JPH07336309A - 光海底中継器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 光海底中継器に関し、効率的な実装構造とす
ること。 【構成】 中央部の光フアイバを含む光回路筐体５１，
５２と、その両側を覆い重ねられるような電気回路筐体
５３，５４と、を配置させたユニット４２，４３構成と
したこと。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光海底中継器に関す
る。図１１に光海底中継器の概略構成の側断面図を示
す。光海底中継器１は海底の強大な海水圧ならびに海水
による腐食に耐えるような金属製円筒形の外部筐体２
と、その両端を密閉状態とする同様な端面板３とからな
り、内部の中継回路ユニット４を電気的に絶縁状態とし
て、外部筐体２との間に中継回路ユニット４からの発熱
を外部筐体２を介して外部の海水中へ放熱させるための
熱伝導性と衝撃力を緩和させる緩衝性を有する金属製円
筒形の緩衝体５を介して内部に収容させている。

【０００２】中継回路ユニット４と外部の光海底ケーブ
ル８との間を接続する光信号入出力用の光フアイバ９な
らびに給電線１１とを、端面板３を耐圧力性を有する気
密封止部１２を貫通させることにより接続させる。

【０００３】符号の６は中継回路ユニット４に対する軸
方向の衝撃力緩和のための環状緩衝体であり、Ｃ形止め
輪７によって係止される。

【０００４】

【従来の技術】図１２以降に従来の光海底中継器内部構
成の概略を示す。図１２は側面図、図１３は図１２のＡ
方向矢視図、図１４は図１２のＢ方向矢視図である。こ
の従来例は第１，第２，第３のシステムユニット１５，
１６，１７として３システム縦列に収容させた一例であ
る。

【０００５】第１のシステムユニット１５と第２のシス
テムユニット１６との間には、サージ保護回路を含む電
源回路を３つのシステムユニット全体の電源回路ユニッ
ト１８として配置させ光海底中継器１５の回路部が構成
される。

【０００６】これらの各システムユニット１５，１６，
１７と電源回路ユニット１８とは、長さ方向を熱伝導性
の良好な金属でなる４本の連結部材２１にねじ止め連結
されて一体化される。なお、符号の２２は光信号入出力
用の光フアイバであり、２３は給電線、２４は周囲を電
気的高耐圧に絶縁する絶縁被覆である。

【０００７】各システムユニットには図１３に示される
ように、上り回路ユニット２５と下り回路ユニット２６
とを有し、上り回路ユニット２５および下り回路ユニッ
ト２６には、それぞれ受信回路部２７と送信回路部２８
とから構成されている。

【０００８】受信回路部２７にはＡＰＤ（アバランシエ
・フオト・ダイオード）モジュール２９をそれぞれにそ
なえられ、図１４に示されるように、送信回路部２８に
は信頼性確保上２重化のためのＬＤ（レーザ・ダイオー
ド）モジュール３１がそれぞれに２個ずつそなえられて
いる。

【０００９】各システムユニット１５，１６，１７の端
面部分には光フアイバ２２の余長部を巻回収容させる光
フアイバ収容部３２がそれぞれに設けられている。図１
５は１システムユニット１５分の拡大側面図であり、図
１６には送信回路部２８の部分での断面図がそれぞれ示
される。図１６からよくわかるように、それぞれの回路
部２７，２８は方形の金属筐体で構成されており、内部
にはプリント配線板が収容され蓋板で覆われている。

【００１０】図１７に従来の電源回路図が示される。電
源ユニット１８の入力側である（＋）端子と出力側であ
る（−）端子との間にサージ保護用のアレスタ３３が接
続されている。

【００１１】また、入力側にチョークコイルＬ₁ および
抵抗器Ｒ₁ と出力側にチョークコイルＬ₂ とがそれぞれ
接続されており、その間にダイオードＤ₁ ，Ｄ₂ 、抵抗
器Ｒ ₂ 、コンデンサＣ₁ が並列接続されるとともに、こ
れらの両端が第１のシステムユニット１５に接続され電
源供給されている。

