JPH07170233A - 電話光ケ−ブルシステムの分岐ユニット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 それぞれ光ファイバを含む３のケ−ブル（２
の幹線ケ−ブルおよび１の支線ケ−ブル）の接続のため
の能動的分岐ユニット。 【構成】 第１の相互接続構成において幹線ケ−ブルの
ファイバは支線ケ−ブルを経由して互いに結合される。
例えば直列接続したエルビウム添加ファイバ増幅器（Ｅ
ＤＦＡ）（20）および光減衰器（21）で構成された光ス
イッチ手段が２の幹線ケ−ブルの光ファイバ間に配置さ
れる。光スイッチ手段は例えば支線ケ−ブに故障があり
代替の構成が必要とされる場合、幹線ケ−ブル間に電気
通信トラフィックを通す。この場合ポンプ信号がＥＤＦ
Ａ（20）に加えられ、トラフィックが幹線ケ−ブル間を
直接通過できるように減衰器（21）の損失を補償し、支
線ケ−ブルから迂回される。この経路切換えは自動的に
実行される。（図７）

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は電話光ケ−ブルシステ
ム、例えば光ファイバ海底ケ−ブルシステムの分岐ユニ
ットに関するものであり、特に光トラフィック切換えに
使用可能な分岐ユニットに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】海底ケ−ブルのような長距離搬送システ
ムは当初は２つの陸地、例えば大西洋の両端、の端子を
結合するためのものであった。後の開発においては、一
方では２つの陸地端子を、他方では３つの陸地端子を持
つものを含むようになり、３つの陸地端子間に伸びるメ
インケ−ブル、分岐ユニット（Ｙ接続）および分岐ユニ
ットから２つの他の端子に伸びる支線ケ−ブルを含むよ
うになった。従って、メインケ−ブル、支線ケ−ブルお
よび電力給電設備に設置する中継器が制作されなければ
ならなかった。中継器には、分岐（メインまたは支線）
の１つの終端の陸地端子（終端設備）と遠隔の接地間
（シングルエンド給電）、または２つのいずれかの終端
設備間（ダブルエンド給電）に、電流を流すことにより
電力を供給することが可能となる。

【０００３】既知の型の分岐ユニットを有するメインケ
−ブルおよび１の支線ケ−ブルにおける中継器の電力の
給電はダブルエンド給電によるが、他の支線ケ−ブルに
おける中継器の電力の供給はシングルエンド給電による
場合には、海中接地ケ−ブルを備えた接地は分岐ユニッ
トを必要とする。分岐ユニットは、分岐の１つで万一故
障状態が発生した場合、電力の供給を切換え（スイッ
チ）可能とするため、およびそのブランチを分離しその
間他のブランチの電力を持続するために、継電器を含む
場合がある。

【０００４】長距離伝送に適用するための光ファイバ海
底ケ−ブルは現在、多数の陸上地点、多数の分岐ユニッ
トおよび複雑な通話上の日常業務の要求を持って設計さ
れている。複数の分岐ユニットシステムに適用し得る基
本的な分岐ユニットは出願人による英国明細書Ｎｏ．２
２５２６８６Ａの中に開示されている。しかしながら、
この基本ユニットは受動ユニットであり，即ち光信号の
ための中継器／再生器を含まず、３線ケ−ブルを終止す
るためおよび電力供給のための海中接地を備えるために
設計されものである。ツェナ−ダイオ−ドチェインおよ
び全波整流ブリッジを考慮した中継器のような電力補給
回路装置を有する英国出願Ｎｏ．９３０４４３２８．９
（米国出願Ｎｏ，２０６００２）にて開示したように、
その後の設計は電力供給を必要とする光中継器（再生
器）を含んでいる。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本願発明によれば、３つ
のケ−ブルの相互接続のために電話光ケ−ブルシステム
に使用される分岐ユニットが設けられ、ケ−ブルそれぞ
れは光ファイバを含み、分岐ユニットはケ−ブルの光フ
ァイバが第１の構成において最初に相互接続される手
段、および少なくとも１の代替構成にケ−ブルの光ファ
イバを相互接続する光スイッチ手段を含み、光スイッチ
手段はケ−ブルでの故障の発生に応じて自動的に作動す
ることができ、そして光スイッチは第１の構成のための
いずれかの必要とする構成の選択のため、および、また
はケ−ブル故障の発生における代替構成の選択のため、
監視システムによって作動することができる。

