JPH09218320A

JPH09218320A - 光海底中継器

Info

Publication number: JPH09218320A
Application number: JP8027052A
Authority: JP
Inventors: Shuji Ogiya; 修司扇谷; Michio Kondo; 道雄近藤; Yasushi Kaeriyama; 泰志帰山
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1996-02-14
Filing date: 1996-02-14
Publication date: 1997-08-19
Also published as: US5666457A

Abstract

(57)【要約】【課題】放熱特性及び耐電圧特性を向上することであ
る。【解決手段】端面板２４に実装された回路部品２６ａ
〜ｃ等を含む回路ユニット２１、２２は、金属ケース２
３及び端面板２４による空間内に収容され、金属ケース
２３は絶縁樹脂からなるシリンダ２７及び端面板２８に
よる絶縁空間内に収容され、シリンダ２７は放熱緩衝体
３０を介して筐体１２内に収容されている。端面板２４
に密着する端面板２８には、放熱緩衝体３２により付勢
された放熱ディスク３１が圧接している。放熱ディスク
３１は筐体１２の内面にも圧接している。回路部品２６
ａ〜ｃ等が発生した熱は、端面板２４、２８、放熱ディ
スク３１を介して高効率的に筐体１２に伝熱され、海中
に放熱される。また、端面板２８は有底筒状であり、こ
れをシリンダ２７に嵌入して溶接固定することにより、
接合部のパスを長くして耐電圧特性を向上している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光海底中継器に関
し、特に、光海底中継器の放熱特性及び耐電圧特性を向
上する技術に関する。

【０００２】同軸ケーブルと比較して伝送容量が大きい
光ファイバケーブルを採用した光海底ケーブル伝送方式
においては、減衰した光信号を増幅し且つ伝送信号の劣
化を防止するために、適当な間隔毎に光海底中継器を設
けている。このような光海底中継器において、近年の高
密度実装化等による発熱量の増大に伴い、放熱特性を向
上することが要望されている。また、耐電圧特性を向上
する必要もある。

【０００３】

【従来の技術】従来の光海底中継器は、中継器内部を水
圧から保護する概略円筒状の耐圧筐体内に、給電回路ユ
ニット及び増幅回路ユニットを含む複数の回路ユニット
を収容して構成される。耐圧筐体は光海底ケーブルを導
入するためのケーブル引留部をその両端に有している。

【０００４】各回路ユニットは、両端部が閉塞された概
略円筒状の金属ケース内に、各回路ユニットを位置決め
固定する連結バーを介して収容されている。金属ケース
は、耐電圧特性を向上するため、両端部が閉塞されたポ
リエチレン樹脂等からなる概略円筒状のＰＥシリンダ内
に収容されている。このＰＥシリンダは、放熱と緩衝の
ための放熱緩衝体を介して、耐圧筐体内に収容されてい
る。

【０００５】金属ケースを収容したＰＥシリンダは、概
略円環状の一対の放熱緩衝体により挟み込まれることに
より、耐圧筐体に固定されている。光海底ケーブルは耐
圧筐体のケーブル引留部の端部から導入され、光ファイ
バケーブル及び給電線はＰＥシリンダの端面板及び金属
ケースの端面板に形成された貫通穴を通過されて、対応
する回路ユニットに接続される。

【０００６】ところで、光海底中継器の増幅方式として
は、従来は、光信号を電気信号に変換した後に、等価増
幅（Ｒｅｓｈａｐｉｎｇ）、同期再生（Ｒｅｔｉｍｉｎ
ｇ）、波形再生（Ｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ）を行い、
これを光信号に変換する３Ｒ中継方式が採用されていた
が、近時においては、エルビウムドープファイバ等によ
る光直接増幅方式が採用されるようになってきている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述したような光海底
中継器において、光直接増幅方式への変更に伴い、高密
度実装化が進み、単位体積当たりの発熱量が増大してき
ている。また、中継間隔が短くなり、浅海部へ敷設され
た場合に、浅海部は海水温度が高いため、放熱性が低下
している。さらに、将来的に採用が検討されている波長
分割多重方式（ＷＤＭ：ＷａｖｅｌｅｎｇｔｈＤｉｖ
ｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）では、発熱量
のさらなる増大が予想される。従って、放熱対策を十分
に施す必要がある。

