(57)【要約】   耐圧容器を海底環境で使用するために提供する。耐圧容器には、耐圧筺体、及び耐圧筺体の対向する端部に配設されて、各々がその中に電気導体を含む光ケーブルの端部を其々受容する少なくとも２つのケーブル受容要素を含み、上記ケーブル受容要素を光ケーブルの其々の電気導体と電気的接触状態にするよう構成する。少なくとも１つの光増幅器を耐圧容器内に設置する。光増幅器には、光ケーブルの電気導体から電力を受容するよう構成する少なくとも１つの電気部品を含む。耐圧容器には、少なくとも１つのケーブル受容要素を耐圧筺体から電気的に絶縁する電気絶縁要素も含む。
2007511912.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
海底環境で用いる耐圧容器であって、前記耐圧容器には耐圧筺体、及び耐圧筺体の対向する端部に配設されて、各々がその中に電気導体を含む光ケーブルの端部を其々受容する少なくとも２つのケーブル受容要素を含み、前記ケーブル受容要素を光ケーブルの其々の電気導体と電気的接触状態にするよう構成する耐圧容器と、
耐圧容器内に設置する少なくとも１つの光増幅器であって、前記光増幅器には少なくとも１つの光ケーブルの電気導体から電力を受容するよう構成する電気部品を含む光増幅器とを備えること、及び
前記耐圧容器には、少なくとも１つのケーブル受容要素を耐圧筺体から電気的に絶縁する電気絶縁要素を含むこと、を特徴とする海底光中継器。
【請求項２】
前記電気絶縁要素にはセラミック製要素を備えること、を特徴とする請求項１に記載の海底光中継器。
【請求項３】
前記耐圧筺体と前記電気絶縁要素を円筒形状にし、直径を等しくすること、を特徴とする請求項１に記載の海底光中継器。
【請求項４】
前記耐圧筺体と前記電気絶縁要素を円筒形状にし、直径を等しくすること、を特徴とする請求項２に記載の海底光中継器。
【請求項５】
前記耐圧筺体を金属材料製で形成すること、を特徴とする請求項１に記載の海底光中継器。
【請求項６】
前記耐圧容器を、海底光ファイバケーブルジョイントに適する耐圧容器とすること、を特徴とする請求項１に記載の海底光中継器。
【請求項７】
前記耐圧容器を、異なる構成を有する光ケーブルを接合するユニバーサル・ケーブルジョイントに適する耐圧容器とすること、を特徴とする請求項１に記載の海底光中継器。
【請求項８】
耐圧容器内部に設置する、前記少なくとも１つの光増幅器を含有する光増幅器モジュールを更に備えること、を特徴とする請求項１に記載の海底光中継器。
【請求項９】
前記光増幅器モジュールには、
海底光ファイバケーブルジョイントの内部ファイバ・スプライス筺体の外法寸法と略等しい外法寸法を有する内筺体を備え、該内筺体には、
１対の対向する端面であって、各端面には内筺体を前記海底光ファイバケーブルジョイントの外筺体内に保持する保持要素を有する端面、
前記対向する端面を相互接続し、前記対向する端面間で長手方向に延在する側壁であって、前記側壁には複数の貫通孔を有するレセプタクル部分を含み、該貫通孔の各々を光増幅器で使用する受動光部品を受容するサイズとする側壁、及び
その上に光増幅器と関連する電子回路が存在する少なくとも１枚の回路基板、を含むこと、
を特徴とする請求項８に記載の海底光中継器。    
【請求項１０】
端面の片方と熱接触する少なくとも１つの光ポンプソースを更に備えること、を特徴とする請求項９に記載の海底光中継器。
【請求項１１】
前記端面には各々少なくとも１つの内方に延在するボス部を含み、前記少なくとも１つの光ポンプソースが内方に延在するボス部の１つに存在すること、を特徴とする請求項１０に記載の海底光中継器。
【請求項１２】
光増幅器と関連する前記電子回路には、少なくとも１つの電圧降下用要素を含むこと、を特徴とする請求項９に記載の海底光中継器。
【請求項１３】
回路基板の第１面を側壁に亘り延在する表面上に存在させ、更に回路基板の第１面に実装する熱伝導パッドを備え、電圧降下用要素と側壁との間に熱伝導経路を設けること、を特徴とする請求項１２に記載の海底光中継器。
【請求項１４】
電圧降下用要素を熱伝導パッドに実装すること、を特徴とする請求項１３に記載の海底光中継器。
【請求項１５】
前記電圧降下用要素をゼナーダイオードとすること、を特徴とする請求項１３に記載の海底光中継器。
【請求項１６】
