JP6973495B2 - 海底分岐装置及び海底分岐方法 - Google Patents

Description

本発明は海底分岐装置及び海底分岐方法に関し、特に、給電路の障害時において給電路の切り替えを可能とする海底分岐装置及び海底分岐方法に関する。

海底ケーブルシステムでは、ネットワークのメッシュ化への対応や建設費の抑制を目的として、海底に設置された複数の海底分岐装置（Branching Unit、ＢＵ）及び複数の陸上局からなるネットワークが構築される。このような海底ケーブルシステムで用いられる海底中継器及び海底分岐装置は、一般的に、陸上局に設置された給電装置からの電力供給により動作する。

図１６は、ＢＵが用いられた一般的な海底ケーブルシステム９００の給電路を示す図である。海底ケーブルシステム９００は、ＢＵ９０１及び中継器９０２を備える。陸上局が備える給電装置９１１〜９１３は定電流電源であり、ＢＵ９０１及び中継器９０２には、これらの定電流電源により電力が供給される。ＢＵ９０１は、切替回路９０３を備える。

図１７〜１９は、ＢＵ９０１の給電路を示す第１の図乃至第３の図である。ＢＵ９０１は、給電装置９１１〜９１３のいずれかからの制御指示によって給電路の構成を変更できる。ＢＵ９０１の切替回路９０３は制御指示を受信し、切替回路９０３が備えるリレーを動作させることによって、給電路を切り替える。

図１７はＢＵ９０１がブランチＡ及びブランチＢの給電路により給電される場合を示す。例えば、ブランチＡに接続された給電装置９１１は正極性であり、ブランチＢに接続された給電装置９１２は負極性である。この場合、給電電流は、ブランチＡから流入し、ＢＵ９０１に給電し、ブランチＢへ流出する。この際、ブランチＡ及びブランチＢに設置された中継器９０２にも給電される。給電は定電流で行われるため、ブランチＡの電流とブランチＢの電流とは等しい。ブランチＣは給電装置９１３に接続されている。図１７ではブランチＣはブランチＡ及びブランチＢとは接続されておらず、ブランチＣの給電電流はシーアース（Sea Earth、ＳＥ）に接続され、接地されている。

図１８は、ＢＵ９０１のブランチＡの「Ｘ」印の箇所において給電路に地絡障害が生じた後の給電路の例を示す。地絡障害は、給電路の電線が海中で接地される障害である。すなわち、地絡障害箇所はシーアースとなる。地絡障害が発生した時点では、「シーアース−地絡障害箇所−ＢＵ９０１−ブランチＢ−給電装置９１２」という経路の給電路が構成されることで、ＢＵ９０１に電力が供給される。すると、切替回路９０３は、障害を検出した給電装置９１１〜９１３のいずれかから受信した制御指示に基づいてＢＵ９０１内部の給電路を図１８のように切り替える。すなわち、切替回路９０３はブランチＢとブランチＣとを接続して給電路を再構成するとともに、ブランチＡの障害箇所をＢＵ９０１においてシーアースと接続する。このような接続により、ＢＵ９０１への電力供給が可能となるとともに、障害箇所が切替回路９０３及び給電路から切り離される。

図１９は、ＢＵ９０１のブランチＢにおいて給電路の地絡障害が生じた後の給電路の例を示す。この場合には、切替回路９０３はブランチＡとブランチＣとを接続して給電路を再構成するとともに、ブランチＢの障害箇所をＢＵ９０１においてシーアースと接続する。給電路の一方のみに地絡障害が発生した場合には、ＢＵ９０１は、図１８又は図１９のように給電路を切り替える。

本発明に関連して、特許文献１〜４には、給電路の切り替えを行う切替回路が記載されている。

特開平３−０７６３２２号公報 特開平４−２４５８１６号公報 特開平９−１８１６５４号公報 国際公開第２０１３／００２３９１号

図２０及び図２１は、切替回路９０３に電力が供給されない障害の例を示す第１の図及び第２の図である。切替回路９０３に電力が供給されない場合にはリレーを動作させることができず、給電路の切り替えができない。例えば、ブランチＡ及びブランチＢの両方で給電路の地絡障害が発生すると（図２０）、ＢＵ９０１は、陸上局の給電装置９１１又は９１２と切替回路９０３とを含む給電路を形成できない。少なくとも一方の給電路の電線がオープンとなるオープン障害が発生した場合（図２１）も同様である。その結果、障害の発生後は切替回路９０３に電力が供給されず、給電路の切り替え制御が不可能となる。

（発明の目的）
本発明は、上述のような給電路の地絡障害やオープン障害が発生しても給電路の切り替え制御が可能な技術を提供することを目的とする。

本発明の海底分岐装置は、
第１乃至第３の受電口の間に形成される複数の給電路を切り替える切替手段と、
前記第１の受電口と前記第２の受電口の間に形成される給電路から給電を受け、前記切替手段を制御する制御手段と、
前記第１の受電口と前記第２の受電口との間に形成される給電路から前記制御手段に給電されない場合、前記第３の受電口とシーアースとの間に前記制御手段を接続する接続手段と、
を備える。

本発明の海底分岐方法は、第１乃至第３の受電口の間に形成される複数の給電路を切り替える海底分岐方法であって、
前記第１の受電口と前記第２の受電口との間に形成される給電路から給電を受けて、前記複数の給電路を切り替え制御し、
前記第１の受電口と前記第２の受電口との間に形成される給電路から前記制御手段に給電されない場合、接続手段によって、前記第３の受電口とシーアースとの間に形成される給電路から給電を受けて、前記複数の給電路を切り替え制御する、
ことを含む。