【０００８】また、光海底中継器は、給電線を介して所
定の電力を供給されて機能するが、給電経路に異常が生
じた場合等には、耐圧筐体と内部の回路ユニットとの間
に大きな電位差（例えば数キロボルト）が生じることが
あるので、耐電圧特性に優れている必要がある。

【０００９】よって、本発明の目的は、放熱特性を向上
することである。本発明の他の目的は、耐電圧特性を向
上することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。

【００１１】回路ユニットを有する光海底中継器であっ
て、金属からなる概略円筒状の耐圧筐体と、前記耐圧筐
体の内側に密着するように設けられた、弾性金属からな
る概略円筒状の第１の放熱緩衝部材と、前記第１の放熱
緩衝部材の内側に密着するように設けられた、絶縁樹脂
からなる概略円筒状の第１の絶縁部材と、前記第１の絶
縁部材の内側に密着するように設けられた、金属からな
る概略円筒状の第１のケース部材とを備えている。

【００１２】さらに、前記第１のケース部材と共に内側
に前記回路ユニットを収容する空間を画成するように、
該第１のケース部材に固定された、金属からなる第２の
ケース部材と、前記第２のケース部材の筐体軸方向外側
に密着するとともに、前記第１の絶縁部材と共に内部に
外部から絶縁された空間を画成するように、該第１の絶
縁部材に固定された、絶縁樹脂からなる第２の絶縁部材
と、前記第２の絶縁部材の筐体軸方向外側に密着すると
ともに、前記耐圧筐体の内側に密着するように設けられ
た概略円板状の放熱ディスク部材とを備えて構成され
る。

【００１３】本発明によると、放熱ディスク部材を設け
ているから、回路ユニットが発生した熱は、第１のケー
ス部材、第１の絶縁部材及び第１の放熱緩衝部材を介し
て耐圧筐体に伝熱されることに加えて、第２のケース部
材、第２の絶縁部材及び放熱ディスク部材を介して耐圧
筐体に伝熱され、耐圧筐体から環境（海中）に放熱され
る。従って、放熱特性が向上する。

【００１４】また、前記構成において、前記第２の絶縁
部材を、一端部が閉塞され他端部が開口された概略円筒
状に形成し、該閉塞端部側が筐体軸方向外側に位置する
ように、前記第１の絶縁部材の内側に嵌入して、該第１
の絶縁部材に溶接固定する。このようにすることによ
り、第１の絶縁部材と第２の絶縁部材の接合部分のパス
を長くすることができ、耐電圧特性が向上する。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して詳細に説明する。図１は本発明の一実施の形
態の光直接増幅海底中継器の概略構成を示す断面図であ
る。

【００１６】同図において、１１は海水から中継器内部
を保護する耐圧筐体であり、耐圧筐体１１は、金属から
なる概略円筒状に形成された筐体本体１２の両端部を、
筐体端面板１３を溶接固定することにより閉塞し、さら
に筐体本体１２の両端部にケーブル引留部材１４を螺合
することにより構成されている。

【００１７】１５は耐圧筐体１１の内部に収容された中
継器ユニットである。１６は光海底ケーブル、１７はテ
ールケーブル、１８は光ファイバケーブル、１９は給電
線である。

【００１８】図２及び図３は本発明の一実施の形態の光
直接増幅海底中継器の要部構成を示す図であり、図２は
筐体軸を含む面で切断した断面図、図３は筐体軸に直交
する面で切断した断面図である。

【００１９】同図において、２１はシステム部（増幅回
路ユニット）であり、２２は給電回路部（給電回路ユニ
ット）である。２３は概略円筒状の金属ケース（第１の
ケース部材）であり、２４は金属からなるケース端面板
（第２のケース部材）である。複数（この例では三個）
のシステム部２１は、連結バー２５を介して金属ケース
２３内に位置決め固定されている。