【００１２】続く線路上にダイオードＤ₃ ，Ｄ₄ 、抵抗
器Ｒ₃ 、コンデンサＣ₂ が並列されるとともに、これら
の両端が第２のシステムユニット１６に接続され電源供
給されている。

【００１３】電流はそれぞれ矢印方向の直列に流れる。
この図では二つのシステムユニット１５，１６のみ示さ
れているが、第３のシステムユニット１７についても同
様に供給接続される。符号の３４で示される部分は、電
源回路ユニット１８の筐体に接続される接続線である。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】上記、従来技術の光海
底中継器の構成によると、光海底ケーブルに伝送され減
衰された光信号を受信回路部２７のＡＰＤモジュール２
９で一旦電気信号に変換し、この電気信号を増幅した後
ＬＤモジュール３１により光信号に変換して光海底ケー
ブルに送出伝送させるようにする、いわゆる、再生形光
中継器といわれるものであった。

【００１５】このように一旦電気信号に変換し、その電
気信号を増幅してさらに光信号に変換することなく、新
技術である希土類元素のエルビウム（Ｅｒ）・イオンを
ドーピングした光フアイバに、半導体レーザでＥｒイオ
ンを励起させることにより、光信号を引き金として誘導
放出を起こさせ、光信号を増幅させることにより、直接
光信号そのものを増幅する技術が光海底中継器にも適用
されるようになってきている。

【００１６】このために、本発明では光・電気さらに電
気・光信号変換手段を有する従来技術の構成によるもの
でない、まったく新しい新規にしてかつ効果的な光海底
中継器の配置構成の提供を発明の課題とするものであ
る。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明手段の構成要旨とするところは、第１の発明に
よると、中央部の光フアイバを含む光回路筐体と、その
両側を覆い重ねられるような電気回路筐体と、を配置さ
せたユニット構成とした光海底中継器である。

【００１８】第２の発明によると、上記光回路筐体の光
フアイバの入出力経路を上記電気回路筐体面上を通る端
面とした構成の第１の発明になる光海底中継器である。
第３の発明によると、上記上下の電気回路筐体間の電気
配線の接続経路を光回路筐体ならびに電気回路筐体側面
に配線通路用凹所を形成した構成の第１の発明になる光
海底中継器である。

【００１９】第４の発明によると、上記ユニット構成を
複数縦列に配列させるとともにたがいに隣接されるユニ
ットのいずれかを電気絶縁状態とした構成の第１の発明
になる光海底中継器である。

【００２０】第５の発明によると、上記光回路筐体の側
面に外部筐体への熱伝導を行なわせる伝熱部材と、上記
電気回路筐体の上下に外部筐体への熱伝導を行なわせる
伝熱部材と、を取り付けた構成の第１の発明になる光海
底中継器である。

【００２１】第６の発明によると、上記電気回路筐体に
実装される発熱部品を伝熱部材へ伝熱させる金属基台に
取り付けた構成の第１の発明になる光海底中継器であ
る。

【００２２】

【作用】上記本発明の構成手段の第１の発明によれば、
光回路筐体と電気回路筐体とをそれぞれ独立させた分離
形としたことにより、製造工程などにおいて機能単位に
種々の工程作業が行なえることから効率的である。とく
に、調整を要する電気回路が両外側面となることからも
好都合である。

【００２３】第２の発明によれば、光回路筐体への接続
用の光フアイバの経路を組み合わせられる電気回路筐体
面上としたことにより、組み立てられるユニットへの光
フアイバの取り付けを容易に行なえる。

【００２４】第３の発明によれば、両面の電気回路の接
続用配線の通路を内部を貫通させることなく外側側面の
凹所としたことにより、光フアイバの経路と混在せず製
造工程上きわめて能率的であり、調整上も好都合なもの
である。

【００２５】第４の発明によれば、ユニット単位に電源
回路をそなえる構成としたことにより、複数ユニットの
隣接ユニット相互間を電気的絶縁状態とすることで、絶
縁構成が簡易となる。

