JP3967382B2 - 光ファイバ伝送システムのための分岐装置 - Google Patents

Description

本発明は、幹線でどちらの方向から供給される電力によっても給電することができるが、分岐装置を介して結合されたケーブル部分の選択的分離を可能にする光ファイバ伝送システムのための分岐装置に関する。
多数の分岐が存在する長距離にわたる光ファイバ通信システムの動作では、幹線ケーブルの障害または断線により問題が生じる可能性があり、その結果、障害または断線の反対側にある端末間の伝送に障害が発生する。このような障害条件下では、断線の同じ側にある端末間の通信は依然として可能であり、断線の適切な側にある幹線端から分岐装置に電力を供給することができる。障害または断線を修復する際、通常はシステム電力を遮断して断線部を分離する必要があり、それにはシステム全体を動作停止にする必要があるという問題が起こる。本発明は、ケーブルの一部を電源から分離して修理することができるようにすると同時に、その間もなおシステムの残りの部分を動作可能にする手段を設けることに係わる。
本発明によると、電気導体と一対または複数対の光ファイバとを有するタイプの幹線ケーブルの異なる部分の端部を受け入れる一対の入出力を有し、スイッチング回路が幹線で供給される監視信号に応答して各幹線部分の電気導体間で、または地帰路を介して、電力を選択的にルーティングするのに有効な、光ファイバ伝送システムのための分岐装置が提供される。
スイッチング回路は、一旦切り換わると、電源が遮断されるまで地帰路を介してルーティングを維持するのに有効なラッチング機能を有することができる。スイッチング回路はリレーを含むことができる。リレーは、一旦切り換わると、電力が遮断されるまで地帰路を介したルーティングを維持するのに有効なラッチングリレーとすることができる。スイッチング回路は、リレーコイルに結合されたトランジスタスイッチも含んでいても良く、このトランジスタスイッチは監視信号に応答して制御回路によって駆動される。
分岐装置は、二つの並列したアームを含むダイオードブリッジ回路を備えていてもよく、該ブリッジ回路は、各アームがアノードからカソードに直列接続された一対のダイオードを有し、アームの端部がアノードからアノード、カソードからカソードに交差結合され、各アーム対のダイオード間の接合部に異なる幹線ケーブル部分の個々の電気導体の接続が設けられ、トランジスタとリレーコイルとのスイッチング配置がアームの端部間に結合されている。この分岐装置の改良点は、アノードからカソードに直列接続された一対のダイオードを有するもう一つの並列アームが前記二つの並列アームの交差結合端部間に同様に接続されて設けられ、このもう一つの並列アームのダイオードの間の接合部が常時閉リレー接点を介して接地に結合されていることである。並列アームの交差結合端部間にツェナーダイオードを接続して、トランジスタとリレーコイル回路の電圧を調整することができる。
地帰路は海地気とすることもできる。
スイッチング回路は、光ファイバの一つを介して供給される光監視信号に応答することができる。あるいは、スイッチング回路は電気導体を介して供給される電気監視信号に応答することもできる。
本発明は、前記のような二つ以上の間隔を置いて配置された分岐装置を備えた幹線ケーブルを含み、各分岐装置内のスイッチング回路が異なる監視信号に応答し、それによって、少なくとも一つのケーブル端から供給される監視信号に応答して隣接する分岐装置間または接地への電力の選択的結合を可能にして幹線部分に供給される電力の分離を可能とする光伝送システムも含む。
本発明およびその様々な他の好ましい特徴をよりわかりやすくするために、本発明のいくつかの実施の形態について図面を参照しながら説明するが、これらは例示に過ぎない。
第１図は、本発明による分岐装置を使用した光伝送システムを示す概略図である。
第２図は、本発明により構成された分岐装置の概略回路図である。
第３ａ図から第３ｅ図は、本発明により構成された光伝送システムの電力供給を示す概略図である。
第４図は、幹線障害状態での電力供給を示す概略図である。
次に第１図を参照すると、その間で光伝送信号の通信を行うことができるように幹線ケーブル１４を介して結合された遠隔基地局１０、１２を含む、たとえば水中伝送システムなどの光伝送システムが図示されている。幹線ケーブルはいくつかの分岐装置１６、１８、２０を備え（この実施の形態では３個図示されている）、これらはそれぞれスパー（ｓｐｕｒ）端末２２、２４、２６に結合されており、幹線ケーブルの異なる部分の端部に接続された入出力２８、３０、３２、３４、３６、３８を有する。分岐装置は、波長分割多重化によって特定の信号波長をその信号波長に関連づけられたスパー端末に転送し、前記信号波長を幹線でさらに先に伝送するために幹線に導くように設計されている。分岐装置をスパー端末に結合する線は光ファイバのみを含むケーブルであることを表わすように点線で図示され、幹線１４は、光ファイバと分岐装置内に含まれる回路を動作させるように分岐装置に電力を供給するために設けられた電気導体との両方を含むケーブルであることを表わすように実線で図示される。このタイプのシステムは、電力を供給することができる基地局１０および１２の制御下で動作する。スパー端末は従属的であり、システム上の電力を制御することができず、基地局から分岐装置に供給される監視信号を使用してスパー端末を動作不能にすることができるように構成可能である。既存の分岐装置システムでは、幹線ケーブルに障害または断線が発生すると、修復が行われている間、幹線の両端から電力を遮断し、システム全体を使用不能にする必要があるという問題が生じる。
