JPH04217123A - 光伝送システムの給電方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、海底に敷設される光伝
送システムの光中継器に対して給電を実行する光伝送シ
ステムの給電方式に関し、特に、給電ケーブルでの無駄
な電力消費を削減し、かつ給電に必要とされるシステム
電圧を低く保持しつつ、光中継器に対して大きな電力を
供給できるようにする光伝送システムの給電方式に関す
る。

【０００２】光伝送システムでは、減衰された光信号を
再生したり、伝送途中の光信号を監視していくために、
光中継器を備えていくことになる。この光中継器の必要
とする電力は、海底光伝送システムの場合、給電ケーブ
ルにより供給されていくことになるが、通信速度の高速
化の要求に従って、この電力として、より大きなものが
要求されるようになってきている。これから、極めて長
い伝送距離となる海底光伝送システムでは、この給電の
ために必要とされるシステム電圧が大きくなることで、
給電ケーブルの端局装置の設計が難しくなりつつあると
ともに、給電ケーブルでの無駄な電力消費が増大しつつ
ある。このようなことを背景にして、海底光伝送システ
ムにおいて、新たな給電方式の提供が強く望まれるよう
になってきているのである。

【０００３】

【従来の技術】従来の海底光伝送システムでは、図７に
示すように、接地を帰路として扱う定電流の給電方式を
用いて、光中継器１への給電を行う構成を採っていた。 すなわち、給電対象となる光中継器１を給電ケーブル２
に直列に接続し、給電ケーブル２と接地との間に定電流
源３を接続して、この定電流源３から各光中継器１に一
定の電流を流すとともに、各光中継器１が、ツェナーダ
イオード等を用いて、この電流から電圧を生成していく
ことで電力を得るようにしていたのである。図８に、こ
のときの給電ケーブル２の電圧状態を図示する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、同軸ケ
ーブルの伝送システムと異なって、光伝送システムの光
中継器１は大きな消費電力を必要とする。しかも、この
消費電力は、通信速度の高速化に伴って更に大きなもの
となりつつある。このような大きな消費電力を供給する
ためには、給電ケーブル２に流す電流を大きなものにし
ていくか、ツェナーダイオード等で取り出す光中継器１
での電圧を大きなものにしていく必要がある。

【０００５】しかるに、給電ケーブル２に流す電流を大
きなものにしていくことで、光中継器１の消費電力の増
大要求に対応しようとすると、給電ケーブル２で熱とし
て消費される電力も増大してしまうことになる。現在で
も、給電ケーブル２で消費する電力は光中継器１で消費
する電力の５倍から１０倍という極めて高い値を示すこ
とから、この方法では自ずと限界がでてくることになる
。そして、ツェナーダイオード等で取り出す電圧を大き
なものにしていくことで、光中継器１の消費電力の増大
要求に対応しようとすると、光中継器１が直列接続され
ていることに対応して、給電に必要となるシステム電圧
が極めて高くなってしまう。例えば、太平洋を直接横断
する海底光伝送システムを考えると、システム電圧は±
１０ＫＶにも達してしまい、現在の端局装置では対応で
きないことになる。このように、この方法でも自ずと限
界がでてくることになる。

