NO891595L

NO891595L - TRANSMISSION LINE.

Info

Publication number: NO891595L
Application number: NO89891595A
Authority: NO
Inventors: Torbjoern Brataas
Original assignee: Alcatel Stk As
Priority date: 1989-04-19
Filing date: 1989-04-19
Publication date: 1990-10-22
Also published as: AU626141B2; NO891595D0; AU5313890A

Description

Den foreliggende oppfinnelse angår transmisjonslinjer omfattende i det minste én signalgenerator eller regenerator. Oppfinnelsen angår spesielt styring og overvåkning av de regenerative egenskaper ved slike transmisjonslinjer. The present invention relates to transmission lines comprising at least one signal generator or regenerator. The invention relates in particular to the management and monitoring of the regenerative properties of such transmission lines.

Det er vel kjent at signaler som overføres over et telekommunikasjonsmedium blir dempet som en funksjon av avstanden mellom endestasjonene. Over lange avstander må derfor signalene forsterkes eller regenereres på bestemte steder for å sikre et adekvat signalnivå ved endestasjonen. It is well known that signals transmitted over a telecommunications medium are attenuated as a function of the distance between the end stations. Over long distances, the signals must therefore be amplified or regenerated at specific locations to ensure an adequate signal level at the end station.

I avhengighet av det telekommunikasjonsmedium som benyttes kan regeneratorene være elektroniske, elektro-optiske eller rent optiske. Felles for alle regeneratorer er at de krever strømtilførsel for å funksjonere. Depending on the telecommunications medium used, the regenerators can be electronic, electro-optical or purely optical. Common to all regenerators is that they require a power supply to function.

Den tradisjonelle måte å sikre kraft til kabelregenera-torer er å tilføre elektrisk energi over kobbertråder som ligger inne i selve tran smisjonskabelen. Denne konvensjonelle løsning representerer et fordyrende og kompliserende element, særlig når det gjelder fiberoptiske transmisjonskabler. Det kan også være ønskelig å eliminere alle elektromagnetiske felt fra transmisjonskabelen. En av årsakene kan være å gjøre kabelen ufølsom overfor avlytting eller informasjonstapping, og dette kan neppe oppnås med elektriske ledere i kabelen. The traditional way of securing power for cable regenerators is to supply electrical energy via copper wires that are inside the transmission cable itself. This conventional solution represents an expensive and complicating element, particularly when it comes to fiber optic transmission cables. It may also be desirable to eliminate all electromagnetic fields from the transmission cable. One of the reasons may be to make the cable insensitive to eavesdropping or information tapping, and this can hardly be achieved with electrical conductors in the cable.

Fra tysk patent nr. 30 47 751 er det kjent en regenerator-forsterker for optiske kommunikasjonskanaler, hvor kraftforsyningen hentes fra en nærliggende høyspentlinje. Dette patent angår kraftlinje-1inkutstyr hvor det benyttes en fiberoptisk kabel i stedet for den vanlige pi loti in j e. Energien til regeneratorforsterkeren i den optiske kommunikasjonslink hentes fra en av høyspentlinjene som er induktivt koblet for å gi den nødvendige kraftforsyning. Linjen kan være en jordtråd eller en av høyspentkablene. From German patent no. 30 47 751, a regenerator-amplifier for optical communication channels is known, where the power supply is obtained from a nearby high-voltage line. This patent concerns power line equipment where a fiber optic cable is used instead of the usual pilot. The energy for the regenerator amplifier in the optical communication link is obtained from one of the high voltage lines which are inductively connected to provide the necessary power supply. The line can be an earth wire or one of the high voltage cables.

Fra japansk patentsøknad nr. J59 148 434 er det kjent et arrangement hvor kraft tilføres en forsterker i en fiberoptisk kabel ved å oversende laserlys gjennom den fiberoptiske kabelen til et solarbatteri anbrakt i forsterkeren. Denne metode kan ikke anses for å representere en pålitelig løsning av kraftproblemene i kabeltraséer som krever mer enn én forsterker. From Japanese patent application no. J59 148 434 an arrangement is known where power is supplied to an amplifier in a fiber optic cable by transmitting laser light through the fiber optic cable to a solar battery placed in the amplifier. This method cannot be considered to represent a reliable solution to the power problems in cable routes that require more than one amplifier.

