JPH01223831A - 海底ケーブル伝送路の給電分岐切り替え方法とその給電切り替え回路 - 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】 「産業上の利用分野」 この発明は、経済的かつ高信頼で保守性に優れた海底ケ
ーフル分岐伝送路を提供するための給電分岐切り替え方
法とその切り替え回路に関するものである。

「従来の技術」 近年光ファイバを伝送媒体とする光通信技術が実用化さ
れ、わが国を始め世界各国で海底光伝送路の建設が進め
られている。

こうした中で、太平洋横断ケーブル〔岩本喜直二本格的
な光海底通信への応用１日本の科学と技術、１９８５年
〕や大西洋横断ケーブル（Ｐ、Ｋ。

ＲＩＪＮＧＥ：　Ｔｈｅ　ＳＬ　１ｌｎｄｅｒｓｅａ　
Ｌｉｇｔｈｗａｖｅ　Ｓｙｓｔｅｍ、ＩＥＥＥＳＡＣ−
２，Ｎｏ、６．　１９８４年〕において光フアイバケー
ブルが複数心の光ファイバで構成される特長を活し、海
中分岐装置を用いて日本一グアムーハワイあるいは米国
−英国一仏画を結ぶ分岐伝送路を建設する計画が示され
ている。これらは、いずれもケーブルの途中に中継器を
有する中継伝送路で構成されることを基本としているが
、その詳細は明らかでない。

通常考えられる分岐伝送路の最も基本的な構成は、第１
図であろう。すなわち、端局Ａ、Ｂ間を結ぶ海底中継伝
送路（以下、説明の都合上この伝送路を主伝送路と呼ぶ
）の何れか１地点りから端局Ｃへの枝伝送路を分岐し、
Ａ−Ｂ、Ｂ−Ｃ，Ａ−Ｃの各地点間で通信を可能ならし
めるものである。ｌａ、ｌｂ、ｌｃは、それぞれ海中分
岐装置１１から端局Ａ、Ｂ、Ｃまでを結ぶ海底ケーブル
であり、その内部に収容する光ファイバ２ａ、２ｂ。

２ｃは、分岐装置ｌｌ内において相互に接続されている
。３ａ、３ｂ、３ｃは、海底中継器であり、各区間を伝
搬する光信号の増幅、再生を行う。４ａ。

４ｂ、４ｃは、こうした海底中継器３ａ、３ｂ。

３ｃを動作するに必要な電力を送るための給電路であっ
て、通常、４ａ、４ｂの２木は相互に接続され、端局Ａ
、Ｂの両局から給電装置１０ａ、１０ｂによって＋と−
の極性で定電流給電され、４ｃは、海中接地線５に接続
され、端局Ｃから給電装置１０ｃによって＋もしくは−
の極性で片側給電される。もし、Ｃ−Ｄ間か中継器３ｃ
の入らない無中継伝送路である場合には端局Ｃからの給
電は不用である。

こうした伝送路か正常に機能するためには、信号の伝送
路である光ファイバばかりでなく前記給電路も完全でな
りればならない。しかるに、もし、分岐点りと端局Ａも
しくは端局Ｂとの間で障害か発生した場合、給電路Ａ−
Ｄ−Ｂの経路は、給電をすることができなくなる。その
ため、主伝送路の通信が不可能となり、分岐点りと端局
Ｃ間を含む全ての区間で通信が途絶するという問題があ
る。

こうした問題を解決する一つの方法は、第２図に示すよ
うに、分岐点りにおいて給電路４ａ、４ｂ。

４ｃの全てを海中接地線５に接続し、予め接地しておく
ことである。このようにすることにより、端局Ａ、Ｂ、
Ｃからそれぞれ分岐点へ向けて個別に片端給電ができる
ためＡ−Ｄ、Ｂ−Ｄ、Ｃ−Ｄの何れかの区間で障害が発
生した場合でも、残った区間の給電には全く影響はなく
、非障害区間の通信が確保できるごとになる。

