专利名称：用于海底光传输系统的海底分路单元的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及用于海底光传输系统的海底分路单元，并且更加具体地，涉及万一线缆故障的话不需要电功率以重新路由的海底分路单元。
背景技术：
海底光通信系统包括通过成缆光纤传输介质连接的包含发射机和接收机的岸基终端，所述成缆光纤传输介质包括周期性间隔的中继器，其包含光放大器，所述光放大器的目的是为了补偿成缆光纤中的光衰减。因为中继器通常被放置在海底并且远离功率源，所以必须向中继器远程供应功率。成缆光纤因此通常包含铜导线，以从终端向中继器运送电功率。这些海底系统用来在终端之间运送光通信信号(亦即业务)。这些系统上的业务可以由声音、数据、电视、因特网业务、国际电话业务等组成。因此，系统故障时的收入流失是显著的。所以，这些系统必须具有高度的可靠性和可用性。
为了在超过岸基终端之间简单点对点互连的海底网络体系结构中提供增加的灵活性，提供了分路单元，其允许业务向/从多个登陆点分割或切换。传统分路单元典型地管理三根线缆之间的成缆光纤互连和功率导线路径。当三根线缆支路中之一出现故障时，后者有必要维持同样多的业务运送能力，这增加了系统的可用性。
配置功率切换分路单元，以在线缆中之一有故障的情况下允许从终端重新路由电功率，以便分路系统中三根线缆支路中的两根仍然能够被供电。这样的功率切换分路单元通常具有三种操作状态正常、交替正常和接地干线。通过从三条支路的终端的适当加电排序，能够以这三种状态中的任何一种配置功率切换分路单元。分路单元的重新配置典型地通过相对复杂的一系列继电器执行，这显著增加了装置的成本和复杂性。
因此，希望提供不需要这样复杂的有源功率控制的海底分路单元。
发明内容
根据本发明，提供了用于互连至少三根海底光传输线缆的分路单元。所述分路单元包括分别用于接收第一、第二和第三海底光传输线缆的第一、第二和第三端口。第一和第二线缆每个都包括电功率导线和多个第一光纤。第三线缆是无电功率的，并且包括至少一根降下光纤和至少一根增加光纤。提供电功率导线段，用于将第一端口中接收的第一线缆中的导线电耦合到第二端口中接收的第二线缆中的导线。第一光纤段将第一或第二线缆中之一中的第一所述多个第一光纤光耦合到第三线缆的降下光纤。第二光纤段将第一和第二线缆中之一中的第二所述多个第一光纤光耦合到第三线缆的增加光纤。分别沿着第一和第二光纤段设置第一和第二光放大器，以便第一光放大器向第三线缆的降下光纤上正在降下的业务提供光增益，并且第二光放大器向第三线缆的增加光纤上正在增加的业务提供光增益。提供至少一条导电路径，用于从电功率导线中的至少一根向光放大器中的每一个供应电能。
根据本发明的一个方面，第三线缆包括多个降下光纤和多个增加光纤。另外，第三光纤段将第一或第二线缆中的另一个中的第一所述多个第一光纤光耦合到第三线缆的降下光纤中之一。第四光纤段将第一和第二线缆中的另一个中的第二所述多个第一光纤光耦合到第三线缆的增加光纤中之一。
根据本发明的另一个方面，分别沿着第三和第四光纤段设置第三和第四光放大器，以便第三光放大器向正在降下的业务提供光增益，并且第四光放大器向正在增加的业务提供光增益。提供至少第二导电路径，用于从电功率导线中的至少一根向光放大器中的每一个供应电能。
根据本发明的另一个方面，第一和第二线缆每个都包括第三光纤和另一个光纤段，所述另一个光纤段将第一线缆的第三光纤光耦合到第二线缆的第二光纤。
根据本发明的另一个方面，沿着另一个光纤段设置另一个光放大器，用于向横穿光纤段的直通业务提供光增益。
