JPWO2020031929A1 - 海底中継器および光増幅方法 - Google Patents

Abstract

［課題］複数のサブユニットを備えつつ、消費電力を低減することが出来る海底中継器を提供する。［解決手段］海底中継器を、筐体１と、複数の光増幅ユニット２と、励起光源ユニット３を備える構成とする。筐体１は、内部に複数のサブユニットを格納する。光増幅ユニット２は、サブユニットとして備えられ、入力された信号光の光パワーを励起光を元に増幅して出力する光アンプを有する。励起光源ユニット３は、サブユニットとして備えられ、励起光を生成し、分岐した励起光を光増幅ユニット２それぞれに出力する。

Description

本発明は、海底中継器に関するものであり、特に、信号光の光パワーの増幅技術に関するものである。

海底ケーブルシステムにおいて、信号光の光パワーの増幅等を行う海底中継器は、励起光源およびその制御回路などの電子部品、並びに光アンプおよび光ファイバなどの光部品によって構成されている。また、海底ケーブルシステムでは、多数の海底中継器に海底ケーブル中の給電線を介して陸上から電力を供給するため、各海底中継器の消費電力は、抑制されていることが望ましい。

海底中継器は、内部に複数のサブユニットを有する。海底中継器において電子部品や光部品は、各サブユニットに収容されている。そのような、内部にサブユニットを有する海底中継器としては、例えば、特許文献１のような構成が開示されている。特許文献１の海底中継器は、複数、積層されているサブユニットを圧力容器内に備えている。特許文献１には、サブユニットの１つとして備えられている光源の取り替えを容易にする構造が示されている。また、特許文献２には、信号光の光パワーの増幅を行う光増幅器が示されている。

特開２００１−３２０８２６号公報 特開２０１３−１２３２０５号公報

しかしながら、特許文献１の技術は次のような点で十分ではない。海底ケーブルシステムは、複数の光ファイバによって構成されている。そのような海底ケーブルシステムにおける海底中継器には、各光ファイバを伝送させる信号光の光パワーをそれぞれ増幅する光アンプ等がサブユニットとして搭載される。複数の光アンプにそれぞれ対応した励起光源や光源の制御回路が搭載されると、海底中継器における消費電力が増大する。そのため、特許文献１の海底中継器は、サブユニットとして複数の光アンプ等を備える場合には、消費電力が増大し得る。また、特許文献２も同様に、複数の光アンプ等を備える場合に消費電力を十分に抑制することはできない。

本発明は、上記の課題を解決するため、複数のサブユニットを備えつつ、消費電力を低減することが出来る海底中継器を提供することを目的としている。

上記の課題を解決するため、本発明の海底中継器は、筐体と、複数の光増幅ユニットと、励起光源ユニットを備えている。筐体は、内部に複数のサブユニットを格納する。光増幅ユニットは、サブユニットとして備えられ、入力された信号光の光パワーを励起光を元に増幅して出力する光アンプを有する。励起光源ユニットは、サブユニットとして備えられ、励起光を生成し、分岐した励起光を光増幅ユニットそれぞれに出力する。

本発明の光増幅方法は、光アンプを有する複数の光増幅ユニットと、励起光を出力する励起光源ユニットとを筐体の内部にサブユニットとして備える海底中継器における光増幅方法であって、励起光源ユニットにおいて、励起光を生成し、分岐した励起光を光増幅ユニットにそれぞれ出力する。本発明の光増幅方法は、光増幅ユニットそれぞれの光アンプにおいて、入力された信号光の光パワーを励起光を元に増幅して出力する。

本発明によると、複数のサブユニットを備えつつ、消費電力を低減することが出来る。

本発明の第１の実施形態の構成の概要を示す図である。 本発明の第２の実施形態の構成の概要を示す図である。 本発明と対比した構成の海底中継器の構成の例を示す図である。 本発明の第３の実施形態の構成の概要を示す図である。 本発明の第４の実施形態の構成の概要を示す図である。 本発明の第５の実施形態の構成の概要を示す図である。 本発明の各実施形態の海底中継器を用いた海底ケーブルシステムの構成の示す図である。

（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態について図を参照して詳細に説明する。図１は、本実施形態の海底中継器の構成の概要を示したものである。本実施形態の海底中継器は、筐体１と、複数の光増幅ユニット２と、励起光源ユニット３を備えている。筐体１は、内部に複数のサブユニットを格納する。光増幅ユニット２は、サブユニットとして備えられ、入力された信号光の光パワーを励起光を元に増幅して出力する光アンプを有する。励起光源ユニット３は、サブユニットとして備えられ、励起光を生成し、分岐した励起光を光増幅ユニット２それぞれに出力する。

