JP6825695B2

JP6825695B2 - 光海底ケーブルシステムおよび光海底中継装置

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Publication number: JP6825695B2
Application number: JP2019505968A
Authority: JP
Inventors: 晋吾亀田
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Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2017-03-17
Filing date: 2018-03-09
Publication date: 2021-02-03
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Description

本発明は、光海底ケーブルシステム、およびその光海底ケーブルシステムに設けられ、光直接増幅技術を採用した光海底中継装置に関する。

近年、光海底ケーブルシステムの分野においては、ＬＤ（Laser Diode：半導体レーザ）による励起レーザ技術とＥＤＦ（Erbium-Doped Fiber：エルビウムドープ光ファイバ）による光直接増幅技術とを採用した光海底中継装置が導入され、さらに、波長多重伝送技術を組み合わせることにより、大容量の光海底ケーブルシステムが実用化されている。而して、光海底ケーブル１本当たりの伝送可能容量を飛躍的に増加させることが可能になり、インターネットを始め、国際間大容量データ伝送を支えるバックボーンの通信システムとして不可欠な存在になっている。

図６Ａは、本発明に関連する現状の光海底ケーブルシステムの構成を示す構成図である。図６Ｂは、光海底中継装置１０Ｍの内部構成、およびその光海底中継装置１０Ｍにおける励起用ＬＤ駆動装置１１Ｍの回路構成を示す。励起用ＬＤ駆動装置１１Ｍは、光増幅器(ＥＤＦＡ：Erbium-Doped Fiber Amplifier)を励起するための光信号を出力する。

光海底ケーブルシステムは、図６Ａに示すように、それぞれ陸上に設けられ、対向させるようにして設置した陸上端局装置３０Ｍ相互の光通信を行うために、陸上端局装置３０Ｍを互いに接続するように海底に敷設した光海底ケーブル２０Ｍと、該光海底ケーブル２０Ｍの中継区間ごとに多段に配置されている１ないし複数の光海底中継装置１０Ｍとによって構成されている。

図６Ａにおいて、海底に配置される各光海底中継装置１０Ｍに対して電力を供給するために、陸上端局装置３０Ｍ内には、電流源として給電装置（ＰＦＥ：Power Feeding Equipment）が配置されていて、該給電装置からの給電線が、光海底ケーブル２０Ｍとして、光信号伝送用の光ファイバとともに、各光海底中継装置１０Ｍに対して直列的に接続されている。

また、各光海底中継装置１０Ｍは、図６Ｂに示すように、励起用ＬＤ駆動装置１１Ｍ、合波部１２Ｍ、光増幅器(ＥＤＦＡ)１３Ｍを含んで構成されている。励起用ＬＤ駆動装置１１Ｍは、光増幅器１３Ｍに対する励起駆動用の励起光を出力する。合波部１２Ｍは、波長多重化した光信号として光ファイバから入力されてくる波長多重光信号をその励起駆動用の励起光と合波させ、光増幅器１３Ｍを駆動して、入力してくる波長多重光信号を光増幅器１３Ｍにより励起増幅して、出力する。

なお、励起用ＬＤ駆動装置１１Ｍは、図６Ｂにおいて光海底中継装置１０Ｍのブロックの下に内部構成フロック図で示すように、ＬＤ駆動回路１１１Ｍと定電圧供給回路１１２Ｍとから構成されている。ＬＤ駆動回路１１１Ｍは、ＬＤ（Laser Diode：半導体レーザ）を駆動して、光増幅器１３Ｍを励起駆動するための所定の励起光を出力させるものであり、該ＬＤを駆動するためには電力を要する。また、定電圧供給回路１１２Ｍは、陸上端局装置３０Ｍ内の給電装置から給電されてくるシステム電流Ｉ_ＡがＬＤ駆動回路１１１Ｍの駆動に要する総所要電流量を上回っている場合に、バイパスさせて流すための回路である。定電圧供給回路１１２Ｍは、その余剰電流を流すように、ＬＤ駆動回路１１１Ｍと並列に接続されている。

ここで、光増幅器１３Ｍを励起駆動するための励起用ＬＤ駆動装置１１Ｍは、以下に示すような理由から、図７に示すように、各光海底中継装置１０Ｍ内に複数個配置することが望ましい。
（１）光海底ケーブルシステムとしての信頼性向上を図るために、例えば特許文献１の国際公開第２０１４／２０８０４８号等にも記載されているように、励起用ＬＤ駆動装置１１Ｍを冗長化した構成とすることが望ましい。
（２）伝送容量を増大するために、複数の光海底伝送システム（双方向伝送用の光ファイバ２本の組み合わせ×システム数を含む伝送システム）を並行敷設した光海底ケーブルシステムを構築することが望ましい。
（３）さらに、近年、伝送容量の増加に伴い、光ファイバの利用効率の向上を図るために、現状の光通信で使用されているＣバンドの波長帯域に加えて、該Ｃバンドよりも波長の長いＬバンドの併用が検討されており、異なるバンドの複数の光信号を対象とする光海底ケーブルシステムを構築することが望ましい。

