JPH07115390A - 光海底中継器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 給電導体に対する逆方向電流の印加を伴わず
に、任意の区間で磁気探線を可能とする光海底中継器を
提供する。 【構成】 遠隔制御装置は、伝送路６−１を介して光海
底中継器１に交流信号出力動作開始指示信号を出力す
る。制御信号検出器１５は同信号を検出して発振器駆動
指示１６の出力を開始する。交流発振器１７は、同指示
１６を受けて発振動作を開始する。給電導体４を流れる
給電電流に交流信号成分が重畳される。光海底ケーブル
２の近傍に交流磁界が発生する。交流磁界を利用して磁
気探線が行われる。磁気探線が終了すると、遠隔制御装
置は、交流信号出力動作の終了指示信号を出力する。制
御信号検出器１５は同信号を検出して発振器駆動指示１
６の出力を終了する。交流発振器１７は、発振動作を終
了する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、光海底ケーブルシス
テムにおいて光海底ケーブルに配置される光海底中継器
に係り、特に任意の区間で磁気探線を可能とする光海底
中継器に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、光海底ケーブルシステム、特に
長距離光海底ケーブルシステムでは、光信号の伝送損失
を補償するために光海底中継器が使用される。

【０００３】図４は、従来の光海底中継器の概略を示
す。この光海底中継器１が対象とする光海底ケーブル２
は、光信号伝送用の光ファイバ３と電力供給用の給電導
体４とを被覆してなる。光海底中継器１において、光増
幅器５は、光ファイバ３により構成される上り伝送路６
−１および下り伝送路６−２の双方の光信号をそれぞれ
増幅するものである。電源回路７は、給電導体４から所
定電圧の電力を取り込み、光増幅器５などの内部回路に
供給するものである。

【０００４】ここで、光海底ケーブル２の修理工事等で
は、敷設された光海底ケーブル２の海底面あるいは海底
面下における位置の探索が行われる。従来の海底ケーブ
ル探線技術としては、磁気探線法が知られている。この
磁気探線法を説明するにあたって、まず、光海底ケーブ
ルシステムの概略を説明する。

【０００５】図５に示すように、光海底ケーブル２の端
部は陸揚局８に接続されている。陸揚局８には、光端局
装置（ＯＬＴ）９の他に、光海底ケーブル２の給電導体
４に給電電流を印加する給電装置１０が設置されてい
る。給電電流は、各光海底中継器１に給電するための直
流電流である。この給電装置１０には、給電電流に交流
信号成分を重畳する交流発振器１１が付加されている。

【０００６】磁気探線時は、陸揚局８において、交流発
振器１１を作動させて給電電流に低周波の交流信号成分
を重畳させる（図２参照）。この交流信号成分により光
海底ケーブル２の近傍に交流磁界１２が発生する。そこ
で修理船１３から磁気センサ１４を海中に吊下し、上記
の交流磁界１２を検出することで海底ケーブル１の位置
を標定する。

【０００７】また、この磁気探線法の応用技術として、
公知文献（「国際通信の研究」, No.112, April 1982,
p102-114）に記載されるものがある。この技術によれ
ば、磁気探線時は、給電電流と逆方向の直流電流を給電
導体に印加し、この直流電流に低周波の交流信号成分を
重畳する。このときの給電導体の電流を図６に示す。ま
た、同文献の１０４頁の図２に記載された中継器基本回
路は、監視信号発生回路（ＳＶ ＯＳＣ）を有している
が、この監視信号発生回路は磁気探線に関与するもので
はなく、アナログ伝送路に対し伝送帯域における特定の
周波数信号を出力することにより、陸揚局側における海
底ケーブルや海底中継器の状態監視に供するものであ
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記の従来の技術で
は、各光海底中継器１の電源供給の信頼性に対する影響
を考慮すると、交流信号成分の振幅をあまり大きくはで
きない。交流信号成分は光海底中継器１および光海底ケ
ーブル２による減衰が大きいため、探線可能距離に限界
が生じる問題点があった。この問題点は、長距離光海底
ケーブルシステムに適用した場合、一層顕著となる。な
お、探線可能距離を越えた区間については、電気試験や
光試験により障害区間を推定し、さらに敷設工事記録に
基づいてケーブル位置を推定し、探線錨による底曳を試
行錯誤的に行うことでケーブルを捕獲するといった手法
をとらざるを得ない。この手法によれば、作業効率が極
めて悪くなるばかりでなく、光海底ケーブルの正常部分
を探線錨により破損するおそれがあるといった不都合を
生じる。