本実施形態の海底中継器は、励起光源ユニット３において励起光を生成し、分岐した励起光を複数の光増幅ユニット２に出力し、光増幅ユニット２において信号光の光パワーの増幅を行っている。すなわち、本実施形態の海底中継器は、複数の光増幅ユニット２に共通の励起光源ユニット３から励起光を入力している。そのため、本実施形態の海底中継器は、光増幅ユニット２ごとに励起光源ユニット３を備える必要がなく、励起光源ユニット３の数を抑制することができるので、消費電力を低減することができる。

（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態について図を参照して詳細に説明する。図２は、本実施形態の海底中継器１０の構成の概要を示したものである。本実施形態の海底中継器１０は、海底ケーブルシステムにおいて、光ファイバ中を伝送される信号光の光パワーの増幅を行う装置である。

本実施形態の海底中継器１０は、筐体１１と、光アンプ１２と、励起光源ユニット１３を備えている。本実施形態の海底中継器１０は、光アンプ１２として、光アンプ１２−１、光アンプ１２−２、光アンプ１２−３および光アンプ１２−４の４個の光アンプを備えている。光アンプ１２の数は、４個以外であってもよい。

筐体１１は、複数のサブユニットを収納する空間を内部に有する円筒状の容器である。筐体１１は、耐圧性、耐水性および耐腐食性等を有し、海底に長期間、設置可能な材質で形成されている。

光アンプ１２は、励起光を元に信号光の光パワーを増幅する増幅器である。本実施形態の光アンプ１２は、ＥＤＦＡ（Erbium Doped Fiber Amplifier）を用いて構成されている。光アンプ１２は、入力される信号光の光パワーを励起光源ユニット１３から、例えば、前方励起となるように入力される励起光を元に増幅して出力する。また、本実施形態の光アンプ１２は、Ｃバンド帯の信号光の光パワーの増幅効率や均一性が高くなるように設計されている。また、光アンプは、第１の実施形態の光増幅ユニット２に相当する。

励起光源ユニット１３は、励起光を生成し、各光アンプ１２に生成した励起光を出力する。励起光源ユニット１３は、半導体レーザと、光カプラを備えている。本実施形態の励起光源ユニット１３は、所定の波長の連続光を出力する半導体レーザを備えている。励起光源ユニット１３が出力する励起光の所定の波長は、例えば、０．９８μｍとして設定することができる。

本実施形態の励起光源ユニット１３は、半導体レーザから出力される光を、光カプラで４分岐して各光アンプ１２に出力する。励起光源ユニット１３の半導体レーザは、海底中継器１０に接続されている海底ケーブル中の給電線を介して供給される電源を元に動作する。

本実施形態の海底中継器１０の動作について説明する。海底中継器１０の励起光源ユニット１３の半導体レーザは、励起光を生成し光カプラに出力する。光カプラは、入力された励起光を４分岐して光アンプ１２−１、光アンプ１２−２、光アンプ１２−３および光アンプ１２−４にそれぞれ出力する。本実施形態の励起光源ユニット１３は、各光アンプ１２に入力される励起光の光パワーが均等になるように分岐する。

海底ケーブルを介して海底中継器１０に入力された信号光は、伝送されている光ファイバに対応する光アンプ１２にそれぞれ入力される。

各光アンプ１２に信号光が入力されると、励起光源ユニット１３から入力される励起光を元に、信号光の光パワーが増幅される。光パワーが増幅された信号光は、各光アンプ１２に接続されている光ファイバに出力され、海底ケーブルを伝送される。

図３は、本実施形態の海底中継器１０と対比した構成の海底中継器２００を模式的に示したものである。図３に示す海底中継器２００は、筐体２０１と、４個の光アンプ２０２と、各光アンプ２０２に対応する励起光源ユニット２０３を備えている。図３の海底中継器２００では、光アンプ２０２ごとに励起光源ユニット２０３を備えているので、光源および制御回路が光アンプ２０２と同数、必要となる。そのため、図３に示す海底中継器２００では、光源および制御回路の動作に必要な消費電力が大きくなる。一方で本実施形態の海底中継器１０は、４個の光アンプ１２に対して励起光源ユニット１３を１個のみ備えている。そのため、本実施形態の海底中継器１０では、光源および制御回路の動作に必要な消費電力を抑制することができる。