図７は、本発明に関連する現状の光海底ケーブルシステムを構成する光海底中継装置の図６Ｂとは異なる内部構成を示す構成図であり、各光海底中継装置として、複数個の合波部、励起用ＬＤ駆動装置および光増幅器を備えた場合の構成を示している。なお、図７に示す構成例においては、Ｃバンドの波長帯域とＬバンドの波長帯域の光信号を併用した（Ｃ＋Ｌ）バンド構成の第１系列を備え、かつ、第１系列とは異なる光伝送システムの第２系列も備え、かつ、該第１系列、該第２系列それぞれを冗長化した二重化構成とした場合について示している。

すなわち、図７に示す光海底中継装置１０Ｎは、第１系列として、ＣバンドおよびＬバンドの励起を行う励起用ＬＤ駆動装置１１Ｎａ１と励起用ＬＤ駆動装置１１Ｎｂ１との二重化構成と、励起用ＬＤ駆動装置１１Ｎａ１と励起用ＬＤ駆動装置１１Ｎｂ１とのいずれかからのＣバンドおよびＬバンドの励起光の合波・分波を行う合波部１２Ｎａｂ１と、Ｃバンド用の合波部１２ＮＣおよび光増幅器１３ＮＣと、Ｌバンド用の合波部１２ＮＬおよび光増幅器１３ＮＬと、を備えている。また、第２系列として、Ｃバンド、Ｌバンドとは異なる光伝送システムの２つの励起光を出力する励起用ＬＤ駆動装置１１Ｎａ２と励起用ＬＤ駆動装置１１Ｎｂ２との二重化構成と、励起用ＬＤ駆動装置１１Ｎａ２と励起用ＬＤ駆動装置１１Ｎｂ２とのいずれかからの２つの励起光の合波・分波を行う合波部１２Ｎａｂ２と、一方の励起光用の合波部１２ＮＸおよび光増幅器１３ＮＸと、他方の励起光用の合波部１２ＮＹおよび光増幅器１３ＮＹと、を備えている。

国際公開第２０１４／２０８０４８号

近年のインターネットの急激な普及に伴い、長距離、大容量通信の需要が益々高まっている。海底ケーブルシステムも例外ではなく、給電装置（ＰＦＥ：Power Feeding Equipment）の電流供給量が決まっている中で、長距離通信を実現しなければならない。そのために、光海底中継装置における消費電流の低減が強く求められている。

しかしながら、前述したような本発明に関連する現状の光海底ケーブルシステムにおいては、光海底中継装置内の定電圧供給回路側に流れる余剰電流を削減することが困難である。例えば、図７に例示したような、Ｃバンドの波長帯域とＬバンドの波長帯域とを併用する（Ｃ＋Ｌ）バンド構成の光海底中継装置においては、Ｃバンドの励起用に用いるＬＤ駆動回路の駆動に要する所要電流値Ｉ_ＣとＬバンドの励起用に用いるＬＤ駆動回路の駆動に要する所要電流値Ｉ_Ｌとは異なっている。なお、図７に示したように、Ｃバンド用の光増幅器とＬバンドの光増幅器とはそれぞれ異なる光ファイバ上に配置されている。

つまり、一般的に、Ｃバンドよりも波長の長いＬバンド用のＬＤ駆動回路の方が、Ｃバンド用のＬＤ駆動回路よりも多く電流を要する傾向にある。その結果、陸上の給電装置から光海底ケーブルを介して直列的に電流が供給される光海底ケーブルシステムにおいては、例えば図７の励起用ＬＤ駆動装置１１Ｎａ１内に備えられたＬバンド用のＬＤ駆動回路とＣバンド用のＬＤ駆動回路とに直列的に電流を供給した場合、図８に示すように、Ｌバンド用のＬＤ駆動回路１１１Ｌの負荷に流れる電流Ｉ_ＬとＣバンド用のＬＤ駆動回路１１１Ｃの負荷に流れる電流Ｉ_Ｃとの消費電流の差により、Ｃバンド用の定電圧供給回路１１２Ｃ側には余剰電流Ｉ_Ｓが流れることになる。このため、光海底中継装置としての電流の低減を十分に図ることができないという不都合が発生してしまう。図８は、Ｃバンドの波長帯域とＬバンドの波長帯域とを併用する（Ｃ＋Ｌ）バンド構成の光海底中継装置の現状の技術における問題を説明するための説明図である。すなわち、図８は、現状の技術における光海底中継装置の励起用ＬＤ駆動装置内における給電線の接続構成上の問題点について、Ｃバンドの波長帯域とＬバンドの波長帯域とのそれぞれの励起用のＬＤ駆動回路に対する給電線の接続構成を例にして説明している。

ここで、図８に示す説明図を参照して光海底中継器における余剰電流について、補足して説明しておく。前述したように、光海底中継器を駆動するための電流は、陸上端局装置内の給電装置から光海底ケーブルを介してシステム電流として給電されてくる。図８に示すような接続構成において、Ｌバンド用のＬＤ駆動回路１１１Ｌに流れる消費電流をＩ_Ｌとし、Ｃバンド用のＬＤ駆動回路１１１Ｃに流れる消費電流をＩ_Ｃ（ただし、Ｉ_Ｌ＞Ｉ_Ｃ）とした場合、陸上端局装置内の給電装置から光海底ケーブルを介して給電されてくるシステム電流Ｉ_Ａは、
Ｉ_Ａ＝Ｉ_Ｌ
に設定される。

