JP4719421B2 - 海底電気通信システムに組み込むようになされた分岐ユニット、海底電気通信システム、および海底電気通信システム再構成の方法 - Google Patents

Description

本願は、その開示全体を参照により本明細書に組み込み、その優先権を主張する、２００３年２月１１日出願の仏国特許出願第０３０１５８５号に基づくものである。

本発明は、海底電気通信システム用分岐ユニットに関する。

海底システムは、当初は、たとえば大西洋の両岸にある２つの地上光／電力供給端局（電力供給装置（ＰＦＥ）とも呼ばれる）を接続するために設置された。その後の一改良形態には、分岐ユニットによって接続された３つの地上光／電力供給端局が含まれた。したがって、その電気的機能の点では、各端局は、他端が分岐ユニットの３端子の１つに接続された電気導体の一端に接続される。

敷衍すれば、適当な数の導体セグメント、および常に３つの端子を備える分岐ユニットによって相互接続された４つ以上の地上端局もあり得る。

動作に際しては、所与の時間に、通常は１Ａの幹線電流が３端局のうちの２端局間に流れ、このように電力が供給される第１の接続が幹線と定義される。分岐電流は、分岐ユニットに接続された海底アースと、幹線から隔離された３端局の最後の端局との間に流れ、このように電力を供給される第２の接続が分岐と定義される。

したがって、分岐のために選択された地上端局に応じて３つの構成がある。分岐ユニットの基本の電気的機能は、これら３つの構成の間での選択肢を提供することである。

標準の分岐ユニットは、それぞれが、接点と、電流が供給されるとその関連する接点を開くコイルを含む３つのリレーを備える。

各接点は通常は閉じている。すなわち、３端子は接続されており、電流は流れない。幹線端局の１つから幹線電流が送られた場合、その電流は、「分岐」端子に関連する、最後の端局に接続された接点を制御するコイルに流れる。その接点を開くと、分岐は幹線から隔離される。幹線電流が十分な値に達したとき、第３の端子は海底アースに接続される。

現在、再構成、すなわち幹線と分岐の変更は、該当する切換え動作に適した分岐ユニット電流を中継伝送する端子のユーザによって開始される。

したがって、人的過誤により望ましくない構成が生じることがあり、同様に、過渡的障害により幹線電流が低減され、偶発的再構成が生じることもある。

既存の構成を固定または解除するために、分岐ユニットに光制御の追加リレーを付加して分岐の絶縁を管理することが提案されている。

しかし、分岐ユニットのアーキテクチャもその使用もより複雑になる。１つの構成から別の構成に推移する間に新しい状態が作り出される。したがって、その再構成プロセスは使用が難しい。しかも固定／解除機能は、幹線に関連する接点には提供されない。

結局は、新規のリレーが原因で、分岐ユニットは、ホットスイッチングと呼ばれる通電時のリレー閉を引き起こす人的過誤からシステムを保護せず、リレーを損傷しやすい。

本発明の目的は、偶発的再構成およびホットスイッチングを防止すること、および再構成手順を単純化することである。

このために、本発明は、光電気伝送部材を備える少なくとも３本のケーブルを含む海底電気通信システムに組み込まれるようになされた分岐ユニットを提案する。このユニットはケーブルの電気伝送部材に接続された３つの端子、３つの入力点、およびそれぞれ端子の１つと入力点の１つの間にある３つの接点を含む。このユニットでは、動作構成において、所与の時間に、第１の端子および第２の端子は相互に電気的に接続され、幹線電流を運ぶようになされた幹線セグメントを形成し、第３の端子は海底アースに電気的に接続されて分岐電流を運ぶようになされた分岐セグメントを形成する。この分岐ユニットは、さらに、切換えのために電気接点を制御するようになされた再構成手段と、幹線セグメント上の１点における電位を示す電圧を測定する電圧測定手段と、任意の光再構成要求を行うために使用される光再構成信号を受信し処理する受信処理手段と、電圧測定手段および受信処理手段に結合され電位の絶対値が閾値を下回った場合に限り光再構成信号に従って再構成手段を活動化するようになされた再構成検証手段とを含む。

本発明は、電流のみによる制御の問題への簡単な解決策を提供し、２段階の許可を通じて、偶発的再構成およびホットスイッチングを防止する。適合する光要求は、幹線セグメント上の電位の値に従って適用される。