本発明は、給電路の地絡障害やオープン障害が発生しても給電路の切り替え制御が可能な海底分岐装置及び海底分岐方法を提供する。

第１実施形態の海底ケーブルシステム１００の構成例を示す図である。 制御回路１２２と接続回路１２３との接続を概念的に説明する図である。 給電回路１２０の例を示す図である。 各リレーの内部の接続例を説明する図である。 整流回路５１１の回路図の例である。 陸上局７０１からＢＵ１０１へ通知される、リレーの制御信号のパスの例を示す図である。 給電回路１２０において、ブランチＡからブランチＢへ給電電流が流れる、正常な場合を説明する図である。 ブランチＡ及びブランチＢを経由する給電が断となった場合の給電回路の動作を説明する第１の図である。 ブランチＡ及びブランチＢを経由する給電が断となった場合の給電回路の動作を説明する第２の図である。 ブランチＡ及びブランチＢを経由する給電が断となった場合の給電回路の動作を説明する第３の図である。 給電回路１２０の動作例を示すフローチャートである。 ブランチＣを経由する給電路の切り替えを説明する第１の図である。 ブランチＣを経由する給電路の切り替えを説明する第２の図である。 ブランチＣを経由する給電路の切り替えを説明する第３の図である。 第２実施形態の海底分岐装置８００の構成例を示すブロック図である。 海底分岐装置（ＢＵ）が用いられた一般的な海底ケーブルシステム９００の給電路を示す図である。 ＢＵ９０１の給電路を示す第１の図である。 ＢＵ９０１の給電路を示す第２の図である。 ＢＵ９０１の給電路を示す第３の図である。 切替回路９０３に電力が供給されない障害の例を示す第１の図である。 切替回路９０３に電力が供給されない障害の例を示す第２の図である。

本発明の実施形態について以下に説明する。実施形態の図面において、信号あるいは電流の向きを示す矢印は説明のための例を示すものであり、信号あるいは電流の向きを限定しない。また、各図面において既出の要素には同一の参照符号を付して、重複する説明は省略する。各実施形態は、本発明にかかる海底分岐方法を用いている。

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態の海底ケーブルシステム１００の構成例を示す図である。海底ケーブルシステム１００は、海底分岐装置（ＢＵ）１０１、中継器１０２、給電装置１０３〜１０５を備える通信システムである。ＢＵ１０１は、海底に設置された、海底ケーブルを分岐する装置である。ＢＵ１０１は、第１乃至第３の受電口６０１〜６０３を備える。各受電口は導体接続線であり、ブランチＡ、ブランチＢ、ブランチＣの３方向の海底ケーブル中の給電線と蝋付け、圧着などによって接続される。

ブランチＡ、Ｂ、Ｃは、それぞれ給電装置１０３、１０４、１０５と接続される。中継器１０２は、海底ケーブルを伝搬する光信号及び電気信号を中継する。中継器１０２は必要な場合にのみ設置される。給電装置１０３〜１０５は、陸上局に備えられた定電流電源装置であり、ＢＵ１０１及び中継器１０２に電力を供給する。給電装置１０３〜１０５を収容する陸上局は、端局とも呼ばれる。海底ケーブルは光ファイバ伝送路及び給電線を含むケーブルである。給電線は、給電路に用いられる電線である。ＢＵ１０１は、光ファイバケーブルを伝搬する光信号をブランチＡ〜Ｃの間で分岐あるいは合流させるとともに、給電装置１０３〜１０５の少なくとも１つから給電を受ける。

ＢＵ１０１は、例えば、ブランチＡで受信した光信号を、海底ケーブルシステム１００の設定に基づいてブランチＢ及びブランチＣへ分岐する。このため、ＢＵ１０１は、光信号を分岐するための光スイッチや波長選択スイッチ（Wavelength Selective Switch、ＷＳＳ）などの光部品及びこれらの光部品の駆動回路を備える。そして、光部品の駆動回路も、制御回路１２２と同様に給電装置１０３〜１０５からの給電により動作する。ただし、ＢＵ１０１における光信号の分岐及び合流処理は、後述する光信号によるリレーの制御信号の処理を除いて一般的な技術であり、また、給電路から光部品の駆動回路への給電も一般的な技術である。このため、実施形態の説明及び図面では給電路の切り替えについて説明し、光部品の駆動回路への給電及び光信号の処理に関しては必要がない限り省略する。

ＢＵ１０１は、切替回路１２１、制御回路１２２及び接続回路１２３を備える。切替回路１２１は、ＢＵ１０１の内部の給電路を切り替える回路であり、本実施形態では、切替回路１２１はリレーを含む。すなわち、切替回路１２１は、第１乃至第３の受電口６０１〜６０３の間に形成される複数の給電路を切り替える切替手段を担う。切替回路１２１、制御回路１２２及び接続回路１２３を含む回路を、給電回路１２０と記載する。そして、このような給電回路１２０を備えるＢＵ１０１は、海底分岐装置と呼ぶことができる。

制御回路１２２は、切替回路１２１を制御する。すなわち、制御回路１２２は、切替回路１２１を制御する制御手段を担う。接続回路１２３は、給電路の障害によって制御回路１２２への給電が停止した場合に、他の給電路により制御回路１２２へ給電する。給電回路１２０は、整流回路を備える。整流回路は、給電装置１０３〜１０５からの給電電流を一定の極性で制御回路１２２及び接続回路１２３に供給する。整流回路は、制御回路１２２あるいは接続回路１２３に含まれてもよい。これらの回路の詳細は後述する。