Den foreliggende oppfinnelse har to hovedformål. Det ene formål er å tilveiebringe kraftforsyning for automatisk regenerering av transmisjonssi gnåler uten bruk av kobbertråder eller annet ledende materiale for tilførsel av strøm til en signalforsterker. Det andre formål er å detektere egenskapene ved en elektrolytt ved å overvåke karakteristikken for en elektrolytisk celle eller batteri. Hovedtrekkene ved oppfinnelsen er definert i de etterfølgende krav. The present invention has two main purposes. One purpose is to provide a power supply for automatic regeneration of transmission signals without the use of copper wires or other conductive material for supplying power to a signal amplifier. The second purpose is to detect the properties of an electrolyte by monitoring the characteristics of an electrolytic cell or battery. The main features of the invention are defined in the subsequent claims.

Ved å benytte elektrolytiske celler for å gi kraft til signalgeneratorer eller regeneratorer i transmisjonslinjer, f.eks. i forbindelse med fiberoptiske transmisjonslinjer, vil kraftforsyningen være en selvstendig enhet slik at elektriske ledere unngås i transmisjonslinjen. Dette fører til lave kostnader og en pålitelig transmisjonslinje. Linjen vil også inneha sikkerhet mot informasjon stapp ing fordi den er fri for elektromagnetiske felter. By using electrolytic cells to provide power to signal generators or regenerators in transmission lines, e.g. in connection with fiber optic transmission lines, the power supply will be an independent unit so that electrical conductors are avoided in the transmission line. This leads to low costs and a reliable transmission line. The line will also have security against information jamming because it is free from electromagnetic fields.

Kraftutviklingen i elektrolytiske celler eller batterier er en funksjon av egenskapene ved batteriets elektroder og elektrolyttens godhet. Den foreliggende oppfinnelse gjør bruk av samvirkning mellom det elektrolytiske batteri og trans-misjonslinjens regeneratorer som kraft forsy nes fra slike batterier, for å detektere, måle og registrere forandringer i elektrodenes og elektrolyttens egenskaper. Oppfinnelsen kan derfor også benyttes til å detektere f.eks. vannforurensning ved å installere den definerte transmisjonslinje på steder som skal overvåkes. The power generation in electrolytic cells or batteries is a function of the properties of the battery's electrodes and the quality of the electrolyte. The present invention makes use of interaction between the electrolytic battery and the transmission line's regenerators, which are supplied with power from such batteries, in order to detect, measure and record changes in the properties of the electrodes and the electrolyte. The invention can therefore also be used to detect e.g. water pollution by installing the defined transmission line at locations to be monitored.

Elektrolytiske celler eller batterier som kan brukes i forbindelse med den foreliggende oppfinnelse er f.eks. galvaniske saltvannsceller som beskrevet i US pat. Electrolytic cells or batteries that can be used in connection with the present invention are e.g. galvanic salt water cells as described in US Pat.

nr. 3 401 063. Denne type celler, som består av en stålkatode og en anode av magnesium eller et annet metall som er for-skjellig fra katodens materiale, genererer elektrisk energi når den nedsenkes i en saltvannselektrolytt. Andre typer sjøvanns- eller saltsvannsceller bruker andre metaller eller metal1egeringer som katode- og anodemateri ale. En egnet kraftforsyning kan oppnås ved å benytte en DC/DC omformer som f.eks. beskrevet i US pat. nr. 4 659 935. Levetiden av slike kraftforsyninger antas å være av samme størrelsesorden som No. 3,401,063. This type of cell, which consists of a steel cathode and an anode of magnesium or another metal different from the material of the cathode, generates electrical energy when immersed in a salt water electrolyte. Other types of seawater or saltwater cells use other metals or metal alloys as cathode and anode materials. A suitable power supply can be achieved by using a DC/DC converter such as described in US Pat. no. 4 659 935. The lifetime of such power supplies is assumed to be of the same order of magnitude as

levetiden for transmisjonslinjen.the lifetime of the transmission line.

