JP3388499B2 - 遠隔励起海底光ケーブルの増幅用ファイバ収納体 - Google Patents

遠隔励起海底光ケーブルの増幅用ファイバ収納体

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、遠隔励起による無
中継海底光ケーブルに関するものである。
【0002】従来の海底光ケーブルの技術分野では、長
距離無中継伝送を行うには光ファイバの損失を低くする
必要があった。このため、過去20年以上に亘り主とし
て石英系光ファイバの低損失化のための研究開発が続け
られ、最近では波長1.55μmにおいて0.2dB/km程度の理
論限界に相当する低損失ファイバが実現されている。こ
のようなファイバを用いて無中継伝送を行う場合、即ち
入力レベルを0dBm、最小受光レベルを−30dBm 、ファイ
バ損失を0.2dB/kmと仮定すると、伝送可能距離は 150km
になる。この値はファイバの一層の低損失化によって少
しは改善されるが、例えば2倍以上の改善は実現できな
い。
【0003】しかしながら、近年の光増幅技術の進展に
より、新しい技術によって上記の無中継伝送可能距離を
大幅に伸ばすことができるようになった。これらを図1
を用いて説明する。図1(a) は従来からの無中継伝送シ
ステムを示す図であり、1は光源、2は光ファイバ、3
は受光器である。これに対して図1(b) に示すように、
送信側で光源の後に光増幅器(ポストアンプ)4を設置
して信号の出力を大きくすると共に、受信側では受光器
の前に光増幅器(プリアンプ)5を設置して最小受光レ
ベルを上げ、感度を高くすることができるようになっ
た。
【0004】このような構成により、光ファイバの損失
が従来と同程度であっても、伝送可能距離を飛躍的に長
くすることができた。例えばポストアンプ通過後の入力
レベルを+20dBm 、プリアンプを用いる時の最小受光レ
ベルを−40dBm と仮定すると、ファイバ損失を0.2dB/km
とした時、伝送可能距離は300km になり、従来の無中継
伝送の場合の2倍になる。ここで最小受光レベルの改善
を10dBm と仮定した理由は、受光レベルが−40dBm 程度
に低くなると量子雑音の影響が無視できなくなり、実効
的に増幅利得を大きくできないことによる。
【0005】更に、光増幅技術を最大限に生かす方法と
して図1(c) 及び(d) に示すような遠隔励起技術が提案
されている。図1(c) は受信側のみ遠隔励起増幅器を用
いるシステムを、図1(d) は送信側及び受信側双方に遠
隔励起増幅器を用いるシステムを示している。この技術
は、光増幅を行う活性媒体であるエルビウム添加ファイ
バ(通常10〜20m を使用する)6を端局から数十km離れ
た地点に配置し、これを励起するための励起光源8を端
局に配置するものである。7は光合分波器である。励起
光源8を高出力にすることにより、増幅用ファイバ6の
位置を端局から離れた位置に配置できるので、全体とし
ての伝送可能距離を400km 以上まで拡大することができ
る。
【0006】このような可能性を示す研究発表は、例え
ばECOC '89,PDA-7におけるK.Aida他による論文、OFC '9
5,PD26におけるS.S.Sian他による論文等に見られる。し
かしながら、これらの報告は単に実験室内で1心のファ
イバ伝送路を接続してその可能性を示したものであり、
実際に光ケーブルとして使用するに際しての形態につい
ては言及していない。通常の海底光ケーブルでは、光フ
ァイバが4心から 100心程度実装されており、これら各
ファイバ毎に遠隔励起を行うとなるとエルビウム添加フ
ァイバの数はファイバ心数と同数必要であるため、その
収納方法が大きな問題になる。従来の技術の範囲ではこ
のような収納体の構造に関する提案は行われていない。
【0007】類似の例として海底光ケーブルの接続体が
あるが、これは単にファイバを相互に接続して僅かな長
さ(1m 程度)のファイバ余長を収納するだけの比較的
簡単な構造である。仮にこの接続体を流用してエルビウ
ム添加ファイバの収納体として用いるとすると、所要の