しかし、この方法には大きな欠点が存在する。

それは、第２図のように枝伝送路が１本の場合には問題
にならないことであるが、第３図のように枝伝送路が複
数となった場合、各分岐点Ｄ１・・・Ｄ９の間の主伝送
路に給電をかけることができないという点である。した
がって、前記分岐点り、−Ｄ、。

間に中継器を含むような分岐伝送路には適用ができず、
第２図のような基本的な分岐伝送路から別の枝伝送路を
分岐させたり、主伝送路を更に延長するといった伝送路
の拡張性に乏しいという問題があった。

以上のようなことから、常に非障害区間の通信を確保す
るためには、各分岐点において主伝送路および枝伝送路
の給電路を相互に切り替えられるようにしておく必要が
あることがわかる。第４図は、分岐装置１１にこのよう
な給電路の切り替え機能を持たせた場合の１例を示す。

ここでは、説明を簡単にするため、第１図に対応さセで
、枝伝送路か１木たけの場合について示しているが、枝
伝送路が複数の場合についても同様である。スインチユ
ニット６は、各給電路４ａ、４ｂ、４ｃ及び海中接地線
５の間で切り替えを行い、常に何れか２本の給電路を接
続するとともに、これを海中接地線から解放し、残りの
１本の給電路を海中接地線と接続するものである。７は
、切り替え制御装置であり、各ケーブルｌａ、ｌｂ、ｌ
ｃＯ中に収容された制御線８によって、何れかの端局か
ら各給電路の接続状態を制御できるようにしたものであ
る。

この種の給電切り替え装置の使用により、例えば、Ｂ−
Ｄ間で何等かの障害が発生した場合には、第５１ｍ（Ｂ
）に示すように、端局Ａ−Ｃ間に給電をかけ直すことが
でき、この区間の通信は確保できるようになる。

しかし、この様な切り替え装置を実現しようとした場合
、ケーブル中に特殊な制御信号を流すための信号線８が
必要になるばかりでなく、切り替え装置の上からも、 ■スイン子ユニット６自体の回路構成か非常に複雑にな
る、 ■制御装置７は、信号抽出や識別などの信号処理機能の
ほか、切り替え器の駆動や状態監視等の機能を有し、複
雑で高価になる、 等の理由から、分岐装置全体が、非常に大きく、高価格
となるばかりでなく、使用する電子回路等の劣化故障の
危険性が増大し、かえって伝送路障害を招く一因となる
といった欠点かあった。

以上は、枝伝送路が中継伝送路の場合もしくは無中継伝
送路の場合、何れにも共通して考えられる問題であるか
、枝伝送路も含めて全てが中継伝送路の場合には、この
種の切り替えては、木質的に解決できない問題を内蔵し
ている。それは、海底中継器が、特定の向きの給電電流
でしか動作できないというごとに起因している。例えば
、第４図に示した矢印の向きに給電電流が流れた場合に
全ての中継器が動作可能であると仮定しよう。すなわち
、各区間の電流は、ＡからＤへ、ＤからＢへ、また、Ｄ
からＣへ流れる。Ａ、Ｂ、Ｃの何れか２地点間での通信
を確保しようとする場合の給電のかけ方には、第５図に
示す３通りが考えられる。この内、（Ａ）　、　（Ｂ）
に示すＡ→Ｄ−＋Ｂ、Ａ→Ｄ→Ｃの２通りについては、
電流の向きが第４図と同しであるため各区間の中継器は
正常に動作でき、通信が可能である。しかし、（Ｃ）の
Ｃ→Ｄ−＋Ｂの給電の場合は、（、−Ｄ間が第４図の向
きとは反対の方向の電流となり、この区間の中継器は動
作できない。そのため、もしＡ−Ｄ間か障害になった場
合は、残ったＣ−Ｄ間の通信も確保できないことが重要
な問題であった。