図２は、制御回路１２２と接続回路１２３との接続を概念的に説明する図である。接続回路１２３は、ある給電装置からの制御回路１２２への給電が失われた場合に、他の給電装置と接続された給電路を用いて制御回路１２２へ給電するために用いられる。本実施形態では、制御回路１２２が給電装置１０３及び１０４によって（すなわち、ブランチＡ及びＢを給電路として用いて）正常に給電されている状態では、接続回路１２３は制御回路１２２から電気的に切り離されている。しかし、給電路の障害により制御回路１２２への給電が失われると、接続回路１２３は、ブランチＣ及び接続回路１２３を経由してシーアースに接続される給電路によって制御回路１２２が給電されるように、給電路を構成する。接続回路１２３を経由して制御回路１２２への給電が行われることで、障害の発生後も制御回路１２２が切替回路１２１を制御して給電路を切り替えることが可能となる。すなわち、接続回路１２３は、第１の受電口６０１と第２の受電口６０２との間に形成される給電路から制御回路１２２に給電されない場合に、第３の受電口６０３とシーアースとの間に制御回路１２２を接続する接続手段を担う。

図３は、給電回路１２０の例を示す図である。給電回路１２０はＢＵ１０１の給電に関わる回路であり、ＢＵ１０１のブランチＡ、Ｂ、Ｃには、それぞれ、図１に示すように、給電装置１０３〜１０５が接続される。図１で示した第１〜第３の受電口６０１〜６０３の位置は、図３では黒丸印で示される。

まず、給電回路１２０の各部について説明する。ＲＬ（１）３１１〜ＲＬ（４）３１４は、ＲＬ制御回路３０１によって制御される保持型リレーである。保持型リレーは、そのリレーの制御回路への電力の供給が失われても、それまでの接続状態を維持する。ＲＬ（１）３１１〜ＲＬ（４）３１４は、図１の切替回路１２１に対応する。ＲＬ制御回路３０１は、ＲＬ（１）３１１〜ＲＬ（４）３１４の制御回路であり、給電されている場合にＲＬ（１）３１１〜ＲＬ（４）３１４を制御できる。

ＲＬＡ４１１及び４２１、ＲＬＢ４１２及び４２２、ＲＬＣ４１３及び４２３、ＲＬＤ４１４及び４２４、ＲＬＥ３１５及び３１６は、非保持型リレーである。ＲＬＡ４１１及び４２１、ＲＬＢ４１２及び４２２、ＲＬＣ４１３及び４２３、ＲＬＤ４１４及び４２４は、それぞれのリレーのドライブ回路へ給電されている場合はＯＮとなる。ＲＬＥ３１５及び３１６は、ＲＬ制御回路３０２へ給電されている場合は、ＲＬ制御回路３０２によってＯＮ／ＯＦＦが制御される。いずれの非保持型リレーも、ドライブ回路あるいは制御回路への給電が失われるとＯＦＦとなる。リレーのＯＮ及びＯＦＦについては図４で説明する。

ＲＬＡドライブ回路４０１は、ＲＬＡ４１１及び４２１のドライブ回路である。ＲＬＢドライブ回路４０２は、ＲＬＢ４１２及び４２２のドライブ回路である。ＲＬＣドライブ回路４０３は、ＲＬＣ４１３及び４２３のドライブ回路である。ＲＬＤドライブ回路４０４は、ＲＬＤ４１４及び４２４のドライブ回路である。これらのドライブ回路４０１〜４０４は、給電の有無によって対応するリレーをＯＮ又はＯＦＦに制御する。言い換えれば、ＲＬＡドライブ回路４０１、ＲＬＢドライブ回路４０２、ＲＬＣドライブ回路４０３、ＲＬＤドライブ回路４０４は、給電路への給電状態を検出する検出手段を担う検出回路である。ＲＬＡドライブ回路４０１、ＲＬＢドライブ回路４０２及びＲＬＣドライブ回路４０３は、それぞれ、受電口６０１、６０２及び６０３からの給電状況を検出する。ＲＬ制御回路３０２は、ＲＬＥ３１５及び３１６の制御回路である。

整流回路５１１及び５１２は、ダイオードによって構成された整流回路である。整流回路５１１は、ブランチＡ〜Ｃ及びシーアースと接続可能に構成され、給電路から供給される給電電流を整流してＲＬ制御回路３０１へ出力する。整流回路５１２は、ブランチＡ〜Ｃ及びシーアースと接続可能に構成され、これらから供給される給電電流を整流してＲＬ制御回路３０２に向けて出力する。整流回路５１１及び５１２については、図５で説明する。

図３のＲＬ制御回路３０１は、制御回路１２２に含まれる。また、ＲＬ制御回路３０２、ＲＬＥ３１５及び３１６、ＲＬＤドライブ回路４０４、ＲＬＡ４１１及び４２１、ＲＬＢ４１２及び４２２、ＲＬＣ４１３及び４２３、ＲＬＤ４１４及び４２４は、接続回路１２３に含まれる。整流回路５１１は、制御回路１２２に含まれてもよい。整流回路５１２は、接続回路１２３に含まれてもよい。このように、図３に示す給電回路１２０は、図１で説明した切替回路１２１、制御回路１２２及び接続回路１２３を含む。

図４は、給電回路１２０に含まれる各リレーの内部の接続例を説明する図である。各リレーはトランスファ接点（ｃ接点）を持つリレーであり、共通端子は二重丸で示される。
本実施形態では、黒丸で示される端子（ＯＮ端子）と共通端子とが接続された状態を「ＯＮ」と呼び、白抜き丸で示される端子（ＯＦＦ端子）と共通端子とが接続された状態を「ＯＦＦ」と呼ぶ。共通端子は、各リレーの制御回路あるいはドライブ回路による制御でＯＮ端子（黒丸）又はＯＦＦ端子（白丸）と接続される。図４の表記は、他の図面でも共通に用いられる。本実施形態では、リレーをＯＮ端子に接続することを「リレーをＯＮする」と記載し、ＯＦＦ端子に接続することを「リレーをＯＦＦする」と記載する。リレーをＯＮあるいはＯＦＦするための、制御回路あるいはドライブ回路とリレーとの間の配線は各図では省略される。