本実施形態の海底中継器１０の光アンプ１２および励起光源ユニット１３は、Ｃバンド帯の信号光の光パワーを増幅するように最適化されているが、Ｌバンド帯や、Ｃ＋Ｌバンド帯等の他の波長帯の信号光用に最適化されていてもよい。また、本実施形態の励起光源ユニット１３は、励起光の光パワーが均等になるように分岐しているが、光アンプ１２ごとに入力される励起光の光パワーが異なっていてもよい。そのような構成とする場合には、例えば、分岐後の励起光の光パワーの比率に基づいて分岐比が設定された光カプラを用いて分岐が行われる。また、励起光の光パワーの分岐比は、可変であってもよい。光パワーの分岐比を可変とする場合には、例えば、波長選択スイッチ（Wavelength Selective Switching：ＷＳＳ）を用いて励起光の分岐が行われる。

本実施形態の海底中継器１０は、複数の光アンプ１２に共通の励起光源ユニット１３から励起光を供給している。そのため、本実施形態の海底中継器１０では、励起光源の半導体レーザや励起光源の制御回路を光アンプ１２ごとに備える必要がないため、各機能モジュールの小型化および省電力化を行うことができる。各機能モジュールを小型化することで、本実施形態の海底中継器１０では、海底中継器１０の小型化や内部に収納する機能モジュールを増やすことが可能になる。

（第３の実施形態）
本発明の第３の実施形態について図を参照して詳細に説明する。図４は、本実施形態の海底中継器２０の構成の概要を示したものである。本実施形態の海底中継器２０は、第２の実施形態と同様に海底ケーブルシステムにおいて、光ファイバ中を伝送される信号光の光パワーの増幅を行う装置である。本実施形態の海底中継器２０は、励起光源ユニットの近傍に、サージ防護回路を有するサブユニットを備えていることを特徴とする。

本実施形態の海底中継器２０は、筐体２１と、光アンプ２２と、励起光源ユニット２３と、サージ防護回路２４を備えている。本実施形態の海底中継器２０は、光アンプ２２として、光アンプ２２−１、光アンプ２２−２、光アンプ２２−３および光アンプ２２−４の４個の光アンプを備えている。光アンプ２２の数は、４個以外であってもよい。

本実施形態の筐体２１、光アンプ２２および励起光源ユニット２３の構成と機能は、第２の実施形態の同名称の部位とそれぞれ同様である。光アンプ２２は、Ｃバンド帯の信号光の光パワーを増幅するように最適化されていてもよく、Ｌバンド帯や、Ｃ＋Ｌバンド帯等の他の波長帯の信号光用に最適化されていてもよい。また、光アンプ２２ごとに最適化の対象となる帯域が異なっていてもよい。異なる波長帯を対象とした光アンプ２２が混載されている場合や、Ｃ＋Ｌバンド帯を増幅する光アンプ２２を用いる場合にも、対象となる波長帯によらずに共通の励起光源ユニット２３から出力した励起光を各光アンプ２２に入力する構成とすることができる。

サージ防護回路２４は、励起光源ユニット２３へのサージの侵入を防ぐサブユニットとして備えられている。海底ケーブルの給電線から供給される電源は、サージ防護回路２４を介して励起光源ユニット２３の半導体レーザおよび制御回路にそれぞれ供給される。サージ防護回路２４は、海底ケーブルから供給される電流が、過電流の状態となったときに励起光源ユニット２３への電流を遮断する。本実施形態のサージ防護回路２４は、励起光源ユニット２３に隣接するサブユニット内に備えられている。サージ防護回路２４は、励起光源ユニット２３の近傍であれば隣接したサブユニット以外に備えられていてもよい。

本実施形態の海底中継器２０の動作について説明する。海底中継器２０の励起光源ユニット２３の半導体レーザは、制御回路の制御に基づいて励起光を生成し光カプラに出力する。半導体レーザおよび制御回路は、海底ケーブルの給電線からサージ防護回路２４を介して供給される電源を元に動作する。また、サージ防護回路２４は、海底ケーブルから供給される電流が、過電流の状態となったときに励起光源ユニット２３への電流を遮断する。励起光が入力されると、光カプラは、入力された励起光を４分岐して光アンプ２２−１、光アンプ２２−２、光アンプ２２−３および光アンプ２２−４にそれぞれ出力する。