増幅利得を得るためにはエルビウム添加ファイバの長さ
は10〜20m 必要なので収納すべきファイバ長が長くなる
こと、ファイバ接続部はエルビウム添加ファイバの両端
に合計2個となるため通常の海底光ケーブル接続構造に
比較するとファイバ接続点数が2倍に増えること、等の
問題点があり、このような従来の海底光ケーブル接続体
の中に収納することは困難である。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上述
の問題点を解決し、長尺の増幅用ファイバであるエルビ
ウム添加ファイバ及び増幅用ファイバと海底光ケーブル
心線との多数の接続部を効率的に収納するための構造を
提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明の遠隔励起海底光
ケーブルの増幅用ファイバ収納体は、中心抗張力体と複
数の光ファイバ心線を有する第1の海底光ケーブルと、
同じく中心抗張力体と複数の光ファイバ心線を有する第
2の海底光ケーブルとを光増幅ファイバを介して接続し
た遠隔励起海底ケーブルの増幅用ファイバ収納体であっ
て、当該増幅用ファイバ収納体の内側に耐圧シリンダを
設け、前記第1及び第2の海底ケーブルを耐圧シリンダ
の両端でそれぞれ引き留め、第1及び第2の海底ケーブ
ルの中心抗張力体を耐圧シリンダの中央部で固定し、前
記光増幅ファイバをリールに巻付け、これらのリールを
前記海底光ケーブルの長さ方向に沿って積み重ねるよう
に配列して耐圧シリンダ内に収納したことを特徴とす
る。
【0010】ここで、個々の増幅用ファイバは予め小型
円盤状のリールに巻付けておき、これらを光ケーブルの
長さ方向に積み重ねるように耐圧シリンダ内に収納す
る。また、耐圧シリンダ内部に2層以上の円筒体からな
るファイバ接続部固定用治具を具え、これらに巻付ける
ことによりファイバ及び増幅用ファイバの接続余長及び
接続補強部を収納するようにするとよい。
【0011】このような本発明による遠隔励起海底光ケ
ーブルの増幅用ファイバ収納体を用いることにより、容
易に実用的な遠隔励起による無中継海底光ケーブルシス
テムを構築することができ、特に最大 100心の海底光フ
ァイバケーブルでも伝送路構築を効率的に行うことがで
きると共に、故障修理が必要になった場合の取扱いが容
易になる。
【0012】
【発明の実施の形態】次に、 100心の海底光ケーブルに
本発明の収納体を適用した実施例について、図面を用い
て説明する。但し、本発明の収納体の適用は 100心海底
光ケーブルに限定されるものではなく、他の心線数の海
底光ケーブルに対しても適用できることは勿論である。
【0013】図2は遠隔励起を用いた海底伝送路の構成
の概略を示す図であり、図2(a) は概観図、図2(b) は
内部構成説明図である。両側の陸上端局11、12から一定
の距離離れた海底部にある例えば光ケーブル接続部13、
14にエルビウム添加ファイバ6を収納するための収納体
17、18を配置する。図2(b) には光ファイバ伝送路毎の
構成が示されているが、 100心の光ファイバのうち50心
が同図右から左への伝送に、残りの50心が逆方向への伝
送に用いられるものとする。ここでは、各光ファイバに
対して図1(c) に示された構成による遠隔励起を行うこ
とを想定している。即ち、受光側のみで遠隔励起を採用
するため、1個の収納体内には50心のエルビウム添加フ
ァイバ6を収納することになる。残りの50心については
ファイバ相互の単純接続を行う。図2で、10は海面、1
5、16は伝送装置、19は光ファイバ2とエルビウム添加
ファイバ6との接続部、20は光ファイバ2相互の接続部
である。
【0014】図3は、本発明によるエルビウム添加ファ
イバを収納する収納体の実施例を示す。左右から対向す
る光ケーブル21を耐圧シリンダ22に挿入し、シリンダ22
の両端で光ケーブル21を引留めると共に、ファイバ心線
2をシリンダ内に収容する。エルビウム添加ファイバ収
納部28は、エルビウム添加ファイバ収納用リール29のス
タック(集合体)である。
【0015】参考までに図4に無中継用の 100心海底光