図５は、整流回路５１１の回路図の例である。整流回路５１２の回路図も同様である。
整流回路５１１は、給電端子Ｐ１〜Ｐ４及び出力端子Ｑ１、Ｑ２を持つ。整流回路５１１は、８個のダイオードＤ１〜Ｄ８及び１個のツェナーダイオードＤｚを備える。ダイオードＤ１〜Ｄ８は、ブリッジ整流回路を構成する。Ｐ１〜Ｐ４は給電路に接続される。給電端子のいずれかから入力された電流は、ブリッジ整流回路で整流されてＱ１（高電位側）から外部に出力される。外部からＱ２（低電位側）に戻った電流は、ブリッジ整流回路を通過して給電路に戻る。Ｐ１〜Ｐ４に入力される給電電流の極性にかかわらず、Ｑ１から電流が出力され、Ｑ２に電流が戻る。

ツェナーダイオードＤｚのツェナー電圧は、Ｑ１及びＱ２がオープンであった場合には給電電流を逆方向に導通させ、Ｑ１及びＱ２から他の回路への給電が行われる際には逆方向電流がきわめて小さくなるように選択される。Ｑ１及びＱ２がオープンであった場合には、入力された電流はツェナーダイオードＤｚを経由して給電路に戻る。

図６は、陸上局７０１からＢＵ１０１へ通知される、リレーの制御信号のパスの例を示す図である。陸上局７０１は制御信号を生成する光通信装置が設置された局舎である。陸上局７０１には給電装置１０３〜１０５のいずれかが併せて設置されていてもよい。制御信号は光ファイバ等の光伝送路７１１によって光信号として伝送される。光伝送路７１１は、例えば、陸上局７０１が備える給電装置とＢＵ１０１とを結ぶ給電路に用いられる電線を含む海底ケーブルである。

ＢＵ１０１は光カプラ７０２及び７０３を備える。光カプラ７０２は、制御信号を含む、陸上局７０１から受信した光信号を分岐してＯ／Ｅ（Optical/Electrical）変換回路７０４及び７０５に入力する。Ｏ／Ｅ変換回路７０４及び７０５は光信号を電気信号に変換して、制御信号を含む電気信号をＲＬ制御回路３０１及び３０２へ出力する。ＲＬ制御回路３０１及び３０２は、Ｏ／Ｅ変換回路７０４又は７０５から入力された電気信号からそれぞれが処理する制御信号を抽出し、抽出された制御信号に基づいて配下のリレーを制御する。ただし、ＲＬ制御回路３０１及び３０２は、制御信号の指示によらず、自律的にリレーを制御してもよい。ＲＬ制御回路３０１は、ＲＬ（１）３１１、ＲＬ（２）３１２、ＲＬ（３）３１３及びＲＬ（４）３１４を制御する。ＲＬ制御回路３０２は、ＲＬＥ３１５及び３１６を制御する。なお、海底ケーブル又は中継器に異常が生じても、光伝送路７１１が切断されたり中継器を含む光伝送路７１１の損失が増加したりしない限り、陸上局７０１からの制御信号はＢＵ１０１に到達できる。

（動作の詳細な説明）
ブランチＡ及びブランチＢを経由した給電路による給電、及び当該給電路による給電ができなくなった場合の給電回路１２０の動作について、図７〜図１０を用いて説明する。

図７は、給電回路１２０において、ブランチＡからブランチＢへ給電電流が流れる、正常な場合を説明する図である。以降の図面において、破線の矢印は説明のために例示される給電電流である。図７ではＲＬ（１）３１１、ＲＬ（２）３１２及びＲＬ（４）３１４はＯＦＦであり、ＲＬ（３）３１３のみＯＮである。ブランチＡ及びブランチＢを経由する給電路は、整流回路５１１を経由してＲＬ制御回路３０１に電力を供給する。ブランチＣはＲＬ（３）３１３によって整流回路５１１とは切り離されている。

図７では、ＲＬＡドライブ回路４０１とＲＬＢドライブ回路４０２とに給電電流が流れるため、ＲＬＡ４１１及び４２１、ＲＬＢ４１２及び４２２はＯＮとなる。また、ＲＬＥ３１５はＯＦＦであるため、ＲＬＤドライブ回路４０４には給電されない。その結果、ＲＬＤ４１４及び４２４はＯＦＦとなる。従って、整流回路５１２の出力端子Ｑ１及びＱ２とＲＬ制御回路３０２とは接続されず、出力端子Ｑ１及びＱ２はオープンとなる。その結果、整流回路５１２の給電端子Ｐ１に接続されたブランチＣの給電電流はツェナーダイオードＤｚを経由して、給電端子Ｐ２に接続されたシーアースへ流れる。

このように、給電路が正常である場合には、ブランチＡ及びブランチＢを経由してＲＬ制御回路３０１へ給電される。従って、ＲＬ制御回路３０１は、ＲＬ（１）３１１〜ＲＬ（４）３１４を制御できる。一方、ブランチＣを経由する給電路及び接続回路１２３はＲＬ制御回路３０１から切り離される。