根据本发明的另一个方面，提供分路单元，用于互连至少三根海底光传输线缆。所述分路单元包括分别用于接收第一、第二和第三海底光传输线缆的第一、第二和第三端口。第一和第二线缆每个都包括电功率导线和多个第一光纤。第三线缆是无电功率的，并且包括至少一根降下光纤和至少一根增加光纤。提供电功率导线段，用于将第一端口中接收的第一线缆中的导线电耦合到第二端口中接收的第二线缆中的导线。第一光纤段将第一线缆中的第一所述多个第一光纤光耦合到第二线缆中的第一所述多个第一光纤。第二光纤段将第一线缆中的第二所述多个第一光纤光耦合到第二线缆中的第二所述多个第一光纤。沿着第一光纤段设置第一增加/降下元件，用于向第三线缆的降下光纤降下一个或多个选择的波长处的业务。沿着第二光纤段设置第二增加/降下元件，用于向第三线缆的增加光纤增加一个或多个选择的波长处的业务。第一光放大器从第一增加/降下元件接收业务并向其提供光增益。第二光放大器从第三线缆的增加光纤接收业务并向其提供光增益。提供至少一条导电路径，用于从电功率导线中的至少一根向光放大器中的每一个供应电能。
图1显示了可以使用本发明的实施例的干线和分路海底WDM光传输系统的方框图；图2显示了根据本发明构造的分路单元的一个实施例；图3显示了本发明的实施例，其中，能够仅向单个的光纤对同时增加和降下业务；图4-19显示了本发明的其他替换实施例。
具体实施例方式
值得注意的是，在此对“一个实施例”或“实施例”的任何引用都意味着，在本发明的至少一个实施例中包括了结合所述实施例描述的特定特征、结构或特性。短语“在一个实施例中”在说明书中各种地方的出现并不一定都是指相同的实施例。
本发明人已认识到，在许多情况下，可以使用简化的分路单元，在所述简化的分路单元中，电功率仅仅被提供给其支路中的两个。第三个支路使用不包括电导线的线缆，并从而充当非中继支路。因为只有两个支路被加电而不是三个，所以可以消除传统分路单元中所需的复杂功率切换布置。应当注意的是，尽管ITU-T推荐标准G.977将分路单元严格规定为这样的光学装置，所述光学装置既提供三根海底线缆之间的电互连，又提供它们之间的光互连，但是如在此使用的那样的术语分路单元更加广泛地包含这样的装置，所述装置提供三根海底线缆之间的光互连和线缆中至少两根之间的电互连。
图1显示了可以使用本发明的实施例的干线和分路海底WDM光传输系统的方框图。网络包括传输干线终端111和接收干线终端115，它们通过支持双向光通信的光纤链路104、136、105和135互连。网络还包括分路单元106和分路终端113。分路终端113包括类似于干线终端111和115的发射机和接收机(未显示)。在干线终端111和115之间的传输路径中布置分路单元106。分路单元106向分路终端113指引选择的波长。
如显示的那样，干线终端111包括光通信发射机100、114和116，分别以波长λ1、λ2……λN传输光通信信道。多路复用器110使这些信号一起多路复用，以形成多路复用信号102。多路复用信号102进入到光纤104中，用于向接收端传输。由于光纤104是高容量干线，所以信号102也被称作“干线业务”。在传输期间，多路复用信号102穿过分路单元106。分路单元106将多路复用信号102放回到光纤136上。在接收干线终端115处，多路分离器112多路分离并分别将λ1、λ2……λN路由到接收机108、118……120。
分路单元106将波长λi放在光纤160上，并从而将λi分路到分路终端113。由于分路单元106将波长λi的光信息信号从干线104分路到光纤160，所以波长λi的光信息信号被称作“分路业务”。分路终端113依次将波长λi处的不同光信息信号传输到光纤140上。分路单元106用它在光纤140上从分路终端113接收的λi替换被降下到光纤160上的λi。分路单元106使这个λi和λ1、λ2……λN多路复用，形成多路复用光信号134，其被投放在朝着接收干线终端115的方向的光纤136上。光纤162和142用于以类似于上述用于终端111的方式从终端115增加和降下业务。