さらに、幹線セグメント上の電位は、２つの地上端局に対するそのセグメントの位置およびそれらの端局それぞれの電位に依存し、数ｋＶに達することもある。従来技術では、このレベルの電位でのどんな偶然の切換えも、接点を損傷する危険性がある。

したがって、接点を破壊する恐れのある高電圧での接点閉を防止するために、閾値の値は低く設定される。

したがって、本発明による分岐ユニットは、動作可能状態のままで自己防衛する。

電圧測定手段は、幹線セグメント上の前記１点と分岐セグメント上の１点の間の分圧器と有利に関連付けることができる。

したがって、これら２つのセグメント間の電圧に比例した低電圧が測定され、それによって測定手段の構成要素を保護する。

分圧器は抵抗型とすることができ、少なくとも１つの第１の抵抗器を含むことができ、第１の抵抗器は、一端が、前記幹線セグメント上の点および分岐セグメント上の点の一方に接続され、他端が、第１の抵抗器より高い値を有する、前記幹線セグメント上の点および分岐セグメント上の点の他方に接続された第２の抵抗器に接続されている。

抵抗分圧器は、耐用寿命がより長いため容量分圧器よりも望ましい。

閾値は、好ましくは１００Ｖ以下とする。

好ましい一実施形態では、３つの電気接点は摺動し、電気機械式である。

各電気接点は、可動式の第１の導電部分および第２の導電部分で形成され、動作構成では、可動式の第１部分は第２部分に固定され、切換え時には第２部分上を摺動する。

摺動接点での特定の構造は、電流変動の影響を受けにくいというリレー接点に優る利点を有し、この構造によって分岐ユニットのアーキテクチャが単純化されてコイルが不要になる。

有利な一実施形態では、切換えステップの実行回数を低減するために、導電性の可動部分を同じく可動式の支持部に固定して同時切換えを可能にする。

切換え動作は好ましくは結合され、可動式導電部分の長さは２つの第２部分間のギャップより長い。

３つの動作構成のすべてで、幹線電流は、同じ電線中を第１の入力点と第２の入力点の間を流れ、分岐電流は、別の電線中を第３の入力点と海底アースの間を流れる。また、本発明による同じ手段が、３つの構成のそれぞれに使用される。

したがって入力端子は、必要な動作構成により固定された電線に割り当てられる。この割当ては、第１部分が可動性であるため、接点の位置を調整することによって得られる。

さらに、選択された長さにより、開回路位置が存在しないことが保証される。すなわち結合された切換え中に一過性の二重接触が生じる。接点は、通電中の接点が開放されたときに起こるアーク現象から保護される。

さらに、この一過性の二重接触は問題にはならない。すなわち、二重接触位置で端子が接地されるが、これは、特に幹線セグメントおよび分岐セグメントが実質的に０Ｖに近い電位にある場合は、問題ではない。

摺動接点は、有利には、直線的とすることも、回転軸の周りに配置することもできる。

本発明による分岐ユニットは、好ましくは、第１および第２の端子における幹線電流の存在および符号と、第３の端子における分岐電流の存在および符号を識別する手段を含む。

さらに、前記光要求は、３端子のうちのどの２つを使用して再構成幹線を形成するかを定義し、次いで再構成検証手段は、再構成された幹線に定義された端子における電流が、その動作構成において逆の符号またはゼロのものである場合に限り、その光要求を許可するようになされている。

分岐ユニットは、好ましくは、たとえば所与の遅延の間および／またはその再構成が検証されるまで、その光構成信号を記憶する記憶手段を含む。

有利な一実施形態では、分岐ユニットは、幹線電流および分岐電流のうちの一方によって電力を供給され、前記手段のすべてを組み込んだ、少なくとも１つの第１の電気制御カードを含む。

その分岐ユニットは、好ましくは、幹線電流および分岐電流のうちの他方によって電力を供給され、第１のカードの前記手段と同様の手段を含む、第２の電気制御カードを含む。

分岐中の障害により、たとえば海への短絡が発生した場合、２つのカードの一方には電力が供給されなくなり、したがって、再構成の検証を処理できなくなる。したがって、２つのカードを使用すれば、ネットワーク上で問題が発生した場合でも分岐ユニットの保護が改善され、偶発的再構成が防止される。