図８は、ブランチＡからの給電とブランチＢからの給電との両方が断となった場合の給電回路の動作を説明する第１の図である。例えば、ブランチＡ及びブランチＢの両方の給電路において地絡障害が発生した場合、あるいは、ブランチＡ及びブランチＢの少なくとも一方の給電路においてオープン障害が発生した場合が該当する。ブランチＡ及びブランチＢの両方の給電路において地絡障害が発生すると、給電装置１０３及び１０４からＲＬ制御回路３０１への給電が失われる。また、ブランチＡ及びブランチＢの一方の給電路においてオープン障害が発生すると、ブランチＡ及びブランチＢを経由する給電路が構成できないため、やはりＲＬ制御回路３０１への給電は失われる。ＲＬ（１）３１１及びＲＬ（２）３１２は、障害の発生前にＲＬ制御回路３０１によってＯＦＦされている。ＲＬ（１）３１１及びＲＬ（２）３１２は保持型リレーであるため、その後、ブランチＡ及びＢの両方から給電が断となってＲＬ制御回路３０１が動作しなくなった場合でも、「ＯＦＦ」状態を維持する。

図８では、ブランチＡ及びブランチＢの両方の給電路において地絡障害が発生した場合を例に説明する。図８〜１０及び図１２においてブランチＡ及びブランチＢの「Ｘ」印は、地絡障害により給電路がシーアースに接続されることを示す。ブランチＡの給電路が断となると、ＲＬＡドライブ回路４０１に給電されなくなる。このため、ＲＬＡ４１１及び４２１がＯＮからＯＦＦに変化する。同様に、ブランチＢの給電路が断となるため、ＲＬＢドライブ回路４０２も給電されなくなる。このため、ＲＬＢ４１２及び４２２がＯＮからＯＦＦに変化する。

ブランチＣに着目すると、ＲＬ（３）３１３は、障害の発生前にＲＬ制御回路３０１によってＯＮされている。ＲＬ（３）３１３は保持型リレーであるため、その後、ブランチＡ及びＢの両方から給電が断となってＲＬ制御回路３０１が動作しなくなった場合でも、ＲＬ（３）３１３は「ＯＮ」状態を維持する。従って、ブランチＡ及びＢの両方の給電が断となった後も、ＲＬＣドライブ回路４０３には電力は供給されない。その結果、ＲＬＣ４１３及び４２３は、ブランチＡ及びＢの両方の給電が断となる前後でＯＦＦ状態を維持する。

すなわち、ブランチＡ及びブランチＢの両方からの給電が断となると、ＲＬＡ４１１及び４２１、ＲＬＢ４１２及び４２２、ＲＬＣ４１３及び４２３がＯＦＦする。その結果、整流回路５１２の出力端子Ｑ１及びＱ２がこれらのリレーを通じてＲＬ制御回路３０２に接続される。

整流回路５１２とＲＬ制御回路３０２とが接続されることによりＲＬ制御回路３０２に電流が流れ始めるため、整流回路５１２のツェナーダイオードＤｚの両端の電圧はツェナー電圧以下に低下し、ツェナーダイオードＤｚはオフする。従って、整流回路５１２のツェナーダイオードＤｚに流れていた電流は全てＲＬ制御回路３０２へ流れるようになる。
ＲＬ制御回路３０２が給電されることにより、ＲＬ制御回路３０２はＲＬＥ３１５及び３１６の制御が可能な状態（「スタンバイ状態」）となる。

図９は、ブランチＡ及びブランチＢを経由する給電が断となった場合の給電回路の動作を説明する第２の図である。図９を参照すると、ＲＬ制御回路３０２は、整流回路５１２から給電されることによって、ＲＬＥ３１５及び３１６をＯＮする。その結果、ＲＬ制御回路３０２を介してＲＬＤドライブ回路４０４及びＲＬ制御回路３０１が給電される。ＲＬＥ３１５及び３１６をＯＮする制御は、図６で説明した機能を用いて、ＲＬ制御回路３０２が陸上局から受信した制御信号に基づいて行ってもよい。陸上局は、ブランチＡ及びブランチＢの給電路の異常を検知することで、制御信号を送信してもよい。Ｏ／Ｅ変換回路７０５がＲＬ制御回路３０２からの給電で動作するように回路を設計することで、ブランチＡ及びＢを経由する給電が失われていても、Ｏ／Ｅ変換回路７０５は陸上局から受信した制御信号を処理できる。あるいは、ＲＬ制御回路３０２への給電の開始をトリガにＲＬ制御回路３０２が自律的にＲＬＥ３１５及び３１６をＯＮしてもよい。

図１０は、ブランチＡ及びブランチＢを経由する給電が断となった場合の給電回路の動作を説明する第３の図である。ＲＬＥ３１５及び３１６がＯＮすることで、ＲＬＤドライブ回路４０４に給電される。その結果、図１０に示すように、ＲＬＤ４１４及び４２４がＯＮとなる。ここで、ブランチＡ及びブランチＢの両方の給電が断となった後、ブランチＡを経由する給電が復旧した場合を考える。給電の復旧によりＲＬＡドライブ回路４０１に電流が流れると、ＲＬＡ４１１及び４２１がＯＮとなる。ＲＬＢドライブ回路４０２に電流が流れると、ＲＬＢ４１２及び４２２がＯＮとなる。いずれの場合にも、ＲＬＡ４１１、ＲＬＢ４１２、ＲＬＣ４１３の直列回路及びＲＬＡ４２１、ＲＬＢ４２２、ＲＬＣ４２３の直列回路は導通しなくなる。しかし、ＲＬＤドライブ回路４０４の通電によりＲＬＤ４１４及び４２４はＯＮ状態を維持する。このため、ブランチＡ又はブランチＢの一方の給電が復旧しても、ＲＬＤ４１４及び４２４及びＲＬ制御回路３０２を介することで、整流回路５１２からＲＬ制御回路３０１への給電が維持される。