【０００９】一方、上記の文献に記載された技術によれ
ば、直流電流の方向を逆にすることで、海底中継器のイ
ンピーダンスによる交流信号成分の減衰を抑えて探線可
能距離を延ばすことが可能である。しかし、この場合、
海底ケーブルのインピーダンスによる交流信号成分の減
衰は回避できないため、探線可能距離が多少延びるとは
いえ限界がある。しかも、磁気探線時は、給電導体４に
逆方向電流が導通するため、電源回路７に逆バイアスが
印加されることとなって、光増幅器５の正常な光増幅動
作を維持できず、通信サービスを継続することが不可能
となる。さらに、逆方向電流の印加により、ダイオード
その他の海底中継器構成部品への悪影響が懸念される。

【００１０】そこでこの発明の目的は、給電導体に対す
る逆方向電流の印加を伴わず、任意の区間を標定可能な
磁気探線を実現できる光海底中継器を提供することにあ
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明に係
る海底中継器は、次の要素を有するものである。 （１）光海底ケーブルの伝送路を伝達する伝送信号を増
幅する光増幅器。 （２）光海底ケーブルの給電導体を流れる直流電流を受
電する電源回路。 （３）上記の直流電流に交流信号成分を重畳する交流発
振器。

【００１２】かかる光海底中継器によれば、光海底ケー
ブルの磁気探線時、光海底中継器内の交流発振器により
給電導体の直流電流に交流信号成分を重畳することがで
きる。したがって、光海底中継器の近傍区間であれば、
陸揚局からの距離にかかわらず、磁気探線が可能とな
る。

【００１３】請求項２記載の発明に係る光海底中継器
は、次の要素を有するものである。 （１）光海底ケーブルの伝送路を伝達する伝送信号を増
幅する光増幅器。 （２）光海底ケーブルの給電導体を流れる直流電流を受
電する電源回路。 （３）光海底ケーブルの伝送路から発振動作制御指示を
受信する発振動作制御指示受信回路。 （４）発振動作制御指示を受けて動作し、上記の直流電
流に交流信号成分を重畳する交流発振器。

【００１４】かかる光海底中継器によれば、発振動作制
御指示受信回路にて受信される発振動作制御指示に従っ
て、交流発振器が動作する。すなわち、光海底中継器内
の交流発振器を外部から任意に制御することが可能であ
る。したがって、懸案区間近傍の光海底中継器を選択
し、磁気探線時のみ発振動作を行わせるといった制御が
可能となる。

【００１５】請求項３記載の発明に係る光海底中継器
は、次の要素を有するものである。 （１）光海底ケーブルの伝送路を伝達する光信号を増幅
する光増幅器。 （２）光海底ケーブルの給電導体を流れる直流電流を受
電する電源回路。 （３）定常的に動作し、上記の直流電流に交流信号成分
を重畳する交流発振器。

【００１６】かかる光海底中継器によれば、交流発振器
に発振動作を定常的に行わせることとして発振動作制御
指示の取り込みを不要とし、中継器内部の回路構成の簡
素化を実現する。なお、この場合、電源回路その他、中
継器内部回路の動作信頼性を著しく劣化させない程度
に、交流発振器の出力レベルを抑えるよう留意すべきで
ある。

【００１７】

【実施例】以下実施例につき本発明を詳細に説明する。

【００１８】図１は、この発明の一実施例に係る光海底
中継器を示す。図に示すように、光海底中継器１におい
て、光増幅器５は、光ファイバ３により構成される上り
伝送路６−１および下り伝送路６−２の双方の光信号を
それぞれ増幅するものである。電源回路７は、給電導体
４からツェナーダイオードにより所定電圧の電力を取り
込み、光増幅器５などの内部回路に供給するものであ
る。なお、給電導体４には、後述する給電電流が流れて
いる。

【００１９】制御信号検出器１５は、伝送路６−１，６
−２の光信号から所定の制御信号を検出するものであ
る。この制御信号として、少なくとも交流信号出力動作
の開始指示信号および終了指示信号があらあじめ設定さ
れている。制御信号検出器１５は、開始指示信号を検出
してから終了指示信号を検出するまでの間、発振器駆動
指示１６を出力する。

【００２０】交流発振器１７は、低周波の交流出力を電
源回路７のツェナーダイオードの両端に印加するもので
ある。この交流出力の印加により、図２に示すように、
給電電流は交流信号成分が重畳された脈流電流となる。
この交流信号成分の周波数は、伝送損失低減と耐ノイズ
性向上の双方を考慮すると、１０〜５０Ｈｚ程度の範囲
で設定することが望ましい。