【００２０】ケース端面板２４は、一端部が底部２４ａ
により閉塞され、他端部が開口された概略円筒状に形成
されている。ケース端面板２４の側部の外径は、底部２
４ａ側が小径で、開口部側が該小径部よりも大径に設定
されている。ケース端面板２４の大径部の外径は、金属
ケース２３の内径と概略同一か又は僅かに小さくなるよ
うに設定されている。

【００２１】このケース端面板２４は、その大径部を金
属ケース２３内に嵌入した状態で金属ケース２３に固定
されている。ケース端面板２４には給電回路部２２を構
成する各種の部品が実装されたプリント配線板２６ａ、
ツェナーダイオード２６ｂ及び抵抗２６ｃ等が絶縁部材
等を介して直接的に実装されている。

【００２２】２７はポリエチレン等の絶縁樹脂からなる
概略円筒状に形成されたＰＥシリンダ（第１の絶縁部
材）であり、２８は同じくポリエチレン等の絶縁樹脂か
らなるＰＥ端面板（第２の絶縁部材）である。ＰＥシリ
ンダ２７の内径は金属ケース２３の外径と概略同一か又
は僅かに大きく設定されており、ＰＥシリンダ２７の内
面は金属ケース２３の外面に密着されている。

【００２３】ＰＥ端面板２８は，一端部が底部２８ａに
より閉塞され、他端部が開口された概略円筒状に形成さ
れている。ＰＥ端面板２８の外径は、ＰＥシリンダ２７
の内径と概略同一か又は僅かに小さく設定されている。
ＰＥ端面板２８の内径は、ケース端面板２４の小径部と
概略同一か又は僅かに大きく設定されている。

【００２４】ＰＥ端面板２８は、その内側にケース端面
板２４の小径部が嵌入されるとともに、その開口部側を
ＰＥシリンダ２７に嵌入した状態でＰＥシリンダ２７に
溶接部２９にて気密的に溶接固定されている。

【００２５】このように、金属ケース２３及びケース端
面板２４により画成される空間内に各種回路ユニット２
１、２２を収容し、これをさらにＰＥシリンダ２７及び
ＰＥ端面板２８により画成される絶縁空間内に収容する
ことにより、中継器ユニット１５が構成されている。ま
た、ＰＥシリンダ２７とＰＥ端面板２８との接合部分の
パスを長くとることにより耐電圧二重構造とし、耐電圧
特性を向上している。

【００２６】中継器ユニット１５は、概略円筒状に形成
された半径方向放熱緩衝体（第１の放熱緩衝部材）３０
を介して、耐圧筐体１１内に収容される。半径方向放熱
緩衝体３０は、例えば、弾性を有する針金をメッシュ状
に織ったような部材、あるいは弾性を有する板金を波型
に折り曲げたような部材であり、中継器ユニット１５が
発生する熱を耐圧筐体１１に伝熱し、且つ中継器ユニッ
ト１５が受ける衝撃を緩和するためのものである。

【００２７】ＰＥ端面板２８の筐体軸方向（耐圧筐体１
１の中心軸に沿う方向）の外側（中継器ユニット１５に
対して反対側）には、それぞれ放熱ディスク（放熱ディ
スク部材）３１が設けられている。放熱ディスク３１
は、熱伝導性が良好な銅等の金属からなる概略円板状の
弾性を有する部材であり、その中心部から半径方向外側
に向かって切溝（スリット）３１ａを有している。放熱
ディスク３１は貫通する一対のケーブル導入用穴３１ｂ
を有している。

【００２８】放熱ディスク３１は、この切溝３１ａの幅
が狭くなるように弾性変形された状態（初期荷重を与え
た状態）で、耐圧筐体１１の筐体本体１２に挿入され、
自己の有する復元力により筐体本体１２に内側から圧接
する。

【００２９】放熱ディスク３１の筐体軸方向のさらに外
側には、放熱ディスク３１を筐体軸方向内側（即ち、Ｐ
Ｅ端面板２８側）に圧接するように付勢する概略円環状
に形成された軸方向放熱緩衝体（第２の放熱緩衝部材）
３２がそれぞれ設けられている。