本発明は、必然的に、地上端局と分岐ユニットから選択されケーブルに接続された少なくとも３つの装置を含む海底電気通信システムに適用され、それらの装置の少なくとも１つは、光構成信号を送信する手段を含む地上端局に接続され、またはそれに連絡し、少なくとも１つは上に定義した分岐ユニットに接続され、またはそれに連絡する。

本発明は、上に定義した海底電気通信システムを再構成する方法にも適用される。この方法は、光再構成信号を分岐ユニットに送信すること、電圧測定手段によって電圧を測定すること、電位の絶対値が閾値を下回った場合に光再構成信号に従って再構成を検証すること、および電気接点を切り換えることを含めて再構成することを含む。

切換えは、好ましくは、摺動接点の第１部分の同時的結合運動によって実施される。

本方法の第１の実施形態は、前記送信動作の前に、幹線電流を維持しながら前記閾値が得られるように、幹線電流に関連する地上端局における電圧を調整する動作を含む。

本方法の第２の実施形態は、前記送信動作の後に、幹線電流を維持しながら前記閾値が得られるように、幹線電流に関連する地上電力供給端局における電圧を徐々に修正する動作を含む。

本発明の特徴および利点は、例示的で非限定的な例を引き、添付の図面を参照して与えられる、以下の説明を読めば明確になるであろう。

図１に、本発明の好ましい一実施形態を構成する分岐ユニット１０を組み込んだ海底電気通信システム１００を示す。

海底電気通信システム１００は、それぞれが光信号Ｓの伝播用光ファイバ３Ａ、３Ｂ、３Ｃおよび電気導体４Ａ、４Ｂ、４Ｃを含む３本のケーブル２Ａ、２Ｂ、２Ｃの一端にそれぞれが接続された、３つの地上光／電力供給端局１Ａ、１Ｂ、１Ｃを含む。

各電気導体４Ａ、４Ｂ、４Ｃは、さらに、分岐ユニット１０のそれぞれの端子Ａ、Ｂ、Ｃに接続される。

例として選択した第１の動作構成では、幹線は、たとえば、それぞれ＋６ｋＶおよび−４ｋＶの可変電圧ＶＡ、ＶＢの第１の端局１Ａと第２の端局１Ｂとの間の接続である。

第１の端子Ａおよび第２の端子Ｂは電気的に接続され、たとえば、＋３ｋＶの電位の幹線セグメント（破線で示す）を形成する。したがって、幹線電流ｉ１は第１の端局１Ａから第２の端局１Ｂに流れ、第１の端子Ａは幹線電流入力端子であり、第２の端子Ｂは幹線電流出力端子である。

さらに、分岐は、たとえば可変電圧ＶＣが＋１０ｋＶである第３の端局１Ｃと分極ユニット１０の海底アースＭとの間の接続である。したがって、分岐電流ｉ２は第３の端局１Ｃから海底アースＭに流れ、第３の端子Ｃは分岐電流ｉ２の入力端子であり、海底アースと共に０Ｖに近い電位の分岐セグメント（破線で示す）を形成する。

本発明によれば、再構成要求は光学式であり、再構成情報を含む光再構成信号を送信することによる。

光再構成信号Ｓｒ_Ｂは、たとえば光ファイバ３Ｂ中の結合器５Ｂを介して、好ましくは、同様の第２の手段２１’によって二重化され、さらには三重化さえされた、光再構成信号を受信し処理する第１の手段２１に送達される。手段２１、２１’は、好ましくは、適切な送信手段（図示せず）を備える端局１Ａ、１Ｂ、１Ｃのいずれかから送られた任意の光再構成信号Ｓｒ_Ａ、Ｓｒ_Ｂ、Ｓｒ_Ｃを受信し復号化することができる。

図２に、主にその電気接続機能に関連するアーキテクチャを詳細に説明した分岐ユニット１０の図を示す。

分岐ユニット１０は、好ましくは摺動接点である３つの電気機械的接点７、７’７”を介して、図１に示す第１の動作構成でのそれぞれの端子Ａ、Ｂ、Ｃと電気的に接触する３つの入力点Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３を含む。したがって、端子ＡおよびＢは、電気回路Ｔ１２を含む幹線セグメントを形成するように連結され、端子Ｃおよび接地Ｍは、電気回路Ｔ３を含む分岐セグメントを形成するように連結される。