前記複数の貫通孔を側壁の前記レセプタクル部分に亘って長手方向に側面に延在させること、を特徴とする請求項９に記載の海底光中継器。
【請求項１７】
前記内筺体は概して円筒形であり、側壁の前記レセプタクル部分には円筒形の直径を画定する湾曲部を有すること、を特徴とする請求項９に記載の海底光中継器。
【請求項１８】
前記内筺体内に設置する光ファイバ収納領域を更に備えること、を特徴とする請求項９に記載の海底光中継器。
【請求項１９】
前記光ファイバ収納領域には、その周りに光ファイバを巻着できる少なくとも１つの光ファイバスプールを含むこと、を特徴とする請求項１８に記載の海底光中継器。
【請求項２０】
前記内筺体を、各々に保持要素の１つを含む１対の半体から形成すること、を特徴とする請求項９に記載の海底光中継器。
【請求項２１】
各回路基板を異なる１つの半体に設置すること、を特徴とする請求項２０に記載の海底光中継器。
【請求項２２】
前記側壁には、側壁のレセプタクル部分から長手方向に延在する１対のリブ部材を含み、前記リブ部材各々には、それに亘り側面に延在するテンションロッド貫通孔を長手方向に有して、海底光ファイバケーブルジョイントで使用するテンションロッドを支持すること、を特徴とする請求項９に記載の海底光中継器。
【請求項２３】
内筺体の外法寸法を約１５ｃｍｘ５０ｃｍより小さくすることこと、を特徴とする請求項９に記載の海底光中継器。
【請求項２４】
内筺体の外法寸法を約７．５ｃｍｘ１５ｃｍとすることこと、を特徴とする請求項９に記載の海底光中継器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光中継器の分野に関し、特には海底光伝送システムで使用する光中継器に関する。
【背景技術】
【０００２】
海底光伝送システムでは、光ファイバケーブルを通して伝送される光信号はケーブル長に亘り減衰するが、ケーブル長は数千マイルにも及ぶ可能性がある。こうした信号の減衰を補償するために、光中継器はケーブル長に沿って戦略的に配置される。
【０００３】
典型的な光中継器では、光信号を伝搬する光ファイバケーブルは、中継器に入り、少なくとも１台の増幅器及び、光カプラ及びデカプラ等様々な部品を通して連結されて後、中継器を出る。これらの光学的部品は、光ファイバを介して互いに連結される。中継器は、中継器を環境による損害から保護する密封構造体に収容される。敷設過程において、光ファイバケーブルは船上に設置された大ドラムに巻かれる。従って、中継器はケーブルと共にドラム周りに巻付けられることになる。信号の性質及び増加の一途を辿る光ファイバで伝送される情報量のために、中継器はより大型になり、ファイバの長さが増大すると、中継器がドラム周りに巻かれる際に、問題を引起こしてしまう。ドラムは直径が最高９〜１２フィートとなる可能性があり、現在の中継器は長さ５フィート超かも知れない。そのため、平らな状態、又は実質的に平らな状態にさえも、ドラムに沿ってはできない。相当な応力が、最高約１００，０００ポンドの力により、中継器と中継器を取着した光ファイバケーブルとの間の接続ポイントで、特にケーブルを繰出し及び巻取り中に、発生する。ケーブルにかかる非等軸負荷が、中継器を有するケーブル終端部でケーブルがひどく局所的に屈曲される結果、起こる可能性がある。こうした負荷は必然的に、ケーブル自体の引張強度をかなり下回る負荷で、ケーブル構成要素を破損に至らせてしまう。
【０００４】
中継器の敷設中でのケーブルの破損を防ぐために、屈曲制限器をしばしば設けるが、その目的はケーブルに掛かる力を等しくすることである。加えて、ジンバルを、屈曲制限装置を取着した中継器の各長手方向端部に設けるかも知れない。このジンバルにより、２方向で自由な角運動を提供する。中継器と屈曲制限装置との間のジンバルにより許容される屈曲角度によって、光ファイバケーブルに起こる局所的な屈曲が更に減少する。
【０００５】
従来の中継器はその大型な物理的サイズのために、より複雑になりコストも高く、一方で中継器の敷設に関して障害を招いてしまう。
【発明の開示】
【０００６】