【００３０】軸方向放熱緩衝体３２は、例えば、弾性を
有する針金をメッシュ状に織ったような部材、あるいは
弾性を有する板金を波型に折り曲げたような部材を、一
対の円環板３２ａで挟んでなる部材である。

【００３１】軸方向放熱緩衝体３２は、筐体本体１２の
内面に形成された円環状の溝１２ａに止め輪３３が嵌入
されることにより、筐体軸方向内側に初期荷重を与えた
状態で係止され、その復元力により放熱ディスク３１を
ＰＥ端面板２８に圧接させる。軸方向放熱緩衝体３２
は、中継器ユニット１５が受ける衝撃を緩和するととも
に、中継器ユニット１５が発生する熱を、耐圧筐体１１
に伝熱する機能を有する。

【００３２】図４は図２のケーブル導入部近傍を拡大し
た断面図である。ケース端面板２４の側部には、放熱デ
ィスク３１のケーブル導入用穴３１ｂに対応した位置
に、筐体軸方向と概略平行する方向に貫通するケーブル
導入用穴２４ｂがそれぞれ形成されている。

【００３３】また、ＰＥ端面板２８の底部２８ａのこれ
らの穴２４ｂ、３１ｂに対応する位置には、筐体軸方向
と概略平行な方向に貫通し、且つ両面に突出するように
一対のケーブル通過部２８ｂが一体的に形成されてい
る。

【００３４】そして、ポリエチレン樹脂等の絶縁樹脂か
らなる管状のＰＥチューブ３４を、このケーブル通過部
２８ｂを貫通するように配置して、ケーブル通過部２８
ｂの両端部の溶接部３５にてそれぞれ溶接固定してい
る。一方のＰＥチューブ３４はＰＥチューブホルダ３６
により、ケース端面板２４に保持・固定されている。

【００３５】ＰＥチューブ３４とケーブル通過部２８ｂ
との接合部分のパスを長くとることにより耐電圧二重構
造とし、耐電圧特性を向上している。光ファイバケーブ
ル１８、給電線１９は、対応するＰＥチューブ３４内を
通過されて、中継器ユニット１５の内部に導入される。

【００３６】本実施の形態によると、システム部２１等
が発生した熱は、金属ケース２３、ＰＥシリンダ２７及
び半径方向放熱緩衝体３０を介して耐圧筐体１１に伝熱
され、耐圧筐体１１から海中に放熱される。これに加え
て、放熱ディスク３１をＰＥ端面板２８に圧接するよう
に設けたから、給電回路部２２等が発生した熱は、ケー
ス端面板２４、ＰＥ端面板２８及び放熱ディスク３１を
介して耐圧筐体１１に伝熱され、耐圧筐体１１から海中
に放熱される。従って、放熱効率が高い。

【００３７】また、給電回路部２２を構成するプリント
配線板２６ａ、ツェナーダイオード２６ｂ、抵抗２６ｃ
等の部品をケース端面板２４に直接的に実装するととも
に、ケース端面板２４の底部２４ａの外面をＰＥ端面板
２８の底部２８ａの内面に密着させ、ＰＥ端面板２８の
底部２８ａの外面を放熱ディスク３１に密着させている
から、これらの部品２６ａ、２６ｂ、２６ｃによる熱が
高効率的に耐圧筐体１１に伝熱される。

【００３８】さらに、ＰＥ端面板２８をカップ状（有底
筒状）にして、ＰＥシリンダ２７とＰＥ端面板２８との
接合部分のパスを長くとったので、耐電圧特性が高い。
また、ＰＥ端面板２８にケーブル通過部２８ｂを一体的
に形成してその内部にＰＥチューブ３４を貫通的に通過
せしめ、光ファイバケーブル１８、給電線１９をこのＰ
Ｅチューブ３４内に配線して、ＰＥチューブ３４とＰＥ
端面板２８との接合部分のパスを長くとったから、耐電
圧特性が高い。