次に第２図を参照すると、ケーブルの障害または断線のある部分を電源から分離すると同時に、その間もなお断線の各側でシステム動作を維持する分岐装置スイッチング回路８が図示されている。この回路は、一対の電力供給線４２、４４に結合され、幹線内の光ファイバの一つに結合された入力４６を有する制御回路４０を含む。この制御回路は、基地局の一つから幹線で供給される所定の監視信号に応答する。このような監視信号は、各分岐装置に異なる特定のディジタルコードを供給する１５０ＫＨｚの振幅変調搬送波とすることができる。制御回路は、ＮＰＮトランジスタ５０のベース電極に結合された出力４８を有する。トランジスタのエミッタ電極は電力供給線４４に結合され、コレクタ電極はリレーコイル５２を介して他方の電力供給線４２に結合されている。制御回路は、基地局のいずれか一つから幹線入出力線の電気導体を通って５４および５６に図示する連続した幹線部分に供給される電流によって電力供給される。これらはダイオードブリッジの異なるアームに結合され、ブリッジは、各アームがアノードからカソードに直列接続された一対のダイオード５８、６０、６２、６４を有する二つの並列アームを有し、アームはアノードからアノード、カソードからカソードに交差結合され、電力供給線４２および４４を提供する。接続部５４および５６は異なるアームのダイオード間の接合部に接続される。電力供給線４２と４４の間にあるもう一つの同様の並列アームが、やはり電力供給線４２と４４の間でアノードからカソードに直列接続されたダイオード６６、６８を含む。ダイオード６６と６８の間の接合部は、リレー５２の常時閉接点７０を介して接地７２に結合されている。この接地７２は、水中システムの場合は海地気である。電力供給線４２と４４の間にツェナーダイオード７４を接続して制御回路に加えられる電圧を調整する。
使用中、第１図の配置構成で使用される第２図に示すような装備の分岐装置を考えた場合、第一の分岐装置１６が入出力５４で基地局１０から幹線で電圧を受け取ると、その端部間にブリッジ回路から海地気７０までの電流経路が存在し、電力供給線４２、４４の両端間に電圧が生じて制御回路に電力供給される。このバックアップ装置の制御回路４０固有の専用監視信号が基地局１０によって送られると、その信号が制御回路によって認識され、制御回路がトランジスタ５０に制御電圧を印加し、それによってトランジスタが導通し、リレーコイルを通電し、それによってリレー接点７０が開いて入出力５６を介して幹線の次の部分に電流が流れることができるようにし、次の分岐装置１８に電力供給することができるようにする。その分岐装置１８は基地局によって送られた異なる専用監視信号の認識によって同様に制御され得る。すべての分岐装置が起動されるまで、幹線に沿った後続の分岐装置についてこのスイッチング操作を繰り返すことができる。幹線の他端にある基地局１２から電力と監視信号を供給することによって、同様の起動を逆の順序で行うこともできることがわかるであろう。
制御回路４０は、その専用監視信号が連続的または定期的に伝送されている間だけ制御信号を維持するように単安定機能を有するか、または監視信号が一旦送信された後は切り換えられた状態を維持するように双安定とすることができる。リレーは、任意選択の第二の対の接点７６を有することもでき、この接点７６はリレーが通電されると閉じ、その結果、アクティブにされた後はリレーコイルは線４２、４４から自己通電し、それによって、幹線の電力が遮断されたときにのみ解放される自己ラッチングリレーが形成される。
第３ａ図から第３ｅ図に、基地局１０の方向からのシステムの電力供給を示す。第３ａ図には、接地７２への電流経路ができるように各基地局でリレー接点７０が閉じられた、電力未供給のシステムが図示されている。基地局１０で電源が入れられ、第３ｂ図の太線で示すように第一の分岐装置１６で電流が接地から基地局１０に流れる。次に、分岐装置１６のための専用監視信号が送信され、リレーが起動され、それによって分岐装置１６内の接地が遮断され、分岐装置１８内の接地から電流が通ることができるようになり、第３ｃ図に太線で図示されている電流の流れができる。同様に、ここで分岐装置１８のための専用監視信号が送信された場合、分岐装置１８内で接地が遮断され、第３ｄ図で太線で図示されているように分岐装置２０内の接地から電流が流れる。最後に、分岐装置２０のための専用監視信号が送信された場合、分岐装置２０から接地が遮断され、第３ｅ図で太線で図示されているように基地局１０と１２の間に電流が流れる。
たとえば分岐装置１８と２０の間に確立された幹線ケーブルで障害または断線が起こった場合、分岐装置１６と１８には基地局１０から電力供給し、分岐装置２０には基地局１２から電力供給することができ、このようにして、基地局１８と２０との間の幹線部分が電源から分離され、修理することができると同時に、断線または障害の個々の側で通信を維持することができる。
上述の実施の形態は制御回路４０を起動する専用光信号の検出を使用するが、代替的配置では基地局から給電線で供給される専用電気信号を使用することもできると考えられる。この信号は低周波数変調またはパルス信号とすることができる。この代替を使用する構成も、本発明の範囲内に入るものとみなされる。
上述の構成には、次のようないくつかの特定の利点がある。
（１）マルチスパーシステム設計で任意の数の分岐装置を使用することができる。
（２）好ましいシステムでは、リレーはシステムの電源遮断による以外には非通電とすることができない。そのような動作はケーブルからの過度の放電によりリレーに損傷を与える可能性があるため、これは重要な安全要素である。
（３）分岐装置は双方向型である。
（４）スパー局は分岐装置の動作を狂わせたり、システムを危険にさらしたり、損傷を与えたりする可能性がない。