すべての構成において、電気回路Ｔ１２は幹線電流に割り当てられ、電気回路Ｔ３は分岐電流に割り当てられる。

各摺動接点７、７’、７”は、第１の導電性可動部分（太線で示す）７１、７１’、７１”および固定された第２の導電性可動部分７２、７２’、７２”（やはり太線で示す）からなる。第１の動作構成では、第１の可動部分７１、７１’、７１”は、それぞれ第２部分７２、７２’、７２”に固定される。

可動部分７１、７１’、７１”は、同時の、好ましくは結合された切換えのために、同じ可動式の支持部８に固定される。

可動部分７１、７１’、７１”の長さは、２つの第２部分７２、７２’、７２”間の間隔ｄ７より長く、そのため３つの同時切換え動作中に二重の過渡的接触が生じる。

分岐ユニット１０は、幹線電流ｉ１によって電力を供給される第１の電子制御カード２０を含み、これは、
光再構成信号Ｓｒ_Ｂを受信し処理する第１手段２１と、
好ましくは、光再構成信号を記憶する第１の記憶手段２２と、
幹線セグメントＰ_１２の任意の点、たとえば幹線電流入力点における電位を示す電圧Ｕ_１を測定する第１の電圧測定手段２３と、
好ましくは、幹線電流の存在および符号を識別する第１の識別手段２４ａ、および分岐電流の存在および符号を識別する第１の識別手段２４ｂと、
手段２１〜２４に結合され、再構成を許可または禁止するようになされた第１の再構成検証手段２５と、
再構成検証手段２５に結合され、検証後に接点７、７’、７”の切換えを命ずるようになされた第１の再構成手段２６と
を含む。

分岐ユニット１０は、好ましくは、分岐電流ｉ２によって電力を供給される第２の電子制御カード２０’を含み、このカード２０’は第１の手段２１〜２６と同様の第２の手段２１’〜２６’を含む。

したがって、再構成は、少なくとも以下の２つの条件が満たされたときに実施される。

構成情報を読み取るために、光再構成信号、および該当する場合は、復号化信号を受信すること。

幹線セグメント上の電位の絶対値が、好ましくは１００Ｖ以下である閾値を下回ること。

さらに、光要求は３端子のうち幹線を形成する２つを定義するので、再構成は、好ましくは、幹線用に選択された２端子における電流が第１の構成においてゼロまたは逆符号であるときに許可される。

たとえば、第１の構成から開始すると、分岐の端子Ｂと再構成された幹線の端子ＡおよびＣを定義する再構成は禁止されるが、分岐の端子Ａと再構成された幹線の端子ＣおよびＢを定義することによる再構成は許可される。

第１および第２の電圧測定手段２３、２３’は、幹線セグメントの点Ｐ_１２と、分岐セグメントの任意の点Ｐ_３、たとえば分岐電流ｉ２の入力の間の標準分圧器９に関連する。

分圧器９は、好ましくは、抵抗型のものであり、一端が幹線セグメントの点Ｐ_１２に接続され第２の抵抗器Ｒ２と直列に接続された抵抗器Ｒ１を含み、第２の抵抗器Ｒ２は、第１の抵抗器より極めて大きな値を有し、抵抗器Ｒ２自体は分岐セグメントの点Ｐ_３に接続されている第１の抵抗器Ｒ１と同様の第３の抵抗器Ｒ３と直列に接続される。

再構成が許可された場合は、次の３つの切換え動作がある。可動部分７１、７１’、７１”は、可動式支持部８の回転によって、回転軸Ｚの周りで第２部分７２、７２’、７２”上を摺動する。

たとえば、分岐に端子Ａを配する再構成では、可動式支持部８は時計回りに１２０°回転する。切換え中に、可動部分７１、７１’、７１”は、それぞれ、第２部分７２、７２’、７２”および別の第２部分７２’、７２”、７２と接触する。