したがって、Ｌバンド用のＬＤ駆動回路１１１Ｌに並列接続された定電圧供給回路１１２Ｌに流れる余剰電流は発生しないが、Ｃバンド用のＬＤ駆動回路１１１Ｃに並列接続された定電圧供給回路１１２Ｃには、余剰電流Ｉ_Ｓとして、
Ｉ_Ｓ＝Ｉ_Ｌ−Ｉ_Ｃ
で与えられる電流が流れることになる。

（本発明の目的）
本発明は、前述のような課題を解決するためになされたものであり、必要とする所要電流が異なる複数のＬＤ駆動回路を備えた構成であっても、余剰な電流を抑制した効率的な電流供給を可能にする光海底ケーブルシステムおよび光海底中継装置を提供することを、その目的としている。

前述の課題を解決するため、本発明による光海底ケーブルシステムおよび光海底中継装置は、主に、次のような特徴的な構成を採用している。

（１）本発明による光海底ケーブルシステムは、
光海底ケーブルの中継区間ごとに光海底中継装置を配置した光海底ケーブルシステムにおいて、
前記光海底中継装置は、光増幅器と該光増幅器を励起するための励起光を出力する励起用ＬＤ（Laser Diode）駆動装置とを有し、
前記励起用ＬＤ駆動装置は、複数のＬＤ駆動回路を有し、複数の前記ＬＤ駆動回路それぞれに給電するための給電線を並列に接続していることを特徴とする。

（２）本発明による光海底中継装置は、
光海底ケーブルシステムにおける光海底ケーブルの中継区間ごとに配置される光海底中継装置であって、
光増幅器と該光増幅器を励起するための励起光を出力する励起用ＬＤ（Laser Diode）駆動装置とを有し、
前記励起用ＬＤ駆動装置は、複数のＬＤ駆動回路を有し、複数の前記ＬＤ駆動回路それぞれに給電するための給電線を並列に接続していることを特徴とする。

本発明の光海底ケーブルシステムおよび光海底中継装置によれば、以下のような効果を奏することができる。

すなわち、本発明においては、光海底中継装置内に所要電流が異なる複数のＬＤ駆動回路を設置した場合であっても、余剰な電流を抑制した効率的な電流供給を可能にし、光海底ケーブルシステム全体に必要とする所望電流を低く抑えることができるという効果が得られる。その理由は、光海底中継装置内にそれぞれの駆動に要する所要電流が異なる複数のＬＤ駆動回路を設置する場合、各ＬＤ駆動回路に対する給電線の接続経路を並列に接続した構成にしていることにある。

本発明に係る光海底ケーブルシステムの構成例を示す構成図である。図１に示した光海底中継装置の内部構成の一例を示すブロック構成図である。図２に示した光海底中継装置内の励起用ＬＤ駆動装置の内部構成の一例を示すブロック構成図である。図２に示した光海底中継装置内の励起用ＬＤ駆動装置を冗長化構成にした場合の接続構成例を示す構成図である。図４Ａに示した励起用ＬＤ駆動装置を冗長化構成にした光海底中継装置内におけるその冗長化励起用ＬＤ駆動装置の接続構成例を示す構成図である。図３に示した光海底中継装置内の励起用ＬＤ駆動装置の変形例を示すブロック構成図である。本発明に関連する現状の光海底ケーブルシステムの構成を示す構成図である。図６Ａに示した光海底ケーブルシステムにおける光海底中継装置１０Ｍの内部構成、およびその光海底中継装置１０Ｍにおける励起用ＬＤ駆動装置の回路構成を示す図である。本発明に関連する現状の光海底ケーブルシステムを構成する光海底中継装置の図６Ｂとは異なる内部構成を示す構成図である。Ｃバンドの波長帯域とＬバンドの波長帯域とを併用する（Ｃ＋Ｌ）バンド構成の光海底中継装置の現状の技術における問題を説明するための説明図である。

以下、本発明による光海底ケーブルシステムおよび光海底中継装置の好適な実施形態について添付図を参照して説明する。なお、以下の各図面に付した図面参照符号は、理解を助けるための一例として各要素に便宜上付記したものであり、本発明を図示の態様に限定することを意図するものではないことも言うまでもない。

（本発明の特徴）
本発明の実施形態の説明に先立って、本発明の特徴についてその概要をまず説明する。本発明は、複数の光増幅器それぞれに対する励起光の出力に要する所要電流が異なる複数のＬＤ駆動回路を備えた光海底中継装置において、複数の前記ＬＤ駆動回路の給電線を並列に接続して、複数の前記ＬＤ駆動装置を同時に駆動させることを主要な特徴としている。而して、光海底中継装置を含む光海底ケーブルシステム全体として、必要とする所要電流すなわちシステム電流を有効に活用することができ、無駄な電流の消耗を抑制することを可能にしている。