【００２６】第５の発明によれば、光回路筐体と電気回
路筐体の発熱の伝送経路をそれぞれ独立の経路としたこ
とにより、熱経路が分離されることで効率的な放熱が行
なわれる。

【００２７】第６の発明によれば、電気回路筐体の発熱
部品を金属基台に取り付け、この金属基台を伝熱部材へ
接続させることで放熱経路が最短となり、効果的な放熱
が行なわれる。

【００２８】

【実施例】以下、本発明の光海底中継器について、構成
要旨にもとづいた実施例で図を参照しながら詳細に説明
する。本発明の光海底中継器においても、基本的な全体
構成は図１１に示されるものと同等である。

【００２９】図１は本発明の光海底中継器の一実施例で
あり、外部筐体内に収容される中継回路部分の側断面図
である。本実施例は２システムユニット構成について示
される。また、図２には図１の紙面と直交方向の要部断
面図が示される。

【００３０】図１によると、光海底中継器４１は同一の
構成でなる第１のシステムユニット４２と第２のシステ
ムユニット４３とからなり、図２をも参照すると、図示
上下の伝熱部材４４と左右の伝熱部材４５とがねじ４６
によって取り付けられている。

【００３１】これらの伝熱部材４４，４５の取り付けら
れた外面は断面円形に構成されており、その周囲と端面
とはポリエチレン樹脂などによる電気的に高耐圧な絶縁
被覆４７で完全な封着状態に形成される。符号の４８は
入出力用の光フアイバであり、４９は給電線である。こ
れらの光フアイバ４８と給電線４９は両端に接続導入さ
れるようになっている。

【００３２】このように、外形を円柱形状とすることに
より図１１における緩衝体５を介して外部筐体２の内部
に密に収容させ、発熱を外部筐体２に伝熱させて外部の
海水中に放熱させることができる。

【００３３】システムユニットの構成については第１の
システムユニット４２について説明するが、第２のシス
テムユニット４３も同様な構成である。中央部に光回路
を実装する第１の光回路筐体５１と第２の光回路筐体５
２を配置し、その上下に制御回路を実装する第１の電気
回路筐体５３と、サージ保護回路を含む電源回路を実装
する第２の電気回路筐体５４とを配置させている。

【００３４】図２に示される符号５５はシートであり、
システムユニット４２または４３を伝熱部材４４，４５
と電気的に絶縁状態とする場合には、電気絶縁体でなる
絶縁シートであり、絶縁する必要のない場合には金属シ
ートで構成される。

【００３５】もちろん、絶縁シートの場合にはねじ４６
と伝熱部材４４，４５とは絶縁構造に構成されるが、こ
のように絶縁状態にされるのは隣接するシステムユニッ
ト間に電気的な共通電位でないことが要求される場合で
ある。

【００３６】図１の矢印Ｃ方向からみた図３によると、
中央部に配置された回路基板５６と両側の金属基台５
７，５７との周囲を囲むようにして入出力用の光フアイ
バ４８が第１の電気回路筐体５３の周囲に余長部を巻回
収容され、中央部の光回路筐体５１，５２の光回路と光
接続されるようになっている。

【００３７】図１の矢印Ｄ方向からみた図４によると、
中央部の回路基板５８および発熱をともなう高電力抵抗
器５９と、両側の金属基台６１，６２と、が配置されて
いる。

【００３８】図５には、第１のシステムユニット４２の
部分のみの側面図が示される。この図には伝熱部材４
４，４５は図示されていない。第１の光回路筐体５１内
には光回路モジュール６３と、光信号増幅用エルビウム
・イオン励起用のＬＤモジュール６４，６５、が収容さ
れている。

【００３９】第２の光回路筐体５２内には光回路モジュ
ール６６と、光アイソレータ６７、などが収容されてい
る。なお、光信号増幅用エルビウム（Ｅｒ）・イオンド
ープ光フアイバは光回路モジュール６６内に収容されて
いる。この光回路筐体５１，５２は双方向に対する所要
回路が含まれる。