このように、接続回路１２３を用いることで、ＲＬ制御回路３０１への給電路が形成され、ＲＬ制御回路３０１によるＲＬ（１）３１１〜ＲＬ（４）３１４の制御が可能となる。給電路の二重地絡障害やオープン障害時にＢＵ１０１の制御回路１２２への給電が失われた場合には接続回路１２３がスタンバイ状態となる。そして、接続回路１２３を経由して給電路を制御回路１２２に接続することによって、ＲＬ制御回路３０１に給電することが可能となる。

ブランチＡの給電が復旧した場合の、整流回路５１１を経由する給電路について説明する。ＲＬ制御回路３０１がＲＬ（４）３１４をＯＮすることで、ブランチＡ及び整流回路５１１を経由する給電はシーアースに接続される。ここで、ＲＬ制御回路３０１は、整流回路５１１及び５１２の両方から給電が可能である場合は、整流回路５１２からの給電により動作するように設計されてもよい。例えば、ＲＬ制御回路３０１は、接続回路１２３からの給電により整流回路５１１からの給電路を切り離すリレーを備えることでこのような機能が実現される。この機能により、図１０では、ＲＬ制御回路３０１において整流回路５１１からの給電路が切り離される。そして、ブランチＡの給電電流は整流回路５１１のツェナーダイオードＤｚ及びＲＬ（４）３１４を通過してシーアースへ流れる。接続回路１２３がＲＬ制御回路３０１と切り離されると、ＲＬ制御回路３０１は整流回路５１１からの給電で動作可能となる。

図１１は、図８〜図１０で説明した、給電回路１２０の動作例を示すフローチャートである。給電回路１２０は、ＲＬＡドライブ回路４０１への給電が断となると、ＲＬＡ４１１及び４２１をＯＦＦする（図１１のステップＳ０１）。また、給電回路１２０は、ＲＬＢドライブ回路４０２への給電が断となると、ＲＬＢ４１２及び４２２をＯＦＦする（ステップＳ０２）。そして、給電回路１２０は、整流回路５１２の出力端子Ｑ１及びＱ２をＲＬ制御回路３０２に接続する（ステップＳ０３）。これにより、ＲＬ制御回路３０２に給電される。ＲＬ制御回路３０２は、ＲＬＥ３１５及び３１６をＯＮする（ステップＳ０４）。また、ＲＬＤドライブ回路４０４への給電によりＲＬＤ４１４及び４２４がＯＮする（ステップＳ０５）。ステップＳ０１とステップＳ０２の順序は不問であり、ステップＳ０４とステップＳ０５との順序も不問である。

図１０では、ＲＬ制御回路３０１が接続回路１２３を経由して給電される状態を説明した。図１２〜図１４では、図１０の状態以降の給電回路１２０の動作例を説明する。

図１２は、ブランチＣを経由する給電路の切り替え例を説明する第１の図である。図１２では、ブランチＡ及びブランチＢの両方で地絡障害が発生し、ＲＬ制御回路３０１の給電が整流回路５１２からの給電に切り替えられた場合について説明する。図１０で説明したように、地絡障害により、接続回路１２３を経由した制御回路１２２への給電が開始される。その後、図１２に示すように、ＲＬ制御回路３０１はＲＬ（３）３１３をＯＦＦとし、ＲＬ（４）３１４をＯＮとし、第３の受電口とシーアースとの間を、接続回路１２３を経由しない経路に切り替えてもよい。このような制御により、ブランチＣによるＲＬ制御回路３０１への給電を、整流回路５１２を経由した給電から整流回路５１１を経由した給電に変更できる。このような給電路の切り替えにより接続回路１２３はＲＬ制御回路３０１の給電路から切り離され、給電電流が通過する電気回路が減少するため、給電路における電圧降下（すなわち、電力の消費）が減少するとともに、給電路の信頼性も向上する。

給電回路１２０が図１２の状態になった場合に、ＲＬ制御回路３０１は、さらに、ＲＬ（１）３１１をＯＮしてもよい。ＲＬ（１）３１１のＯＮ側端子は、整流回路５１２のツェナーダイオードＤｚを介してシーアースに接続されている。このため、ＲＬ（１）３１１をＯＮすることにより、ブランチＡの給電回路１２０側の接地点の電圧はツェナーダイオードＤｚのツェナー電圧以下となる。そのため、ブランチＡの障害箇所の作業時に、給電回路１２０から予期しない高電圧がブランチＡの障害箇所に印加されることを回避でき、作業の安全性を高めることができる。ブランチＢの給電路に関しても同様である。すなわち、ＲＬ制御回路３０１がＲＬ（２）３１２をＯＮすることで、給電回路１２０側から予期しない高電圧がブランチＢの障害箇所に印加されることを回避できる。

図１３及び図１４は、ブランチＣを経由する給電路の切り替えを説明する第２の図及び第３の図である。図１３及び図１４では、ブランチＢにおいてオープン障害が発生した場合について説明する。図１３及び図１４において、ブランチＢの「Ｘ」印は、オープン障害により給電路が開放されていることを示す。ブランチＢにおけるオープン障害が発生した場合も、図８〜図１０で説明したようにブランチＣを経由した給電が開始される。その後、ＲＬ制御回路３０１はＲＬ（４）３１４をＯＮするとともに、ＲＬ制御回路３０２はＲＬＥ３１５及び３１６の少なくとも一方をＯＦＦする。このような制御により、ブランチＡ及び整流回路５１１を経由したＲＬ制御回路３０１の給電電流を、ＲＬ（４）３１４を経由して、シーアースに接続できる。また、ＲＬＡドライブ回路４０１が通電されるとともにＲＬＤドライブ回路４０４は通電されなくなるため、ＲＬＡ４１１及び４２１はＯＮし、ＲＬＤ４１４及び４２４はＯＦＦする。その結果、制御回路１２２と接続回路１２３との間の給電路は切り離される。

