JPH06237226A - 光増幅中継器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は光信号を増幅して中継する光増幅中継
器に関し、直列定電流方式が適用される光増幅中継器の
構成の簡略化を目的とする。 【構成】端局１，２間に光伝送路３と直列定電流給電用
の給電ケーブル４とを敷設してなるシステムに適用され
る光増幅中継器に、光信号を増幅する光増幅手段と、こ
の光増幅手段を駆動又は制御する手段を含む電子回路の
複数のユニット５と、給電ケーブル４の途中に直列に挿
入された複数の負荷６を有し負荷６の両端電圧をそれぞ
れ上記電子回路に与える給電回路７とを設け、各ユニッ
ト５及び給電回路７のケース５Ａ，７Ａを同電位で給電
ケーブル４に接地して構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は光信号を増幅して中継す
る光増幅中継器に関し、さらに詳しくは、海底に敷設し
て使用するのに適した光増幅中継器に関する。

【０００２】光中継器を備えた代表的なシステムである
光海底システムは、大陸間等の海底区間に光ファイバを
有する海底ケーブルを敷設して光信号を伝送するもので
あり、減衰した光信号を海底に設置した光中継器で中継
することで、減衰等の補償が行われる。光中継器への電
力の供給は、通常、陸上に設置された端局から直列定電
流給電方式で行われる。このため、大陸間等の長距離伝
送における給電電圧は、著しい高電圧となる。この電圧
は最大で例えば約１５ｋＶにもなり、光中継器の構成部
品のコスト、信頼性に大きな影響を与える。

【０００３】システムの給電電圧は、給電ケーブルの導
体抵抗による電圧降下が支配的であり、この電圧降下を
小さくするためには給電電流を減らすことが最も効果的
である。この理由により、光中継器内の各回路への給電
は直列定電流給電方式により行われる。一方、最近にお
いては、光中継器として、光増幅器を備えた光増幅中継
器が実用化レベルにあり、光増幅中継器を直流定電流給
電方式に適用するに際しての構成の最適化が模索されて
いる。

【０００４】

【従来の技術】従来、第１及び第２の端局間に光伝送路
と直列定電流給電用の給電ケーブルとを敷設してなるシ
ステムに適用される光中継器として、光伝送路により伝
送された光信号を電気信号に変換し、波形成形等の所定
の処理を行った後に再び電気信号を光信号に変換して出
力するようにした３Ｒ型再生中継器が知られている。こ
の光中継器においては、伝送すべき超高速の主信号に対
応する電気信号を処理する必要上、通例、電子回路のユ
ニットケース等について強固な接地を行うべく種々の対
策が施されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】一方、近年において
は、希土類元素をドープしたドープファイバを備えた光
増幅器が実用化レベルにあり、この種の光増幅器を備え
た光増幅中継器が開発されている。光増幅中継器におけ
る電子回路のユニットケース等の接地については、従来
の３Ｒ型再生中継器のそれがそのまま用いられている。
このため、光増幅中継器の構造が複雑になり、機械的強
度が低下し、放熱性、信頼性、製造性等が悪いという問
題がある。

【０００６】よって、本発明の目的は、直列定電流給電
方式が適用される光増幅中継器の構成を簡略化すること
にある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】図１は本発明の光増幅中
継器の基本構成を示す図である。本発明によると、第１
及び第２の端局１，２間に光伝送路３と直列定電流給電
用の給電ケーブル４とを敷設してなるシステムに適用さ
れる光増幅中継器であって、光伝送路３により伝送され
る光信号を増幅して出力する光増幅手段と、該光増幅手
段を駆動又は制御する手段を含む電子回路の複数のユニ
ット５と、給電ケーブル４の途中に直列に挿入された複
数の負荷６を有し負荷６の両端電圧をそれぞれ上記電子
回路に与える給電回路７と、を備え、各ユニット５及び
給電回路７はそれぞれ導電性のケース５Ａ，７Ａを有
し、各ケース５Ａ，７Ａは同電位で給電ケーブル４に接
地される光増幅中継器が提供される。

【０００８】

【作用】本発明の光増幅中継器は、光伝送路により伝送
される光信号をそのまま増幅して出力する光増幅手段を
備えているので、この光増幅手段の駆動又は制御（監視
信号処理や出力レベルの制御等）に係わる電子回路は、
高速信号の処理を行う部分を含まない。従って、本発明
の光増幅中継器では、光信号を電気信号に変換して処理
する手段を含む従来の光中継器とは異なり、各ケースを
別個に接地する必要はなく、各ケースを同電位で給電ケ
ーブルに接地することにより、光増幅中継器の構成の簡
略化が可能になる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に従って詳細に
説明する。図２は本発明を適用可能な光増幅中継器の破
断側面図である。符号１２は概略円筒形状の耐圧筐体を
表しており、この耐圧筐体１２の内部には複数のユニッ
トからなる中継器モジュール１４が収容されている。中
継器モジュール１４と耐圧筐体１２の間には、内側から
順に絶縁体１６と放熱フィン兼緩衝体１８が介在してい
る。