Ovenfor nevnte og andre formål og særtrekk ved den foreliggende oppfinnelse vil klart fremgå av den etterfølgende detaljerte beskrivelse av utførelser av oppfinnelsen sett i sammenheng med figurene, hvor The above-mentioned and other purposes and special features of the present invention will be clear from the subsequent detailed description of embodiments of the invention seen in connection with the figures, where

- fig. 1 viser en seksjon av en transmisjonslinje,- fig. 1 shows a section of a transmission line,

- fig. 2 viser en linje med endestasjoner og regeneratorer,- fig. 2 shows a line of end stations and regenerators,

- figurene 3 og 4 skjematisk viser en transmisjonslinje som primært er konstruert for å overvåke tilstandene for en - Figures 3 and 4 schematically show a transmission line which is primarily designed to monitor the conditions of a

væske i våte omgivelser, ogliquid in wet environments, and

- fig. 5 skjematisk viser en elektrolytisk celle som er forsynt med manipulatorer for å styre kraftutgangen. - fig. 5 schematically shows an electrolytic cell which is provided with manipulators to control the power output.

I fig. 1 er det skjematisk vist en kabelseksjon 4 for en telekommunikasjonslinje 1 omfattende en forsterker 2, som får kraft fra en elektrolytisk kraftforsyning 3. Det skal anmerkes at ved undersjøiske transmisjonslinjer vil batteriet 3 vanligvis være en saltvanns- eller sjøvanns-celle eller In fig. 1 schematically shows a cable section 4 for a telecommunications line 1 comprising an amplifier 2, which receives power from an electrolytic power supply 3. It should be noted that in the case of submarine transmission lines the battery 3 will usually be a saltwater or seawater cell or

-batteri med nødvendige spenningsomformere (ikke vist).-battery with necessary voltage converters (not shown).

I fig. 2 er det vist en transmisjonslinje 10 med to endestasjoner 11 og 12 og to mellomliggende signalforsterkere 13 og 14. Hver av de to forsterkere 13 og 14 er forsynt med en elektrolytisk strømforsyning 15 og 16. Én eller begge endestasjoner er forsynt med anordninger 17 og 18 for å detektere, måle og registrere nivåer og forandringer i signaler som mottas via regeneratorene 13, 14. Stasjonene 11, 12 og forsterkerne 13, 14 er sammenkoblet via kabler 19. In fig. 2 shows a transmission line 10 with two end stations 11 and 12 and two intermediate signal amplifiers 13 and 14. Each of the two amplifiers 13 and 14 is provided with an electrolytic power supply 15 and 16. One or both end stations are provided with devices 17 and 18 to detect, measure and record levels and changes in signals received via the regenerators 13, 14. The stations 11, 12 and the amplifiers 13, 14 are interconnected via cables 19.

I fig. 3 er det skjematisk vist en transmisjonslinje 20 omfattende en kabel 21 som fører fra en elektrolytisk celle eller batteri 22, som er anbrakt i våte omgivelser 23 til overvåkn ingsanordninger 24. Overvåkn ingsanordningene 24, som i dette tilfelle er plassert på land, er innrettet til å motta signaler fra en signalgenerator 25, som er tilforordnet cellen/batteriet 22. Overvåkningsanordningene 24 kan motta signaler som genereres av generatoren 25 for å angi cellens eller batteriets 22 spenningsgenererende egenskaper. Disse egenskaper vil for en stor del være avhengig av egenskapene til elektrolytten, dvs. egenskapene til væsken i de våte omgivelser 23, Egentlig kan man si at tilstandene for væsken detekteres av den elektrolytiske celle, mens cel1espenningen detekteres av en spenn ingsomformer (53, fig. 5) og/eller signalgeneratoren/regeneratoren 25. Generatoren eller regene-ratoren 25 kan også være innrettet til å motta signaler fra andre signalgenererende anordninger eller sensorer (ikke vist) og overføre disse signaler videre til overvåkn ingsanordninger 24. Kabelen 21 kan fortrinnsvis være en fiberoptisk kabel, men den kan også inneholde signaltråder av kobber, dersom det ikke er nødvendig at transmisjonslinjen skal være lyttes ikker. In fig. 3 schematically shows a transmission line 20 comprising a cable 21 leading from an electrolytic cell or battery 22, which is placed in a wet environment 23 to monitoring devices 24. The monitoring devices 24, which in this case are placed on land, are arranged to to receive signals from a signal generator 25, which is assigned to the cell/battery 22. The monitoring devices 24 can receive signals generated by the generator 25 to indicate the cell or battery 22's voltage-generating properties. These properties will depend to a large extent on the properties of the electrolyte, i.e. the properties of the liquid in the wet environment 23. Actually, one can say that the conditions of the liquid are detected by the electrolytic cell, while the cell voltage is detected by a voltage converter (53, fig. .5) and/or the signal generator/regenerator 25. The generator or regenerator 25 can also be arranged to receive signals from other signal-generating devices or sensors (not shown) and transmit these signals on to monitoring devices 24. The cable 21 can preferably be a fiber optic cable, but it can also contain copper signal wires, if it is not necessary for the transmission line to be listenable.