【００４０】これらの第１，第２の光回路筐体５１，５
２と、上下の第１の電気回路筐体５３および第２の電気
回路筐体５４とは、図示省略の上下に貫通するねじによ
って一体化結合される。

【００４１】この状態で側面に示される上下方向に連通
する凹所は、上下の電気回路筐体５３，５４間の電気配
線接続用通路６８である。図５の矢印Ｅ方向からみた図
６によると、回路基板５６上にはＬＳＩ７１などの回路
素子が搭載実装されており、発熱をともなう大電力用の
トランジスタ７２などは筐体上にねじで取り付けられた
金属基台５７の側面に取り付けられ、回路基板５６上の
図示省略された配線パターンに接続される。

【００４２】金属基台５７上に形成されたねじ孔７３は
伝熱部材４４にねじ止め締結させるためのものであり、
トランジスタ７２からの発熱は金属基台５７に伝熱され
て伝熱部材４４に伝達されるから、筐体５３への伝熱は
比較的に少ないものとなる。

【００４３】筐体５３の四隅に形成された孔７４はシス
テムユニット４２を一体化結合させるためのねじ挿通孔
である。また両側面の凹所６８，６８は上述した電気配
線接続用通路である。

【００４４】図５の矢印Ｆ方向からみた図７によると、
回路基板５８上にはＬＳＩ７６などの回路素子が搭載実
装されており、発熱をともなう大電力用のダイオード
（たとえば、ツエナダイオード）７７は金属基台６１の
側面に取り付けられ、回路基板５８上の図示省略された
配線パターンに接続される。

【００４５】発熱をともなう大電力用の抵抗器５９は回
路基板５８上とは別の端子板上に取り付けられ、おなじ
く回路基板５８上の図示省略された配線パターンなどに
接続される。

【００４６】金属基台６１，６２上に形成されたねじ孔
７８は伝熱部材４４にねじ止め締結させるためのもので
あり、ダイオード７７からの発熱は金属基台６１に伝熱
されて伝熱部材４４に伝達されるから、筐体５４への伝
熱は比較的に少ないものとなる。 筐体５４の四隅に形
成された孔７９はシステムユニット４２を一体化結合さ
せるためのねじ孔である。また両側面の凹所６８，６８
は上述した電気配線接続用通路である。

【００４７】図５の第２の電気回路筐体５４を外した状
態を図８に示す。図（ａ）は側面図であり、図（ｂ）は
図（ａ）の下面側からみた第２の光回路筐体５２の面を
示す図である。

【００４８】図６に示されるように、第２の光回路筐体
５２の内面には、周囲に光フアイバ８０の余長部が巻回
収容されるとともに、光回路の光フアイバとの融着接続
された光接続部８１を収容する収容部に収められ移動し
ないように押え板８２で固定される。筐体５２の中央部
に光アイソレータ６７がねじ止め固定される。符号の８
３は光フアイバ８０の押え板である。

【００４９】図８の図（ａ）の左右の端面側からみた図
を図９に示す。図（ａ）は図５の図示向かって左側から
みた図であり、図（ｂ）は図５の図示向かって右側から
みた図をそれぞれ示す。図（ａ）および図（ｂ）ともに
同様の構成であることがよく示されている。

【００５０】このように、入出力用光フアイバ４８と、
第１の光回路筐体５１、第２の光回路筐体５２などとの
光フアイバ８０などの通路領域として、これらのシステ
ムユニットの端面空間が適用される。符号の８５は、こ
れら光フアイバの通路領域を覆う覆い板であり破断した
状態に示される。

【００５１】図１０に本発明の電源回路が示される。こ
の電源回路は第２の電気回路筐体５４に実装されるもの
である。図示向かって左側の部分が第１のシステムユニ
ット４２の部分であり、図示向かって右側の部分が第２
のシステムユニット４３の部分である。