【００２１】図３を参照して、この光海底中継器４を使
用した長距離光海底ケーブルシステムの概略を説明す
る。図３において、光海底ケーブル同士を連結する光海
底中継器１に順次１−１〜１−６の符号を付し、各光海
底中継器１間の区間に順次２−１〜２−６の符号を付
す。また、光海底中継器１−１，１−３，１−５として
実施例に係る光海底中継器を使用し、光海底中継器１−
２，１−４，１−６として通常の光海底中継器（図５参
照）を使用することとする。図中、実施例に係る光海底
中継器には発振器の記号を付して、従来の光海底中継器
と区別することにする。なお、実施例に係る光海底中継
器の配置間隔は、後述する探線可能距離に依存するもの
である。この探線可能距離に応じ、全光海底中継器に実
施例に係る光海底中継器を採用するか、あるいは数個置
きに配置するかを定めればよい。

【００２２】一方、陸揚局８において、光端局装置９
は、光ファイバ３を介し光信号の送受信を行うものであ
る。給電装置１０は、給電導体４に対し給電電流を印加
するものである。この給電電流は各光海底中継器１−１
〜１−６に電源を供給するための直流電流である。この
給電電流のレベルは、光海底中継器の設置個数その他の
設計的事項に従って適宜設定される。

【００２３】遠隔制御装置１８は、上記の制御信号によ
り各光海底中継器１−１〜１−６の交流発振器１７を遠
隔制御するものである。なお、従来、給電装置１０に付
設されていた交流発振器１１（図５参照）は、この例で
は省略可能である。

【００２４】次に、かかる長距離光海底ケーブルシステ
ムにおける磁気探線の様子を簡単に説明する。ここで
は、区間２−６が断線事故による接水箇所（以下、障害
点という）の生じた区間であり、光海底中継器１−５の
隣接区間２−５および２−６が推定障害区間であるとす
る。まず遠隔制御装置１８により、光海底中継器１−５
に対し交流信号出力動作の開始指示信号を出力する。光
海底中継器１−５において、制御信号検出器１５がこの
開始指示信号を検出して発振器駆動指示１６の出力を開
始する。交流発振器１７は、この発振器駆動指示１６を
受けて発振動作を開始する。これにより、給電導体４を
流れる給電電流に交流信号成分が重畳され、光海底ケー
ブル２の近傍に交流磁界が発生する。

【００２５】光海底ケーブル２に生じる交流磁界強度と
ケーブル距離との関係を、図３の下段（グラフ部分）に
示す。図に示すように、光海底中継器１−５から離れる
に従って、光海底中継器１および光海底ケーブル２のイ
ンピーダンスにより交流磁界強度は減衰する。磁気探線
は、交流磁界強度が磁気センサ１４の感知限界レベルＬ
０を上回る範囲で可能である。探線可能な距離は、１中
継区間のケーブル減衰量やＯＳＣ発振レベル等の因子で
決定される。したがって、これらの因子を設計上の要請
により適宜設定することにより、ある程度の自由度をも
って探線可能距離を設定することが可能である。また、
障害点では交流磁界強度は大幅に落ち込み、感知限界レ
ベルＬ０を大幅に下回る。したがって、交流磁界が無検
出となる点を検知することにより、障害点を標定でき
る。

【００２６】図３の上段に戻って説明すると、修理船１
３は海中に磁気センサ１４を吊下して上記の交流磁界を
検出することでケーブル位置を標定し、区間２−５およ
び区間２−６にわたって光海底ケーブル２を追跡する。
この結果、交流磁界の無検出点が検知されると、当該箇
所を障害点として認識する。この後、遠隔制御装置１８
は、光海底中継器１−５に対し交流信号出力動作の終了
指示信号を出力する。光海底中継器１−５では、制御信
号検出器１５がこの終了指示信号を検出して発振器駆動
指示１６の出力を終了する。これにより、交流発振器１
７は発振動作を終了する。

【００２７】ここで、各光海底中継器１の電源の信頼性
を著しく劣化させないように、交流発振器１７の出力レ
ベルを給電電流レベルに比較して十分小さく設定するこ
とにより、磁気探線中であっても各光海底中継器１に対
して中継器への電源供給を継続することができる。この
場合、交流発振器１７の出力レベルは、交流信号成分重
畳後の脈流の極大値および極小値が給電電流の定格値の
範囲に収まる程度に抑えることが望ましい。前述の従来
の文献に記載された磁気探線技術では、通信サービスの
継続が不可能であるのに対し、この実施例によれば、上
記のように磁気探線時であっても、安定した電源供給を
維持することができるので、通信サービスの継続が可能
となる。しかも、ツェナーダイオードその他、中継器内
部回路の構成部品について、逆方向電流の印加による悪
影響を招くおそれを回避できる。