Fig. 4 viser skjematisk en transmisjonslinje 30 omfattende kabler 31, 32, 33, 34, som sammenkobler elektrolytiske celler/batterier 35, 36 og signalgeneratorer/regeneratorer 37, 38 med overvåkn ingsanordninger 39 og 40. Som antydet i Fig. 4 schematically shows a transmission line 30 comprising cables 31, 32, 33, 34, which connect electrolytic cells/batteries 35, 36 and signal generators/regenerators 37, 38 with monitoring devices 39 and 40. As indicated in

dette eksempel er kablene 31 og 32 plassert i våte omgivelser 41, mens overvåkn ingsanordningene er plassert på land 42. Som nevnt i forbindelse med fig. 3 er overvåkn i ngsanordn i ngene 39 og 40 innrettet til å motta signaler som tilkjennegir tilstandene for cellens eller batteriets elektrolytt, dvs. tilstandene for væsken i de våte omgivelser 41 for de elektrolytiske celler eller batterier 35 og 36. De våte omgivelser kan være vann i havet, i elver eller sjøer. in this example, the cables 31 and 32 are placed in wet surroundings 41, while the monitoring devices are placed on land 42. As mentioned in connection with fig. 3 is monitored in the ngsanordn in areas 39 and 40 arranged to receive signals indicating the conditions of the cell's or battery's electrolyte, i.e. the conditions of the liquid in the wet environment 41 of the electrolytic cells or batteries 35 and 36. The wet environment can be water in the sea, in rivers or lakes.

I fig. 5 er det i større detalj vist noen prinsipper ved In fig. 5, some principles are shown in greater detail

en elektrolytisk strømforsyning 50, som kan være en saltvanns-celle med en katode 51, en anode 52 og en spenningsomformer 53 for å gi kraft til en belastning som kan være en generator/regenerator 54. Anoden 52 kan være forsynt med en manipulator 55 for å forskyve anoden og katoden i forhold til hverandre, og an electrolytic power supply 50, which may be a salt water cell with a cathode 51, an anode 52 and a voltage converter 53 to provide power to a load which may be a generator/regenerator 54. The anode 52 may be provided with a manipulator 55 for to displace the anode and cathode relative to each other, and

denne bevegelse kan benyttes for å styre den kraft som leveres av cellen. this movement can be used to control the power delivered by the cell.