海底ケーブルを介して海底中継器２０に入力された信号光は、伝送されている光ファイバに対応する光アンプ２２にそれぞれ入力される。各光アンプ２２に信号光が入力されると、励起光源ユニット２３から入力される励起光を元に、信号光の光パワーが増幅される。光パワーが増幅された信号光は、各光アンプ２２に接続されている光ファイバに出力され、海底ケーブルを伝送される。

本実施形態の海底中継器２０は、第２の実施形態の海底中継器１０と同様の効果を有する。本実施形態の海底中継器２０では、電源の供給先が励起光源ユニット２３のみであり、また、サージ防護回路２４と励起光源ユニット２３が隣接しているので、電源配線の取り回しが少なくなるので製造が容易になるともに、断線や接続不良等による故障を抑制することができる。また、本実施形態の海底中継器２０を用いることで、過電流から励起光源ユニット２３を保護することができるので信頼性が向上する。

（第４の実施形態）
本発明の第４の実施形態について図を参照して詳細に説明する。図５は、本実施形態の海底中継器３０の構成の概要を示したものである。本実施形態の海底中継器３０は、第３の実施形態と同様に海底ケーブルシステムにおいて、サージ防護回路を有し、光ファイバ中を伝送される信号光の光パワーの増幅を行う装置である。本実施形態の海底中継器３０は、Ｃ＋Ｌバンド帯の信号光の光パワーを増幅し、信号光の波長帯ごとに共通の励起光源ユニットを備えていることを特徴とする。

本実施形態の海底中継器３０は、筐体３１と、光アンプ３２と、第１の励起光源ユニット３３と、第２の励起光源ユニット３４と、サージ防護回路３５を備えている。本実施形態の海底中継器３０は、光アンプ３２として、光アンプ３２−１、光アンプ３２−２、光アンプ３２−３および光アンプ３２−４の４個の光アンプを備えている。光アンプ３２の数は、４個以外であってもよい。

本実施形態の筐体３１の構成と機能は、第２の実施形態の筐体１１と同様である。

光アンプ３２は、励起光を元に信号光の光パワーを増幅する増幅器である。本実施形態の光アンプ３２は、ＥＤＦＡを用いて構成されている。光アンプ３２は、入力される信号光の光パワーを第１の励起光源ユニット３３および第２の励起光源ユニット３４から入力される励起光を元に増幅して出力する。また、本実施形態の光アンプ３２は、Ｃバンド帯とＬバンド帯の信号光の増幅効率や均一性が高くなるように設計されている。

第１の励起光源ユニット３３は、Ｃバント帯の信号光の光パワーを増幅するための励起光を生成して各光アンプ３２に出力する。第１の励起光源ユニット３３は、半導体レーザと、半導体レーザを制御する制御回路と、光カプラを備えている。本実施形態の第１の励起光源ユニット３３は、所定の波長の連続光を出力する半導体レーザを備えている。所定の波長は、例えば、０．９８μｍとして設定されている。本実施形態の第１の励起光源ユニット３３は、半導体レーザから出力される光を、光カプラで４分岐して各光アンプ３２に出力する。第１の励起光源ユニット３３の半導体レーザは、海底中継器３０に接続されている海底ケーブル中の給電線からサージ防護回路３５を介して供給される電源を元に動作する。

第２の励起光源ユニット３４は、Ｌバント帯の信号光の光パワーを増幅するための励起光を生成して各光アンプ３２に出力する。第２の励起光源ユニット３４は、半導体レーザと、半導体レーザを制御する制御回路と、光カプラを備えている。本実施形態の第２の励起光源ユニット３４は、所定の波長の連続光を出力する半導体レーザを備えている。本実施形態の第２の励起光源ユニット３４は、半導体レーザから出力される光を、光カプラで４分岐して各光アンプ３２に出力する。第１の励起光源ユニット３３の半導体レーザは、海底中継器３０に接続されている海底ケーブル中の給電線からサージ防護回路３５を介して供給される電源を元に動作する。

サージ防護回路３５は、第１の励起光源ユニット３３および第２の励起光源ユニット３４へのサージの侵入を防ぐサブユニットとして備えられている。海底ケーブルの給電線から供給される電源は、サージ防護回路３５を介して第１の励起光源ユニット３３および第２の励起光源ユニット３４の半導体レーザおよび制御回路にそれぞれ供給される。サージ防護回路３５は、海底ケーブルから供給される電流が、過電流の状態となったときに第１の励起光源ユニット３３および第２の励起光源ユニット３４への電流を遮断する。