例えば、Ｃバンドの波長帯域とＬバンドの波長帯域とを併用する（Ｃ＋Ｌ）バンド構成の光海底中継装置の場合、本発明に関連する現状の技術においては、図８に示したように、Ｌバンドの励起用のＬＤ駆動回路１１１ＬとＣバンドの励起用のＬＤ駆動回路１１１Ｃとのそれぞれの給電線を直列に接続した接続構成を用いている。

その結果、前述したように、Ｌバンドの励起用のＬＤ駆動回路１１１Ｌに流れる消費電流をＩ_Ｌとし、Ｃバンドの励起用のＬＤ駆動回路１１１Ｃに流れる消費電流をＩ_Ｃ（ただし、Ｉ_Ｌ＞Ｉ_Ｃ）とした場合、陸上の給電装置から光海底ケーブルを介して給電されてくるシステム電流Ｉ_Ａは、
Ｉ_Ａ＝Ｉ_Ｌ
に設定される。

したがって、Ｌバンドの励起用のＬＤ駆動回路１１１Ｌに並列接続されている定電圧供給回路１１２Ｌには、余剰電流が流れないが、Ｃバンドの励起用のＬＤ駆動回路１１１Ｃに並列接続されている定電圧供給回路１１２Ｃには、余剰電流Ｉ_Ｓとして、
Ｉ_Ｓ＝Ｉ_Ｌ−Ｉ_Ｃ
で与えられる電流が流れることになる。

これに対して、本発明においては、光海底ケーブルの中継区間ごとに配置される光海底中継装置のいずれについても、Ｌバンドの励起用のＬＤ駆動回路１１１ＬとＣバンドの励起用のＬＤ駆動回路１１１Ｃとの給電線を並列に接続した接続構成を採用する。したがって、陸上の給電装置から光海底ケーブルを介して給電されてくるシステム電流Ｉ_Ａは、
Ｉ_Ａ＝Ｉ_Ｌ＋Ｉ_Ｃ
に設定されることになる。

その結果、光海底ケーブルが接続されるどの光海底中継装置においても、図８の場合とは異なり、励起用ＬＤ駆動装置内に並列接続されたＬバンド用のＬＤ駆動回路１１１ＬとＣバンド用のＬＤ駆動回路１１１Ｃとのそれぞれに消費電流Ｉ_ＬとＩ_Ｃとが流れ、定電圧供給回路に流れる余剰電流は発生しない。よって、光海底ケーブルシステムのシステム電流を有効に活用することができ、光海底ケーブルシステム全体に必要とする所望電流を低く抑えることができる。

（本発明の実施形態）
次に、本発明に係る光海底ケーブルシステムおよび光海底中継装置の実施形態について、図面を参照しながらその一例を説明する。図１は、本発明に係る光海底ケーブルシステムの構成例を示す構成図であり、本発明に関連する現状の技術として図６Ａを示した構成と同じ構成からなっている。すなわち、図１に示すように、光海底ケーブルシステムは、陸上に対向させるようにしてそれぞれ設置した陸上端局装置３０相互の光通信を行うために、両陸上端局装置３０を接続するように海底に敷設した光海底ケーブル２０と、該光海底ケーブル２０の中継区間ごとに多段に配置されている１ないし複数の光海底中継装置１０とによって構成されている。この図１の光海底ケーブルシステムでは、陸上端局装置３０から入力されてくる波長多重光信号を、光海底ケーブル２０上に適切な間隔毎に多段に接続された光海底中継装置１０でもって励起増幅を繰り返しながら、対向する陸上端局装置３０まで伝送していく。

そして、海底に配置される各光海底中継装置１０に対して電力を供給するために、図６Ａの場合と同様、陸上端局装置３０内に、電流源として給電装置（ＰＦＥ：Power Feeding Equipment）３１が配置されていて、該給電装置３１からの給電線が、光海底ケーブル２０として、光信号伝送用の光ファイバとともに、各光海底中継装置１０に対して直列的に接続されている。なお、図１においては、給電装置３１は、陸上端局装置３０内に備えられている場合を示したが、陸上端局装置３０とは別個に配置するように構成しても差し支えない。

次に、図１に示した光海底中継装置１０の内部構成について、その一例を説明する。図２は、図１に示した光海底中継装置１０の内部構成の一例を示すブロック構成図である。なお、本発明に係る光海底ケーブルシステムにおいては、並行敷設された複数の系列の光海底伝送システムを含んで構成されている。図２においては、第１系列、第２系列の２つの光伝送システムを含んでいる場合を例示しているが、本発明は、かかるシステム数に限るものではなく、任意のシステム数であって構わない。例えば、Ｃバンドの波長帯域を用いる光伝送システムとＬバンドの波長帯域を用いる光伝送システムとを少なくとも含む複数の系列のシステムから構成されるようにすることも可能である。

つまり、２つの系列の光伝送システムを含む図２に示す本実施形態においては、第１系列の光海底伝送システムは、光海底ケーブル２０内の第１系列光ファイバ２０ａを介して伝送され、第２系列の光海底伝送システムは、光海底ケーブル２０内の第２系列光ファイバ２０ｂを介して伝送される。ここで、第１系列の光海底伝送システムと第２系列の光海底伝送システムとのそれぞれの光信号を励起増幅するために、光海底中継装置１０に備えられている励起用のＬＤ（半導体レーザ）それぞれの駆動に要する所要電流値は異なる値であるものと仮定している。

