Brevet FR2672752A1 — publié le 19920814

La présente invention concerne des systèmes sous- marins de télécommunications utilisant une alimentation en énergie électrique et en particulier, elle concerne des ensembles de branchement destinés à des systèmes à câbles sous-marins à fibres optiques. Les systèmes à câbles sous-marins ont été destinés à l'origine à connecter deux terminaux à terre qui se trou- vaient par exemple de part et d'autre de l'Océan Atlan- tique Un perfectionnement ultérieur a mis en oeuvre deux terminaux à terre d'un côté et un troisième de l'autre côté, un câble principal étant placé entre le troisième terminal à terre et une unité de branchement (intercon- nexion en Y) et des câbles dérivés ont été placés entre l'ensemble de branchement et les deux autres terminaux Des répéteurs peuvent être montés dans le câble principal et les câbles dérivés et une alimentation en énergie doit être réalisée Les répéteurs peuvent être alimentés par trans- mission d'un courant entre un terminal à terre (station terminale) placé à une première extrémité d'un câble de branche (principal ou de dérivation) et une masse distante (alimentation par une seule extrémité) ou entre deux' stations terminales quelconques (alimentation entre les deux extrémités) On a déjà proposé des ensembles de branchement grâce auxquels l'alimentation en énergie des répéteurs du câble principal et d'un câble de dérivation sont alimentés par les deux extrémités alors que les répéteurs de l'autre câble de dérivation sont alimentés par une seule extrémité, la masse étant formée par un câble sous-marin de masse partant de l'ensemble de branchement. L'ensemble de branchement peut comporter des relais grâce auxquels l'alimentation en énergie peut être changée (commutée) en cas de condition de panne dans l'une des branches afin que cette branche soit isolée alors que l'alimentation des autres branches se poursuit Cette commutation de l'alimentation en énergie peut aussi être réalisée par utilisation d'une signalisation à distance à la place de relais. On propose maintenant des systèmes à câbles sous- marins à fibres optiques ayant un certain nombre d'ensembles de branchement, c'est-à-dire impliquant de nombreux points d'atterrissage Les ensembles de branche- ment proposés jusqu'à présent ne conviennent pas dans les systèmes à nombreux ensembles de branchement car, dans certaines conditions de commutation, la protection catho- dique de la plaque de masse à la mer peut disparaître et, dans ce cas, la plaque de masse est érodée et finit par se désintégrer. La présente invention a donc pour objet la réalisa- tion d'une autre configuration d'ensemble de branchement qui peut être utilisée dans les systèmes à plusieurs ensembles de branchement, sans donner lieu à une dispari- tion de la protection cathodique. Plus précisément, l'invention concerne un ensemble de branchement destiné à être utilisé dans les systèmes à câbles sous-marins de télécommunications utilisant une alimentation en énergie électrique, l'ensemble ayant une terminaison respective pour chacun de trois câbles de ligne et une terminaison pour une masse de la mer, l'ensemble, comprenant trois relais électriques dont un seul est excité à la fois, et étant tel que, lorsque de l'énergie élec- trique est transmise entre deux terminaisons quelconques de câbles de ligne, la troisième terminaison de câble de ligne est isolée et est couplée à la terminaison de la masse de la mer. D'autres caractéristiques et avantages de l'inven- tion ressortiront mieux de la description qui va suivre, faite en référence au dessin annexé sur lequel: la figure 1 est un schéma fonctionnel d'un ensemble de branchement selon l'invention; et les figures 2 a, 2 b et 2 c indiquent les trois modes possibles d'alimentation de l'ensemble de branchement de la figure 1. Les ensembles de branchement selon l'invention, tels que représentés schématiquement par exemple sur la figure 1, sont de type passif, c'està-dire qu'ils ne nécessitent pas de