【００３９】図５及び図６は本発明の他の実施の形態の
光直接増幅海底中継器の要部構成を示す図であり、図５
は筐体軸を含む面で切った断面図、図６は筐体軸に直交
する面で切った断面図である。図１乃至図４に示した一
実施の形態と実質的に同一の構成部分については同一の
番号を付して、異なる部分のみについて説明する。

【００４０】前述した一実施の形態では、三個のシステ
ム部２１を金属ケース２３及びケース端面板２４により
構成される空間内の比較的中央部に配置し、ケース端面
板２４の内面に給電回路部２２を構成する部品２６ａ、
２６ｂ、２６ｃを実装しているが、この実施の形態で
は、システム部及び給電回路部の配置を変更している。

【００４１】即ち、システム部を光回路部４１ａとＬＤ
駆動回路部４１ｂに分けて、給電回路部４２を比較的中
央部に、その両側に光回路部４１ａを配置する。ケース
端面板２４の底部２４ａの内面に、ＬＤ駆動回路部４１
ｂを構成する各種の部品が実装されたプリント配線板４
３ａ、パワートランジスタ４３ｂ、レーザダイオード
（ＬＤ）４３ｃ等の部品を絶縁部材等を介して直接的に
実装している。

【００４２】ＬＤ駆動回路部４１ｂが発生した熱は、ケ
ース端面板２４、ＰＥ端面板２８及び放熱ディスク３１
を介して耐圧筐体１１の筐体本体１２に高効率的に伝熱
され、耐圧筐体１１から海中に放熱されるから、比較的
に発熱量の多いＬＤ駆動回路部４１ｂが高効率的に冷却
され、良好な特性を維持することができる。

【００４３】また、前述した一実施の形態では、切溝３
１ａを有する放熱ディスク３１を採用したが、この実施
の形態では、放熱ディスク４４は、図６に示されている
ように、中心部に矩形状の貫通穴を有する円板を中心を
通る線で複数に分割（ここでは９０度毎に四分割）した
ような形状の複数のディスク構成部材４４ａを、複数の
付勢部材（ゴム、バネ等）４５により互いに連結して構
成されている。各ディスク構成部材４４ａは熱伝導性に
優れたセラミックから形成されている。

【００４４】付勢部材４５の作用により、放熱ディスク
４４に外力が作用しない状態では、放熱ディスク４４の
外径は、筐体本体１２の内径よりも大きくなっており、
放熱ディスク４４の外径が小さくなるように外力を作用
せしめて、付勢部材４５の付勢力に抗して変形させた状
態で、筐体本体１２内に挿入し、該外力の作用を解除す
ることにより、筐体本体１２に内側から圧接させるよう
にしたものである。なお、４４ｂは貫通するケーブル導
入用穴である。

【００４５】

【発明の効果】本発明は以上説明したように構成したの
で、放熱特性及び耐電圧特性の向上を図ることができる
という効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態の光直接増幅海底中継器
の概略構成を示す断面図である。