この発明の目的は、主伝送路に少なくとも１本以上の枝
伝送路が分岐されている海底分岐伝送路にあって、その
何れかの区間に障害が生してもその区間を除く総ての区
間について、簡易な手順で通信を確保でき、かつ、安全
な障害修理を可能ならしむる経済的でかつ高信頼な海底
分岐伝送路の給電切り替え方式を提供するものである。

「課題を解決するための手段」 請求項１の発明によれば海底ケーブル中継伝送路（主伝
送路）から１つ以上の枝伝送路として海底ケーブル無中
継伝送路を分岐接続した海底分岐伝送路において、給電
分岐切り替え時に、枝伝送路の給電路に電流を流し、そ
の電流を分岐点の検流器で検出し、その検流器の検出出
力により主伝送路の給電路をその分岐点で接地させる。

請求項２の発明によれば海底ケーブル中継伝送路（主伝
送路）に、海底ケーブル無中継伝送路を枝伝送路として
分岐接続する海中分岐装置において、枝伝送路の給電路
が検流器を介して接地され、主伝送路の給電路と、海中
接地線との間に、検流器により制御される開閉リレーが
挿入されている。

「実施例」 第６図はこの発明の実施例を示し、主伝送路中の分岐点
りから枝伝送路を１本だけ分岐した最も基本的な分岐伝
送路に適用した場合である。海中分岐装置１１内におい
て、枝伝送路の給電路４Ｃが検流器１２を介して接地さ
れ、検流器１２に流れる電流の有無により動作する開閉
リレー１３が、主伝送路の給電路と、海中接地線５との
間に挿入される。端局Ｃではリレー制御用の給電装置１
４が給電路４Ｃに接続される。その他の伝送路等につい
ては、分岐点りと端局Ｃとの間に、中継器が存在しない
という以外、第１図と同一であるが、図面の簡略化のた
めに給電路部分のみについて示し、光ファイバ等につい
ては割愛した。また、枝伝送路Ｃ−Ｄ間は、先にも述べ
たように無中継である。このことは、通常、この区間に
電流を流しておく必要が無いことを意味している。これ
を念頭において、以下に実施例の動作を説明する。

通常時の給電路の状態は、開閉リレー１３が解放され、
主伝送路の給電路Ａ−Ｄ−Ｂが海中接地線５に対して絶
縁されている。この状態では、端局Ａ、　Ｂから給電装
置１０ａ、１０ｂによって両端給電を行えばＡ−８間の
中継器３ａ、３ｂは、全て動作が可能である。（、−Ｄ
間には、中継器が無いため、この区間の給電が特に不用
であることは言うまでもなく、電流の有無に関係なく当
然Ｃ−Ｄ間の通信も可能である。この結果、端局Ａ。

Ｂ、Ｃの各端局間を結ぶ全ての通信回線が有効となる。

開閉リレー１３の開閉を決定するのは、検流器１２に電
流が流れているか否かである。したがって、通常時の解
放を通電の有無のどちらにでも設定できることは言うま
でもないが、今は、単純に給電路４ｃに電流を流してい
ない場合に解放し、電流を流すと閉じるように設定して
いるものとして以下の説明を進める。

もし、Ａ−ＤもしくはＢ−Ｄ間の何れかで障害が発生し
た場合は、障害区間の給電を停止し、非障害区間のみに
給電をかけて通信を確保する必要が生じる。この場合は
、端局Ｃの給電装置１４がらその給電路に電流を供給す
る。電流は、検流器１２を通って海中接地線５へ流れ、
その結果、解放されていた開閉リレー１３が閉じ、主伝
送路の給電路は、海中接地線５に接地されることになる
。