本実施形態のサージ防護回路３５は、第１の励起光源ユニット３３および第２の励起光源ユニット３４に隣接するサブユニットとして備えられている。サージ防護回路３５は、第１の励起光源ユニット３３および第２の励起光源ユニット３４の間に備えられていてもよい。また、サージ防護回路３５は、第１の励起光源ユニット３３および第２の励起光源ユニット３４の近傍であれば、第１の励起光源ユニット３３および第２の励起光源ユニット３４に隣接したサブユニットでなくてもよい。

本実施形態の海底中継器３０の動作について説明する。海底中継器３０の第１の励起光源ユニット３３の半導体レーザは、海底ケーブルの電源線からサージ防護回路３５を介して供給させる電源を元に、Ｃバンドの信号光の光パワーを増幅する励起光を生成し光カプラに出力する。光カプラは、入力された励起光を４分岐して光アンプ３２−１、光アンプ３２−２、光アンプ３２−３および光アンプ３２−４にそれぞれ出力する。本実施形態の第１の励起光源ユニット３３は、各光アンプ３２に入力される励起光の光パワーが均等になるように分岐する。

また、第２の励起光源ユニット３４の半導体レーザは、海底ケーブルの電源線からサージ防護回路３５を介して供給させる電源を元に、Ｌバンドの信号光の光パワーを増幅する励起光を生成し光カプラに出力する。光カプラは、入力された励起光を４分岐して光アンプ３２−１、光アンプ３２−２、光アンプ３２−３および光アンプ３２−４にそれぞれ出力する。本実施形態の第２の励起光源ユニット３４は、各光アンプ３２に入力される励起光の光パワーが均等になるように分岐する。

本実施形態の各励起光源ユニットは、励起光の光パワーが均等になるように分岐しているが、第１の励起光源ユニット３３および第２の励起光源ユニット３４で分岐比が異なっていてもよい。また、光アンプごとに入力される励起光の光パワーが異なっていてもよい。異なる分岐比とする場合には、例えば、分岐後の励起光の光パワーの比率に基づいて分岐比が設定された光カプラを用いて分岐が行われる。また、励起光の光パワーの分岐比は、可変であってもよい。光パワーの分岐比を可変とする場合には、例えば、波長選択スイッチ（ＷＳＳ）を用いて励起光の分岐が行われる。

サージ防護回路３５は、海底ケーブルから供給される電流が、過電流の状態となったときに第１の励起光源ユニット３３および第２の励起光源ユニット３４への電流を遮断する。

海底ケーブルを介して海底中継器３０に入力された信号光は、伝送されている光ファイバに対応する光アンプ３２にそれぞれ入力される。

各光アンプ３２に信号光が入力されると、第１の励起光源ユニット３３および第２の励起光源ユニット３４から入力される励起光を元に、Ｃバンド帯とＬバンド帯の信号光の光パワーが増幅される。光パワーが増幅された信号光は、各光アンプ３２に接続されている光ファイバに出力され、海底ケーブルを伝送される。

本実施形態の海底中継器３０のように複数の波長の励起光に対応する光源を備える場合にも、波長ごとに励起光源を共用とすることで装置の小型化および省電力化を行うことができる。

（第５の実施形態）
本発明の第５の実施形態について図を参照して詳細に説明する。図６は、本実施形態の海底中継器４０の構成の概要を示したものである。本実施形態の海底中継器４０は、第４の実施形態と同様に海底ケーブルシステムにおいて、サージ防護回路を有し、光ファイバ中を伝送される信号光の光パワーの増幅を、波長帯ごとに共通した励起光源ユニットを用いて行う装置である。本実施形態の海底中継器３０は、信号光の波長帯ごとに共通の励起光源ユニットを備えていることを特徴とする。

本実施形態の海底中継器４０は、筐体４１と、第１の光アンプ４２と、第２の光アンプ４３と、第１の励起光源ユニット４４と、第２の励起光源ユニット４５と、サージ防護回路４６を備えている。

本実施形態の海底中継器４０は、第１の光アンプ４２として、第１の光アンプ４２−１および第１の光アンプ４２−２の２個の光アンプを備えている。また、本実施形態の海底中継器４０は、第２の光アンプ４３として、第２の光アンプ４３−１および第２の光アンプ４３−２の２個の光アンプを備えている。第１の光アンプ４２および第２の光アンプ４３の数は、それぞれ２個以外であってもよい。

