Brevet FR2552603A1 — publié le 19850329

La présente invention concerne des circuits sousmarins de télécommunications à alimentation en énergie, et notamment des circuits dans lesquels un chemin principal se divise en deux chemins séparés lorsqu'il approche de terre. Dans certains cas, il est souhaitable que plusieurs postes à terre soient disponibles, par exemple dans le cas d'un circuit de télécommunications transatlantique entre les Etats-Unis d'Amérique d'une part et l'Europe 10 d'autre part Ainsi, le Royaume-Uni et la France peuvent être reliés au même câble transatlantique Ceci peut présenter deux avantages D'abord, cela permettrait au câble transatlantique de rester pleinement occupé dans les périodes creuses du trafic français ou britannique, par 15 cheminement du trafic du pays le plus occupé par l'intermédiaire de l'autre pays jusqu'au câble, à la place du retardement d'une partie du trafic le plus important. Ensuite, en cas de panne dans une dérivation, l'autre peut encore traiter le trafic des deux pays. L'invention concerne un circuit de télécommunications ayant un câble principal qui se divise en deux câbles séparés à proximité d'une extrémité du circuit, le câble principal et l'un au moins des câbles dérivés ayant un répéteur de signaux, caractérisé en ce qu'un courant 25 électrique destiné à l'alimentation d'un répéteur du trajet principal est transmis par les deux câbles en dérivation lors du fonctionnement normal et, en cas de panne dans un câble en dérivation, le courant de l'autre câble en dérivation peut être augmenté afin qu'il corres30 ponde au courant nécessaire au câble principal, le courant étant transmis par l'intermédiaire d'un répéteur de dérivation comprenant un circuit de dérivation de courant et destiné à transmettre automatiquement en dérivation le courant supplémentaire nécessaire, et un dispositif est 35 destiné à empêcher le retour du courant à la masse au niveau de la panne ou du défaut. L'invention concerne aussi un répéteur destiné à un câble principal d'un circuit de transmission de signaux numériques, du type décrit dans le paragraphe précédent, caractérisé en ce que le répéteur comporte un circuit d'alimentation en énergie destiné à alimenter en 5 parallèle un circuit répéteur destiné à un premier trajet de transmission formé dans le câble, et un circuit répéteur destiné à un second trajet de transmission formé dans le câble, le circuit d'alimentation en énergie étant destiné à assurer une augmentation du courant nécessaire 10 dans des conditions de panne ou de défaut. L'invention concerne aussi un répéteur pour câble en dérivation destiné à un circuit de transmission de signaux numériques du type décrit dans l'avant dernier paragraphe, le répéteur en dérivation comportant un premier 15 circuit d'alimentation en énergie d'un circuit répéteur destiné à un premier trajet de transmission formé dans le câble en dérivation, un second circuit d'alimentation en énergie destiné à un circuit répéteur d'un second trajet de transmission formé dans le câble en dérivation, 20 les circuits d'alimentation en énergie étant montés en série et assurant l'augmentation du courant nécessaire dans les conditions de panne ou de défaut. L'invention concerne aussi une unité de dérivation destinée a un tel circuit et caractérisée par une 25 voie de branchement d'un câble principal, une voie de branchement d'un premier câble en dérivation et une voie de branchement d'un second câble en dérivation et, pour chaque câble en dérivation, un dispositif unidirectionnel, travaillant à haute tension et destiné à empêcher le 30 retour d'un courant de fuite vers la masse au niveau d'une panne ou d'un défaut rencontré dans un câble en dérivation pendant le fonctionnement. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront mieux de la description qui va suivre, 35 faite en référence aux dessins annexés sur lesquels: les figures 1 A à 1 E représentent un certain nombre de configurations de circuits sous-marins de trans- mission de données numériques selon un mode de réalisation de l'invention; la figure 2 représente la configuration du circuit d'alimentation de l'un des circuits des figures l A à 1 E; la figure 3 représente la configuration du circuit d'alimentation d'un répéteur du trajet principal; et la figure 4 représente la configuration du 10 circuit d'alimentation d'un répéteur d'un circuit de dérivation. Les figures 1 A à 1 E représentent certaines possibilités qui peuvent être envisagées pour la réalisation d'un circuit sous-marin de transmission optique 15 de données numériques Dans tous les cas, sauf sur la figure 1 E, chacune des parties séparées du trajet comprend deux paires de fibres optiques Dans la configuration de la figure 1 A, un circuit sous-marin à fibres optiques a un trajet principal 1 disposé entre un poste terminal A 20 à terre et une unité BU de dérivation à partir de laquelle deux branches ou dérivations 3 et 4 rejoignent des postes terminaux B et C à Terre L'unité de dérivation ou de branchement BU est disposée en eaux profondes par rapport aux branches 3 et 4 et risque peu de subir des perturba25 tions. Dans les autres figures l B à 1 E, les références identiques désignent des éléments analogues. La figure l B représente deux unités de dérivation B Ul et BU 2 qui alimentent trois postes terminaux à terre 30 D, E et F Les postes D et E ont un accès direct au trajet principal 1 par l'intermédiaire des dérivations 5, et 6 et 8 respectivement, alors que le poste F a un accès indirect par l'intermédiaire du poste D et des dérivations 7, 8 et 9 et par l'intermédiaire du poste E et des dériva35 tions 7, 6 et 8. La figure 1 C représente trois postes Dl, E 1 et F 1 à une première extrémité, raccordés au trajet principal 1 comme décrit en référence à la figure l B, et deux postes B et C disposés à l'autre extrémité et raccordés comme décrit en référence à la figure 1 A. La figure 1 D représente un arrangement dans 5 lequel chaque extrémité du trajet principal 1 a trois dérivations Le circuit de la dérivation de droite est analogue à celui qu'on a décrit en référence à la figure l B, et le circuit de la dérivation de gauche est analogue à celui qu'on a décrit en référence à la figure 1 C. Sur la figure 1 E, le circuit de droite est analogue à celui des figures l B et 1 D, mais le circuit de gauche diffère en ce que le poste terminal A 5 a trois paires de fibres, deux assurant la connexion au trajet principal 1 par l'intermédiaire de l'unité BU 3 de dériva15 tion et la troisième formant une liaison à une seule paire qui, par l'intermédiaire des dérivations 10 et 9, rejoint un poste terminal A 4 Ce dernier n'a pas de liaison directe avec le trajet principal 1 mais uniquement une liaison indirecte par l'intermédiaire du poste termi20 nal A 5. Chaque unité de dérivation ou de branchement telle que BU, BU 1 et BU 2, a une voie la correspondant au câble principal, fixée à ce dernier, et des voies 71 a, 81 a, coopérant avec le câble respectif en dérivation 25 et logeant des diodes directionnelles D 1 et D 2 à haute tension. Dans le cas d'un circuit à deux atterrissages (de part et d'autre de l'océan), c'est-à-dire comme représenté sur la figure 1 A et la figure 1 C, chaque poste 30 B et C a deux trajets, l'un transocéanique et un autre passant par des postes: lorsqu'un poste se rend compte qu'il doit écouler un plus grand trafic transocéanique, il peut obtenir une plus grande capacité par soustraction de la capacité de l'autre poste, par la méthode des paires 35 inversées Dans le cas d'un circuit à trois atterrissages tel que représenté sur les figures l B, 1 C, 1 D et 1 E, le nombre de paires de fibres n'est pas suffisant pour 25526 ô 3 que le troisième poste ait un accès transocéanique direct, mais un échange de trafic entre les trois postes et par l'océan est assuré par cette méthode des paires inversées. Dans la réalisation décrite, lorsque l'une 5 des dérivations, d'un côté ou de l'autre de l'océan, tombe en panne à la suite d'une défaillance de l'appareillage, d'un court-circuit ou d'un circuit ouvert dans un câble, les fibres non affectées peuvent continuer à écouler le trafic jusqu'aux opérations de réparation et pendant 10 celles-ci, c'est-à-dire sauf pendant une courte période dans laquelle le conducteur d'alimentation, du coté de la réparation tourné vers l'océan, est exposé à une manipulation par l'équipage