régénérateur, etc des signaux optiques Ils sont destinés à terminer trois câbles et forment aussi la masse de la mer pour l'alimentation en énergie L'ensemble possède trois bornes 1, 2 et 3 auxquelles, pendant l'utili- sation, sont raccordés (terminés) des conducteurs d'alimen- tation des câbles respectifs de branche (câbles de dériva- tion), ainsi qu'une borne 4 de connexion à la masse de la mer Il faut noter sur la figure 1 que l'ensemble est symétrique Il comprend essentiellement trois relais à haute tension comprenant des bobinages A, B et C respecti- vement, ces bobinages étant montés en triangle, et des contacts de relais Al, Bl et Cl Chaque bobinage de relais est placé entre deux terminaisons de ligne et les contacts de relais correspondant à chaque bobinage sont associés à l'autre des terminaisons de lignes à la terminaison de masse de la mer, par exemple le bobinage C est placé entre les terminaisons 1 et 3 alors que les contacts Cl sont adjacents à la terminaison 2 et assurent la connexion à la terminaison 4 de masse de la mer Lorsque les contacts des relais sont dans les positions de commutation représentées' (état de repos), la disposition n'est pas alimentée et les bornes 1, 2 et 3 sont toutes connectées à un point 5 de jonction isolé de la masse de la mer Des circuits séries 6, 7 et 8 de diodes de Zener sont placés entre le point de jonction et les contacts Al, Bl et Cl des relais comme représenté Les diodes de Zener sont placées par paires dos à dos Une résistance respective de charge Ri, R 2, R 3 est montée en parallèle avec chaque circuit série 6, 7 et 8 des diodes de Zener La disposition globale assure la commuta- tion du courant de ligne entre les lignes (câbles) ayant leurs terminaisons Lorsque de l'énergie est appliquée à l'une quelconque des deux bornes ou plutôt aux branches qui leur sont connectées, la branche restante est isolée et est commutée à la masse de la mer Cette branche restante peut être alimentée indépendamment, c'est-à-dire alimentée par rapport à la masse de la mer. Les trois relais à haute tension sont utilisés pour la commutation des trajets d'alimentation en énergie Les deux lignes de branches entre lesquelles l'énergie est d'abord appliquée provoque la commutation automatique de l'autre ligne à la masse de la mer Un seul des relais est excité à un moment quelconque Si l'énergie est d'abord appliquée entre les bornes 1 et 3, le relais ayant le bobinage C et les contacts Cl est excité et la borne 2 est connectée à la borne 4 et à la masse de la mer (figure 2 a). Si l'énergie est d'abord appliquée entre les bornes 1 et 2, le relais ayant le bobinage B et les contacts Bl est excité et la borne 3 est connectée à la masse de la mer (figure 2 b) Si l'énergie est d'abord appliquée entre les bornes 2 et 3, le relais ayant le bobinage A et les contacts Ai est excité et la borne 1 est ainsi connectée à la masse de la mer (figure 2 c). Le procédé de commutation de l'alimentation en énergie de l'ensemble de branchement comprend de préférence l'application d'un faible courant de l'ordre de 100 à 300 m A par exemple entre les deux branches par lesquelles l'énergie est destinée à être appliquée,-avec la mise en circuit ouvert, à l'extrémité distante, de la branche qui doit être commutée à la masse de la mer Le courant circule alors dans le bobinage du relais entre les deux branches alimentées, si bien que les contacts de relais de la troisième branche commutent cette branche à la masse de la mer La chute de tension aux bornes du bobinage du relais est maintenue à l'aide des paires respectives de circuits à diodes de Zener, par exemple des circuits 6 et 7 pour le bobinage C Lorsqu'un relais a commuté, le courant de chaque branche peut être augmenté jusqu'au courant maximal de ligne, la plus grande partie circulant dans les paires respectives de diodes de Zener, par exemple 6 et 7 pour le bobinage C. Si le mode d'alimentation en énergie est initia- lement réglé comme indiqué sur la figure 2 a, par exemple, et le câble