ファイバケーブルの例の断面図を示す。同図の光ケーブ
ルの構造は、中心抗張力体31の周りにプラスチック製の
スロット32を配置し、スロット32の溝33の中に4心のテ
ープ心線34を収容する。溝33は5個あるので各溝33に4
心テープ34を5枚ずつ収容すると全体で 100心の光ファ
イバを実装することができる。スロット32の外側には抗
張力線(鋼線)35が螺旋状に巻かれ、その外側を銅パイ
プ36で押さえ、その外側にポリエチレン外被層37を設け
た構造になっている。この光ケーブルの外径は22.5mmで
ある。
【0016】次に、再び図3を参照して、本発明による
収納体の組立ての手順について説明する。先ず、左右の
光ケーブルの中心抗張力体31を中央の中心抗張力体引留
め部30で固定する。次いでケーブルスロット32からテー
プ心線34を取出す。内層シリンダ26を取付け、この内層
シリンダ26に設けた穴(図示していない)からテープ心
線を引出す。エルビウム添加ファイバ6は予め約15m を
内径60mmの小型リール29に巻付けておき、25個ずつ左右
に分けて内層シリンダ26の外側にシリンダ26の軸に垂直
の状態で嵌め込む。このリール29は、厚さ約 3mmの薄い
円盤でできており、外径80mmで中央部には内径約50mmの
穴が開けられている。
【0017】エルビウム添加ファイバを接続しない光フ
ァイバ心線は、この段階で相互に接続を行い、接続部20
を内層シリンダ26の外側に固定する。次に外層シリンダ
27を装着する。外層シリンダ27にも数箇所に穴(図示し
ていない)を設けておき、そこから光ファイバ心線及び
エルビウム添加ファイバを引出す。心線とエルビウム添
加ファイバと、及びエルビウム添加ファイバと心線とを
接続し、それらの接続部19を外層シリンダ27の外側に固
定する。なお、内層シリンダ26及び外層シリンダ27は、
双方共縦方向に割れた構造になっており、装着に際して
片方ずつ作業を行えば、光ファイバの引出しを簡単に行
うことができる。
【0018】光ファイバ心線の接続においては、テープ
心線相互の接続の場合は4心一括して接続し、テープ心
線とエルビウム添加ファイバとの接続の場合はテープ心
線を1本ずつ分離した後1心ずつ接続する。心線接続部
は長さ4〜5cmに亘って補強用スリーブで補強する。こ
こでは、エルビウム添加ファイバは1心ずつリールに巻
いて収納したが、エルビウム添加ファイバによる4心テ
ープ心線を作成して用いれば、4心一括の接続を行うこ
とができるので接続作業の効率を上げることができると
共に、更に収納スペースも小さくなる。
【0019】光ファイバ心線の接続が終了すると、その
外側に耐圧シリンダ22を装着する。この耐圧シリンダ22
は、接続作業に入る前に予めケーブル側にずらせてお
く。その外側にポリエチレン25をモールドし、更に保護
用の円筒型スリーブ23を装着する。最後にゴムブーツ24
を装着して組立てが完了する。この実施例の収納体の長
さは約1280mmである。
【0020】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の収納体に
よれば、実用性が高い遠隔励起海底無中継伝送路システ
ムを構成することができ、現在実用化されている最大 1
00心の光ケーブルにも適用できるので、大容量無中継伝
送の伝送距離の拡大に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】光ファイバによる無中継伝送システムを説明す
る図である。
【図2】遠隔励起を用いた海底伝送路の構成の概略を示
す図である。
【図3】本発明によるエルビウム添加ファイバを収納す
る収納体の実施例を示す図である。
【図4】無中継用の 100心海底光ファイバケーブルの例
の断面図を示す図である。
【符号の説明】
1 光源 2 光ファイバ 3 受光器 4 光増幅器(ポストアンプ) 5 光増幅器(プリアンプ) 6 エルビウム添加ファイバ 7 光合分波器 8 励起光源 10 海面 11、12 陸上端局 13、14 光ケーブル接続部 15、16 伝送装置 17、18 収納体 19 光ファイバ2とエルビウム添加ファイバ6との接