de raccordement qui se trouve sur le pont du navire. La figure 2 représente le circuit d'alimentation d'une paire de répéteurs de type bidirectionnel destiné à une paire de fibres, lors d'une utilisation normale. Ainsi, un circuit répéteur 11 est relié à l'une des paires de fibres de la dérivation 71 Un répéteur 12 est relié 20 à l'une des fibres de la paire et l'autre répéteur 13 est relié à l'autre fibre De même, chaque fibre d'une paire a un répéteur dans chacune des autres dérivations, des circuits répéteurs 15, 16, 17 et 18 étant reliés respectivement aux dérivations 61, 51, 3 et 4 D'autres 25 paires de fibres sont alimentées par disposition de leurs répéteurs en série avec les circuits représentés Une caractéristique importante de ces circuits est que les paires de répéteurs des dérivations sont alimentées avec la moitié du courant utilisé pour l'alimentation des 30 répéteurs du trajet principal de la liaison transocéanique. Ainsi, le courant I d'alimentation des répéteurs (non représentés) du trajet principal 1 est égal à I/2 pour la dérivation 71 et I/2 pour la dérivation 61 et de même il est divisé dans l'unité BU en un courant I/2 35 dans la dérivation 3 et I/2 dans la dérivation 4 Chaque répéteur 12 ou 13 correspondant au trajet aller ou retour transmet un courant d'intensité I/4 La même remarque s'applique aux répéteurs extérieurs. Bien qu'on ait indiqué que le courant I alimentait le circuit répéteur 16, ce courant peut cependant être égal à I/2, comme dans le circuit 11, 15, 17 et 18 Lors du fonctionnement normal, la liaison transocéanique est 5 alimentée à partir de deux stations à terre, aux deux extrémités du circuit mais, lorsque l'une des dérivations tombe en panne, la station qui peut encore être alimentée dans l'océan augmente le courant afin qu'elle double sa valeur normale si bien que le trafic transocéanique 10 vers les différents postes ayant des dérivations intactes est conserve. Les figures 3 et 4 montrent comment ces caractéristiques sont obtenues dans le répéteur du trajet principal et le répéteur d'une dérivation respectivement On 15 considère une dérivation à trois voies, vers trois postes à une première extrémité du circuit et une dérivation à deux voies vers deux postes à l'autre extrémité comme représenté par exemple sur la figure 2 Une dérivation vers trois voies nécessite deux unités de dérivation 20 bidirectionnelle BU 1 et BU 2 placées à des endroits différents comme représenté Le répéteur du trajet principal a des modules de réception pour chaque sens, en parallèle avec une diode de Zener Z 1 utilisée en commun, et des modules d'émission TX pour chaque sens, en parallèle 25 avec une seconde diode de Zener Z 2 qui est en commun. Les diodes de Zener maintiennent une chute de tension voulue afin que chaque module consomme un courant IR Un trajet de fuite comprend une résistance de fuite RB et consomme un courant I 2 Le courant des diodes est appelé IZ Dans les conditions de défaut dans une dérivation, la dérivation intacte augmente son courant et les diodes Z 3, Z 4, Z 5 et Z 6 ont un courant qui est porté à Iz + I/2 qui, dans un exemple de circuit, peut correspondre à une augmentation du courant de Zener de 50 m A par 35 exemple à une valeur proche de 0,7 A. Le répéteur en dérivation (figure 4) a quatre diodes de Zener Z 3, Z 4, Z 5, Z 6 montées en série, les modules de réception et d'émission des deux sens (A vers B et B vers A) étant raccordés aux bornes des diodes de Zener respectives Le courant d'alimentation est égal alors à I/2 Les résistances de fuite RB sont montées 5 aux bornes de la combinaison série des modules d'émission et de réception REC et TX, pour chaque sens Le courant de fuite 13 présente la relation indiquée sur la figure 4. Dans les unités de dérivation ou de branchement BU et BU 1 alimentant la liaison transocéanique (figure 2), 10 deux diodes à haute tension D 1, D 2 sont montées et peuvent donner une tension inverse égale à la tension maximale d'alimentation à l'une ou l'autre extrémité du circuit, quelle que soit la configuration Les diodes sont reliées de manière qu'elles soient polarisées dans le sens direct 15 dans le cas d'un courant normal Cependant, en cas