なお、光海底ケーブル２０上に多段に配置されている各光海底中継装置１０は、同一の内部構成からなっており、いずれも、図２に示すように、励起用ＬＤ駆動装置１１、合波部１２ａｂ、第１合波部１２ａ、第１光増幅器(ＥＤＦＡ)１３ａ、第２合波部１２ｂ、第２光増幅器(ＥＤＦＡ)１３ｂを少なくとも含んで構成されている。

図２の光海底中継装置１０の励起用ＬＤ駆動装置１１が、第１系列、第２系列それぞれの光海底伝送システムの光信号の増幅励起を行うための第１励起光、第２励起光を出力すると、合波部１２ａｂにおいて、第１励起光と第２励起光とに合波・分波させて、第１励起光を第１合波部１２ａに、第２励起光を第２合波部１２ｂに入力する。

そして、第１系列光ファイバ２０ａから入力されてくる第１系列の光海底伝送システムの光信号は、第１合波部１２ａにおいて第１励起光と合波されることにより、第１光増幅器１３ａを駆動して、入力してくる光信号を第１光増幅器１３ａにより励起増幅させて出力する。同様に、第２系列光ファイバ２０ｂから入力されてくる第２系列の光海底伝送システムの光信号は、第２合波部１２ｂにおいて第２励起光と合波されることにより、第２光増幅器１３ｂを駆動して、入力してくる光信号を第２光増幅器１３ｂにより励起増幅させて出力する。

次に、図２に示した光海底中継装置１０内の励起用ＬＤ駆動装置１１の内部構成について、その一例を説明する。図３は、図２に示した光海底中継装置１０内の励起用ＬＤ駆動装置１１の内部構成の一例を示すブロック構成図である。なお、励起用ＬＤ駆動装置１１は、前述したように、第１系列の光海底伝送システムの光信号の増幅励起を行うための第１励起光と、第２系列の光海底伝送システムの光信号の増幅励起を行うための第２励起光との双方を出力する。

励起用ＬＤ駆動装置１１は、図３に示すように、第１ＬＤ駆動回路１１１ａと第２ＬＤ駆動回路１１１ｂと定電圧供給回路１１２とから構成されている。第１ＬＤ駆動回路１１１ａは、ＬＤ（Laser Diode：半導体レーザ）を駆動して、第１光増幅器１３ａを励起駆動するための所定の第１励起光を出力するものであり、第２ＬＤ駆動回路１１１ｂは、ＬＤを駆動して、第２光増幅器１３ｂを励起駆動するための所定の第２励起光を出力するものである。なお、定電圧供給回路１１２は、陸上端局装置３０内の給電装置３１から給電されてくるシステム電流Ｉ_Ａが第１ＬＤ駆動回路１１１ａおよび第２ＬＤ駆動回路１１１ｂの双方の駆動に要する総所要電流量を上回っている場合に、余剰電流を定電圧供給回路１１２側にバイパスさせて流すための回路であり、第１ＬＤ駆動回路１１１ａおよび第２ＬＤ駆動回路１１１ｂと並列に接続されて構成される。

ここで、それぞれのＬＤを駆動するためには電力を要するが、前述したように、第１系列の光海底伝送システム用の第１励起光を出力する第１ＬＤ駆動回路１１１ａの駆動に要する所要電流値Ｉａと第２系列の光海底伝送システム用の第２励起光を出力する第２ＬＤ駆動回路１１１ｂの駆動に要する所要電流値Ｉｂとは異なっている。図３に示すように、本実施形態における励起用ＬＤ駆動装置１１においては、本発明に関連する現状の技術の場合とは異なり、各励起光の出力を行う各ＬＤ駆動回路に関して、駆動に要する所要電流値が異なるＬＤ駆動回路が存在している場合には、各ＬＤ駆動装置の給電線すなわち第１ＬＤ駆動回路１１１ａと第２ＬＤ駆動回路１１１ｂとの給電線を並列に接続して、各ＬＤ駆動装置すなわち第１ＬＤ駆動回路１１１ａと第２ＬＤ駆動回路１１１ｂとを同時に駆動するように構成している。つまり、図３に示すように、第１ＬＤ駆動回路１１１ａと第２ＬＤ駆動回路１１１ｂと定電圧供給回路１１２との給電線は並列に接続されている。

したがって、光海底ケーブル２０の中継区間ごとに配置される光海底中継装置１０のいずれについても、第１ＬＤ駆動回路１１１ａと第２ＬＤ駆動回路１１１ｂとが並列に接続されているので、陸上端局装置３０内の給電装置３１から光海底ケーブル２０を介して給電されてくるシステム電流Ｉ_Ａは、
Ｉ_Ａ＝Ｉａ＋Ｉｂ
に設定されることになる。