本発明によれば、耐圧容器を海底環境で使用するために提供する。耐圧容器には、耐圧筺体、及び耐圧筺体の対向する端部に配設されて、各々がその中に電気導体を含む光ケーブルの端部を其々受容する少なくとも２つのケーブル受容要素を含み、上記ケーブル受容要素を光ケーブルの其々の電気導体と電気的接触状態にするよう構成する。少なくとも１つの光増幅器を耐圧容器内に設置する。光増幅器には、光ケーブルの電気導体から電力を受容するよう構成する少なくとも１つの電気部品を含む。耐圧容器には、少なくとも１つのケーブル受容要素を耐圧筺体から電気的に絶縁する電気絶縁要素も含む。
【０００７】
本発明の１態様によれば、電気絶縁要素にはセラミック製要素を備える。
【０００８】
本発明の別の態様よれば、耐圧筺体と上記電気絶縁要素を円筒形状にし、直径を等しくする。
【０００９】
本発明の別の態様によれば、耐圧筺体を金属材料製で形成する。
【００１０】
本発明の別の態様によれば、光増幅器を含有する光増幅器モジュールを設ける。モジュールには、海底光ファイバケーブルジョイントの内部ファイバ・スプライス筺体の外法寸法と略等しい外法寸法を有する内筺体を含む。内筺体には、１対の対向する端面であって、各端面には内筺体を海底光ファイバケーブルジョイントの外筺体内に保持する保持要素を有する端面を含む。内筺体には、対向する端面を相互接続し、対向する端面間で長手方向に延在する側壁も含む。側壁を熱伝導性材料製で形成し、該側壁には複数の貫通孔を有するレセプタクル部分を含み、該貫通孔の各々を光増幅器で使用する受動光部品を受容するサイズとする。モジュールには、その上に光増幅器と関連する少なくとも１つの電圧降下用要素等の電子回路が存在する少なくとも１枚の回路基板も含む。
【００１１】
本発明の別の態様によれば、少なくとも１つの光ポンプソースを端面の片方と熱接触させる。
【００１２】
本発明の別の態様によれば、端面には各々少なくとも１つの内方に延在するボス部を含む。光ポンプソースを、内方に延在するボス部の１つに存在させる。
【００１３】
本発明の別の態様によれば、回路基板の第１面を側壁に亘り延在する表面上に存在させる。熱伝導パッドを回路基板の第１面に実装し、電圧降下用要素と側壁との間に熱伝導経路を設ける。
【００１４】
本発明の別の態様によれば、電圧降下用要素を熱伝導パッドに実装する。
【００１５】
本発明の別の態様によれば、電圧降下用要素をゼナーダイオードとする。
【００１６】
本発明の別の態様によれば、複数の貫通孔を側壁のレセプタクル部分に亘って長手方向に側面に延在させる。
【００１７】
本発明の別の態様によれば、内筺体は概して円筒形を有する。側壁のレセプタクル部分には円筒形の直径を画定する湾曲部を有する。
【００１８】
本発明の別の態様によれば、海底光ファイバケーブルジョイントは、異なる構成を有する光ケーブルを接合するユニバーサルジョイントとする。
【００１９】
本発明の別の態様によれば、ファイバ収納領域には、その周りに光ファイバを巻着できる少なくとも１つの光ファイバスプールを含む。
【００２０】
本発明の別の態様によれば、内筺体を、各々に保持要素の１つを含む１対の半体から形成する。
【００２１】
本発明の別の態様によれば、側壁には、側壁のレセプタクル部分から長手方向に延在する１対のリブ部材を含む。リブ部材各々には、それに亘り側面に延在するテンションロッド貫通孔を長手方向に有して、海底光ファイバケーブルジョイントで使用するテンションロッドを支持する。
【００２２】
本発明の別の態様によれば、内筺体の外法寸法を約１５ｃｍｘ５０ｃｍより小さくする。
【００２３】
本発明の別の態様によれば、内筺体の外法寸法を、約７．５ｃｍｘ１５ｃｍとする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
本発明者らは、かなり小型の中継器を、まず中継器の長さを減少することによって達成でき、それにより、中継器の敷設中に、中継器に掛かる応力を大幅に軽減し、その結果ジンバルの必要性を除けること、を認識した。ジンバルの除去により、今度は更に中継器サイズを縮小できる。
【００２５】
本発明者らは、サイズを大幅に縮小した中継器を、海底環境に相応しい既製の部品から形成したユニットに収容できることも更に認識した。特に、本発明者らは、異なる海底光ファイバケーブルを相互接続するために従来使用されている筺体を、超小型形状要因中継器筺体として使用できることも認識した。以下に記述するように、かかる筺体の１つは、一般にユニバーサルジョイントと称され、海底ケーブルを維持するための事実上の世界的な業界標準となっており、良好な敷設に関しては長い歴史がある。本発明は、このように中継器を提供するが、該中継器は、その小型サイズ故に、容易に敷設され、海底光通信産業で既に定着している、経済的で海底に適した筺体に設置される。その上、ユニバーサルジョイントにより異なる光ファイバケーブルを相互接続できるため、中継器を使用して、異なる製造会社製の各種ケーブル及びシステム同士を連結できる。