值得注意的是，由于波长λi的光信息信号已被波长λi的不同光信息信号替换，所以多路复用信号134不同于多路复用信号102。亦即，尽管多路复用信号102和134可能包括相同的信号波长，但是它们并不一定运送相同的信息。
图2显示了根据本发明构造的分路单元200的一个实施例。分路单元200是用于接收干线202、干线204和分路206的三端口装置。干线202和204包括用于电导线210和直通光纤212的直通路径。干线202还包括双向光纤对215，并且干线204包括双向光纤对217。双向光纤对215包括西行出光纤214和东行入光纤218。双向光纤对217包括西行入光纤216和东行出光纤220。
分路单元200是全光纤增加/降下装置，其中，向分路206降下干线202的入光纤218上的引入业务，并且从分路206增加出光纤214上的引出业务。同样地，向分路206降下干线204的入光纤216上的引入业务，并且从分路206增加干线204的出光纤220上的引出业务。
分路206包括东行降下光纤222、西行增加光纤224、西行降下光纤226和东行增加光纤228。东行降下光纤222从东行入光纤218接收业务，并且西行增加光纤224将业务增加到西行出光纤214。西行降下光纤226从西行入光纤216接收业务，并且东行增加光纤228将业务增加到东行出光纤220。
根据本发明，分路206不包括电导线，因此，分路206电绝缘于干线202和204。结果，分路单元200不需要复杂的功率切换布置以单独地使干线和分路相互隔离。因为分路206未加电并从而是非中继的，所以限制了分路单元200和图1中看到的分路终端113之间的距离。
为了增加分路单元200和分路终端113之间的距离，分路单元200包括光放大器230、232、234和236。光放大器230向降下光纤222上正在降下的业务提供光增益，光放大器232向增加光纤224正在增加的业务提供光增益，光放大器234向降下光纤226正在降下的业务提供光增益，而光放大器236则向增加光纤228正在增加的业务提供光增益。这样的放大器的使用允许分路单元200和岸基分路终端之间的最大距离显著延伸。
光放大器230、232、234和236可以是诸如稀土掺杂光放大器之类的任何适当的光放大器。每个稀土掺杂光放大器都包含一段提供增益介质的掺杂光纤；泵送掺杂光纤以提供增益的能量源；以及将泵送能量耦合到掺杂光纤中而不干扰正在被放大的信号的装置。干线202和204中使用的导线210可以方便地供应光放大器所需的电功率。
图2中显示的本发明的实施例能够同时向和从光纤对215和217增加和降下业务。当然，本发明同样包含许多其他的配置，其选择通常取决于所需的功能性。例如，图3显示了本发明的实施例，其中，能够仅向单个的光纤对217同时增加和降下业务。在图2和3以及随后的附图中，同样的参考数字指示同样的元件。
在本发明的其他实施例中，可以仅增加或降下WDM光信号的一个或多个波长，而不是增加或降下横穿给定光纤的所有波长。例如，在图4中显示的本发明的实施例中，所有的光纤210、212、213、240和242都是直通光纤。增加/降下元件244和246分别位于光纤240和242中。增加/降下元件244用来将一个或多个选择的波长从光纤240降下到分路206中的降下光纤222，而增加/降下元件246则用来将一个或多个选择的波长从分路206中的增加光纤224增加到光纤242。图5中显示的本发明的实施例类似于图4中描绘的本发明的实施例，除了以下之外在图5中，光纤240和242每个分别包括另外的增加/降下元件248和250。用这种方法，一个或多个选择的波长能够同时地从增加光纤228增加到光纤240，并且从光纤242降下到降下光纤226。
在本发明的其他实施例中，一些或全部的直通光纤同样包括光放大器。例如，在类似于图3的图6中，直通光纤212和213分别包括光放大器250和252。图7-9显示了本发明的其他替换实施例，其类似于图2、4和5中显示的本发明的实施例，除了以下之外在图7-9中，直通路径212和213同样分别包括光放大器250和252。而且，在图8和9中，光纤240和242分别包括光放大器254和256。当然，本发明同样包含了许多另外的变体，在图10-19中显示了其中的几个。
