され、ケーブル端末接続１２４６と電気ペネトレータ１２１４との間に圧力ならびに粒子状物質および／または流体障壁を形成する。電線１２４２は、ペネトレータ１２１４をケーブル端末接続１２４５に接合する。ケーブル端末１２４８は、ケーブル端末接続１２４６に接続し、フライングリードルーティングユニット１２００を任意の好適なエンドデバイスに接合する。図９に示されるフライングリードルーティングユニット１３００は、大気領域１３０４が電気端末端１３０２内で延びるという点で、図８に示されるルーティングユニット１２００と異なる。さらに、単一の電気ペネトレータ１２１４の代わりに、複数の電気ペネトレータ１３２２が使用される。加えて、各ケーブル端末接続１３１０は、ケーブル端末接続内に油入領域１３１２を備えている。ワイヤ１３２０は、回路基板１３２４を各電気ペネトレータ１３２２に接続する。
ある好ましい実施形態を参照することによって、本発明が説明されているが、多数の変更が、説明される発明の概念の精神および範囲内で行われ得ることを理解されたい。さらに、本発明は、本明細書に説明される具体的実施形態によって範囲が限定されるものではない。本明細書に説明されるものに加えて、本発明の他の種々の実施形態および修正が、前述の説明ならびに添付図面から当業者に明白となるであろうことが全体的に考慮される。したがって、そのような他の実施形態および修正は、以下の添付される請求項の範囲内に入ることを意図している。さらに、本発明は、特定の実施形態および実装ならびに用途との関連で、および特定の環境内で、本明細書に説明されているが、当業者は、その有用性がそれに限定されず、本発明は、任意の数の目的で任意の数の方法および環境において有益に適用され得ることを理解するであろう。したがって、以下に記載される請求項は、本明細書に開示されるような本発明の完全な範疇および精神を考慮して解釈されるべきである。

Claims (21)

  1. 小型海中イーサネット（登録商標）切り替え伝送システムであって、
    第１および第２の端部を有する少なくとも１つの海中光学または電気光学ケーブルと、
    複数の伝送ケーブルと、
    ソースデバイスと、
    複数のエンドデバイスと、
    前記光学または電気光学ケーブルの前記第１の端部に接続されている第１の端部、および前記光学または電気光学ケーブルの一方の端部に接続されている第２の端部を有する少なくとも１つの海中電気光学ルーティングユニットと
    を備え、
    前記少なくとも１つの海中電気光学ルーティングユニットは、大気チャンバ、および前記大気チャンバの中に搭載されているイーサネット（登録商標）切り替えまたはルーティングデバイスを含む小型海中筐体を有し、
    前記イーサネット（登録商標）切り替えまたはルーティングデバイスは、
    少なくとも１つの光学入力／出力接合点と、
    複数の電気入力／出力接合点と、
    イーサネット（登録商標）切り替えコントローラと、
    前記イーサネット（登録商標）切り替えコントローラを構成するための構成マイクロコントローラと、
    前記光学入力／出力接合点と前記イーサネット（登録商標）切り替えコントローラとの間に動作可能に配置されている多方向電気／光学変換器モジュールであって、前記変換器モジュールは、前記光学入力／出力接合点において受信される光学入力信号を前記イーサネット（登録商標）切り替えコントローラにおける電気出力信号に変換し、かつ前記イーサネット（登録商標）切り替えコントローラから受信される電気入力信号を前記光学入力／出力接合点における光学出力信号に変換するように構成されている、変換器モジュールと
    前記光学または電気光学ケーブルの前記第１の端部から前記光学または電気光学ルーティングユニットの前記第１の端部の前記大気チャンバの中へ延び、前記多方向電気／光学変換器モジュールの第１の接合点に接続されている１つ以上の信号搬送光ファイバであって、前記光学または電気光学ケーブルは、前記海中電気光学ルーティングユニットに解放可能に接続されている信号搬送光ファイバと、
    第２の接合点から延び、前記イーサネット（登録商標）切り替えコントローラを介して前記複数のケーブルの中の対応する電気信号ワイヤと通信する複数の電気信号ワイヤであって、前記複数の伝送ケーブルは、前記海中電気光学ルーティングユニットに解放可能に接続されている、電気信号ワイヤと