そのため、障害点が区間Ａ−Ｄにあったとすると端局Ｂ
からＤ点に向けて片側給電を行うことによりＢ−Ｄ間の
中継器動作が可能となり、端局Ｂと端局Ｃ間の通信は正
常時と同様に確保することが可能となる。また、Ａ−Ｄ
間の給電路か同時に接地されることによって、阻害修理
を実施する場合も修理ケーブルに不用な電圧か誘起され
る心配もなく、安全な作業が可能である。そして、修理
か終了したならば、端局Ｃからの電流を停止することに
よって開閉リレー１３を開けば、再ひＡ−Ｂ間での両端
給電が可能となる。障害点がＢ−Ｄ間の場合も上と全く
同様であり、この場合は、端局ＡからＤ点との間で片端
給電を行えは、Ａ−Ｃ間の通信か確保てきることになる
。

先に、開閉リレー１３の開閉制御を端局Ｃからの通電の
有無のどちらにでも対応できる事を述べ、上の説明にお
いては、開閉リレー１３が検流器１２に電流が流れた場
合にのみ閉じることとしてきた。

これと反対に、電流が流れた場合に解放するようにして
動作さセることも当然可能である。ただし、この場合は
、上に述べた場合に比していくつかの問題がある。その
１点は、常時端局Ｃから電流を流して開閉リレー１３を
解放動作させておかなければならない。これは、単に電
力消費の無駄に留まらず、リレーを長期間動作させるこ
とによる接点疲労などの影響によりリレー自身が故障す
る危険性が高くなることを意味し、高信顧性を要求され
る海底伝送システムへの適用としてはあまり望ましいこ
とではない。

第２黒目は、もしＣ−Ｄ間の経路中で給電障害が発生し
た場合である。この時、Ｃ−Ｄ間の電流が当然停止する
ことになるが、この結果、解放されていた開閉リレー１
３が突然閉じ、分岐点りが接地されることになる。この
ため、主伝送路の給電も電圧状態が変化することによっ
て、通常は、アラームを出して一時停止する（Ｄ点で接
地されても端局Ａ、Ｂの両局からそれぞれ片端給電をす
れば再稼動は可能である）ことになり好ましくない。

したがって、最初に述・＼たリレーの動作形式によれば
こうした事態は全て避けられ、特に第２点に対応しては
、Ｃ−Ｄ間の障害によっては主伝送路側の通信に何等の
影響も与えないという大きな効果をもたらすことになる
。また、これらは、何も本件の中だけでの比較ではなく
、上記２点の問題を内在する全ての給電路切り替え方式
に対する本発明の大きな優位点である。

以上、最も単純な分岐形態（枝伝送路が１本のみ）につ
いて説明してきたが、この発明は、枝伝送路が複数にな
った場合にも何等不都合なく適用か可能であり、また、
この場合にこそ従来技術に対してその効果の差も顕著な
ものとなる。第７図は、この発明をこの様な多重分岐の
伝送路に適用したときの実施例を示す。

Ａ−Ｂの主伝送路中の複数の分岐点Ｄ１・・・Ｄ、。

Ｄ、。１・・・Ｄ７からそれぞれ端局Ｃ１・・・Ｃ，、
Ｃ，＋。

・・Ｃアヘ枝伝送路が分岐されていることを除けば個々
の分岐点での分岐回路形式は、第６図に示したものと全
く同しである。

この場合も、通常は、各分岐装置における開閉リレー１
３．・・・１３ｉ　、　　１３ｉ、、・・・１３．、は
、全て解放されており、主伝送路は、端局Ａ−Ｂ間での
両端給電が行われている。この時、枝伝送路の各端局Ｃ
１・・・Ｃ，、からは、通電していない。もし、障害か
、第８図に示すように分岐点Ｄ１とり、４、との間に発
生したとする。その場合、端局Ｃ８と端局Ｃ０゜１の給
電装置１４工、１４．。１がら電流を流し、各分岐点り
、およびり、。１の開閉リレー１３、　、　１３．、、
を閉じ、主伝送路の給電路をそれぞれ接地させる。これ
によって、Ａ−Ｄ、間とＢ−Ｄｌ。３間はそれぞれ片端
給電か可能となり、Ｄ、−Ｄ、、の区間を通る回線を除
く全ての端局間での回線設定か障害期間中も可能となる
。また、Ｄ、−Ｄ、。１の区間のケーブル電位を接地状
態にし、修理作業の安全を確保する。そして、障害修理
の終了後は、端局Ｃ，，Ｃ，。１からの通電を停止する
ことによって再度通常時の給電が可能となる。また、障
害が枝伝送路の何れか１本に発生した場合には、それが
他の伝送路に全く影響を与えず、通信の確保に支障が無
いことも先の第６図の場合と全く同様である。