続部 20 光ファイバ2相互の接続部 21 光ケーブル 22 耐圧シリンダ 23 保護用の円筒型スリーブ 24 ゴムブーツ 25 ポリエチレン 26 内層シリンダ 27 外層シリンダ 28 エルビウム添加ファイバ収納部 29 エルビウム添加ファイバ収納用リール 30 中心抗張力体引留め部 31 中心抗張力体 32 スロット 33 溝 34 テープ心線 35 抗張力線 36 銅パイプ 37 ポリエチレン外被層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 梶 幸夫 東京都港区芝浦1丁目2番1号 日本大 洋海底電線株式会社内 (56)参考文献 特開 昭57−142602(JP,A) 特開 平7−263778(JP,A) 特開 平4−104202(JP,A) 特開 平2−244103(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02B 6/00 H04B 10/17

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 中心抗張力体と複数の光ファイバ心線を
    有する第1の海底光ケーブルと、同じく中心抗張力体と
    複数の光ファイバ心線を有する第2の海底光ケーブルと
    を光増幅ファイバを介して接続した遠隔励起海底ケーブ
    ルの増幅用ファイバ収納体であって、 当該増幅用ファイバ収納体の内側に耐圧シリンダを設
    け、前記第1及び第2の海底ケーブルを耐圧シリンダの
    両端でそれぞれ引き留め、第1及び第2の海底ケーブル
    の中心抗張力体を耐圧シリンダの中央部で固定し、前記
    光増幅ファイバをリールに巻付け、これらのリールを前
    記海底光ケーブルの長さ方向に沿って積み重ねるように
    配列して耐圧シリンダ内に収納したことを特徴とする遠
    隔励起海底ケーブルの増幅用ファイバ収納体。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の遠隔励起海底ケーブル
    の増幅用ファイバ収納体において、前記耐圧シリンダと
    第1及び第2の海底ケーブルとの間の空間内に前記耐圧
    シリンダとは別の第1のシリンダを配置し、前記光増幅
    ファイバが巻付けられているリールを第1のシリンダに
    装着して海底ケーブルの長さ方向に配列したことを特徴
    とする遠隔励起海底ケーブルの増幅用ファイバ収納体。
  3. 【請求項3】 請求項2に記載の遠隔励起海底ケーブル
    の増幅用ファイバ収納体において、前記耐圧シリンダと
    第1のシリンダとの間の空間内に第2のシリンダを配置
    し、各光増幅ファイバの一端と第1の海底ケーブルの光
    ファイバ心線とを接続し、当該光増幅ファイバの他端と
    第2の海底ケーブルの対応する光ファイバ心線を接続
    し、これらの接続部を前記第2のシリンダの外周に配置
    したことを特徴とする遠隔励起海底ケーブルの増幅用フ
    ァイバ収納体。
  4. 【請求項4】 請求項2に記載の遠隔励起海底ケーブル
    の増幅用ファイバ収納体において、前記第1及び第2の
    海底ケーブルの一部の光ファイバ心線を相互に直接接続
    し、当該直接接続した接続部を前記第1のシリンダの外
    周に配置したことを特徴とする遠隔励起海底ケーブルの
    増幅用ファイバ収納体。
  5. 【請求項5】 請求項2から4までのいずれか1項に記
    載の遠隔励起海底ケーブルの増幅用ファイバ収納体にお
    いて、前記光増幅ファイバが巻付けられているリールの
    うち、半分のリールを第1のシリンダの第1の海底ケー
    ブルが位置する側に装着し、残りの半分のリールを第2
    の海底ケーブルが位置する側に装着したことを特徴とす
    る遠隔励起海底ケーブルの増幅用ファイバ収納体。
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