de branche couplé à la borne 3 présente ensuite un défaut en circuit ouvert, le courant ne circule plus dans le bobinage C et les contacts Cl reviennent à la position représentée sur la figure 1 si bien que la borne 2 est déconnectée de la masse de la mer Le courant peut alors circuler entre les bornes 1 et 2 si bien que les contacts Bl du relais commutent et relient la borne 3 à la borne 4 et la masse de la mer, et que le câble de branche ayant le défaut est isolé, alors que les autres câbles de branche peuvent continuer à recevoir de l'énergie Si le câble de branche couplé à la borne 3 présente un défaut de mise en court- circuit, le système n'est plus alimenté et il est alimenté à nouveau avec les contacts Bl commutés afin qu'ils relient la borne 3 à la masse de la mer, si bien que le câble de branche ayant le défaut est aussi isolé. Lorsqu'elle est utilisée dans un système ayant un certain nombre d'ensembles de branchement analogues, la réalisation de l'ensemble de branchement selon l'invention présente l'avantage, par rapport aux réalisations anté- rieures, de permettre l'isolement des défauts de mise en circuit ouvert ou en court-circuit d'une branche quelconque et l'alimentation des branches sans défaut, sans perte de' protection cathodique de la masse de la mer Comme l'ensemble de branchement est symétrique, cette protection est assurée sur les trois lignes dont l'ensemble de bran- chement forme une terminaison. Comme on peut le noter, la réalisation de l'ensemble de branchement n'est pas sensible à la polarité si bien que, lorsque l'ensemble est utilisé avec des répéteurs permettant une alimentation réversible, la flexibilité est accrue pour la disposition de l'alimentation en énergie. REVEND ICAT IONS 1 Ensemble de branchement destiné à être utilisé dans un système à câbles sous-marins de télécommunications utilisant une alimentation par de l'énergie électrique, l'ensemble ayant une terminaison respective ( 1, 2, 3) pour chacun des trois câbles de lignes et une terminaison ( 4) pour une masse de la mer, caractérisé en ce que l'ensemble comprend trois relais électriques (A, Ai; B, Bl; C, Cl) dont un seul est excité à un moment donné, et il est tel que, lorsque de l'énergie électrique est transmise entre deux terminaisons quelconques ( 1, 2, 3) de câbles de lignes, la troisième terminaison est isolée des autres et est couplée à la terminaison ( 4) de la masse de la mer. 2 Ensemble de branchement selon la revendication 1, caractérisé en ce que les bobinages (A, B, C) des trois relais forment un réseau en triangle, chaque bobinage pouvant être connecté entre une paire respective de termi- naisons ( 1, 2, 3) de câbles de lignes, et les contacts de relais (Ai, Bi, Cl) correspondant à chaque bobinage sont associés à l'autre des terminaisons de câbles de lignes et à la terminaison ( 4) de masse de la mer, si bien que l'application d'énergie entre une paire de terminaisons de câbles de lignes provoque la commutation des contacts du relais associé et que la troisième terminaison de câbles de lignes est connectée à la terminaison de la masse de la mer. 3 Ensemble de branchement selon la revendication 2, caractérisé par l'incorporation de circuits à diodes de Zener ( 6, 7, 8) placés en parallèle avec chaque bobinage de relais et destinés à maintenir l'état commuté des contacts de relais (Ai, Bl, Cl), les circuits de diodes de Zener étant tels que l'ensemble de branchement est insensible à la polarité. 4 Ensemble de branchement selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comporte'trois circuits ( 6, 7, 8) de deux diodes de Zener couplées dos à dos, chaque circuit de diodes de Zener étant monté en parallèle avec un bobinage de relais comprenant une paire respective de circuits séries montés en série. Ensemble de branchement selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comprend une résistance respective de charge (Rl, R 2, R 3) montée en parallèle avec chacun des trois circuits séries ( 6, 7, 8) de deux diodes de Zener.