その結果、光海底ケーブル２０が接続されるどの光海底中継装置１０においても、本発明に関連する現状の技術として図８に示した場合とは異なり、図３に示すように、励起用ＬＤ駆動装置１１内に並列接続された第１ＬＤ駆動回路１１１ａと第２ＬＤ駆動回路１１１ｂとのそれぞれに消費電流ＩａとＩｂとが流れ、定電圧供給回路１１２に流れる余剰電流は発生しない。よって、光海底ケーブルシステムのシステム電流を有効に活用することができ、光海底ケーブルシステム全体に必要とする所望電流を低く抑えることができる。而して、長距離大容量通信システムを実現する光海底ケーブルシステムを構築することが可能になる。

次に、海底ケーブルシステムとしての信頼性の向上を図るために、励起用ＬＤ駆動装置１１を冗長化させて二重化構成にした場合について説明する。図４Ａは、図２に示した光海底中継装置１０内の励起用ＬＤ駆動装置１１を冗長化構成にした場合の接続構成例を示す構成図である。なお、図４Ａは、励起用ＬＤ駆動装置の冗長化構成として０系励起用ＬＤ駆動装置１１Ａと１系励起用ＬＤ駆動装置１１Ｂとの二重化構成を採用した場合の接続構成例を示しており、０系励起用ＬＤ駆動装置１１Ａと１系励起用ＬＤ駆動装置１１Ｂとを図２に示した合波部１２ａｂと接続している状態を示している。また、図４Ｂは、図４Ａに示した０系励起用ＬＤ駆動装置１１Ａと１系励起用ＬＤ駆動装置１１Ｂとの２つの装置に対する給電線の接続状態を示している。

図４Ａに示す接続構成は、図２に示した励起用ＬＤ駆動装置１１の代わりに、二重化構成の０系励起用ＬＤ駆動装置１１Ａと１系励起用ＬＤ駆動装置１１Ｂとが、合波部１２ａｂに接続された構成となっている。しかし、この他の構成部位については、図２の構成と同じ構成である。なお、合波部１２ａｂは、０系励起用ＬＤ駆動装置１１Ａと励起用ＬＤ駆動装置１１Ｂとのいずれかから出力されてくる励起光の合波・分波を行って、対応する第１合波部１２ａ、第２合波部１２ｂそれぞれに対して出力する。ここで、図３において説明した場合と同様、第１系列の光海底伝送システム用の第１励起光を出力する０系第１ＬＤ駆動回路１１１ａＡ、１系第１ＬＤ駆動回路１１１ａＢそれぞれの駆動に要する所要電流値Ｉａと第２系列の光海底伝送システム用の第２励起光を出力する０系第２ＬＤ駆動回路１１１ｂＡ、１系第２ＬＤ駆動回路１１１ｂＢそれぞれの駆動に要する所要電流値Ｉｂとは異なった電流値になっている。

また、図４Ｂに示すように、０系励起用ＬＤ駆動装置１１Ａと１系励起用ＬＤ駆動装置１１Ｂとのそれぞれの内部における電流の供給ルート（すなわち給電線の接続経路）に関しては、図３に示した並列接続構成の場合と同様、それぞれ、０系第１ＬＤ駆動回路１１１ａＡ、０系第２ＬＤ駆動回路１１１ｂＡ、０系定電圧供給回路１１２Ａが並列に接続され、また、１系第１ＬＤ駆動回路１１１ａＢ、１系第２ＬＤ駆動回路１１１ｂＢ、１系定電圧供給回路１１２Ｂが並列に接続されて、構成される。そして、０系励起用ＬＤ駆動装置１１Ａと１系励起用ＬＤ駆動装置１１Ｂとの間の電流の供給ルート（すなわち給電線の接続経路）に関しては、直列にカスケード接続された構成からなっている。

したがって、二重化構成の励起用ＬＤ駆動装置を採用した場合においても、図３に示した場合と同様、陸上端局装置３０内の給電装置３１から光海底ケーブル２０を介して給電されてくるシステム電流Ｉ_Ａは、０系励起用ＬＤ駆動装置１１Ａと１系励起用ＬＤ駆動装置１１Ｂとのいずれにおいても、図４Ｂに示すように、
Ｉ_Ａ＝Ｉａ＋Ｉｂ
に設定されることになる。

その結果、光海底ケーブル２０が接続されるどの光海底中継装置１０においても、図４Ｂに示すように、０系励起用ＬＤ駆動装置１１Ａ内においては給電線が並列接続された０系第１ＬＤ駆動回路１１１ａＡと０系第２ＬＤ駆動回路１１１ｂＡとのそれぞれに消費電流Ｉａと消費電流Ｉｂとが流れ、０系定電圧供給回路１１２Ａに流れる余剰電流は発生しない。同様に、１系励起用ＬＤ駆動装置１１Ｂ内においても給電線が並列接続された１系第１ＬＤ駆動回路１１１ａＢと１系第２ＬＤ駆動回路１１１ｂＢとのそれぞれに消費電流Ｉａと消費電流Ｉｂとが流れ、１系定電圧供給回路１１２Ｂに流れる余剰電流は発生しない。