【００１０】図２の中継器モジュール１４における従来
のユニット間の接続を図３により説明する。この例で
は、中継器モジュールは４つの中継回路ユニット２０，
２２，２４及び２６を有しており、各中継回路ユニット
２０，２２，２４及び２６は、給電ケーブル２８の途中
に設けられた給電回路ユニット３０に接続されて直列定
電流給電方式により給電される。

【００１１】各ユニットのケース２０Ａ，２２Ａ，２４
Ａ及び２６Ａは、それぞれ給電電流のプラス極性側で給
電ケーブル２８に対して接地される。このように各ケー
スを別個に接地している理由及びそれに伴う弊害につい
ては前述した通りである。

【００１２】図３のように接続される光中継器におい
て、例えば中継回路ユニット２０のケース２０Ａを他の
ユニットのケースと一体にして中継器モジュールを構成
する場合、板状のユニット保持バーが使用される。ユニ
ット保持バーは機械的強度を向上するために通常金属か
らなる。

【００１３】図４は従来構成におけるユニット保持バー
とケースの接合部分の断面図である。例えばケース２０
Ａをユニット保持バー３２にボルト３４により固定する
場合、各ユニットの電位は互いに異なるのでこれらを絶
縁する必要上、ケース２０Ａとユニット保持バー３２の
間に絶縁シート３６を介在させるとともに、ユニット保
持バー３２とボルト３４のヘッドの間に絶縁ブッシュ３
８を介在させる必要があった。

【００１４】このため、従来構造による場合、光中継器
の構造が複雑になるばかりでなく、二重の絶縁構造（図
２の絶縁体１６及び図４の絶縁シート３６）となり、中
継器の内部温度が上昇するという問題も生じていた。

【００１５】図５は本発明の実施例を示す光増幅中継器
の接続図である。この光増幅中継器は、第１の端局（図
示せず）から第２の端局（図示せず）に向けて光信号を
伝送する上りの光伝送路（図示せず）と、第２の端局か
ら第１の端局に向けて光信号を伝送する下りの光伝送路
（図示せず）とを有するシステムに適用される。上り及
び下りの光伝送路は、それぞれ２回線（例えば常用及び
予備の２回線）を有している。以下、この２回線をそれ
ぞれＳＹＳ１及びＳＹＳ２と称する。

【００１６】この実施例では、中継器モジュール１４
（図２参照）は、４つの中継回路ユニット４０，４２，
４４及び４６を有している。各ユニット４０，４２，４
４及び４６はそれぞれ後述する光増幅手段を含む。ＳＹ
Ｓ１において、上りの中継回路ユニット４０は光ファイ
バを含む光ケーブル４８及び５０によってそれぞれ光入
力ポート５２及び光出力ポート５４に接続され、下りの
中継回路ユニット４２は光ケーブル５６及び５８によっ
てそれぞれ光出力ポート６０及び光入力ポート６２に接
続される。

【００１７】一方、ＳＹＳ２において、上りの中継回路
ユニット４４は光ケーブル６４及び６６によってそれぞ
れ光入力ポート６８及び光出力ポート７０に接続され、
下りの中継回路ユニット４６は光ケーブル７２及び７４
によってそれぞれ光出力ポート７６及び光入力ポート７
８に接続される。

【００１８】第１及び第２の端局間には光伝送路の他に
給電ケーブル８０が敷設されており、この給電ケーブル
８０によって各ユニットに直列定電流給電がなされる。
給電ケーブル８０の途中に設けられた給電回路ユニット
８２は、電圧降下により給電電圧を生じさせるための負
荷を有している。この負荷は、この実施例では、各ユニ
ット４０，４２，４４及び４６にそれぞれ対応して設け
られたツェナーダイオード８４，８６，８８及び９０で
ある。各ツェナーダイオード８４，８６，８８及び９０
は直列接続されて、給電ケーブル８０によって逆バイア
スされる。

【００１９】ツェナーダイオード８４のカソードとツェ
ナーダイオード９０のアノードの間にはアレスタ９２が
設けられている。これにより、装置障害等に際して広範
囲のサージ電流に対してサージ保護機能がなされる。ま
た、本実施例では、給電回路ユニット８２が有する負荷
としてツェナーダイオードを用いているので、装置障害
等に際して応答速度の速いサージ保護機能がなされる。