【００２８】以上、この発明の一実施例を説明したが、
上記のように交流発振器１７の出力レベルを給電電流レ
ベルに比較して十分小さく設定することに留意すれば、
交流発振器１７として定常的に発振動作を行うものを使
用する態様も可能である。この場合、上記の通信サービ
スの継続が可能である等の利点を奏することはもちろん
のこと、各光海底中継器の遠隔制御機能が不要となる利
点を奏する。つまり、陸揚局８側で遠隔制御装置１８を
省略できる一方、各光海底中継器１側で制御信号検出器
１５を省略できる。また、磁気探線時に陸揚局８側にお
ける光海底中継器１の制御が不要となるので、磁気探線
を修理船１３側の単独作業で行うことが可能となる。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に係る光
海底中継器によれば、内蔵した交流発振器により給電導
体の直流電流に交流信号成分を重畳して光海底ケーブル
の磁気探線に供することができるので、次の効果を奏す
る。 （１）光海底中継器の近傍区間であれば、陸揚局からの
距離にかかわらず、ケーブル位置や障害点の標定が可能
な磁気探線を行える。したがって陸揚局から離れた区間
を対象として探線を行う場合であっても磁気探索を行え
るため、底曳作業に伴う作業効率の低下やケーブル破損
のおそれを回避できる。 （２）磁気探線時、給電導体に逆方向の直流電流を印加
せずに済むので、逆方向の直流電流の印加に起因する光
海底中継器の構成部品への悪影響のおそれを回避でき
る。 （３）光海底中継器に対する電源供給を継続することが
でき、通信サービスを継続することが可能である。

【００３０】また、請求項２に係る光海底中継器によれ
ば、光海底中継器内の交流発振器を外部から任意に制御
することが可能であり、磁気探線の対象となる区間近傍
の光海底中継器だけを選択して磁気探線時のみ発振動作
を行わせることができるので、次の効果を奏する。 （１）不必要な発振動作に伴う無意味な電力消費を回避
できる。 （２）発振動作に伴う電源の不安定化を最小限の区間お
よび最小限の期間に抑えることができる。 （３）交流発振器の動作頻度を低減できるので、交流発
振器の寿命が向上する。

【００３１】また、請求項３記載に係る光海底中継器に
よれば、内蔵する交流発振器に発振動作を定常的に行わ
せることにより発振動作制御指示の受信回路が不要にな
るので、光海底中継器の内部回路が簡素化され、光海底
中継器の動作信頼性や低廉性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例に係る光海底中継器の概略
を示すブロック図である。

【図２】図１の光海底中継器による給電電流への交流信
号成分の重畳を示す波形図である。

【図３】図１の光海底中継器を使用した光海底ケーブル
システムにおける探線方式の概念図である。

【図４】従来の光海底中継器の概略を示すブロック図で
ある。

【図５】従来の光海底中継器を使用した光海底ケーブル
システムにおける探線方式の概念図である。

【図６】従来の光海底ケーブルシステムにおける磁気探
線時の給電導体への印加電流を示す波形図である。

【符号の説明】

１…光海底中継器 ２…光海底ケーブル ３…光ファイバ ４…給電導体 ５…光増幅器 ６−１，６−２…伝送路 ７…電源回路 １５…制御信号検出器 １６…駆動指示 １７…交流発振器

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光海底ケーブルの伝送路を伝達する光信
   号を増幅する光増幅器と、 光海底ケーブルの給電導体を流れる直流電流を受電する
   電源回路と、 前記直流電流に交流信号成分を重畳する交流発振器とを
   具備したことを特徴とする光海底中継器。
2. 【請求項２】 海底ケーブルの伝送路を伝達する伝送信
   号を増幅する光増幅器と、 海底ケーブルの給電導体を流れる直流電流を受電する電
   源回路と、 海底ケーブルの伝送路から発振動作制御指示を受信する
   発振動作制御指示受信回路と、 前記発振動作制御指示を受けて動作し、前記直流電流に
   交流信号成分を重畳する交流発振器とを具備したことを
   特徴とする光海底中継器。
3. 【請求項３】 海底ケーブルの伝送路を伝達する光信号
   を増幅する光増幅器と、 海底ケーブルの給電導体を流れる直流電流を受電する電
   源回路と、 定常的に動作し、前記直流電流に交流信号成分を重畳す
   る交流発振器とを具備したことを特徴とする光海底中継
   器。