本実施形態の筐体４１、第１の励起光源ユニット４４、第２の励起光源ユニット４５およびサージ防護回路４６の構成と機能は、第４の実施形態の同名称の部位とそれぞれ同様である。

第１の励起光源ユニット４４は、Ｃバント帯の信号光の光パワーを増幅するための励起光を生成して各第１の光アンプ４２に出力する。第１の励起光源ユニット４４は、半導体レーザと、半導体レーザを制御する制御回路と、光カプラを備えている。本実施形態の第１の励起光源ユニット４４は、所定の波長の連続光を出力する半導体レーザを備えている。第１の励起光源ユニット４４が出力する励起光は、例えば、０．９８μｍとして設定されている。本実施形態の第１の励起光源ユニット４４は、半導体レーザから出力される光を、光カプラで２分岐して各第１の光アンプ４２に出力する。第１の励起光源ユニット４４の半導体レーザは、海底中継器４０に接続されている海底ケーブル中の給電線からサージ防護回路４６を介して供給される電源を元に動作する。

第２の励起光源ユニット４５は、Ｌバント帯の信号光の光パワーを増幅するための励起光を生成して各第２の光アンプ４３に出力する。第２の励起光源ユニット４５は、半導体レーザと、半導体レーザを制御する制御回路と、光カプラを備えている。本実施形態の第２の励起光源ユニット４５は、所定の波長の連続光を出力する半導体レーザを備えている。本実施形態の第２の励起光源ユニット４５は、半導体レーザから出力される光を、光カプラで２分岐して各第２の光アンプ４３に出力する。第２の励起光源ユニット４５の半導体レーザは、海底中継器４０に接続されている海底ケーブル中の給電線からサージ防護回路４６を介して供給される電源を元に動作する。

本実施形態の海底中継器４０の動作について説明する。海底中継器４０の第１の励起光源ユニット４４の半導体レーザは、海底ケーブルの電源線からサージ防護回路４６を介して供給させる電源を元に、Ｃバンドの信号光の光パワーを増幅する励起光を生成し光カプラに出力する。光カプラは、入力された励起光を２分岐して第１の光アンプ４２−１および第１の光アンプ４２−２にそれぞれ出力する。本実施形態の第１の励起光源ユニット４４は、各第１の光アンプ４２に入力される励起光の光パワーが均等になるように分岐する。

また、第２の励起光源ユニット４５の半導体レーザは、海底ケーブルの電源線からサージ防護回路４６を介して供給させる電源を元に、Ｌバンドの信号光の光パワーを増幅する励起光を生成し光カプラに出力する。光カプラは、入力された励起光を２分岐して第２の光アンプ４３−１および第２の光アンプ４３−２にそれぞれ出力する。本実施形態の第２の励起光源ユニット４５は、各第２の光アンプ４３に入力される励起光の光パワーが均等になるように分岐する。また、サージ防護回路４６は、海底ケーブルから供給される電流が、過電流の状態となったときに第１の励起光源ユニット４４および第２の励起光源ユニット４５への電流を遮断する。

海底ケーブルを介して海底中継器４０に入力された信号光は、伝送されている光ファイバに対応する第１の光アンプ４２または第２の光アンプ４３にそれぞれ入力される。

各第１の光アンプ４２に信号光が入力されると、第１の励起光源ユニット４４から入力される励起光を元に、Ｃバンド帯の信号光の光パワーが増幅される。光パワーが増幅された信号光は、各第１の光アンプ４２に接続されている光ファイバに出力され、海底ケーブルを伝送される。

また、各第２の光アンプ４３に信号光が入力されると、第２の励起光源ユニット４５から入力される励起光を元に、Ｌバンド帯の信号光の光パワーが増幅される。光パワーが増幅された信号光は、各第２の光アンプ４３に接続されている光ファイバに出力され、海底ケーブルを伝送される。

本実施形態の海底中継器４０は、ＣバンドとＬバンドの信号光の光パワーをそれぞれに対応する光アンプにおいて増幅している。そのような構成に加えて、Ｃ＋Ｌバンド帯の信号光の光パワーを増幅する光アンプに、第１の励起光源ユニット４４および第２の励起光源ユニット４５から励起光を出力し、光パワーの増幅を行う構成であってもよい。

本実施形態の海底中継器４０のように複数の波長の励起光に対応する光源と、光アンプを備える場合にも、波長ごとに励起光源を共用とすることで装置の小型化および省電力化を行うことができる。