【００２６】
本発明についての理解を容易にするために、海底光ファイバケーブルの例を、図１と関連して記述する。異なるケーブル製造会社が異なる構成及び寸法を有するケーブルを使用するとしても、殆どのケーブルは、殆ど図１で表した部品をいずれの形状にせよ使用している。光ファイバケーブル３３０には、単独の、中心に設置するゲル充填バッファチューブ３３２を備え、該バッファチューブをアルミニウム又はステンレス鋼製等の金属製とする。ゲル充填バッファチューブ３３２には光ファイバ３３５を含有する。場合によっては、バッファチューブ３３２の代わりに、中心に配置するキングワイヤを、ポリマーに埋込んだ光ファイバで包囲して用いる。２層の鋼撚線を、強度材として用いて、バッファチューブに巻付ける。１層には鋼撚線３３８を含み、もう１層には鋼撚線３３９を含む。銅製導体３４０で鋼撚線を囲み、該銅製導体を電気導体及び密閉障壁として用いる。ポリエチレン製の外被３４２には銅製導体３４０を封入し、該外被を絶縁層として用いる。
【００２７】
図２は、海底光データ通信システムで使用する光ファイバケーブルを接合するためのユニバーサル・ケーブルジョイントについて簡略化した説明図を示す。このようなジョイントをユニバーサル・ケーブルジョイントと称するが、これは製造会社に関係なく、該ジョイントが多くの異なるタイプの海底光データ通信ケーブルを相互接続できるためである。ケーブルジョイントには、その中に光ファイバ・スプライスを設置する共通部品アセンブリ１０を含む。ファイバ・スプライスを２本のファイバから形成するが、該ファイバは各々がケーブル端末ユニット１２で終端する２本のケーブルから其々発生している。保護アセンブリ１５は、共通部品アセンブリ１０及びケーブル端末ユニット１２を囲み、外部環境から保護している。
【００２８】
図３では、グローバル・マリン・システム社（Ｇｌｏｂａｌ  Ｍａｒｉｎｅ  Ｓｙｓｔｅｍｓ  Ｌｉｍｉｔｅｄ）及びユニバーサル・ジョイント・コンソーシアム（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｊｏｉｎｔ  Ｃｏｎｓｏｒｔｉｕｍ）から入手可能であるユニバーサル・ケーブルジョイントの特別な例を示しており、このジョイントは、前述のように、しばしば単にユニバーサルジョイントと称される。図２及び図３では、それに続く図と同様に、同じ参照番号では同じ要素を示す。図３では、図２で表した保護アセンブリ１５には、共通部品アセンブリ１０を囲むステンレス鋼製スリーブ１４と、共通部品アセンブリ１０を覆って成形するポリエチレン製スリーブ１６を備える。ステンレス鋼製スリーブ１４により、張力、捩り、圧縮荷重に対する耐性を提供し、更に、導電経路を設けて、該経路を通して電力を片方のケーブルの銅製導体から他方の銅製導体に伝送する。
【００２９】
接合過程は、様々なケーブルの層を後方に剥離し、所定長さの外被、銅製導体、鋼撚線及びファイバパッケージ（例えば、光ファイバを含有するバッファチューブ又は光ファイバで囲んだキングワイヤ）を現すことにより開始する。鋼撚線を、ケーブル端末ユニット１２に設置したフェルールアセンブリでクランプ固定する。ファイバパッケージを共通部品アセンブリ１０にまで延伸させ、そこで該パッケージを一連のクランプで適当な位置に保持する。共通部品アセンブリ１０では、個々のファイバを分離し、他方のケーブルからのそれらに対応するファイバにスプライスする。スプライスを、余長なファイバと共に、輪にし、共通部品アセンブリ１０内部に形成する回路に巻きつける。共通部品アセンブリ１０をステンレス鋼製スリーブ１４に挿入し、端部キャップ１３をアセンブリ１０の各端部に螺着する。２本のテンションロッド１７及び１９を、端部キャップ１３及び共通部品アセンブリ１０を通して延伸させる。テンションロッド１７及び１９を、敷設過程において、ジョイントを船から海底環境に移す際、ユニバーサルジョイントに印加される引張荷重を載荷するよう設計する。最後に、ジョイントを溶融ポリエチレンを射出する型に置き、ケーブル外被と継続するガイシ（即ち、ポリエチレン製スリーブ１６）を設ける。ステンレス鋼製スリーブ１４及び端部キャップ１３により画定するアセンブリを、ケーブルジョイントを収容する耐圧容器として用いる。