一方、図１４では、接続回路１２３を経由した給電が開始された後、ＲＬ制御回路３０１はＲＬ（３）３１３をＯＦＦするとともに、ＲＬ制御回路３０２はＲＬＥ３１５及び３１６の少なくとも一方をＯＦＦする。図１４では、ブランチＡによるＲＬ制御回路３０１の給電電流はシーアースに接続されず、ブランチＣを経由する給電路に接続される。ブランチＣを経由する給電電流（すなわち、図１の給電装置１０５の給電電流）の大きさがブランチＡを経由する給電電流の大きさと同一で、電流の方向が反対である場合には、このような接続が可能である。例えば、図１の給電装置１０３が正電圧であり、給電装置１０５が負電圧であり、双方の給電電流が同一である場合に、このような給電路の構成が可能である。

図１３及び図１４ではブランチＢにおいてオープン障害が発生した場合について説明した。しかし、ブランチＡにおいてオープン障害が発生した場合にも、同様の手順により、制御回路１２２から接続回路１２３を切り離し、ブランチＢ、制御回路１２２及びブランチＣを経由する給電路を構成することができる。

図１３及び図１４で説明したリレーの制御によっても、図１２の例と同様に、給電電流が通過する電気部品が減少するため、給電路における電圧降下が減少するとともに、給電路の信頼性も向上する。

以上説明したように、第１実施形態の海底分岐装置（ＢＵ）１０１は、給電が失われた際に接続回路１２３が制御回路１２２に給電するため、給電路の地絡障害やオープン障害が発生しても給電路の切り替え制御が可能である。

（第２実施形態）
図１５は、本発明の第２実施形態の海底分岐装置８００の構成例を示すブロック図である。海底分岐装置８００は、切替回路８０１と、制御回路８０２と、接続回路８０３と、を備える。切替回路８０１は、第１乃至第３の受電口８１１〜８１３の間に形成される複数の給電路を切り替える、切替手段を担う。制御回路８０２は、第１の受電口８１１と第２の受電口８１２との間に形成される給電路から給電を受け、切替回路８０１を制御する、制御手段を担う。接続回路８０３は、第１の受電口８１１と第２の受電口８１２との間に形成される給電路から制御回路８０２に給電されない場合、第３の受電口８１３とシーアースとの間に制御回路８０２を接続する、接続手段を担う。

このような構成を備える海底分岐装置８００は、第１の受電口８１１と第２の受電口８１２との間に形成される給電路から制御回路８０２への給電が失われた場合でも、第３の受電口８１３とシーアースとの間に形成される給電路に制御回路８０２を接続する。よって、制御回路８０２への給電を維持できる。

従って、第２実施形態の海底分岐装置８００は、給電路の地絡障害やオープン障害が発生しても給電路の切り替え制御が可能である。

本実施形態の切替回路８０１は第１実施形態のＲＬ（１）３１１〜ＲＬ（４）３１４に対応する。制御回路８０２は第１実施形態のＲＬ制御回路３０１に対応し、接続回路８０３は第１実施形態のＢＵ１０１の接続回路１２３に対応する。
なお、本発明の実施形態は以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限定されない。
（付記１）
第１乃至第３の受電口の間に形成される複数の給電路を切り替える切替手段と、
前記第１の受電口と前記第２の受電口の間に形成される給電路から給電を受け、前記切替手段を制御する制御手段と、
前記第１の受電口と前記第２の受電口との間に形成される給電路から前記制御手段に給電されない場合、前記第３の受電口とシーアースとの間に前記制御手段を接続する接続手段と、
を備える海底分岐装置。
（付記２）
前記第３の受電口は、前記第１の受電口と前記第２の受電口との間に形成される給電路に接続される端局とは異なる端局に接続される付記１に記載された海底分岐装置。
（付記３）
さらに、前記第１の受電口と前記第２の受電口の間に形成される給電路への給電状態を検出する検出手段を備え、
前記接続手段は、前記検出手段の出力に基づき、前記第３の受電口とシーアースとの間に前記制御手段を接続する付記２に記載された海底分岐装置。
（付記４）
前記接続手段は、前記端局のいずれかから受信した制御信号に基づいて前記第３の受電口と前記シーアースとの間に前記制御手段を接続する、付記２又は３のいずれか１項に記載された海底分岐装置。
（付記５）
前記接続手段が前記第３の受電口と前記シーアースとの間に前記制御手段を接続した後、前記制御手段は、前記第３の受電口と前記シーアースとの間を、前記接続手段を経由しない経路に切り替えるように前記切替手段を制御する、付記１乃至４のいずれか１項に記載された海底分岐装置。
（付記６）
さらに、入力された光信号を分岐して出力する機能を備える、付記１乃至５のいずれか１項に記載された海底分岐装置。
（付記７）
給電装置を備える端局と、
付記６に記載された海底分岐装置と、を備え、
前記端局は、前記海底分岐装置への給電が可能な、通信システム。
（付記８）
第１乃至第３の受電口の間に形成される複数の給電路を切り替える海底分岐方法であって、
前記第１の受電口と前記第２の受電口との間に形成される給電路から制御手段に給電を受けて、前記複数の給電路を切り替え制御し、
前記第１の受電口と前記第２の受電口との間に形成される給電路から前記制御手段に給電されない場合、前記第３の受電口とシーアースとの間に形成される給電路から給電を受けて、前記複数の給電路を切り替え制御する、
海底分岐方法。
（付記９）
前記第３の受電口を、前記第１の受電口と前記第２の受電口との間に形成される給電路に接続される端局とは異なる端局に接続する、付記８に記載された海底分岐方法。
（付記１０）
前記第１の受電口と前記第２の受電口の間に形成される給電路への給電状態に基づき、接続手段によって、前記第３の受電口とシーアースとの間に前記制御手段を接続する、付記９に記載された海底分岐方法。
（付記１１）
前記端局のいずれかから受信した制御信号に基づき、前記接続手段によって、前記第３の受電口とシーアースとの間に前記制御手段を接続する、付記１０に記載された海底分岐方法。
（付記１２）
前記第３の受電口と前記シーアースとの間に前記制御手段が接続された後、前記第３の受電口と前記シーアースとの間を、前記接続手段を経由しない経路に切り替える、付記１０又は１１に接続された海底分岐方法。