    を備えている、システム。
  2. 前記ソースデバイスは、アンビリカル端末であり、前記複数のエンドデバイスは、少なくとも１つの油井ツリーを備えている、請求項１に記載のシステム。
  3. 前記伝送システムの監視、および、前記ソースデバイスおよび前記複数のエンドデバイスの監視は、水面ベースの機器の組によって行われる、請求項１に記載のシステム。
  4. 前記筐体は、フライングリード筐体およびモジュール式接続化分配ユニット筐体から成る群から選択される、請求項１に記載のシステム。
  5. 前記筐体は、ペネトレータの組によって前記大気チャンバから分離された油入りチャンバをさらに備えている、請求項１に記載のシステム。
  6. 前記海中電気光学ルーティングユニットは、前記少なくとも１つの海中光学または電気光学ケーブルと前記複数の伝送ケーブルとの間に配置され、それらと動作可能に電気通信している、請求項１に記載のシステム。
  7. 前記光学または電気光学ケーブルの前記第２の端部は、前記ソースデバイスに解放可能に接続され、前記複数の伝送ケーブルの各々は、前記複数のエンドデバイスからのエンドデバイスに解放可能かつ動作可能に接続されている、請求項１に記載のシステム。
  8. 小型海中イーサネット（登録商標）切り替え伝送装置であって、
    第１および第２の端部を有する少なくとも１つの海中光学または電気光学ケーブルと、
    複数の伝送ケーブルと、
    前記光学または電気光学ケーブルの前記第１の端部に接続されている第１の端部、および前記光学または電気光学ケーブルの一方の端部に接続されている第２の端部を有する少なくとも１つの海中電気光学ルーティングユニットと
    を備え、
    前記少なくとも１つの海中電気光学ルーティングユニットは、大気チャンバ、および前記大気チャンバの中に搭載されているイーサネット（登録商標）切り替えまたはルーティングデバイスを含む小型海中筐体を有し、
    前記イーサネット（登録商標）切り替えまたはルーティングデバイスは、
    少なくとも１つの光学入力／出力接合点と、
    複数の電気入力／出力接合点と、
    イーサネット（登録商標）切り替えコントローラと、
    前記イーサネット（登録商標）切り替えコントローラを構成するための構成マイクロコントローラと、
    前記光学入力／出力接合点と前記イーサネット（登録商標）切り替えコントローラとの間に動作可能に配置されている多方向電気／光学変換器モジュールであって、前記光学入力／出力接合点において受信される光学入力信号を前記イーサネット（登録商標）切り替えコントローラにおける電気出力信号に変換し、かつ前記イーサネット（登録商標）切り替えコントローラから受信される電気入力信号を前記光学入力／出力接合点における光学出力信号に変換するように構成されている、変換器モジュールと
    前記光学または電気光学ケーブルの前記第１の端部から前記海中電気光学ルーティングユニットの前記第１の端部の前記大気チャンバの中へ延び、前記多方向電気／光学変換器モジュールの第１の接合点に接続されている１つ以上の信号搬送光ファイバであって、前記光学または電気光学ケーブルは、前記海中電気光学ルーティングユニットに解放可能に接続されている信号搬送光ファイバと、
    第２の接合点から延び、前記複数の伝送ケーブルの中の対応する電気信号ワイヤと通信する複数の電気信号ワイヤであって、前記複数の伝送ケーブルは、前記海中電気光学ルーティングユニットに解放可能に接続されている、電気信号ワイヤと
    を備えている、装置。
  9. ソースデバイスおよび複数のエンドデバイスに接続するようにさらに適合されている、請求項８に記載の装置。
  10. 前記ソースデバイスは、アンビリカル端末であり、前記複数のエンドデバイスは、少なくとも１つの油井ツリーを備えている、請求項９に記載の装置。
  11. 前記装置は、海中イーサネット（登録商標）伝送システム、前記ソースデバイス、および前記複数のエンドデバイスを監視するように適合されている、請求項９に記載の装置。
  12. 前記伝送システム、前記ソースデバイス、および前記複数のエンドデバイスの監視は、水面ベースの機器の組によって行われる、請求項９に記載の装置。