【０００６】

【実施例】ここで本願発明の実施例を添付の図面を参照
して述べる。まず図１において、代表的システムにおけ
る概略図によるファイバ経路が示される。２つの基地１
および６の間に張り渡された一対の光ファイバ１０、１
１からなる主経路（幹線経路）がある。４つの分岐ユニ
ットＢＵ１，ＢＵ２、ＢＵ３およびＢＵ４、そして支線
基地２、３、４、５がある。図示のように、支線トラヒ
ックは一対のファイバ１２、１３を通って支線基地２〜
５に入り、そして出る。幹線は（図示されていない）追
加の代替可能のファイバ対を持つことができる。トラヒ
ックフロ−は基地１から基地６へのほうが支線基地２か
ら５に比較して非常に大きいとみなされる。支線のため
のトラヒックフロ−はＳＤＨ（同期ディジタル階層）技
術を含むことも可能であり、各支線基地２〜５はＳＤＨ
チャンネルからそれぞれの支流を引出す。

【０００７】深い水中のシステム幹線は本質的に完全に
信頼できる、即ちケ−ブルが損傷を受けることは殆ど無
いと信じられるが、浅い水中の支線はたぶんより多くケ
−ブル損傷を受ける。従来の受動分岐ユニット、即ち光
回線切換えを持たない受動分岐ユニットでは、支線ケ−
ブルの喪失は、故障のある一方の側から他方へと１本の
ファイバ対の使用を妨げる。例えば、もし基地２への支
線の中に故障がある場合、トラヒックは基地３から基地
１へ、基地４から基地１へ等と流れることができない。
しかしながら、もし分岐ユニットＢＵ１が、基地２への
支線の中の故障に対し、要求に従ってファイバの経路を
切換えることのできる能動的なものであるならば、分岐
ユニットＢＵ１は図２に示すように欠陥の周りを迂回す
ることにより支線間の主要トラヒックの大部分を復旧さ
せることができる。分岐ユニットＢＵ３およびＢＵ４間
の代替欠陥もまた図示のように適切な光切換えにより与
えられる迂回トラヒックを伴うことができる。

【０００８】このトラヒック迂回路は光スイッチを用い
て達成することができる。使用可能な光スイッチの特別
の型は光増幅器、特にエルビウム添加ファイバ増幅器
（ＥＤＦＡ）およびそれに直列の光減衰器を備え、これ
については後に極めて詳細に記述する。代わりになるべ
きものとして、たとえ海底システムにおいて信頼性的理
由から受け入れることができないとしても、電気−機械
的光スイッチを使用することもあるいは可能である。フ
ァイバ増幅器にはエルビウム以外の稀土類も添加するこ
とができる。

【０００９】図３は２つのファイバ対による対称な分岐
ユニットにおいて必要とされる切換えの全ての範囲を図
示する。光スイッチ１４は３ｄＢ光結合器１５によって
それぞれのファイバに結合される。３つの光増幅器スイ
ッチ対１６、１７、１８は３ｄＢ光結合器を経由してフ
ァイバに連結するために配置される。オンおよびオフの
適切なスイッチの切換えは図４にて明らかにされるよう
に４つの可能なトラヒック構成を与える。図４ａにおい
て全てのスイッチがオフで幹線上のトラヒックおよび支
線経路は正常である。図４ｂにおいて、スイッチ対１８
はトラヒックが支線から迂回させられるようにオンす
る。図４ｃにおいては、スイッチ対１７は図３の分岐ユ
ニットの”右方”の欠陥を考慮して幹線トラヒックが支
線を経由して迂回させられるようにオンするが、図４ｄ
においては、スイッチ対１６は分岐ユニットの”左方”
の欠陥を考慮して幹線トラヒックが支線を経由して迂回
させられるようにオンする。図３の分岐ユニットが完全
に対称な光切換えを有することが重要であると認識され
る。実際には、迂回させられた幹線トラヒックは支線基
地では殆ど使用されないであろうから、支線の故障の周
辺の切換えのみを含むシステムのほうが完全切換えを有
するシステムよりより必要となるであろう。