もちろん、可動式支持部８の論理制御運動は、第１および第２の再構成手段２６、２６’の並列操作が必要な切換え動作だけを確実に引き起こすように調整される。

したがって、本発明による再構成方法は、
光再構成信号Ｓｒ_Ｂを分岐ユニット１０に送信すること、
第１および／または第２の電圧測定手段２３、２３’によって電圧を測定すること、
幹線セグメントＰ_１２の電位の絶対値が閾値を下回った場合は前記光再構成信号に従って、第１および／または第２の再構成検証手段２５、２５’により再構成を検証すること、および
第１および第２の再構成手段２６、２６’の制御下にある電気接点７、７’、７”を切り換えることによって再構成を行うこと
を含む。

第１の方法では、検証を実施するために、幹線電流を維持しながら送信の前に、地上幹線端局１Ａ、１Ｂでの可変電圧ＶＡ、ＶＢを閾値に達するように調整する。

第２の方法では、検証を実施するために、送信の後に、幹線電流を維持しながら地上幹線端局１Ａ、１Ｂでの可変電圧ＶＡ、ＶＢを閾値に達するように徐々に修正する。

選択された例では、電圧ＶＡが＋３ｋＶになり、電圧ＶＢが−７ｋＶになった場合、幹線セグメント上のＰ_１２における電位は０Ｖである。したがって、測定される電圧Ｕ１は閾値を下回り、光再構成信号による再構成が可能である。

好ましい実施形態の一変形形態では、各接点は直線上を動く。

もちろん、以上の説明は例として提示したものにすぎない。いずれの手段も、本発明の範囲を逸脱することなく、等価の手段で置き換えることができる。

本発明の好ましい一実施形態を構成する分岐ユニットを組み込んだ海底電気通信システムを示す図である。 図１の分岐ユニットを示す図である。

符号の説明

１０ 分岐ユニット
１００ 海底電気通信システム
Ａ、Ｂ、Ｃ 端子
１Ａ、１Ｂ、１Ｃ 地上光／電力供給端局
２０ 第１の電子制御カード
２０’ 第２の電子制御カード
２１ 光再構成信号受信処理手段
２１’ 第２の光再構成信号受信処理手段
２２ 第１の記憶手段
２２’ 第２記憶手段
２３ 第１の電圧測定手段
２３’第２の電圧測定手段
２４ａ、２４ｂ 第１識別手段
２４’ａ、２４’ｂ 第２の識別手段
２５ 第１の再構成検証手段
２５’ 第２の再構成検証手段
２６ 第１の再構成手段
２６’ 第２の再構成手段
２Ａ、２Ｂ、２Ｃ ケーブル
３Ａ、３Ｂ、３Ｃ 光ファイバ
４Ａ、４Ｂ、４Ｃ 電気導体
５Ｂ 結合器
ｉ１ 幹線電流
ｉ２ 分岐電流
Ｍ 海底アース
Ｓ 光信号
Ｓｒ_Ａ、Ｓｒ_Ｂ、Ｓｒ_Ｃ 光再構成信号
Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３ 入力点
Ｕ_１ 電圧
７、７’、７” 電気機械的接点
８ 支持部
９ 分圧器
Ｒ１ 第１の抵抗器
Ｒ２ 第２の抵抗器
Ｒ３ 第３の抵抗器
Ｚ 回転軸

Claims (15)