【００５２】図示左側の一点鎖線で囲まれた部分が、第
１のシステムユニット４２の第２の電気回路筐体５４の
電源回路５４−１に搭載実装される部分であり、図示右
側の一点鎖線で囲まれた部分が、第２のシステムユニッ
ト４３の第２の電気回路筐体５４の電源回路５４−２に
搭載実装される部分である。

【００５３】第１の電源回路５４−１の入力側である
（＋）端子と、第２の電源回路５４−２の出力側である
（−）端子との間にサージ保護用のアレスタ３３が接続
されている。

【００５４】第１の電源回路５４−１の入力側に直列に
チョークコイルＬ₁ および抵抗器Ｒ ₁ と、第２の電源回
路５４−２の出力側にチョークコイルＬ₂ と、がそれぞ
れ接続されている。

【００５５】第１の電源回路５４−１には、ダイオード
Ｄ₁ ，Ｄ₂ 、抵抗器Ｒ₂ 、コンデンサＣ₁ が並列接続さ
れるとともに、それらの両端が制御回路である第１の電
気回路５３−１に接続されて電源供給されている。

【００５６】第２の電源回路５４−２には、ダイオード
Ｄ₃ ，Ｄ₄ 、抵抗器Ｒ₃ 、コンデンサＣ₂ が並列接続さ
れるとともに、それらの両端が制御回路である第２の電
気回路５３−２に接続されて電源供給されている。

【００５７】電流はそれぞれ矢印方向へ直列に流れる。
この実施例では２システムユニットであるが、それ以上
のシステムユニット数の場合でも電源回路についてはそ
れぞれのシステムユニットごとに付加されるものであ
る。

【００５８】第１の電源回路５４−１側の接続線８７は
システムユニット４２の回路筐体に接続されるものであ
り、この場合、図２で示されるシート５５は絶縁シート
が適用され、伝熱部材４４，４５とは電気的に絶縁され
ることとなって隣接のシステムユニット４３とは電気的
に絶縁される。

【００５９】これに対して第２の電源回路５４−２側に
は接続線８７は適用されることなく、したがって回路筐
体は図２におけるシート５５を金属板として伝熱部材４
４，４５と同電位に接続された状態となる。

【００６０】

【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明の光海
底中継器の基本的な構成によると、光フアイバと光回路
とを含む光回路筐体を中央部にしてその両側に電気回路
を実装させた電気回路筐体を配置させた構成としたこと
により、製造工程が別々の専用工程とすることができる
とともに、発熱部品からの放熱経路についてもそれぞれ
について伝熱部材を介することにより効率よくバランス
されたものとなる。

【００６１】電気回路の発熱部品についても、これらを
回路基板上に実装させるのではなく熱伝導性良好な部材
を介して伝熱させることにより、やはり放熱が効率的と
なり最短経路で放熱させることから、全体として熱の影
響による問題が解消される。

【００６２】光回路筐体への入出力光フアイバの経路を
電気回路筐体面上を通り端面としたことにより、光フア
イバを独立した経路に集中させることで信頼性が向上
し、取り扱い上も好適なものである。

【００６３】両面の電気回路筐体間の接続用電気配線を
光フアイバ経路とは別な外側の独立した経路としたこと
により、光フアイバと混在することなく製造性が良好で
ある。

【００６４】電源回路にサージ保護回路を各システムユ
ニット単位に組み入れたことにより、システム間の絶縁
が必要なシステムユニットのみを電気絶縁し、絶縁不要
なシステムユニットに対しては中継回路ユニットと同電
位のアース回路を接続させることにより、絶縁構造を簡
易化し得る。

【００６５】一方、電源回路をシステムユニットの筐体
に接続させないことにより絶縁構成が簡易となり、シス
テムユニット間の結合部材でもある伝熱部材に対する絶
縁構造が不要となる。

【００６６】光回路筐体と電気回路筐体のそれぞれに伝
熱部材を個別に設けることにより、外部への伝熱経路が
独立に確保されるから、互いの熱源に対して影響を与え
ることはない。

【００６７】伝熱部材に対する発熱部品の熱結合を金属
基台に発熱部品を取り付けることで直接的に熱伝達させ
ることができるから、これらの間での熱抵抗はきわめて
少ないものとなる。