【００３０】
本発明者らは、図２〜図３で表したユニバーサル・ケーブルジョイント等のケーブルジョイントを変更して、その中に１つ又は複数の光増幅器を設置する中継器筺体として役立てられることを認識した。図４〜図９では、図１〜図４で見られる共通部品アセンブリ１０に代わる光増幅器モジュール４００の１実施例を示す。光増幅器モジュール４００は、共通部品アセンブリと略同じ寸法、僅か約７．５ｃｍｘ１５ｃｍ、を有する必要がある。前述のように、これはサイズに関して、しばしば数フィートの長さである従来の中継器筺体より遙かに小さい。図で表される光増幅器モジュール４００では４つのエルビウム添加光ファイバ増幅器（ＥＤＦＡ）を支持できる、即ち二重増幅器ユニットとして２つのファイバ対其々を物理的に纏めている。勿論、本発明には、任意の数のＥＤＦＡを支持可能な光増幅器モジュールを含む。
【００３１】
各光増幅器には、エルビウム添加ファイバ、光ポンプソース、アイソレータ及び利得平坦化フィルタ（ＧＦＦ）を含む。増幅器を単段で、交差結合させたポンプレーザで前方にポンピングさせるものとする。３ｄＢのカプラにより、二重増幅器にあるエルビウム添加ファイバの両コイルを、２つのポンプレーザの内１つが破損した場合に、ポンピングできる。出力部で、アイソレータは増幅器に入る後方散乱光から保護する。利得平坦化フィルタを、設計した入力パワーで増幅器利得を平坦化するよう設計する。追加の光学経路を設けて、いずれかのファイバでの後方散乱光のフィルタ処理された部分を合せて反対方向に戻して、ＣＯＴＤＲタイプの線監視を可能にしてもよい。勿論、光増幅器モジュール４００では、異なる構造を有するＥＤＦＡ、例えば多段増幅器、前方及び逆方にポンピングする増幅器、同様にエルビウム以外の希土類元素を使用するファイバ増幅器、を支持してもよい。
【００３２】
光増幅器モジュール４００をケーブルジョイントの残りの部分と共存可能に設計し、それにより該モジュールをケーブル端末ユニット１２に接続し、ステンレス鋼製スリーブ１４内に共通部品アセンブリ１０と同様に、取付ける。
【００３３】
光増幅器モジュール４００の側面図を図４に、適所に端部キャップ１３を配して示す。モジュール４００を、対向する端面４０３に設置するフランジ４０２（図５参照）を有する略円筒形状構造体により画定する。長手方向平面４０５は、光増幅器モジュール４００を通して延在し、それによりモジュール４００を二分して２つの半体４０４及び４０４’にするが、該２半体は長手方向平面４０５に対して垂直な回転軸周りに対称である。つまり、図５で最も参照されるように、端面４０３を２部分に分割して異なる半体４０４に設置するよりはむしろ、各半体４０４に片方の端面４０３の部分を含めて、該端面上に其々のフランジ４０２を設置する。図５は、半体４０４の片方に関する斜視図を示す。図４〜図９で表される本発明の実施例では、各半体４０４には、２つのエルビウム添加ファイバ増幅器を収容する。
【００３４】
フランジ４０２は、図３で示されるユニバーサルジョイントのケーブル端末ユニット１２と組合わさる。図７及び図８の横断面図で見られるように、貫通孔４０７が端面４０３から内方に延在しており、該端面からユニバーサルジョイントのテンションロッドを挿入する。端面４０３にはユニバーサルジョイントの端部キャップ１３を光増幅器モジュール４００に固定するためのクリアランスホール４３０も含む。クリアランスホール４３０を、テンションロッドを貫通孔４０７に接続する線と垂直な線に沿って位置させる。
【００３５】
図４〜図６で示すように、各半体４０４には、円筒構造体の一部を画定する半円筒を成す湾曲した側壁４１２を含む。脊柱部材４０６は、湾曲した側壁４１２と一体化及び接触し、側壁から長手方向に延在する。ユニバーサルジョイントのテンションロッドを含む貫通孔４０７は、脊柱部材４０６を通り延在する。セラミック製ボス部４４０を、端部フランジ４０３から遠い脊髄部材４０６の端部に設置する。図５及び７で示すように、貫通孔４０７はセラミック製ボス部４４０を通して延在する。以下に記述するように、セラミック製ボス部４４０により１方の半体４０４から他方の半体に電流が流れるのを防ぐ。