de court-circuit en mer dans un cable en dérivation, il apparaît une différence de potentiel entre le point de branchement et la dérivation en panne, cette différence de potentiel apparaissant aux bornes de la diode de cette 20 dérivation en sens inverse du sens normal. Aucun courant ne circule alors du circuit qui fonctionne à la dérivation en panne, mis à part le courant de fuite en inverse de la diode qui peut être rendu très faible En cas de panne ou de défaut, le personnel du 25 poste alimentant la dérivation défectueuse informe le personnel de l'autre poste qu'il doit augmenter le courant d'alimentation afin qu'il maintienne le trafic dans la liaison transocéanique. Dans le cas de la présence d'un troisième point 30 d'atterrissage comme indiqué sur la figure 2, l'unité supplémentaire BU 2 de branchement ou de dérivation de la troisième dérivation est utilisée Elle ne contient pas de diodes à haute tension mais deux diodes de Zener Z 7, Z 8, montées dos à dos La troisième dérivation 51 est 35 alimentée indépendamment du reste du circuit, par l'intermédiaire d'une masse SE formée à la mer et partant de la dérivation; les diodes de Zener sont montées en série avec la masse formée à la mer et leur rôle est d'isoler le conducteur d'alimentation en énergie en cas de panne dans la dérivation si bien que les procédés de localisation de défaut en courant continu ou en courant quasi-continu peuvent encore être utilisés (dans l'autre unité de bran5 chement, cette fonction est exécutée par la tension de seuil des diodes à haute tension) Quatre câbles, deux à chaque extrémité, pénètrent dans les cloisons à haute pression de cette unité de branchement: ils sont de type optique, mais l'un deux, le câble formant la masse 10 à la mer peut contenir des fibres ou non. Des unités de dérivation de réserve peuvent être utilisées dans tous les cas précédents: elles forment quatre garnitures d'entrée et contiennent à la fois des diodes à haute tension et des diodes de Zener indiquées 15 précédemment Les garnitures inutilisées sont bouchées par des blocs et les diodes à haute tension inutilisées sont mises en court-circuit Les unités de dérivation, lorsqu'elles ne sont pas utilisées, peuvent être démontées de la même manière que les filtres correcteurs embarqués 20 dans le cas des circuits coaxiaux analogiques Les diodes à haute tension peuvent rester en place, au détriment des mesures précitées de localisation de défaut en courant quasi-continu sur le câble, entre les unités de branchement. Dans le cas d'un défaut sur une dérivation, 25 toutes les opérations de réparation peuvent être réalisées normalement Cependant, lorsque l'extrémité de la réparation tournée vers la liaison transocéanique est exposée avant le raccordement final, cette extrémité du câble risque de se charger à la tension du circuit par l'intermé30 diaire de la résistance de fuite des diodes à haute tension dans les unités de branchement Le circuit doit alors être déconnecté pendant une courte période afin qu'il permette la mise à la masse du conducteur d'alimentation, permettant ainsi la réalisation des raccordements optiques. 35 Une autre suppression de l'alimentation est nécessaire entre le début et la fin du rétablissement de l'isolement de polyéthylène du conducteur. Le circuit décrit met en oeuvre un câble sousmarin à fibres optique analogue à celui qui est décrit par exemple dans le brevet britannique n 2 115 172 A, l'alimentation en énergie électrique étant assurée par l'inter5 médiaire d'un profilé d'aluminium extrudé en C et fermé, les fibres centrales transmettant le signal. REVENDICATIONS 1 Circuit de télécommunications comprenant un câble principal qui se divise en deux câbles séparés de dérivation du côté d'une extrémité du circuit, dans 5 lequel le câble principal et l'un au moins des câbles en dérivation ont un répéteur de signaux, caractérisé en ce qu'un courant électrique (I) destiné à l'alimentation d'un répéteur du trajet principal est transmis par les deux câbles en dérivation ( 71, 81) lors du fonctionnement 10 normal et, en cas de défaut dans un câble en dérivation ( 81), le courant de l'autre câble en dérivation ( 71) peut être accru afin qu'il atteigne le courant nécessaire au câble principal, par l'intermédiaire d'un répéteur de dérivation ( 15) comprenant un circuit de dérivation 15 de courant (figure 4) destiné à mettre automatiquement en dérivation le courant supplémentaire nécessaire, et un dispositif (D 1) est destiné à empêcher le retour du courant vers la masse au niveau du défaut. 