Det er alminnelig kjent at oksygeninnholdet i sjøvannet virker inn på cellens effektivitet, og propellanordninger 56 kan benyttes for å kontrollere og styre strømmen av den saltholdige elektrolytt gjennom cellen. I fig. 5 er det skjematisk antydet at saltvannscel1 en kan plasseres inne i en kurv 57 e. 1 . , hvor manipulatorer for elektrodebevegelse og propel1aktivering kan monteres. Kurven 57 kan også forsynes med venti1anordninger 58 for å styre strømmen av sjøvann gjennom kurven og cellen. Mani pulatoranordningene 55, propell-anordningene 56 og ventilene 58 kan energi seres fra andre kraftkilder 59 som f.eks. drives av bølgekraftgeneratorer eller havstrømgeneratorer, solcel1ebatteri er, andre elektrolytiske batterier eller andre kraftgeneratorer. Kraftkilden 59 og/eller anordningene 55, 56, 58 kan også styres av sensorer (ikke vist) av ulike slag, som f.eks. sensorer for temperatur, havstrømmer, pH-verdier, forurensning, algedannelse osv. It is generally known that the oxygen content of the seawater affects the cell's efficiency, and propeller devices 56 can be used to control and direct the flow of the saline electrolyte through the cell. In fig. 5, it is schematically indicated that the salt water cell can be placed inside a basket 57 e. 1 . , where manipulators for electrode movement and propeller1 activation can be mounted. The basket 57 can also be provided with ventilation devices 58 to control the flow of seawater through the basket and the cell. The manipulator devices 55, the propeller devices 56 and the valves 58 can be powered from other power sources 59 such as e.g. powered by wave power generators or ocean current generators, solar cell batteries, other electrolytic batteries or other power generators. The power source 59 and/or the devices 55, 56, 58 can also be controlled by sensors (not shown) of various kinds, such as e.g. sensors for temperature, ocean currents, pH values, pollution, algae formation, etc.

Den elektrolytiske kraftforsyning 50 med signalgenerator/regenerator 54 er innrettet til å bli plassert i våte omgivelser 60. Signaler fra andre sensorer (ikke vist) eller andre signalgeneratorer/regeneratorer (ikke vist) kan mottas over én eller flere kabler 61, mens signaler fra generatoren/regeneratoren 54 kan overføres over én eller flere kabler 62 til andre generatorer/regeneratorer (ikke vist) eller overvåkningsanordninger/endestasjoner (ikke vist). The electrolytic power supply 50 with signal generator/regenerator 54 is adapted to be placed in a wet environment 60. Signals from other sensors (not shown) or other signal generators/regenerators (not shown) can be received over one or more cables 61, while signals from the generator /regenerator 54 can be transmitted over one or more cables 62 to other generators/regenerators (not shown) or monitoring devices/end stations (not shown).

Ovenstående detaljerte beskrivelse av noen utførelses-eksempler av foreliggende oppfinnelse skal bare betraktes som eksempler og må ikke oppfattes som begrensninger av beskyttel-sens omfang. The above detailed description of some embodiments of the present invention should only be considered as examples and must not be understood as limitations of the scope of the protection.

Claims

1. Transmission line comprising at least one signal generator/regenerator (2; 13-14; 25; 37-38; 54), characterized in that it comprises at least one electrolytic cell or battery (3; 15-16; 22; 35-36 ; 50) for energizing the generator/regenerator.

2. Line according to claim 1, which is fully or partially constructed for wet environments, characterized in that the electrolytic cell or battery (22; 35-36; 50) is arranged to be placed in the wet environment (23; 41; 60) ), where a liquid constitutes or can constitute the cell electrolyte that is necessary to develop a voltage potential across the cell's or battery's electrodes.

3. Line according to claim 1 or 2, characterized in that it comprises devices (17-18; 24; 39-40) for monitoring the properties or conditions of the electrolyte in the cell/battery (15-16; 22; 35-36), and/or cell/battery voltage.

4. Line according to claim 3, characterized in that monitoring devices (17-18; 24; 39-40) are interconnected with the cell/battery (15-16; 22; 35-36) via one or more voltage converters (53) or similar .

5. Line according to claim 1, characterized in that it comprises devices (56, 58) to control the flow of the electrolyte through the cell/battery (50).

6. Line according to claim 1, characterized in that it comprises devices (55) for manipulating the electrodes (51, 52) for the cell/battery (50).

7. Line following claim 5 or 6, characterized in that the devices (56, 58, 55) for controlling the liquid flow and/or for manipulating the electrodes are supplied with power from other power generators (59), such as e.g. powered by wave movements, water (ocean/river/sea) currents or solar cell batteries, other electrolytic batteries or other power generators.

8. Line sequence crawl, characterized in that the electrolytic cell (3; 15-16; 22; 35-36; 50) is a saltwater cell that uses seawater as electrolyte.

9. Line follow crawler, characterized in that the electrolytic cell is integrated into a voltage converter (53) and/or the signal generator/regenerator (59).

10. Line follow-up claim, characterized in that the line (4; 19; 21; 31-34; 31-34; 61-62) is a submarine fiber optic transmission line.