以上、いくつかの実施例に基ついてこの発明の構成と動
作を説明してきたが、この発明で用いる検流器１２と開
閉リレー１３は、通常は、検流器をコイルとし、そのコ
イルを電磁石とする電磁スイッチを開閉リレーとしたも
のが最も簡便と考えられる。たたし、上の説明で述へた
動作をするものであれは、特に限定するものではないこ
ともまた言を待たない。また、各校伝送路の端局に設置
する給電装置１４は、分岐装置の開閉リレー１３を駆動
できる容量を持った物であればよく、端局Ａや端局Ｂに
設置する給電装置１０ａ、１０ｂと同じ物である必要は
ない。通常のこの種海底伝送方式に使用される給電装置
１０ａ、１０ｂは、数１０００１ａｎもの長さのシステ
ムの全長にわたって、１．５〜１．８アンペアの電流を
供給しなければならないことから数キロボルト以上の電
圧容量を持つ巨大なものになる。しかし、リレー制御用
の給電装置１４は、最大でも１１００ｋ程度の分岐点迄
の距離を数十〜数百ミリアンペアの電流を通電できれば
良く電圧も高々数十ポルトで済む。そのため、枝伝送路
端局設置の給電装置１４は、大幅に小型で安価なものが
使用できる利点がある。

また、この発明は、枝伝送路を無中継とすることを基本
としている。このことは、単にこの発明の主眼である分
岐伝送路の切り替えを容易にしただけでなく、伝送路の
利用上も大きな効果を有している。それは、枝伝送路の
障害時に現れる。−口に障害と言っても多種の物があり
、例えば、信号伝送路である光ファイバなどに損失増加
や切断が生じるもの、給電路の絶縁か破壊されて中継器
への電力供給が停止するもの、中継器の内部回路に異常
か発生ずるもの等のケースが考えられる。

この場合、枝伝送路は無中継区間であるから先の２例が
主となるが中でも漁労や摩耗などによって多（発生する
のは、給電路の絶縁障害である。この時、光ファイバ等
の伝送路にも障害がある場合には、修理をするまで全く
対処のすべは無いが、多くの場合は、伝送路等には全く
異常の無いケースである。それは、現在までに提案され
、実用化されている全ての海底光フアイバケーブル（例
えば、Ｙ、ＮＥＧＩＳＨＩ：　Ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　Ｄ
ｅｅｐ−３ｅａ　ＳｕｂｍａｒｉｎｅＯｐｔｉｃａｌ　
Ｆｉｂｅｒ　Ｃａｂｌｅ、　ＩＥＥＥ　５ＡＣ−２、Ｎ
ｏ、　６．１９８４年）の構造を見ても光ファイバ等の
信号伝送路が強固な殻構造によって防護されていること
からも分かる。このように、給電路にのみ障害が発生し
、信号伝送路には全く異常か無い場合にあっても中継伝
送路の場合には、給電がかけられないために通信は不可
能である。しかし、無中継区間であれば、給電が不要で
あるため、当面の信号伝送に全く支障がなく、そのまま
通信を継続できる利点がある。したがって、この発明の
ように主伝送路の給電が枝伝送路とは全く独立してかけ
られる構成である限りにおいては、第６図、第７図で説
明した障害区間が枝伝送路である場合の多（については
、光フアイバ伝送路には異常がないから、障害区間を含
む全ての端局間で通信を確保できる可能性が非常に高く
なり、公衆通信サービスを支障なく提供する上で絶大な
効果がある。