2 Circuit selon la revendication 1, caractérisé 20 en ce qu'il comprend une unité de dérivation (BU, BI) au niveau de laquelle le câble principal se divise, l'unité de dérivation contenant, pour chaque câble en dérivation,. un dispositif unidirectionnel respectif à haute tension (Dl, D 2) destiné à empêcher les fuites par retour de courant. 3 Circuit selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le répéteur de signaux du câble en dérivation (figure 4) a un premier circuit d'alimentation en énergie (Z 3, Z 4) destiné à un circuit répéteur 30 d'un premier trajet de transmission (A vers B) dans le câble en dérivation, un second circuit d'alimentation en énergie (Z 5, Z 6) destiné à un circuit répéteur d'un trajet de transmission (B vers A) dans le câble en dérivation, les circuits d'alimentation en énergie étant connectés 35 en série. 4 Circuit selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comprend un circuit à diodes de Zener (Z 3, Z 4) jouant le rôle du circuit d'alimentation en énergie et destiné à tansporter le courant accru nécessaire dans les conditions de défaut. Circuit selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un répéteur de 5 signaux (figure 3) du câble principal a un circuit d'alimentation en énergie (Zl, Z 2), destiné à alimenter en parallèle un circuit répéteur d'un premier trajet de transmission (A vers b) et un circuit répéteur d'un second trajet de transmission (B vers A) dans le câble principal. 6 Circuit selon la revendication 5, caractérisé en ce que, pour chaque trajet de transmission, un circuit récepteur et émetteur respectif (REC, TX) est disposé, et un premier dispositif à diode Zener (Z 1) étant destiné à transmettre en commun de l'énergie à une première paire 15 de circuits dans des trajets respectifs différents, et un second dispositif à diode de Zener (Z 2) étant destiné à alimenter en commun la seconde paire de circuits, les dispositifs à diode de Zener étant connectés en série. 7 Circuit selon l'une quelconque des revendica20 tions 3 à 6, caractérisé en ce que les répéteurs des trajets principal et en dérivation ont chacun un trajet de fuite de courant (RB) monté en parallèle avec un circuit d'alimentation en énergie. 8 Circuit selon l'une quelconque des revendica25 tions précédentes, caractérisé en ce que l'un des câbles en dérivation ( 81) a un câble auxiliaire ( 51) rejoignant un troisième poste terminal, le câble auxiliaire ayant un répéteur de signaux ( 16), le courant nécessaire à l'alimentation du répéteur étant transmis par le troisième 30 poste terminal par l'intermédiaire du câble auxiliaire ( 51) à une masse par l'intermédiaire de la jonction (BU 2) des câbles auxiliaire et en dérivation. 9 Circuit selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte une 35 première paire de trajets de transmission optique disposée le long du câble principal ( 1) et passant par un câble en dérivation ( 3) vers une première station terminale (B), une seconde paire de tajets de transmission optique disposée le long du câble principal ( 1) et passant par le second câble en dérivation ( 4) jusqu'à la seconde station terminale (C), et une troisième paire de trajets de transmission 5 optique disposée le long du premier et du second câble en dérivation ( 3, 4) par l'intermédiaire du point de branchement (BU). Unité de branchement destinée à un circuit selon la revendication 2, caractérisée en ce qu'elle 10 comprend une voie (la) destinée à un câble principal, une voie ( 71 a) destinée à un premier câble en dérivation et une voie ( 81 a) destinée à un second câble en dérivation et, pour chaque câble en dérivation, un dispositif unidirectionnel à haute tension (D 1, D 2) disposé afin qu'il empêche 15 les fuites vers la masse par retour de courant, au niveau d'un défaut rencontré par un câble en dérivation lors du fonctionnement.