【００２０】各ユニット４０，４２，４４及び４６の電
源端子はそれぞれ各ツェナーダイオード８４，８６，８
８及び９０のカソード及びアノードに接続される。ま
た、各ツェナーダイオード８４，８６，８８及び９０の
カソード及びアノード間にはそれぞれキャパシタ９４，
９６，９８及び１００が接続されており、これにより、
ノイズが各ユニット４０，４２，４４及び４６に侵入す
ることを防止するとともに、障害発生時におけるオーデ
ィオパルスのバイパスが可能になる。

【００２１】各ユニット４０，４２，４４及び４６のケ
ース並びに給電回路ユニット８２のケースは導電性の例
えば金属材からなり、これらのケースは電気的に接続さ
れて同電位で給電ケーブル８０に対して接地される。そ
の接地点は、図示された例では、ツェナーダイオード８
４のカソード側であるが、それ以外の接地点を採用して
もよい。

【００２２】図６は図５の光増幅中継器のブロック図で
ある。ＳＹＳ１及びＳＹＳ２は同じ構成を有しているの
で、ＳＹＳ１のみについて構成及び動作を説明する。上
りの中継回路４０は、光増幅のための光回路と監視制御
等を行う上り制御回路１０２とを備えている。光増幅の
ための光回路は、光ケーブル４８を介して光信号が供給
される前段モジュール１０４と、光ケーブル５０を介し
て増幅された光信号を出力する後段モジュール１０６
と、前段モジュール１０４及び後段モジュール１０６間
に設けられたドープファイバ１０８と、後段モジュール
１０６を介してドープファイバ１０８にポンピング光を
供給するためのＬＤモジュール１１０及び１１２とを含
む。

【００２３】ドープファイバ１０８は少なくともそのコ
アにＥｒ（エルビウム）等の希土類元素をドープして作
製されており、このドープファイバ１０８内に光信号及
びポンピング光を導入することによって、光信号の増幅
がなされる。光信号のキャリア波長が１．５５μｍであ
り、ドープファイバ１０８のドープ元素がＥｒである場
合には、ポンピング光の波長は例えば１．４８μｍに設
定される。

【００２４】下りの中継回路４２には、上りの中継回路
４０の各部分に対応して、下り制御回路１１３と前段モ
ジュール１１４と後段モジュール１１６とドープファイ
バ１１８とＬＤモジュール１２０及び１２２とが設けら
れている。上り制御回路１０２と下り制御回路１１３の
間の電気信号のやりとりは、これらの回路間に電源電圧
の差があるので、キャパシタを用いたＡＣ結合によりな
される。

【００２５】また、上りの中継回路４０には、その後段
モジュール１０６と下りの中継回路４２の前段モジュー
ル１１４とにそれぞれ光ケーブル１２４及び１２６によ
り接続される光シャッタ１２８が設けられており、下り
の中継回路４２には、その後段モジュール１１６と上り
の中継回路４０の前段モジュール１０４とにそれぞれ光
ケーブル１３０及び１３２により接続される光シャッタ
１３４が設けられている。この構成により、監視制御等
に際しての光ループバックが可能になる。

【００２６】光ケーブル４８及び前段モジュール１０４
を介して上りの光信号がＬＤモジュール１１０又は１１
２からのポンピング光により励起されているドープファ
イバ１０８に供給されると、この光信号は増幅され、後
段モジュール１０６及び光ケーブル５０を介してこの光
中継器から送出される。

【００２７】光信号は例えば周波数２ＧＨｚ程度の主信
号により強度変調されており、監視制御信号は主信号の
周波数よりも十分に低い周波数で主信号に重畳される。
本実施例のようにドープファイバを用いて光増幅を行う
場合、光信号の主信号を電気信号に変換する必要がない
ので、例えば上りの制御回路１０２が扱う電気信号の周
波数は十分に低い。

【００２８】このため、上り制御回路１０２のプリント
配線板モジュールの接地ラインやＬＤモジュール１１０
及び１１２の接地部を上りの中継回路４０のケース４０
Ａに接続してシールド効果を高めることなしに、クロス
トークの発生等を防止することができる。また、このよ
うに各中継回路ユニットの電子部品をケースに接続して
いないので、前述したようなケースの接地電位の共通化
が可能になり、光中継器の構成が簡単になる。

【００２９】この実施例では、全ての中継回路ユニット
の回路部品を当該ケースに接続していないが、いずれか
一つの中継回路ユニットの回路部品についてはケースに
接地してもよい。

【００３０】図７は本実施例における中継器モジュール
（図２参照）の破断側面図である。各中継回路ユニット
４０，４２，４４及び４６はユニット保持バー１３６及
びボルト１３８により機械的及び電気的に結合され、こ
の一体化物は概略円筒形状のモジュール筐体１４０内に
収容される。