  13. 前記筐体は、フライングリード筐体およびモジュール式接続化分配ユニット筐体から成る群から選択される、請求項８に記載の装置。
  14. 前記筐体は、ペネトレータの組によって前記大気チャンバから分離された油入りチャンバをさらに備えている、請求項８に記載の装置。
  15. 前記海中電気光学ルーティングユニットは、前記少なくとも１つの海中光学または電気光学ケーブルと前記複数の伝送ケーブルとの間に配置され、それらと動作可能に電気通信している、請求項８に記載の装置。
  16. ソースデバイスと複数のエンドデバイスとの間の海中電気光学イーサネット（登録商標）伝送のための方法であって、前記方法は、
    光学または電気光学ケーブルの第１の端部を前記ソースデバイスに解放可能に接続することと、
    前記光学または電気光学ケーブルの第２の端部を海中電気光学ルーティングユニット上の光学または電気光学入力／出力ポートに解放可能に接続することと、
    電気イーサネット（登録商標）ケーブルの第１の端部を前記海中電気光学ルーティングユニット上の複数の電気イーサネット（登録商標）入力／出力ポートのうちの１つに解放可能に接続することと、
    前記電気イーサネット（登録商標）ケーブルの第２の端部をエンドデバイスに解放可能に接続することと、
    構成マイクロコントローラによって、前記電気光学ルーティングユニットの中に配置されているイーサネット（登録商標）切り替えコントローラを構成することと、
    前記ソースデバイスから前記電気光学ルーティングユニットの前記光学入力／出力ポートに第１の光学信号を伝達することと、
    電気／光学変換器モジュールによって、前記第１の光学信号を第１の電気信号に変換することと、
    前記電気／光学変換器モジュールから前記イーサネット（登録商標）切り替えコントローラに前記第１の電気信号を伝達することと、
    前記イーサネット（登録商標）切り替えモジュールの電流構成に基づいて、前記複数の電気イーサネット（登録商標）入力／出力ポートのうちのいずれが前記第１の電気信号を伝達するかを決定することと、
    前記決定された電気イーサネット（登録商標）入力／出力ポートに接続されている前記電気イーサネット（登録商標）ケーブルによって、前記第１の電気信号を前記エンドデバイスに伝送することと、
    前記電気イーサネット（登録商標）入力／出力ポートに接続されている前記電気イーサネット（登録商標）ケーブルによって、前記エンドデバイスから前記電気光学ルーティングユニットの電気イーサネット（登録商標）入力／出力ポートに第２の電気信号を伝達することと、
    前記イーサネット（登録商標）切り替えモジュールの電流構成に基づいて、前記複数の電気イーサネット（登録商標）入力／出力ポートのうちのいずれが前記第２の電気信号を受信したかを決定し、ソース情報の組を前記第２の電気信号に付加することと、
    前記イーサネット（登録商標）切り替えコントローラから前記電気／光学変換器モジュールに前記第２の電気信号を伝達することと、
    前記電気／光学変換器モジュールによって、前記第２の電気信号を第２の光学信号に変換することと、
    前記光学または電気光学ケーブルによって、前記光学信号を前記ソースデバイスに伝送することと
    を含む、方法。
  17. 前記ソースデバイスは、アンビリカル端末であり、前記複数のエンドデバイスは、少なくとも１つの油井ツリーを備えている、請求項１６に記載の方法。
  18. 前記海中電気光学ルーティングユニットによって、海中イーサネット（登録商標）伝送システム、前記ソースデバイス、および前記複数のエンドデバイスを監視することをさらに含む、請求項１６に記載の方法。
  19. 前記伝送システム、前記ソースデバイス、および前記複数のエンドデバイスの監視は、水面ベースの機器の組によって行われる、請求項１６に記載の方法。
  20. 前記海中電気光学ルーティングユニットは、フライングリード筐体およびモジュール式接続化分配ユニット筐体から成る群から選択される筐体を備えている、請求項１６に記載の方法。
  21. 前記筐体は、ペネトレータの組によって前記大気チャンバから分離された油入りチャンバをさらに備えている、請求項１６に記載の方法。
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