【００３６】
回路基板支持面４１６は、半体４０４の周辺部に沿って長手方向平面４０５において延在する。回路基板４２６を支持面４１６に実装する。半体４０４及び４０４’を組付ける場合、回路基板４２６及び４２６’を、２枚の回路基板４２６と４２６’との間で電気接続性を提供する１対の相互連結する導電性電源ピン４２３で相互接続する。回路基板支持面４１６と脊柱部材４０６との間に設置する半体４０４の内部空洞を、光ファイバ収納領域として用いる。光ファイバスプール４２０を、光ファイバ収納領域内の脊柱部材４０６内面に設置する。エルビウム添加ファイバ、同じく余長なファイバを、光ファイバスプール４２０の周りにスプールする。光ファイバスプール４２０の外径を、少なくともファイバが特定の最小曲げ半径以上に曲がるのを十分に妨げる大きさとする。
【００３７】
湾曲した側壁４１２を、十分厚くし、長手方向に該側壁を通り延在する複数の貫通孔４１８を支持する。貫通孔４１８を、光増幅器の受動部品用レセプタクルとして用いる。即ち、各レセプタクル４１８には、アイソレータ、利得平坦化フィルタ、カプラ等の部品を含有できる。
【００３８】
端面４０３には其々、１対のポンプ支持ボス部４０３ａ（図６及び図７参照）を含むが、該ボス部は内方に延在し、回路基板４２６に平行する。回路基板４２６には切欠き部を有し、それによりポンプ支持ボス部４０３ａを露出させる。ポンプエネルギーを各光増幅器に提供するポンプソース４２７を、各ポンプ支持ボス部４０３ａ上に実装する。
【００３９】
電気接続性
前述のように、電気接続性を、２つのケーブル端末ユニット１２でのケーブル間で維持する必要がある。しかしながら、光増幅器モジュール４００における各種部品を、電気的に絶縁して、回路基板４２６に設置する電気部品に供給する必要がある小電圧（例えば５〜２０Ｖ）を可能にする必要がある。
【００４０】
再び図３を参照すると、光増幅器モジュール４００及びスリーブ１４をポリエチレン製スリーブ１６によって囲み、これを誘電体として用いる。電力をケーブル端末ユニット１２に設置するケーブル中の導体から取り、回路基板４２６に設置する導体を通して伝送する。回路基板のエポキシ樹脂が局所的な誘電体の役割を果たし、回路基板を光増幅器モジュール４００から電気的に絶縁する。電圧を回路基板の１枚の上に電気部品用に降下させた後、電圧を回路基板４２６から回路基板４２６’へと、其々がピン及びソケットアセンブリから成る１対のコンプライアント導体ピン４２３を介して、通す。ピン４２３により、引張力又は静水圧力の結果として発生するかも知れない如何なる軸方向移動も可能になる。
【００４１】
より具体的には、今図７及び図８を参照すると、電力を、以下のように、電気部品に供給する。ケーブル端末ユニット１２を電気的に作動させる又は活性であるため、端部キャップ１３も電気的に活性となる。電力導体を、回路基板４２６及び４２６’各々内部で延在させる。この電力導体は、ポンプ支持ボス部４０３ａから直接電力を受取る。１つ又は複数の、ゼナーダイオード等の電圧降下用要素を、回路基板４２６に設置する。ゼナーダイオードにより、電力導体を回路基板上の他の電気部品に電気的に連結し、電圧を電気部品を作動させるに十分な電圧に降下させる。電気接続性は電力導体に沿って延在し、回路基板に亘り他方の回路基板へと導体ピン４２３を介して継続される。このように電気接続性は、片方の端部キャップ１３から、端部キャップ１３と接触する端部フランジ４０３及びポンプ支持ボス部４０３ａを通り、ポンプ支持ボス部４０３ａ上に載置する回路基板４２６上に設置する電力導体を通り、電源ピン４２３の１つを通り、他方の回路基板４２６に設置する電力導体を通り、延在する。最後に、電気導電性は、他方の端部キャップ１３に、他方のポンプ支持ボス４０３ａ及び端部フランジ４０３を介して、延在する。
【００４２】
電気径路を、以下のように、光増幅器モジュール４００から分離する。電気絶縁パッドを、回路基板支持面４１６と回路基板４２６との間に設置する。このようにして、ポンプ支持ボス部４０３ａを回路基板４２６から、前述した電力導体を通す以外は、電気的に絶縁する。セラミック製アイソレータ４４２で、回路基板４２６を各半体４０４の側壁４１２に固定するボルトを囲む。セラミック製アイソレータ４４２により、ボルトから回路基板４２６に設置した部品への放電を防ぐ。各半体４０４に設置したセラミック製ボス部４４０により、該ボス部を接続する脊柱部材４０６を、端部キャップ１３とそれと接触する端部フランジ４０３の両方から、電気的に絶縁する。