さらに説明すれば次の通りである。複数の系列の光海底伝送システムを収容する光海底中継装置を構築する際に、ＬＤ駆動回路としてＮ重化（Ｎ：２以上の自然数）した冗長化構成を適用する場合には、図８に示したような本発明に関連する現状の技術においては、同じ系列の光海底伝送システム用のＬＤ駆動回路同士すなわち同じ所要電流を必要とするＬＤ駆動装置同士の給電線を冗長化した個数分すなわちＮ個分並列に接続したものを、系列数分（システム数分）カスケード接続する構成を採用している。したがって、所要電流が少ない方の系列の光海底伝送システム用のＬＤ駆動回路側には余剰電流が生じることになり、無駄な電力を消費するとともに、さらには、所要電流が大きい方の系列の光海底伝送システム用のＬＤ駆動回路側に流れる電流を並列個数分つまりＮ個分加えた電流が光海底ケーブルシステム全体のシステム電流として必要になってしまう。

これに対して、図４Ｂに例示したような本実施形態においては、ＬＤ駆動回路の冗長化構成を適用する場合、異なる所要電流を必要とするＬＤ駆動装置が存在している場合、異なる系列の光海底伝送システム用の各ＬＤ駆動回路、すなわち、異なる所要電流が必要なＬＤ駆動回路も含む全ての系列用の各ＬＤ駆動回路それぞれの給電線を系列数分（システム数分）並列に接続する構成としたものを、冗長化した個数分すなわちＮ個分カスケード接続する構成を採用している。

したがって、本発明に関連する現状の技術とは異なり、余剰な電流が発生することはなく、かつ、本発明に関連する現状の技術に比し、光海底ケーブルシステム全体のシステム電流を少ない電流値に抑制することができる。よって、光海底ケーブルシステムのシステム電流を有効に活用することができ、光海底ケーブルシステム全体に必要とする所望電流を低く抑えることができる。而して、長距離大容量通信システムを実現する光海底ケーブルシステムを構築することが可能になる。

次に、本発明に係る光海底中継装置の異なる構成例について説明する。すなわち、図３に示した光海底中継装置１０内の励起用ＬＤ駆動装置１１の変形例として、図５に示すようなＬＤ駆動制御用ＩＣ（Integrated Circuit）を備えるようにしても良い。図５は、図３に示した光海底中継装置１０内の励起用ＬＤ駆動装置１１の変形例を示すブロック構成図であり、各ＬＤ駆動回路それぞれに分岐させて給電するための電流分岐回路を少なくとも含むＬＤ駆動制御用ＩＣを備えている場合を示している。ここで、図５に示す構成例においては、励起用ＬＤ駆動装置１１は、ＬＤ駆動制御用ＩＣ１１Ｋと定電圧供給回路１１２とから構成されている例を示している。

ＬＤ駆動制御用ＩＣ１１Ｋは、給電線からシステム電流Ｉ_Ａとして供給される電流値（Ｉａ＋Ｉｂ）の電流を、所要電流Ｉａの第１ＬＤ駆動回路１１１ａ側と所要電流Ｉｂの第２ＬＤ駆動回路１１１ｂ側とに分岐する電流分岐回路１１１Ｋを備えているとともに、該電流分岐回路１１１Ｋの出力側の分岐したそれぞれの給電線に接続された第１ＬＤ駆動回路１１１ａと第２ＬＤ駆動回路１１１ｂとを備えている。ただし、前述したように、場合によっては、ＬＤ駆動制御用ＩＣ１１Ｋは、電流分岐回路１１１Ｋのみとし、分岐したそれぞれの給電線に第１ＬＤ駆動回路１１１ａと第２ＬＤ駆動回路１１１ｂとを外部接続するようにしても良い。以上のような構成とすることにより、ＬＤ駆動制御用ＩＣ１１Ｋ内の第１ＬＤ駆動回路１１１ａは、電流分岐回路１１１Ｋにより分岐された駆動電流Ｉａにより第１ＬＤを駆動して第１の励起光を出力させ、第２ＬＤ駆動回路１１１ｂは、電流分岐回路１１１Ｋにより分岐された駆動電流Ｉｂにより第２ＬＤを駆動して第２の励起光を出力させることができる。

また、以上の実施形態の説明においては、本海底ケーブルシステムに収容する光海底伝送システムの系列数（システム数）として、２系列の場合について説明したが、本発明は、かかる２系列のみの場合に限るものではなく、２系列以上の任意の系列数（システム数）であっても、適用することができることは言うまでもない。さらには、同一の系列の光海底伝送システム用として備えるＬＤ駆動装置の個数についても、１個に限るものではなく、冗長化構成に関して前述した場合と同様に、２個以上の個数からなっていても、本発明を適用することが可能である。

以上、実施の形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記によって限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。

この出願は、２０１７年３月１７日に出願された日本出願特願２０１７−０５２９２１を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。