【０００６】本発明はかかる事情に鑑みてなされたもの
であって、給電ケーブルでの無駄な電力消費を削減し、
かつ給電に必要とされるシステム電圧を低く保持しつつ
、海底光伝送システムの光中継器に対して大きな電力を
供給できるようにする新たな光伝送システムの給電方式
の提供を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】図１に本発明の原理構成
を図示する。図中、１は海底光伝送システムの光中継器
、２は光中継器１に電力を供給する給電ケーブル、３は
定電流源であって、給電ケーブル２の一端又は両端と接
地との間に接続されて、給電ケーブル２に一定の電流を
流すものである。光中継器１が給電ケーブル２と接地と
の間に接続される構成を採ることで、定電流源３は、給
電ケーブル２の持つ電位が概略等ポテンシャルとなるよ
うに給電ケーブル２に一定の電流を流していくことにな
る。ここで、定電流源３は、好ましくは、給電ケーブル
２が負のポテンシャルの電位を持つ向きに定電流を流し
ていく。４は光中継器１に２つを単位にして備えられる
ブレーカであって、給電ケーブル２に直列接続されて備
えられて、異常時に通電を遮断するとともに、給電ケー
ブル２からの給電の遮断に応じて通電状態に自己復帰す
るものである。ここで、この２つのブレーカ４が備えら
れるときには、定電流源３は、給電ケーブル２の両端に
備えられていく構成が採られることになる。５は光中継
器１の備える回路ブロックであって、２つのブレーカ４
の接続点と接地との間の電位差を電力として用いて動作
して、規定の中継処理を実行するものである。光中継器
１は、この接地との接続として、海水に接触している自
装置のきょう体を用いることがある。

【０００８】

【作用】本発明では、光中継器１を給電ケーブル２に直
列接続するのではなくて、図１に示すように、給電ケー
ブル２と接地との間に接続することで、給電ケーブル２
に概略等ポテンシャルの電位を持たせて、光中継器１へ
の電力供給を実現する構成を採るものである。すなわち
、給電ケーブル２が図２に示すような概略等ポテンシャ
ルの電位を持つように構成して、各光中継器１が、この
ポテンシャルを持つ電位と接地との間の電位差を電力と
して利用していく構成を採るものである。この給電ケー
ブル２と接地との間の電位差を大きく設定するようにす
れば、光中継器１に流す電流を従来よりも大幅に減少で
きるので、給電ケーブル２に流れる電流値も従来の給電
方法に比べて大幅に小さなものになる。これから、給電
ケーブル２で熱として消費される電力も小さくなるので
、従来の給電方法よりも小さなシステム電圧であっても
、給電ケーブル２と接地との間の電位差を大きく設定で
き光中継器１へ必要な電力を供給できるようになるので
ある。

【０００９】この構成にあって、定電流源３が給電ケー
ブル２の持つ電位が負のポテンシャルとなるように定電
流を流していく構成を採ると、接地として用いる光中継
器１のきょう体表面に定電流源３からの定電流が海水か
ら流れ込むことになる。このように金属表面に電流が流
れ込んでいくと、腐食技術分野で知られているように、
その金属部分の腐食が電流を流さないときに発生する自
然腐食よりも小さなものに抑えられる。これから、この
構成を採ることで、光中継器１のきょう体の腐食を押さ
えることができるとともに、従来よりも腐食し易い廉価
な金属をきょう体に用いることが可能になる。

【００１０】更に、この構成にあって、光中継器１がブ
レーカ４を備える構成を採ると、ケーブル障害等の異常
時に、いずれかの光中継器１のいずれか一方のブレーカ
４が通電を遮断するときにあっても、給電ケーブル２の
両端に備えられる２つの定電流源３により給電ケーブル
２の電位が維持されるので、すべての光中継器１の回路
ブロック５への電力供給を続行できることになる。

【００１１】このように、本発明によれば、給電ケーブ
ル２での無駄な電力消費を削減し、かつ給電に必要とさ
れるシステム電圧を低く保持しつつ、海底光伝送システ
ムの光中継器１に対して大きな電力を供給できるように
なり、しかも、異常発生時にもこの電力供給を続行でき
るというように、極めて実用的な電力供給を実装できる
ようになるのである。