【００４３】
図９では、貫通孔４０７を通り延在するテンションロッド４０９を端部キャップ１３から電気的に絶縁する方法を示す。図９の最左の端部キャップ１３で示すように、セラミック製ワッシャ４４４で各テンションロッド４０９の先端部を囲む。セラミック製ワッシャ４４４により、端部キャップ１３をテンションロッド４０９から電気的に絶縁する。セラミック製ワッシャ４４４により構築するシールでは密閉しないので、銅製ワッシャ４４６及び４４８も備えて、確実にこうしたハーメチックシールをテンションロッドと端部キャップ１３との間に獲得する。テンションロッド４０９のねじ切り端部を、対向する端部キャップ１３内で終端させ、ねじ切り端部は端部キャップ１３から電気的に絶縁させない。
【００４４】
耐圧容器のスリーブ１４は耐圧容器の端部キャップ１３に接続するので、スリーブ１４を好適には非導電性材料から形成すべきである。例えば、スリーブ１４を熱伝導性セラミックから形成してもよく、これはその強度のため有利である。しかしながら、こうしたセラミックはしばしば名目上導電性であるため、誘電体としての機能を果たすためには、該セラミックに酸化物表面を設ける必要がある。酸化物の表面仕上げを、好適には研磨仕上げとし、ハーメチックシールの形成を容易にさせる。
【００４５】
本発明の実施例によっては、スリーブ１４をステンレス鋼等の金属材料から形成すると有利であるかも知れない。この場合、耐圧容器のスリーブと端部キャップ１３との間の電気連続性を、端部キャップ１３の片方とスリーブ１４との間に挿入する電気絶縁リングを使用して切断してもよい。かかるリングの例を、図１１に示す。この例では、絶縁リング６をスリーブ１４と同じ半径寸法を有して構成する。絶縁リング６は、セラミックのようないかなる適当な金属製であってもよい。リング６の対向する端面を好適には研磨仕上げとし、それにより各端面で端部キャップ又はテンションスリーブ１４のどちらかとシールを形成する。
【００４６】
温度管理
ポンプソース４２７及びゼナーダイオードは、相当な量の熱を発生するが、こうした熱を放散して、確実に各種部品の温度がそれらの運転制限値を上回らないようにする必要がある。これは、ポンプソース４２７及びゼナーダイオードは小領域に亘り数ワットの電力を発生させる可能性があるため、特に困難な問題である。その上、熱エネルギーを放散する一方で、同時にこれら同じ部品の電気的絶縁を達成する必要があり、２つの目標は明らかに互いにやや対立するものである。以下に詳述するように、光増幅器モジュール４００の多くの特徴によって温度管理を促進し、それにより熱を十分に放散する。
【００４７】
先に述べたように、ポンプソース４２７を端部フランジ４０３のポンプ支持ボス部４０３ａに実装する。ポンプソース４２７からの熱を、それによりポンプ支持ボス部４０３ａを通して端部フランジ４０３に伝導するが、該フランジは比較的大きな質量を有するので、効果的なヒートシンクとしての機能を果たす。端部フランジ４０３は次に熱を図３で見られる端部キャップ１３へ伝導する。
【００４８】
光増幅器モジュール４００の側壁４１２を、金属、好適にはアルミニウム等の熱伝導性材料製とする。側壁４１２は比較的大きな表面積を有するので、側壁４１２をその表面に亘って熱を均等に分散させるスプレッダとして機能させ、それによりその局所的及び全体的な温度上昇を最低限に抑える。ゼナーダイオードを、好適にはできる限り側壁４１２近くに位置させ、それによりダイオードにより発生する熱を容易に側壁４１２に伝導可能にさせる。
【００４９】