「発明の効果」 以上説明してきたように、この発明によれば、何れの区
間で障害が発生しても通信不可能区間を障害区間のみに
ととめることができ、信頼性が高く、かつ、運用効率の
高い分岐伝送路を構成することが可能である。また、浅
海部に用いられ、漁労等による絶縁障害の発生確率が比
較的高い枝伝送路部分の障害に対しては、主伝送路を含
む他の全ての伝送路に全く影響を与えることなく、その
まま運用することか可能であり、信号伝送路に異常の無
い場合には、更に、障害区間をも含めた回線の確保も可
能となる利点かある。主伝送路の一部区間が障害となっ
た場合の対応についても最も近くの枝伝送路に通電をす
るだけで障害区間を分岐点で接地することができ、その
手順も極めて単純である。

また、主伝送路に新たに分岐点を設け、そこから枝伝送
路を分岐させたり、主伝送路を延長するといったことも
自由にてきるため、将来の伝送路の拡張にも全く支障な
く適用できる利点がある。

こうした給電路の切り替えを実現する切り替え回路の点
から言えば、先ず、リレーが１個だけで極めて単純な構
成をしていることである。そのため、切り替え装置の構
造が極めてコンパクトにでき、軽量で小型の分岐装置が
実現できる利点がある。次に、検流器やリレーの動作を
必要とする期間が障害発生時のみに限定され、通常時に
は、−切の動作か不要なことである。そのため、回路や
接点の摩耗故障等の心配か無く、極めて信頼性の高い装
置が実現できる。また、通電に必要な電流がリレーの開
閉動作に必要な数十から数百ミリアンペアと小さいこと
も、当然回路の信頬性向上を果たす効果となる。

また、枝伝送路の端局に設置すべき給電装置も分岐点ま
での通電で済むため、数十ホルトの電圧容量があれは良
く、通常の給電等に使用されるような数キロボルト級の
給電装置に比へて極めて小型で経済的なものとできる利
点がある。

以上のようにこの発明による海底伝送路の給電分岐切り
替え方法と切り替え回路は、あらゆる障害に簡便に対応
できる伝送路の柔軟性と筒信頼性を提供すると共にその
ための切り替え装置の小型化、軽量化、その他の付帯設
備等を含めたンステムの経済化の実現に大きな貢献をす
る実用上極めて価値の高いものである。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は、従来技術から容易に類推できる分岐
伝送路と給電路の説明図、第３図は第２図の問題点を説
明するための枝伝送路が複数の場合の図、第４図は第３
図の問題を解決する従来技術から類推できる分岐伝送路
と給電路の説明図、第５図は第４図の分岐伝送路が障害
になった場合の給電路の構成例を示す図、第６図はこの
発明の給電切り替え回路を用いた分岐伝送路の構成とそ
の動作を示す説明図、第７図は第６図を基本とし、枝伝
送路が複数になった場合のこの発明の他の実施例の説明
図、第８図は、第７図の１区間に障害が発生した場合の
給電路の切り替え後の構成図である。 特許出願人　　日木電信電話株式会社

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）海底ケーブル中継伝送路（主伝送路）から１つ以
   上の枝伝送路として海底ケーブル無中継伝送路を分岐接
   続した海底分岐伝送路において、給電分岐切り替え時に
   、上記枝伝送路の給電路に電流を流し、 その電流を分岐点の検流器で検出し、 その検流器の検出出力により、上記主伝送路の給電路を
   その分岐点で接地させる海底ケーブル伝送路の給電分岐
   切り替え方法。
2. （２）海底ケーブル中継伝送路（主伝送路）に、海底ケ
   ーブル無中継伝送路を枝伝送路として分岐接続する海中
   分岐装置において、 上記枝伝送路の給電路が検流器を介して接地され、 上記主伝送路の給電路と、海中接地線との間に、上記検
   流器により制御される開閉リレーが挿入されている海底
   ケーブル伝送路の給電切り替え回路。