【００３１】図８は中継回路モジュール４０とユニット
保持バー１３６の結合部分の断面図である。この実施例
では、各ユニットケースは同電位で接地されることか
ら、ユニットケース４０Ａとユニット保持バー１３６を
ボルト１３８で結合するに際しては、図４で説明した従
来技術における場合とは異なり、絶縁シートや絶縁ブッ
シュの使用は不要である。また、従来においては、例え
ば図７を用いて説明すれば、各ユニットとモジュール筐
体１４０の間に絶縁シートが必要であるが、この実施例
では不要である。

【００３２】以上のように、本実施例によると、二重の
絶縁構造が不要になるので、光増幅中継器内の温度上昇
を抑制して、部品等が故障する恐れがなくなる。また、
この光増幅中継器を海底に敷設する場合には、海底は一
般に一定した低温環境であるから、二重の絶縁構造が不
要になることによる効果は大きい。

【００３３】さらに、各ユニットをユニット保持バーに
固定するに際して絶縁シートや絶縁ブッシュの使用が不
要になるので、固定に際しての機械的強度を高めること
ができる。

【００３４】その上、構成が簡単になることから、製造
作業が容易化されるとともに、給電しながらの装置試験
に際してユニットケース間をドライバ等でショートさせ
る等の不都合が生じない。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
直列定電流方式が適用される光増幅中継器の構成を簡略
化することができるようになるという効果が生じる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光増幅中継器の基本構成を示す図であ
る。

【図２】本発明を適用することができる光増幅中継器の
破断側面図である。

【図３】従来の光増幅中継器における接続図である。

【図４】従来の光増幅中継器の部分断面図である。

【図５】本発明の実施例における光増幅中継器の接続図
である。

【図６】本発明の実施例における光増幅中継器のブロッ
ク図である。

【図７】本発明の実施例における中継器モジュールの破
断側面図である。

【図８】図７のモジュールの部分断面図である。

【符号の説明】

１ 第１の端局 ２ 第２の端局 ３ 光伝送路 ４ 給電ケーブル ５ ユニット ６ 負荷 ７ 給電回路 ５Ａ，７Ａ ケース

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１及び第２の端局(1,2) 間に光伝送路
   (3) と直列定電流給電用の給電ケーブル(4) とを敷設し
   てなるシステムに適用される光増幅中継器であって、 上記光伝送路(3) により伝送される光信号を増幅して出
   力する光増幅手段と、 該光増幅手段を駆動又は制御する手段を含む電子回路の
   複数のユニット(5) と、 上記給電ケーブル(4) の途中に直列に挿入された複数の
   負荷(6) を有し該負荷(6) の両端電圧をそれぞれ上記電
   子回路に与える給電回路(7) と、を備え、 上記各ユニット(5) 及び上記給電回路(7) はそれぞれ導
   電性のケース(5A,7A)を有し、 該各ケース(5A,7A) は同電位で上記給電ケーブル(4) に
   接地されることを特徴とする光増幅中継器。
2. 【請求項２】 上記光増幅中継器を海底に敷設するため
   の耐圧筐体をさらに備え、 上記各ケースは上記耐圧筐体内でユニット保持バーによ
   り機械的及び電気的に結合されることを特徴とする請求
   項１に記載の光増幅中継器。
3. 【請求項３】 上記光伝送路は、上記第１の端局から上
   記第２の端局に向けて上記光信号を伝送する上りの光伝
   送路と上記第２の端局から上記第１の端局に向けて上記
   光信号を伝送する下りの光伝送路とであり、 該上り及び下りの光伝送路はそれぞれ２回線あり、 上記ユニットのケースは上記上り及び下りの光伝送路の
   ２回線に対してそれぞれ設けられた４つの回路ユニット
   ケースであることを特徴とする請求項１に記載の光増幅
   中継器。
4. 【請求項４】 上記給電回路の各負荷は上記給電ケーブ
   ルにより逆バイアスされるツェナーダイオードであり、 該各ツェナーダイオードと並列接続されるアレスタをさ
   らに備えたことを特徴とする請求項１に記載の光増幅中
   継器。
5. 【請求項５】 上記光増幅手段は、 上記光伝送路に接続されそのコアに希土類元素がドープ
   されたドープファイバと、 上記光信号の波長及び上記希土類元素に応じて決定され
   る波長の励起光を出力する励起光源と、 該励起光を上記光信号とともに上記ドープファイバに導
   入する手段とを含むことを特徴とする請求項１に記載の
   光増幅中継器。
6. 【請求項６】 上記複数のユニットの全部の電子回路又
   は上記複数のユニットの電子回路のうちの一つを除く全
   部の電子回路が有する回路部品は上記ケースと絶縁され
   ていることを特徴とする請求項１に記載の光増幅中継
   器。