由于分路206和分路终端113之间的传输跨度是非中继的，所以在本发明的一些实施例中，使用一种或多种无中继器传输技术以延伸其传输长度可能是有利的。例如，以在分路终端处引入泵送能量的方式，可以向这个跨度提供拉曼放大。可选择地，可以使用远程光泵送放大器(ROPA)，其中，从分路终端供应用于沿着跨度设置的稀土掺杂光纤的泵送能量。这样的技术能够潜在地增加分路206和分路终端113之间的距离高达大约175km或以上。
权利要求
1.一种用于互连至少三根海底光传输线缆的分路单元，所述分路单元包括分别用于接收第一、第二和第三海底光传输线缆的第一、第二和第三端口，所述第一和第二线缆每个都包括电功率导线和多个第一光纤，所述第三线缆是无电功率的，并且包括至少一根降下光纤和至少一根增加光纤；电功率导线段，用于将所述第一端口中接收的所述第一线缆中的所述导线电耦合到所述第二端口中接收的所述第二线缆中的所述导线；第一光纤段，其将所述第一或第二线缆中的一个中的第一所述多个第一光纤光耦合到所述第三线缆的所述降下光纤；第二光纤段，其将所述第一和第二线缆中的一个中的第二所述多个第一光纤光耦合到所述第三线缆的所述增加光纤；第一和第二光放大器，其分别沿着所述第一和第二光纤段设置，以便所述第一光放大器向所述第三线缆的所述降下光纤上正在降下的业务提供光增益，并且所述第二光放大器向所述第三线缆的所述增加光纤上正在增加的业务提供光增益；以及至少一条导电路径，用于从所述电功率导线中的至少一根向所述光放大器中的每一个供应电能。
2.如权利要求1所述的分路单元，其中，所述第三线缆包括多个降下光纤和多个增加光纤，并且进一步包括第三光纤段，其将所述第一和第二线缆中的另一个中的第一所述多个第一光纤光耦合到所述第三线缆的所述降下光纤中的一个；以及第四光纤段，其将所述第一和第二线缆中的另一个中的第二所述多个第一光纤光耦合到所述第三线缆的所述增加光纤中的一个。
3.如权利要求2所述的分路单元，进一步包括第三和第四光放大器，其分别沿着所述第三和第四光纤段设置，以便所述第三光放大器向正在降下的业务提供光增益，并且所述第四光放大器向正在增加的业务提供光增益；以及至少第二导电路径，用于从所述电功率导线中的至少一根向所述光放大器中的每一个供应电能。
4.如权利要求1所述的分路单元，其中，所述第一和第二线缆每个都包括第三光纤并且进一步包括另一个光纤段，所述另一个光纤段将所述第一线缆的所述第三光纤光耦合到所述第二线缆的所述第二光纤。
5.如权利要求4所述的分路单元，进一步包括另一个光放大器，其沿着所述另一个光纤段设置，用于向横穿所述另一个光纤段的直通业务提供光增益。
6.一种用于互连至少三根海底光传输线缆的分路单元，所述分路单元包括分别用于接收第一、第二和第三海底光传输线缆的第一、第二和第三端口，所述第一和第二线缆每个都包括电功率导线和多个第一光纤，所述第三线缆是无电功率的，并且包括至少一根降下光纤和至少一根增加光纤；电功率导线段，用于将所述第一端口中接收的所述第一线缆中的所述导线电耦合到所述第二端口中接收的所述第二线缆中的所述导线；第一光纤段，其将所述第一或第二线缆中的一个中的第一所述多个第一光纤光耦合到所述第三线缆的所述降下光纤；第二光纤段，其将所述第一线缆中的第二所述多个第一光纤光耦合到所述第二线缆的第二所述多个第一光纤；第一增加/降下元件，其沿着所述第一光纤段设置，用于向所述第三线缆的所述降下光纤降下一个或多个选择的波长处的业务；第二增加/降下元件，其沿着所述第二光纤段设置，用于向所述第三线缆的所述增加光纤增加一个或多个选择的波长处的业务；第一光放大器，其从所述第一增加/降下元件接收所述业务并向其提供光增益；第二光放大器，其从所述第三线缆的所述第一增加光纤接收所述业务并向其提供光增益；以及至少一条导电路径，用于从所述电功率导线中的至少一根向所述光放大器中的每一个供应电能。