例えば、図１０で最も参照されるように、本発明の１実施例において、ゼナーダイオード４８４を回路基板４２６の底部（即ち、回路基板のポンプソース４２７が存在する側と反対側）に設置する。銅製パッド４８０をこの底面に、回路基板４２６を支持面４１６に固定するボルト４８２を絶縁するセラミック製アイソレータ４４２の各々の下に、設置する。ゼナーダイオード４８４を銅製パッド４８０上に、ボルト４８２付近に実装する。銅製パッド４８０を、各ゼナーダイオード４８４のための片方の電気的接点として用い、他方の接点を参照番号４８６で表す。各銅製パッド４８０の一部を、回路基板支持面４１６上に存在させる。銅製パッド４８０は、回路基板４２６が載置される電気絶縁パッドに接触する。電気絶縁パッドは比較的良好な熱導体であり、それによってゼナーダイオード４８４により発生した熱を銅製パッド４８０から光増幅器モジュール４００の回路基板支持面４１６へ伝導する。このようにして、熱はゼナーダイオード４８４から、銅製パッド４８０及び電気絶縁パッドを通り、光増幅器モジュール４００に流れる。一旦熱がモジュール４００の側壁４１２に分散すると、熱はモジュール４００を囲むステンレス鋼製スリーブ１４へ直接伝導される。
【００５０】
熱の、端部キャップ１３及びテンションスリーブ１４という比較的大きな表面積に亘る広範な分散により、熱を、ポリエチレン製スリーブ１６を介して、該スリーブは特に良好な熱導体ではないけれども、海水に効果的に伝導できる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】海底光ファイバケーブルの例を示す。
【図２】海底光データ通信システムで使用する光ファイバケーブルを接合するためのユニバーサル・ケーブルジョイントについて簡略化した説明図を示す。
【図３】グローバル・マリン・システム社（Ｇｌｏｂａｌ  Ｍａｒｉｎｅ  Ｓｙｓｔｅｍｓ  Ｌｉｍｉｔｅｄ）及びユニバーサル・ジョイント・コンソーシアム（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｊｏｉｎｔ  Ｃｏｎｓｏｒｔｉｕｍ）から入手可能なユニバーサル・ケーブルジョイントの特別な例を示す。
【図４】本発明により構成した光増幅器モジュールの側面図を示す。
【図５】図４で表される光増幅器モジュールを形成する半体の１つに関する斜視図を示す。
【図６】図４で表される光増幅器モジュールを形成する半体の１つに関する側面図を示す。
【図７】図４で表される光増幅器モジュールを形成する半体の１つに関する断面側面図を示す。
【図８】図４に示される光増幅器モジュールの断面側面図である。
【図９】端部キャップと相互接続する光増幅器モジュールの部分の拡大断面側面図である。
【図１０】ゼナーダイオードを実装して熱伝達を容易にする方法を説明する回路基板の１枚の底面に関する平面図を示す。
【図１１】光増幅器モジュールを収容する耐圧容器の１実施例の斜視図を示す。
【符号の説明】
【００５２】
６                  リング
１０                共通部品アセンブリ
１２                ケーブル端末ユニット
１３                端部キャップ
１４、１６          スリーブ
１７、１９、４０９  テンションロッド
３３５              光ファイバ
３３８、３３９      鋼撚線
３４０              銅製導体
４００              光増幅器モジュール
４０２              フランジ
４０３              端部フランジ
４０３ａ            ポンプ支持ボス部
４０４、４０４’    半体
４０６              脊柱部材
４０７              貫通孔
４１２              側壁
４１６              回路基板支持面
４１８              レセプタクル
４２０              光ファイバスプール
４２３              電源ピン
４２６              回路基板
４２７              ポンプソース
４４０              ボス部
４４２              セラミック製アイソレータ
４４４              セラミック製ワッシャ
４８０              銅製パッド
４８２              ボルト
４８４              ゼナーダイオード
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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