【００１０】故障状態の下では光スイッチ対を作動する
必要があり、これを実行する一つの方法は通常の監視制
御方法の使用によるものである。図５は光増幅器がどの
ように給電されるかを図解し、先に参照した出願Ｎｏ９
３０４３２８．９の図４と同様のものである。３つのス
イッチ対を示す図５は、例えばＨＶサ−ジ保護を省略
し、いかにしてツェナ−チェ−ンの給電を止めるかを図
解する。従来は増幅器はその中に組み込まれた監視シス
テムを有し、それ自身をオフに切換えるため、即ちトラ
ヒック切換えのため、命令される場合がある。遠隔の監
視は光ファイバを経由する。

【００１１】かかる従来の監視制御方法の使用は支線ト
ラフィックを復帰させるために外部からの調整が必要と
されるという不利益を有し、システムでの使用を扱い難
くする。図６は図５と同様の機能を持つために修正され
た分岐ユニットを示す図であるが自動光切換えの形式を
備えている。

【００１２】スイッチ対は、適切なスイッチ対のみが接
点Ａ３，Ｂ３，Ｃ３を経由して接続されることを除き、
その前にツェナ−チェ−ンの電源を切る。そのうえ抑止
リレ−Ｄが接地電流を検知するために設けられる。例え
ば支線Ａから支線Ｂへの主幹線の給電は光スイッチＣ
が、全ての支線Ｃが幹線の端から端まで迂回させられ
て、Ｃ３を経由して作動することを認める。支線Ｃに給
電することにより、海中接地のリレ−ＤはＤ３を経由す
るスイッチ対Ｃの作用を抑止するであろう。もし、何等
かの理由により支線接地電流が流れるのを中止した場
合、Ｄリレ−は動作せず光スイッチ対Ｃが再作動し支線
の周囲を迂回する。このように欠陥の自己回復方法を備
えており、これは３つの給電状態全てに適用できる。図
６はさらに全てのサ−ジ保護回路を省略した非常に簡単
化された設計であることを示していることが認識される
であろう。この特別の設計のために３極リレ−が必要と
されるが、これは単に自己回復図の事例にすぎない。最
近の海中システムは目下２極真空リレ−の使用を制限し
ておりそして３極リレ−も実際には使用できないかもし
れない。電気−機械的光スイッチはこの問題を克服する
ため現存のＨＶリレ−と並列に簡単に配線されるが、前
記信頼性の問題が発生する。

【００１３】図面の簡略化のため単に１つの光ファイバ
通路を有するものとして、光スイッチを基礎としたＥＤ
ＦＡのための基本的な自己回復分岐ユニットを図７を参
照して述べる。実際には、ファイバ対があり光スイッチ
の対が必要とされる。光スイッチはＥＤＦＡ２０および
光減衰器２１から形成される。ＥＤＦＡ２０が給電され
た時、即ち光ポンプレ−ザが活性化された時、それは減
衰器の損失を補償するために利得を与え、このことから
光信号はＥＤＦＡ２０を経由して３ｄＢカプラと減衰器
２１の間を通過することができる。ＥＤＦＡ２０が給電
完了した時、それはまた減衰器の損失に結合した損失を
持つが、最小限の信号がＥＤＦＡ２０および減衰器２１
を経由して放射されることを意味する。このように、こ
の配置において、要素２０および２１を含む光スイッチ
はポンプレ−ザのオンおよびオフの切換えによって動作
する。点線枠の中に図示したように、電気−機械光スイ
ッチにより代替スイッチが形成でき、この場合通常オ−
プンしている光経路２６はコイル２７への適切な駆動電
流の通ずることにより接続しうる。