【００１２】

【実施例】以下、実施例に従って本発明を詳細に説明す
る。図３に、本発明の一実施例を図示する。図中、図１
で説明したものと同じものについては同一の記号で示し
てある。６は光中継器１の備える抵抗であって、ブレー
カ４に対応付けて各光中継器１に２つずつ備えられて、
給電ケーブル２に直列接続されることになる。７は光中
継器１の備えるコンデンサであって、２つの抵抗６の接
続点と接地との間に備えられて、給電ケーブル２の持つ
電位をチャージする。８は光中継器１の備えるＤＣ／Ｄ
Ｃコンバータであって、コンデンサ７の両端電圧を所定
のＤＣ電圧に変換する。９は光中継器１の備える中継ユ
ニットであって、ＤＣ／ＤＣコンバータ８の出力するＤ
Ｃ電圧を電源電圧として用いて光伝送の中継処理を実行
する。この実施例では、定電流源３は、給電ケーブル２
の両端に備えられるとともに、給電ケーブル２が負のポ
テンシャルの電位を持つ向きに定電流を流していく構成
が採られることになる。

【００１３】次に、実際の海底光伝送システムを想定し
て行ったシミュレーションデータに基づいて、このよう
に構成される本発明の有効性について検証する。ここで
、このシミュレーションは、給電ケーブル２の全長を１
０００ｋｍ、給電ケーブル２の抵抗値を０．８オーム／
ｋｍ、光中継器１の台数を７２台、光中継器１の配置間
隔を１４０ｋｍ、光中継器１の消費電力を４８ワットと
する海底光伝送システムを想定して行った。

【００１４】図４に、図３の実施例に従って、この海底
光伝送システムモデルに対して給電を行う場合のシミュ
レーションデータを図示し、図５に、図７の従来技術に
従って、この海底光伝送システムに対して給電を行う場
合のシミュレーションデータを図示する。ここで、図中
に示す数値は、光中継器１と接地との間のシミュレーシ
ョン電位値を示すものであり、図６に、この電位値の正
確な値を図示する。また、図４は、光信号路でもって表
してあるために光中継器１が直列接続されるもので示し
てあるが、実際には、光中継器１は、図３に示すように
、給電ケーブル２と接地との間に備えられるものである
。

【００１５】図４のシミュレーションデータから、本発
明に従うと、この海底光伝送システムモデルに対して、
−３．５ＫＶのシステム電圧と、０．　８４８Ａのシス
テム電流とでもって各光中継器１に所望の電力を供給で
きることが分かる。一方、図５のシミュレーションデー
タから、従来技術に従うと、この海底光伝送システムモ
デルに対して、同じ電力を各光中継器１に供給していく
ために、±７．５ＫＶのシステム電圧と、１．６Ａのシ
ステム電流とが要求されることになる。このように、こ
のシミュレーション結果から、本発明に従うと、従来よ
りも小さなシステム電流と低いシステム電圧とでもって
、光中継器１に対して電力を供給できることが明らかと
なるのである。

【００１６】この実施例では、定電流源３が給電ケーブ
ル２の両端に備えられるとともに、光中継器１が、自己
復帰可能な２つのブレーカ４を備えて、この２つのブレ
ーカ４の接続点と接地との間から給電を受けるように構
成している。この構成を採ると、何らかの理由により、
いずれか一方のブレーカ４が通電を遮断することがあっ
ても、その光中継器１は、残りのもう一方のブレーカ４
を介して定電流源３と接続されることで、電力の供給を
受けることが可能になるのである。そして、遮断した側
のブレーカ４側に接続される光中継器１も、もう一方の
定電流源３と接続されていることで、電力の供給を受け
ることが可能になるのである。しかも、これらのブレー
カ４は、一度給電が遮断されて再び給電が開始されると
通電状態に自己復帰するものであることから、光中継器
１のメンテナンス処理も極めて簡単に実行できるもので
ある。

【００１７】更に、この構成にあって、この実施例では
、定電流源３が給電ケーブル２の持つ電位が負のポテン
シャルとなるように定電流を流していくことから、接地
として用いる光中継器１のきょう体表面に定電流源３か
らの定電流が海水から流れ込むことになる。このように
電流が流れ込んでいくと、「作用」の欄でも説明したよ
うに、金属腐食が抑えられることになる。これから、本
発明に従うことで、光中継器１のきょう体の腐食を押さ
えることができるとともに、このきょう体の金属材料と
して、従来よりも腐食し易い廉価な金属を用いることが
可能になるのである。