図７は、第１乃至第５の実施形態の海底中継器を海底ケーブルシステムに海底中継器１００として用いた場合の構成の例を示したものである。図７の海底ケーブルシステムは、陸揚局と、海底ケーブルと、海底中継器１００を備えている。陸揚局は、光端局装置と、給電装置をさらに備えている。海底ケーブルは、信号光の伝送用の光ファイバと、海底中継器１００に電源を供給する給電線によって構成されている。

光端局装置は、海底ケーブル中の光ファイバを伝送する信号光の送受信を行う。光端局装置は、陸上の通信ネットワークを介して受信する信号を基に、波長多重信号を生成し海底ケーブルを介して対向する光端局装置に送信する。また、光端局装置は、海底ケーブルを介して対向する光端局装置から受信する波長多重信号を、送信先の各通信ネットワークに送信する。給電装置は、海底ケーブルの給電線を介して海底中継器１００に電源を供給する。図７のような構成とすることで、第１乃至第５の実施形態の海底中継器は、消費電力を抑制した状態で光ファイバを伝送される信号光の光パワーを増幅することができる。

以上、上述した実施形態を模範的な例として本発明を説明した。しかしながら、本発明は、上述した実施形態には限定されない。即ち、本発明は、本発明のスコープ内において、当業者が理解し得る様々な態様を適用することができる。

この出願は、２０１８年８月７日に出願された日本出願特願２０１８−１４８４７８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。

１ 筐体
２ 光増幅ユニット
３ 励起光源ユニット
１０ 海底中継器
１１ 筐体
１２−１ 光アンプ
１２−２ 光アンプ
１２−３ 光アンプ
１２−４ 光アンプ
１３ 励起光源ユニット
２０ 海底中継器
２１ 筐体
２２−１ 光アンプ
２２−２ 光アンプ
２２−３ 光アンプ
２２−４ 光アンプ
２３ 励起光源ユニット
２４ サージ防護回路
３０ 海底中継器
３１ 筐体
３２−１ 光アンプ
３２−２ 光アンプ
３２−３ 光アンプ
３２−４ 光アンプ
３３ 第１の励起光源ユニット
３４ 第２の励起光源ユニット
３５ サージ防護回路
４０ 海底中継器
４１ 筐体
４２−１ 第１の光アンプ
４２−２ 第１の光アンプ
４３−１ 第２の光アンプ
４３−２ 第２の光アンプ
４４ 第１の励起光源ユニット
４５ 第２の励起光源ユニット
４６ サージ防護回路
１００ 海底中継器
２００ 海底中継器
２０１ 筐体
２０２ 光アンプ
２０３ 励起光源ユニット

第２の励起光源ユニット３４は、Ｌバンド帯の信号光の光パワーを増幅するための励起光を生成して各光アンプ３２に出力する。第２の励起光源ユニット３４は、半導体レーザと、半導体レーザを制御する制御回路と、光カプラを備えている。本実施形態の第２の励起光源ユニット３４は、所定の波長の連続光を出力する半導体レーザを備えている。本実施形態の第２の励起光源ユニット３４は、半導体レーザから出力される光を、光カプラで４分岐して各光アンプ３２に出力する。第２の励起光源ユニット３４の半導体レーザは、海底中継器３０に接続されている海底ケーブル中の給電線からサージ防護回路３５を介して供給される電源を元に動作する。

（第５の実施形態）
本発明の第５の実施形態について図を参照して詳細に説明する。図６は、本実施形態の海底中継器４０の構成の概要を示したものである。本実施形態の海底中継器４０は、第４の実施形態と同様に海底ケーブルシステムにおいて、サージ防護回路を有し、光ファイバ中を伝送される信号光の光パワーの増幅を、波長帯ごとに共通した励起光源ユニットを用いて行う装置である。本実施形態の海底中継器４０は、信号光の波長帯ごとに共通の励起光源ユニットを備えていることを特徴とする。

第２の励起光源ユニット４５は、Ｌバンド帯の信号光の光パワーを増幅するための励起光を生成して各第２の光アンプ４３に出力する。第２の励起光源ユニット４５は、半導体レーザと、半導体レーザを制御する制御回路と、光カプラを備えている。本実施形態の第２の励起光源ユニット４５は、所定の波長の連続光を出力する半導体レーザを備えている。本実施形態の第２の励起光源ユニット４５は、半導体レーザから出力される光を、光カプラで２分岐して各第２の光アンプ４３に出力する。第２の励起光源ユニット４５の半導体レーザは、海底中継器４０に接続されている海底ケーブル中の給電線からサージ防護回路４６を介して供給される電源を元に動作する。