7.如权利要求6所述的分路单元，其中，所述第三线缆包括多个降下光纤和多个增加光纤，并且进一步包括第三增加/降下元件，其沿着所述第一光纤段设置，用于从所述多个增加光纤中的一个向所述第一光纤段增加一个或多个选择的波长处的业务；以及第四增加/降下元件，其沿着所述第二光纤段设置，用于向所述第三线缆的所述降下光纤中的一个降下一个或多个选择的波长处的业务。
8.如权利要求7所述的分路单元，进一步包括第三光放大器，其从所述多个增加光纤中的一个接收所述业务，并且向被指引到所述第三增加/降下元件的所述业务提供增益；以及第四光放大器，其从所述第四增加/降下元件接收所述业务，并且向被指引到所述第三线缆的所述降下光纤中的一个的所述业务提供增益。
9.如权利要求6所述的分路单元，其中，所述第一和第二线缆每个都包括第三光纤并且进一步包括另一个光纤段，所述另一个光纤段将所述第一线缆的所述第三光纤光耦合到所述第二线缆的所述第二光纤。
10.如权利要求9所述的分路单元，进一步包括另一个光放大器，其沿着所述另一个光纤段设置，用于向横穿所述另一个光纤段的直通业务提供光增益。
11.在海底光传输系统中，所述海底光传输系统包括多个岸基干线终端，其经由至少第一和第二光传输干线线缆相互光通信；以及远程设置的岸基分路终端，其经由光传输分路线缆与所述干线终端中的至少一个光通信，一种使所述第一与第二干线线缆和所述分路线缆互连的分路单元，所述分路单元包括分别用于接收所述第一与第二干线线缆和所述分路线缆的第一、第二和第三端口，所述第一和第二干线线缆每个都包括电功率导线和多个第一光纤，所述分路线缆是无电功率的，并且包括至少一根降下光纤和至少一根增加光纤；电功率导线段，用于将所述第一端口中接收的所述第一线缆中的所述导线电耦合到所述第二端口中接收的所述第二线缆中的所述导线；第一光纤段，其将所述第一或第二线缆中的一个中的第一所述多个第一光纤光耦合到所述分路线缆的所述降下光纤；第二光纤段，其将所述第一和第二线缆中的一个中的第二所述多个第一光纤光耦合到所述分路线缆的所述增加光纤；第一和第二光放大器，其分别沿着所述第一和第二光纤段设置，以便所述第一光放大器向所述分路线缆的所述降下光纤上正在降下的业务提供光增益，并且所述第二光放大器向所述分路线缆的所述增加光纤上正在增加的业务提供光增益；以及至少一条导电路径，用于从所述电功率导线中的至少一根向所述光放大器中的每一个供应电能。
全文摘要
提供了用于互连至少三根海底光传输线缆的分路单元。所述分路单元包括分别用于接收第一、第二和第三海底光传输线缆的第一、第二和第三端口。第一和第二线缆每个都包括电功率导线和多个第一光纤。第三线缆是无电功率的，并且包括至少一根降下光纤和至少一根增加光纤。提供电功率导线段，用于将第一端口中接收的第一线缆中的导线电耦合到第二端口中接收的第二线缆中的导线。第一光纤段将第一或第二线缆中之一中的第一所述多个第一光纤光耦合到第三线缆的降下光纤。第二光纤段将第一和第二线缆中之一中的第二所述多个第一光纤光耦合到第三线缆的增加光纤。分别沿着第一和第二光纤段设置第一和第二光放大器，以便第一光放大器向第三线缆的降下光纤上正在降下的业务提供光增益，并且第二光放大器向第三线缆的增加光纤上正在增加的业务提供光增益。提供至少一条导电路径，用于从电功率导线中的至少一根向光放大器中的每一个供应电能。
文档编号G02B6/34GK1882862SQ200480033628
公开日2006年12月20日 申请日期2004年10月15日 优先权日2003年10月16日
发明者乔纳森·A·内格尔, 奈杰尔·亨特·泰勒, 斯蒂芬·G·小埃万格利德斯 申请人:雷德斯凯萨布斯有限公司