【００１８】図７に、本発明の他の実施例を図示する。 この実施例は、分岐装置１０を用いて多局間を同一ケー
ブルで結ぶ海底光伝送システムに本発明を適用した場合
の実施例である。図中の１は図３に開示した構成を採る
光中継器１であり、２は図３に開示した給電ケーブルで
あり、３は図３に開示した定電流源３である。本発明は
、上述したように、給電ケーブル２に概略等ポテンシャ
ルの電位を持たせて光中継器１への電力供給を実現する
構成を採るものであることから、分岐装置１０は、単に
各局からの給電ケーブルを一括して接続する構成を採る
だけで実現できることになる。すなわち、従来のように
、リレーを用いる大きな給電切替回路に従って給電の切
替を実行していく必要がなくなるのである。

【００１９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
海底光伝送システムにおいて、給電ケーブルでの無駄な
電力消費を削減し、かつ給電に必要とされるシステム電
圧を低く保持しつつ、光中継器に対して大きな電力を供
給できるようになる。そして、光中継器のきょう体の腐
食を押さえることができるので、ベリリウム銅のような
高価な金属材料ではなくて、廉価な鉄鋼材料を用いるこ
とも可能になる。また、異常時にあっても、常時給電を
続けられるようになる。

【００２０】更に、本発明を分岐装置を用いて多局間を
同一ケーブルで結ぶ海底光伝送システムに適用すると、
分岐装置は、単に各局からの給電ケーブルを一括して接
続するだけでよく、従来のようなリレーを用いる大きな
給電切替回路を備える必要がなくなる。そして、それに
伴って、システム立ち上げ時やケーブル障害時における
各局での複雑な給電立ち上げ手順も不用となり、メンテ
ナンス性も向上することになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理構成図である。

【図２】給電ケーブルの持つ電位状態の説明図である。

【図３】本発明の一実施例である。

【図４】シミュレーションデータの説明図である。

【図５】シミュレーションデータの説明図である。

【図６】シミュレーションデータの説明図である。

【図７】本発明の他の実施例である。

【図８】従来技術の説明図である。

【図９】従来技術の説明図である。

【符号の説明】

１　　光中継器 ２　　給電ケーブル ３　　定電流源 ４　　ブレーカ ５　　回路ブロック

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　海底に敷設される光伝送システムの光
   中継器（１）　に対して給電を実行する光伝送システム
   の給電方式において、給電ケーブル（２）　の一端又は
   両端と接地との間に定電流源（３）　を接続し、かつ、
   各光中継器（１）　は、給電ケーブル（２）　と接地と
   の間の電位差を電力として利用するよう構成することで
   、給電ケーブル（２）　に概略等ポテンシャルの電位を
   持たせて、各光中継器（１）　への電力供給を実現する
   よう構成されてなることを、特徴とする光伝送システム
   の給電方式。
2. 【請求項２】　　請求項１記載の光伝送システムの給電
   方式において、定電流源（３）　は、給電ケーブル（２
   ）　が負のポテンシャルの電位を持つ向きに定電流を流
   すよう構成し、かつ、各光中継器（１）　は、接地との
   接続として、海水に接触している該光中継器（１）　の
   きょう体を用いるよう構成されてなることを、特徴とす
   る光伝送システムの給電方式。
3. 【請求項３】　　請求項１又は２記載の光伝送システム
   の給電方式において、定電流源（３）　は、給電ケーブ
   ル（２）　の両端に備えられ、かつ、各光中継器（１）
   　は、給電ケーブル（２）　に直列接続されて給電の遮
   断に応じて通電状態に自己復帰する２つのブレーカ（４
   ）　を備えて、この２つのブレーカ（４）　の接続点か
   ら給電を受けるよう構成されてなることを、特徴とする
   光伝送システムの給電方式。