【００１４】幹線電流は電力供給手段２４を経由して監
視回路２２、制御回路２３およびポンプレ−ザ（図示せ
ず）を給電するために使用される。海中接地の電流検知
回路２５を通過する電流通路は支線が給電されている間
ポンプレ−ザを抑止するため設置される。切断された支
線ケ−ブルがある場合、制御回路２３は光スイッチ（２
０、２１）を活性化し、そして幹線が迂回されることを
認める。

【００１５】電流検知回路２５はＨＶ分離経路を経由し
て制御回路２２に信号を出す。自動的分離はすでに分岐
ユニットで使用されたように簡単な真空リレ−によって
準備されるかもしれない。どちらかへの切換え状態の選
択に優先する装置が作動しないようにするためのシステ
ムの切換え動作は監視回路２２によって交互に引き起こ
される。

【００１６】図８ａはトラフィックおよび支線から迂回
するための一対の光スイッチを有する分岐ユニットにお
ける線路電流の通常の配置を図示し、図８ｂは対応する
故障の位置を図示し、図８ｃは対応するファイバの対お
よびそれぞれが光増幅器により簡単に表現されている光
スイッチ対の物理的位置を図示する。

【００１７】例えば図７に関連して記述したように、能
動的分岐ユニットの使用は、自己回復特性の故に、トラ
フィックの有効性がＵＢＭ（水中分岐マルチプレクサ）
システムに適合していることを意味する。万一給電の故
障の場合には光スイッチは自動的に切換えられる。全て
の集配施設（ＳＤＨチャンネルからの端局の注出）は末
端において与えられるため、また能動的分岐ユニットに
標準的なライン光増幅器（ＥＤＦＡ）が使用されること
から、全体的なシステムの信頼性は増加する。光システ
ムにおけるＵＢＭの使用は電気的追加集配施設ばかりで
なく高速（５Ｇｂｉｔ／ｓ）光再生器の開発、試験およ
び立証を必要としない。

【００１８】

【発明の効果】上記において提案された能動的分岐ユニ
ットは従来の分岐ユニットまたはＵＢＭ設計と区別され
る多数の特徴を有する。特に、瑕疵の突発に対応して、
切換えファイバによる非常に小さい休止時間による自動
的”自己回復”を有する。好ましい実施例においてそれ
は光増幅器部品によって形成され、従って主経路と同様
の信頼性を有する。監視による装置が作動しないように
するシステムは簡単なシステム構成を可能とする。全て
既製の部品による全５Ｇｂｉｔ／ｓ動作を達成すること
が可能であり、複雑さを最小にした簡単で丈夫な設計と
なる。

【００１９】発明は幹線ファイバ（１０、１１、図１）
を含むシステムに関して記載したが、それはかかる幹線
ファイバの無いシステム即ちフェスツ−ン（festoon ）
システムに同等に適用可能である。これらは図１と同じ
構成を有するが、幹線ファイバ１０、１１およびバイパ
ス支線への切換え部を割愛する。