Claims (10)

1. 内部に複数のサブユニットが格納される筐体と、
   前記サブユニットとして備えられ、入力された信号光の光パワーを励起光を元に増幅して出力する光アンプを有する複数の光増幅ユニットと、
   前記サブユニットとして備えられ、前記励起光を生成し、分岐した前記励起光を前記光増幅ユニットそれぞれに出力する励起光源ユニットと
   を備えることを特徴とする海底中継器。
2. 前記励起光源ユニットは、前記励起光を出力する光源と、前記光源を制御する制御回路と、前記光源から出力された前記励起光を分岐する分岐素子とを備えることを特徴とする請求項１に記載の海底中継器。
3. 前記光増幅ユニットとして、第１の波長帯の信号光の光パワーを増幅する第１の光増幅ユニットと、前記第１の波長帯とは異なる第２の波長帯の信号光の光パワーを増幅する第２の光増幅ユニットとを備え、
   前記励起光源ユニットとして、前記第１の波長帯の光パワーを増幅する励起光を出力する第１の励起光源ユニットユニットと、前記第２の波長帯の光パワーを増幅する励起光を出力する第２の励起光源ユニットユニットとを備え、
   前記第１の励起光源ユニットユニットから出力された前記励起光が前記第１の光増幅ユニットに入力され、
   前記第２の励起光源ユニットユニットから出力された前記励起光が前記第２の光増幅ユニットに入力されることを特徴とする請求項１または２に記載の海底中継器。
4. 前記励起光源ユニットの近傍に前記サブユニットとして、サージを遮断する回路を有するサージ防護ユニットをさらに備え、
   前記サージ防護ユニットを介して前記励起光源ユニットに電源が供給されることを特徴とする請求項１から３いずれかに記載の海底中継器。
5. 請求項１から４いずれかに記載の海底中継器と、
   複数の光ファイバおよび給電線を有する海底ケーブルと
   を備え、
   前記海底ケーブルの前記光ファイバを伝送される信号光が、前記光ファイバに対応する前記海底中継器の光増幅ユニットにそれぞれ入力され、
   前記海底中継器の前記励起光源ユニットは、前記海底ケーブルの前記給電線を介して供給される電源を元に動作することを特徴とする海底ケーブルシステム。
6. 光アンプを有する複数の光増幅ユニットと、励起光を出力する励起光源ユニットとを筐体の内部にサブユニットとして備える海底中継器における光増幅方法であって、
   前記励起光源ユニットにおいて、前記励起光を生成し、分岐した前記励起光を前記光増幅ユニットにそれぞれ出力し、
   前記光増幅ユニットそれぞれの前記光アンプにおいて、入力された信号光の光パワーを前記励起光を元に増幅して出力することを特徴とする光増幅方法。
7. 前記励起光源ユニットにおいて、制御回路による制御によって動作する光源から出力された前記励起光を分岐素子において分岐し、分岐した前記励起光を前記励起光源ユニットそれぞれに出力することを特徴とする請求項６に記載の光増幅方法。
8. 前記励起光源ユニットとして備えられた第１の励起光源ユニットユニットにおいて、第１の波長帯の光パワーを増幅する第１の励起光を分岐して出力し、
   前記励起光源ユニットとして備えられた第２の励起光源ユニットユニットにおいて、前記第１の波長帯とは異なる第２の波長帯の光パワーを増幅する第２の励起光を分岐して出力し、
   前記光増幅ユニットとして備えられた複数の第１の光増幅ユニットにおいて、前記第１の励起光を元に、前記第１の波長帯の信号光の光パワーを増幅し、
   前記光増幅ユニットとして備えられた複数の第２の光増幅ユニットにおいて、前記第２の励起光を元に、前記第２の波長帯の信号光の光パワーを増幅することを特徴とする請求項６または７に記載の光増幅方法。
9. 前記励起光源ユニットの近傍に前記サブユニットとして備えられたサージ防護回路を介して前記励起光源ユニットにそれぞれ電源を供給することを特徴とする請求項６から８いずれかに記載の光増幅方法。
10. 海底ケーブルの複数の光ファイバを伝送される信号光が、前記光ファイバそれぞれに対応する前記光増幅ユニットにされ、
    前記励起光源ユニットは、前記海底ケーブルの給電線を介して供給される電源を元に動作することを特徴とする請求項６から９いずれかに記載の光増幅方法。

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