Claims (10)

1. 光ファイバ伝送システムのための分岐装置であって、電気導体と一対または複数対の光ファイバとを有するタイプの幹線ケーブルの異なる部分の端部を受け入れる一対の入出力を有し、スイッチング回路（８）が幹線で供給される監視信号に応答して各幹線部分の電気導体（５４、５６）間または地帰路（７２）を介して電力を選択的にルーティングするのに有効であり、前記スイッチング回路（８）が、リレー（５２、７０）と、リレーコイル（５２）に結合されたトランジスタスイッチ（５０）を含み、該トランジスタスイッチは監視信号に応答して制御回路（４０）によって駆動される分岐装置。
2. スイッチング回路が、一旦切り換えられた後は電力が遮断されるまで地帰路（７２）を介したルーティングを維持するのに有効なラッチング機能を有する、請求の範囲第１項に記載の分岐装置。
3. 前記リレーは、一旦切り換えられた後は電力が遮断されるまで地帰路（７２）を介したルーティングを維持するのに有効なラッチングリレー（５２、７０、７６）である、請求の範囲第１項または第２項に記載の分岐装置。
4. 各アームがアノードからカソードに直列接続された一対のダイオード（５８、６０、６２、６４）を有する２個の並列アームを含み、該アームの端部がアノードからアノードおよびカソードからカソードに交差結合されたダイオードブリッジ回路を備え、異なる幹線ケーブル部分の個々の電気導体（５４、５６）のための接続が各アーム対のダイオード間の接合部に設けられ、トランジスタ（５０）およびリレーコイル（５２）のスイッチング構成がアームの端部間に結合されている、請求の範囲第１項に記載の分岐装置。
5. 二つの並列アームの交差結合された端部間に同様に接続され、アノードからカソードに直列接続された一対のダイオード（６６、６８）を有するもう一つの並列アームを備え、該もう一つの並列アームのダイオード間の接合部が常時閉リレー接点（７０）を介して接地（７２）に結合されている、請求の範囲第４項に記載の分岐装置。
6. 並列アームの交差結合された端部間に、トランジスタおよびリレーコイル回路の電圧を調整するべく、ツェナーダイオード（７４）が接続されている請求の範囲第４項または第５項に記載の分岐装置。
7. 地帰路（７２）が海地気である、請求の範囲第１項から第６項のいずれか一項に記載の分岐装置。
8. スイッチング回路が光ファイバの一つを介して供給される光監視信号に応答する、請求の範囲第１項から第７項のいずれか一項に記載の分岐装置。
9. スイッチング回路が電気導体を介して供給される電気監視信号に応答する、請求の範囲第１項から第７項のいずれか一項に記載の分岐装置。
10. 請求の範囲第１項から第９項のいずれか一項に記載の一つまたは複数の間隔を置いて配置された分岐装置（１６、１８、２０）を備える幹線ケーブル（１４）を含み、各分岐装置内のスイッチング回路（８）が異なる監視信号に応答し、それによって少なくとも一つのケーブル端から供給される監視信号に応答して隣接分岐装置（１６、１８、２０）間で、または接地（７２）に、電力の選択的結合を行うことができるようにし、幹線部分への電力供給の分離を可能にする光伝送システム。

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