以上、実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されない。本発明の構成や詳細には、本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。

また、それぞれの実施形態に記載された構成は、必ずしも互いに排他的なものではない。本発明の作用及び効果は、上述の実施形態の全部又は一部を組み合わせた構成によって実現されてもよい。

以上の各実施形態に記載された機能及び手順の一部又は全部は、給電回路１２０あるいは海底分岐装置８００が備える中央処理装置（central processing unit、ＣＰＵ）がプログラムを実行することにより実現されてもよい。プログラムは、固定された、一時的でない記録媒体に記録される。記録媒体としては半導体メモリ又は固定磁気ディスク装置が用いられるが、これらには限定されない。ＣＰＵは例えば分岐装置あるいは海底分岐装置に備えられるコンピュータである。

この出願は、２０１７年９月２９日に出願された日本出願特願２０１７−１８９３３６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。

１００ 海底ケーブルシステム
１０１ 海底分岐装置（ＢＵ）
１０２ 中継器
１０３〜１０５ 給電装置
１２０ 給電回路
１２１ 切替回路
１２２ 制御回路
１２３ 接続回路
３０１〜３０２ ＲＬ制御回路
３１１ ＲＬ（１）
３１２ ＲＬ（２）
３１３ ＲＬ（３）
３１４ ＲＬ（４）
３１５〜３１６ ＲＬＥ
４０１ ＲＬＡドライブ回路
４０２ ＲＬＢドライブ回路
４０３ ＲＬＣドライブ回路
４０４ ＲＬＤドライブ回路
４１１、４２１ ＲＬＡ
４１２、４２２ ＲＬＢ
４１３、４２３ ＲＬＣ
４１４、４２４ ＲＬＤ
５１１〜５１２ 整流回路
６０１ 第１の受電口
６０２ 第２の受電口
６０３ 第３の受電口
７０１ 陸上局
７０２〜７０３ 光カプラ
７０４〜７０５ Ｏ／Ｅ変換回路
７１１ 光伝送路
８００ 海底分岐装置
８０１ 切替回路
８０２ 制御回路
８０３ 接続回路
８１１ 第１の受電口
８１２ 第２の受電口
８１３ 第３の受電口
９００ 海底ケーブルシステム
９０１ 分岐装置（ＢＵ）
９０２ 中継器
９０３ 切替回路
９１１〜９１３ 給電装置

Claims (8)

1. 第１乃至第３の受電口の間に形成される複数の給電路を切り替える切替手段と、
   前記第１の受電口と前記第２の受電口の間に形成される給電路から給電を受け、前記切替手段を制御する制御手段と、
   前記第１の受電口と前記第２の受電口との間に形成される給電路から前記制御手段に給電されない場合、前記第３の受電口とシーアースとの間に前記制御手段を接続する接続手段と、
   を備え、
   前記接続手段が前記第３の受電口と前記シーアースとの間に前記制御手段を接続した後、前記制御手段は、前記第３の受電口と前記シーアースとの間を、前記接続手段を経由しない経路に切り替えるように前記切替手段を制御する、
   海底分岐装置。
2. 前記第３の受電口は、前記第１の受電口と前記第２の受電口との間に形成される給電路に接続される端局とは異なる端局に接続される請求項１に記載された海底分岐装置。
3. さらに、前記第１の受電口と前記第２の受電口の間に形成される給電路への給電状態を検出する検出手段を備え、
   前記接続手段は、前記検出手段の出力に基づき、前記第３の受電口と前記シーアースとの間に前記制御手段を接続する請求項２に記載された海底分岐装置。
4. 前記接続手段は、前記端局のいずれかから受信した制御信号に基づいて前記第３の受電口と前記シーアースとの間に前記制御手段を接続する、請求項２又は３に記載された海底分岐装置。
5. さらに、入力された光信号を分岐して出力する機能を備える、請求項１乃至４のいずれか１項に記載された海底分岐装置。
6. 給電装置を備える端局と、
   請求項５に記載された海底分岐装置と、を備え、
   前記端局は、前記海底分岐装置への給電が可能な、通信システム。
7. 第１乃至第３の受電口の間に形成される複数の給電路を、切替手段によって切り替える海底分岐方法であって、
   前記第１の受電口と前記第２の受電口との間に形成される給電路から制御手段に給電を受けて、前記複数の給電路を切り替え制御し、
   前記第１の受電口と前記第２の受電口との間に形成される給電路から前記制御手段に給電されない場合、前記第３の受電口とシーアースとの間に形成される給電路から接続手段によって給電を受けて、前記複数の給電路を切り替え制御し、
   前記第３の受電口と前記シーアースとの間に、前記接続手段によって前記制御手段を接続した後、前記制御手段によって、前記第３の受電口と前記シーアースとの間を、前記接続手段を経由しない経路に切り替えるように前記切替手段を制御する、
   海底分岐方法。
8. 前記第３の受電口を、前記第１の受電口と前記第２の受電口との間に形成される給電路に接続される端局とは異なる端局に接続する、請求項７に記載された海底分岐方法。

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