【図面の簡単な説明】

【図１】代表的な海底システムにおけるファイバの経路
図である。

【図２】システムの欠陥に利用されるトラフィックスイ
ッチング図である。

【図３】全て光スイッチングを有する分岐ユニット図で
ある。

【図４】図４ａ−ｄは図３の分岐ユニットの４つの可能
な構成図である。

【図５】光増幅器への電力供給および監視制御経路スイ
ッチングを有する分岐ユニットの簡略図である。

【図６】光増幅器への電力供給および自動光経路スイッ
チングを有する分岐ユニットの簡略図である。

【図７】簡単のため、ただ１本の光経路で、”自己回
復”分岐ユニットを示す概略図である。

【図８】８ａおよび８ｂはそれぞれ正常な構成および欠
陥の構成を示し、図８ｃは対応する物理的配列を示す。

【符号の説明】

１０……光ファイバ、 １１……光ファイバ、 １２…
…光ファイバ、 １３……光ファイバ

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電気通信光ケ−ブルシステムに使用され
   それぞれが光ファイバを含む３つのケ−ブルの相互接続
   のための分岐ユニットであって、その分岐ユニットはケ
   −ブルの光ファイバが第１の構成において最初に相互接
   続される手段、および少なくとも１の代替構成にケ−ブ
   ルの光ファイバを相互接続することのできる光スイッチ
   手段を含み、光スイッチ手段はケ−ブルでの故障の発生
   に応じて自動的に作動することができ、そして光スイッ
   チ手段は第１の構成のためのいずれかの必要とする構成
   の選択のため、および／またはケ−ブル故障の発生にお
   ける代替構成の選択のため、監視システムによって作動
   することができることを特徴とする電話光ケ−ブルシス
   テムの分岐ユニット。
2. 【請求項２】 光スイッチ手段はそれぞれ光減衰器に直
   列接続された各光ポンプ光源を有する稀土類添加ファイ
   バ増幅器を含み、２つの光ファイバを前記代替構成にお
   いて各光結合器によって相互接続するために結合されて
   おり、そして前記代替構成はケ−ブル故障に応じて光ポ
   ンプ光源が活性化された場合に実行される請求項１に記
   載の分岐ユニット
3. 【請求項３】 光スイッチ手段はそれぞれ電気機械光ス
   イッチを含み、２つの光ファイバを前記代替構成におい
   て各光結合器によって相互接続するために結合されてお
   り、そしてこのスイッチは通常はオ−プン回路でありケ
   −ブル故障に応じてスイッチリレ−コイルに適切な駆動
   電流を通ずることにより接続される光経路を含む請求項
   １に記載の分岐ユニット。
4. 【請求項４】 ケ−ブルシステムは電力配電を採用し、
   ユニットは３つのケ−ブルの電源導体のための各端子お
   よび海中接地のための電源端子を含み、電力供給のため
   ケ−ブルと海中接地を相互接続するために供され、そし
   て光スイッチを活性化するために必要とされる電力は前
   記ケ−ブルの２つの電源導体を経由して供給される電流
   から得られる、請求項２に記載の分岐ユニット。
5. 【請求項５】 前記３つのケ−ブルの他は海中接地を経
   由して給電される支線ケ−ブルを含み、電流検知回路が
   海中接地端子と支線ケ−ブルの間に配列され、支線ケ−
   ブルの故障が電流検知回路によって検知された場合各々
   の光スイッチ手段が活性化される請求項４に記載の分岐
   ユニット。
6. 【請求項６】 前記ケ−ブルは少なくとも２対の光ファ
   イバを各々含み、第１の構成において２つの前記ケ−ブ
   ルは幹線ケ−ブルを含み、そして直接に互いに結合され
   た１の光ファイバ対を有し、他の光ファイバ対は支線ケ
   −ブルの光ファイバ対を経由して互いに結合され、各フ
   ァイバの結合のための各光スイッチは他のファイバ対を
   横切って幹線ケ−ブル間に配列され、そして支線ケ−ブ
   ル故障によって活性化された場合には支線ケ−ブルを分
   離し電気通信トラフィックを迂回するために供される、
   請求項５に記載の分岐ユニット。
7. 【請求項７】 さらに各幹線ケ−ブルのため、ある対と
   他の対のファイバ間の各光スイッチを含み、このスイッ
   チは活性化された場合に故障が発生した幹線ケ−ブルを
   分離して電気通信トラフィックを導くために供される、
   請求項６に記載の分岐ユニット。