1. 光および電気伝送部材を含む少なくとも３本のケーブルを備える海底電気通信システムに組み込まれるようになされ、前記ケーブルの前記電気伝送部材に接続された３つの端子、３つの端子に、それぞれ、電気的に接続される３つの入力点、およびそれぞれが前記端子の１つと前記入力点の１つとの間にある３つの電気接点を含む分岐ユニットであって、動作構成では、所与の時間において、第１の端子と第２の端子とが相互に第１の端子および第２の端子の間の２つの電気接点を介して電気的に接続され、幹線電流を運ぶようになされた幹線セグメントを形成し、第３の端子が前記２つの電気接点以外の１つの電気接点を介して海底アースに接続されて分岐電流を運ぶようになされた分岐セグメントを形成し、前記海底電気通信システムは、前記ケーブルに接続されるようになされた地上光／電力供給端局および分岐ユニットのうちの所定の装置と、前記地上光／電力供給端局および前記分岐ユニットの間の前記ケーブルに設けられた結合器とを含み、前記装置の少なくとも１つが、光構成信号を送信する手段を含む地上光／電力供給端局に接続されるようになされており、前記分岐ユニットは、さらに、３つの端子が、それぞれ、３つの電気接点に電気的に接続される３つの状態のうちの１つの状態から他の２つの状態のいずれかの状態への切換えのための前記電気接点の切換えを制御するようになされた再構成手段と、前記幹線セグメント上の１点における電位を示す電圧を測定する電圧測定手段と、任意の光再構成要求を行うために使用される光再構成信号を地上光／電力供給端局から結合器を介して受信し処理する受信処理手段と、前記電圧測定手段と前記受信処理手段とに結合され前記電位の絶対値が閾値を下回った場合に限り前記光再構成信号に従って前記再構成手段を活動化するようになされた再構成検証手段とを含む分岐ユニット。
2. 前記電圧測定手段が、前記幹線セグメント上の前記１点と前記分岐セグメント上の１点の間にある分圧器に関連するものである請求項１に記載の分岐ユニット。
3. 前記分圧器が抵抗型のものであり、少なくとも１つの第１の抵抗器を含み、第１の抵抗器は、一端が、前記幹線セグメント上の点と分岐セグメント上の点との一方に接続され、他端が、第１の抵抗器より値の大きい、前記幹線セグメント上の点と分岐セグメント上の点の他方に接続された第２の抵抗器に接続された、請求項２に記載の分岐ユニット。
4. 前記閾値が１００Ｖ以下である請求項１に記載の分岐ユニット。
5. 前記３つの摺動電気接点が摺動する電気機械式であり、各電気接点が可動式の第１の導電部分と第２の導電部分で形成され、前記第１の可動部分は、動作構成では前記第２の部分に固定され、切換えの際に前記第２の部分上を摺動する請求項１に記載の分岐ユニット。
6. 前記可動式導電部分が同時切換えのために同じ可動式の支持部に固定され、前記切換え動作が互いに結合され、前記可動式導電部分の長さが２つの第２部分間の距離より長い請求項５に記載の分岐ユニット。
7. 前記摺動する接点が、直線上を動く接点と回転軸の周りを動く接点から選択される請求項５に記載の分岐ユニット。
8. 前記第１および第２の端子における前記幹線電流の存在および符号を識別する手段と前記第３の端子における前記分岐電流の存在および符号を識別する手段とを含み、前記光要求は前記３の端子のうち再構成された幹線を形成する２つを定義し、前記再構成検証手段は、前記再構成された幹線用に定義された前記端子における前記電流が前記動作構成において逆符号のものまたはゼロである場合に限り前記光要求を許可するようになされている請求項１に記載の分岐ユニット。
9. 前記光構成信号を記憶する手段を含む請求項１に記載の分岐ユニット。
10. 前記幹線電流と分岐電流のうちの一方によって電力を供給される、前記手段のすべてを組み込んだ少なくとも１つの第１の電子制御カードと、前記幹線電流と分岐電流のうちの他方によって電力を供給される、前記第１のカードの前記手段と同様の手段を含む第２の電子制御カードとを含む請求項１に記載の分岐ユニット。
11. 地上端局と分岐ユニットから選択され前記ケーブルに接続された少なくとも３つの装置を含み、前記装置の少なくとも１つが、光構成信号を送信する手段を含む地上端局、および少なくとも１つの請求項１から１０のいずれかに記載の分岐ユニットに接続され、あるいはそれらに連絡する海底電気通信システム。
12. 請求項１１に記載の海底電気通信システムを再構成する方法であって、前記光再構成信号を前記分岐ユニットに送信すること、前記電圧測定手段によって電圧を測定すること、前記電位の絶対値が前記閾値を下回った場合に前記光再構成信号に従って再構成を検証すること、および前記電気接点を切り換えることを含めて再構成することを含む方法。
13. 前記摺動する接点の前記可動式第１部分の同時の結合した運動によって切換えを実施する請求項１２に記載の海底電気通信システムを再構成する方法。
14. 送信の前に、前記幹線電流を維持しつつ前記閾値が得られるように前記幹線電流に関連する地上端局における電圧を調整することを含む請求項１２に記載の海底電気通信システムを再構成する方法。
15. 送信の後で、前記幹線電流を維持しつつ前記閾値が得られるように前記幹線電流に関連する地上端局における前記電圧を徐々に修正することを含む請求項１２に記載の海底電気通信システムを再構成する方法。

Images