１０光海底中継装置
１０Ｍ光海底中継装置
１０Ｎ光海底中継装置
１１励起用ＬＤ駆動装置
１１Ａ０系励起用ＬＤ駆動装置
１１Ｂ１系励起用ＬＤ駆動装置
１１ＫＬＤ駆動制御用ＩＣ
１１Ｍ励起用ＬＤ駆動装置
１１Ｎａ１励起用ＬＤ駆動装置
１１Ｎａ２励起用ＬＤ駆動装置
１１Ｎｂ１励起用ＬＤ駆動装置
１１Ｎｂ２励起用ＬＤ駆動装置
１２Ｍ合波部
１２ＮＣ合波部
１２ＮＬ合波部
１２ＮＸ合波部
１２ＮＹ合波部
１２Ｎａｂ１合波部
１２Ｎａｂ２合波部
１２ａ第１合波部
１２ａｂ合波部
１２ｂ第２合波部
１３Ｍ光増幅器(ＥＤＦＡ：Erbium-Doped Fiber Amplifier)
１３ＮＣ光増幅器
１３ＮＬ光増幅器
１３ＮＸ光増幅器
１３ＮＹ光増幅器
１３ａ第１光増幅器(ＥＤＦＡ)
１３ｂ第２光増幅器(ＥＤＦＡ)
２０光海底ケーブル
２０Ｍ光海底ケーブル
２０ａ第１系列光ファイバ
２０ｂ第２系列光ファイバ
３０陸上端局装置
３０Ｍ陸上端局装置
３１給電装置
１１１ａ第１ＬＤ駆動回路
１１１ａＡ０系第１ＬＤ駆動回路
１１１ａＢ１系第１ＬＤ駆動回路
１１１ｂ第２ＬＤ駆動回路
１１１ｂＡ０系第２ＬＤ駆動回路
１１１ｂＢ１系第２ＬＤ駆動回路
１１１ＣＬＤ駆動回路
１１１Ｋ電流分岐回路
１１１ＬＬＤ駆動回路
１１１ＭＬＤ駆動回路
１１２定電圧供給回路
１１２Ａ０系定電圧供給回路
１１２Ｂ１系定電圧供給回路
１１２Ｃ定電圧供給回路
１１２Ｌ定電圧供給回路
１１２Ｍ定電圧供給回路
Ｉ_Ａシステム電流
Ｉａ所要電流値
Ｉｂ所要電流値
Ｉ_Ｃ電流
Ｉ_Ｌ電流
Ｉ_Ｓ余剰電流

Claims

光海底ケーブルの中継区間ごとに光海底中継装置を配置し、
前記光海底中継装置は、光増幅器と該光増幅器を励起するための励起光を出力する励起用ＬＤ（Laser Diode）駆動装置とを有し、
前記励起用ＬＤ駆動装置は、複数のＬＤ駆動回路を有し、複数の前記ＬＤ駆動回路それぞれに給電するための給電線を並列に接続していることを特徴とする光海底ケーブルシステム。
前記励起用ＬＤ駆動装置は、Ｃバンドの波長帯域の光信号を対象とするＬＤ駆動回路とＬバンドの波長帯域の光信号を対象とするＬＤ駆動回路とを有することを特徴とする請求項１に記載の光海底ケーブルシステム。
複数の前記ＬＤ駆動回路それぞれをＮ重化（Ｎ：２以上の自然数）した冗長化構成とする場合、前記ＬＤ駆動回路それぞれに給電するための給電線を並列接続したものを、冗長化した個数分を示すＮ個分カスケード接続した構成とすることを特徴とする請求項１または２に記載の光海底ケーブルシステム。
システム全体に必要とするシステム電流を、複数の前記ＬＤ駆動回路それぞれが必要とする所要電流に相当する電流ごとに分岐して前記ＬＤ駆動回路それぞれに給電する電流分岐回路を含んで構成されるＬＤ駆動制御用ＩＣ（Integrated Circuit）を備えていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の光海底ケーブルシステム。
光海底ケーブルシステムにおける光海底ケーブルの中継区間ごとに配置され、
光増幅器と該光増幅器を励起するための励起光を出力する励起用ＬＤ（Laser Diode）駆動装置とを有し、
前記励起用ＬＤ駆動装置は、複数のＬＤ駆動回路を有し、複数の前記ＬＤ駆動回路それぞれに給電するための給電線を並列に接続していることを特徴とする光海底中継装置。
前記励起用ＬＤ駆動装置は、Ｃバンドの波長帯域の光信号を対象とするＬＤ駆動回路とＬバンドの波長帯域の光信号を対象とするＬＤ駆動回路とを有することを特徴とする請求項５に記載の光海底中継装置。
複数の前記ＬＤ駆動回路それぞれをＮ重化（Ｎ：２以上の自然数）した冗長化構成とする場合、前記ＬＤ駆動回路それぞれに給電するための給電線を並列接続したものを、冗長化した個数分を示すＮ個分カスケード接続した構成とすることを特徴とする請求項５または６に記載の光海底中継装置。
システム全体に必要とするシステム電流を、複数の前記ＬＤ駆動回路それぞれが必要とする所要電流に相当する電流ごとに分岐して前記ＬＤ駆動回路それぞれに給電する電流分岐回路を少なくとも含んで構成されるＬＤ駆動制御用ＩＣ（Integrated Circuit）を備えていることを特徴とする請求項５ないし７のいずれかに記載の光海底中継装置。