【００６８】本発明は、上記実施例に限定されるもので
はなく、たとえばシステムユニット数については任意数
とすることは当然に可能なことであり、その他について
も種々の態様を適用し得るものである。

【００６９】以上のように、本発明の構成になる光海底
中継器によれば、新規にして種々実用上の効果はきわめ
て著しいものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光海底中継器内部構成側面図

【図２】本発明の光海底中継器内部構成断面図

【図３】図１のＣ方向矢視図

【図４】図１のＤ方向矢視図

【図５】第１システムユニットの側面図

【図６】図５のＥ方向矢視図

【図７】図５のＦ方向矢視図

【図８】図５の第２の電気回路筐体を外した状態

【図９】図８の図（ａ）の左右端面側を示す図

【図１０】本発明の電源回路図

【図１１】光海底中継器の概略構成側断面図

【図１２】従来の光海底中継器内部構成側面図

【図１３】図１２のＡ方向矢視図

【図１４】図１２のＢ方向矢視図

【図１５】１システムユニット分の拡大側面図

【図１６】図１５の断面図

【図１７】従来の電源回路図

【符号の説明】

１ 光海底中継器 ２ 外部筐体 ３ 端面板 ４ 中継回路ユニット ５ 緩衝体 ８ 光海底ケーブル ９ 光フアイバ １１ 給電線 ３３ アレスタ ４１ 光海底中継器 ４２ 第１のシステムユニット ４３ 第２のシステムユニット ４４，４５ 伝熱部材 ４７ 絶縁被覆 ４８ 光フアイバ ４９ 給電線 ５１ 第１の光回路筐体 ５２ 第２の光回路筐体 ５３ 第１の電気回路筐体 ５４ 第２の電気回路筐体 ５５ シート ５６，５８ 回路基板 ５７ 金属基台 ５９ 高電力抵抗器 ６１，６２ 金属基台 ６３，６６ 光回路モジュール ６４，６５ ＬＤモジュール ６７ 光アイソレータ ６８ 電気配線接続用通路，配線通路用凹所 ７１，７６ ＬＳＩ ７２ トランジスタ ７７ ダイオード ８０ 光フアイバ ８１ 光接続部

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 中央部の光フアイバを含む光回路筐体
   （５１）（５２）と、その両側を覆い重ねられるような
   電気回路筐体（５３）（５４）と、を配置させたユニッ
   ト（４２）（４３）構成としたことを特徴とする光海底
   中継器。
2. 【請求項２】 上記光回路筐体（５１）（５２）の光フ
   アイバ（４８）の入出力経路を上記電気回路筐体（５
   ３）面上を通る端面としたことを特徴とする請求項１に
   記載の光海底中継器。
3. 【請求項３】 上記上下の電気回路筐体（５３）（５
   ４）間の電気配線の接続経路を光回路筐体（５１）（５
   ２）ならびに電気回路筐体（５３）（５４）側面に配線
   通路用凹所（６８）を形成したことを特徴とする請求項
   １に記載の光海底中継器。
4. 【請求項４】 上記ユニット（４２）（４３）構成を複
   数縦列に配列させるとともにたがいに隣接されるユニッ
   トのいずれかを電気絶縁状態としたことを特徴とする請
   求項１に記載の光海底中継器。
5. 【請求項５】 上記光回路筐体（５１）（５２）の両側
   面に外部筐体への熱伝導を行なわせる伝熱部材（４５）
   と、上記電気回路筐体（５３）（５４）の上下に外部筐
   体への熱伝導を行なわせる伝熱部材（４４）と、を取り
   付けたことを特徴とする請求項１に記載の光海底中継
   器。
6. 【請求項６】 上記電気回路筐体（５３）（５４）に実
   装される発熱部品（７２）（７７）を伝熱部材（４４）
   へ伝熱させる金属基台（５７）（６１）に取り付けたこ
   とを特徴とする請求項１に記載の光海底中継器。