【図２】本発明の一実施の形態の光直接増幅海底中継器
の要部構成を示す図であって、筐体軸を含む面で切った
断面図である。

【図３】本発明の一実施の形態の光直接増幅海底中継器
の要部構成を示す図であって、筐体軸に直交する面で切
った断面図である。

【図４】本発明の一実施の形態の光直接増幅海底中継器
の一部を拡大した断面図である。

【図５】本発明の他の実施の形態の光直接増幅海底中継
器の要部構成を示す図であって、筐体軸を含む面で切っ
た断面図である。

【図６】本発明の他の実施の形態の光直接増幅海底中継
器の要部構成を示す図であって、筐体軸に直交する面で
切った断面図である。

【符号の説明】

１１耐圧筐体１２筐体本体１５中継器ユニット１８光ファイバケーブル１９給電線２１システム部２２給電回路部２３金属ケース（第１のケース部材）２４ケース端面板（第２のケース部材）２７ＰＥシリンダ（第１の絶縁部材）２８ＰＥ端面板（第２の絶縁部材）２８ｂケーブル通過部２９溶接部３０半径方向放熱緩衝体（第１の放熱緩衝部材）３１放熱ディスク（放熱ディスク部材）３２軸方向放熱緩衝体（第２の放熱緩衝部材）３３止め輪３４ＰＥチューブ（チューブ部材）３５溶接部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者帰山泰志北海道札幌市中央区北一条西２丁目１番地富士通北海道ディジタル・テクノロジ株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回路ユニットを有する光海底中継器であ
って、金属からなる概略円筒状の耐圧筐体と、前記耐圧筐体の内側に密着するように設けられた、弾性
金属からなる概略円筒状の第１の放熱緩衝部材と、前記第１の放熱緩衝部材の内側に密着するように設けら
れた、絶縁樹脂からなる概略円筒状の第１の絶縁部材
と、前記第１の絶縁部材の内側に密着するように設けられ
た、金属からなる概略円筒状の第１のケース部材と、前記第１のケース部材と共に内側に前記回路ユニットを
収容する空間を画成するように、該第１のケース部材に
固定された、金属からなる第２のケース部材と、前記第２のケース部材の筐体軸方向外側に密着するとと
もに、前記第１の絶縁部材と共に内部に外部から絶縁さ
れた空間を画成するように、該第１の絶縁部材に固定さ
れた、絶縁樹脂からなる第２の絶縁部材と、前記第２の絶縁部材の筐体軸方向外側に密着するととも
に、前記耐圧筐体の内側に密着するように設けられた概
略円板状の放熱ディスク部材と、を備えた光海底中継
器。
【請求項２】請求項１に記載の光海底中継器におい
て、前記第２の絶縁部材は、一端部が閉塞され他端部が開口
された概略円筒状に形成され、該閉塞端部側が筐体軸方
向外側に位置するように、前記第１の絶縁部材の内側に
嵌入されて、該第１の絶縁部材に溶接固定された光海底
中継器。
【請求項３】請求項２に記載の光海底中継器におい
て、前記第２のケース部材は、一端部が閉塞され他端部が開
口されるとともに、該閉塞端部側に外側小径部及び該開
口端部側に外側大径部を有する概略円筒状に形成され、
該外側大径部が該第１のケース部材の内側に嵌入され、
該外側小径部が前記第２の絶縁部材の内側に嵌入された
光海底中継器。
【請求項４】請求項３に記載の光海底中継器におい
て、前記第２の絶縁部材は、筐体軸方向と概略平行な方向に
貫通して突出するように一体的に形成された概略円筒状
のケーブル通過部を有し、絶縁樹脂からなる管状のチューブ部材を前記ケーブル通
過部を貫通するように配置して、該ケーブル通過部の両
端部にて前記第２の絶縁部材に溶接固定した光海底中継
器。
【請求項５】請求項３に記載の光海底中継器におい
て、前記回路ユニットを構成する回路部品の一部を、前記第
２のケース部材に直接的に実装した光海底中継器。
【請求項６】請求項１に記載の光海底中継器におい
て、前記放熱ディスク部材の筐体軸方向外側に該放熱ディス
ク部材を筐体軸方向内側に付勢するように設けられた、
弾性金属からなる概略円環状の第２の放熱緩衝部材をさ
らに備えた光海底中継器。
【請求項７】請求項６に記載の光海底中継器におい
て、前記放熱ディスク部材は、中央部から半径方向外側に向
かって切溝を有し、該切溝の幅が狭くなるように弾性変
形させた状態で、前記耐圧筐体に内側から圧接させるよ
うにした光海底中継器。
【請求項８】請求項６に記載の光海底中継器におい
て、前記放熱ディスク部材は、中心部に貫通穴を有する円板
を中心を通る線で複数に分割したような形状の複数のデ
ィスク構成部材を、外力が作用しない状態で該放熱ディ
スク部材の径が大きくなるように付勢部材で互いに連結
してなり、該放熱ディスク部材の径が小さくなるように
該付勢部材の付勢力に抗して変形させた状態で、前記耐
圧筐体に内側から圧接させるようにした光海底中継器。