(57)【要約】光増幅器装置が海底光伝送システムのために提供される。装置は、第１および第２のモジュールを含む。各モジュールは、海底光ファイバケーブル継手の内部ファイバスプライスハウジングの外側の寸法に実質的に等しい外側の寸法を有する内部ハウジングを含む。内部ハウジングは、海底光ファイバケーブル継手の外部ハウジング内の内部ハウジングを保持するための保持エレメントを各々有する一対の相対する端面を含む。内部ハウジングはまた、相対する端面を相互接続し、縦方向に相対する端面の間に延びる側壁を含む。側壁は、複数のスルーホールであって、各スルーホールは光増幅器に用いられる受動光コンポーネントを受け取るような寸法に合わせて作られる、複数のスルーホールを有するレセプタクル部分を含む。
2008541461.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
海底光伝送システムのための光増幅器装置であって、
少なくとも第１のモジュールおよび第２のモジュールであって、該モジュールの各々は、
海底光ファイバケーブル継手の内部ファイバスプライスハウジングの外側の寸法に実質的に等しい外側の寸法を有する内部ハウジングであって、該内部ハウジングは、
一対の相対する端面であって、各端面が、該海底光ファイバケーブル継手の外部ハウジング内に該内部ハウジングを保持するための保持エレメントを有する、一対の相対する端面と、
該相対する端面を相互接続し、該相対する端面の間で長手方向に延びる側壁であって、該側壁は、複数のスルーホールであって、各スルーホールは光増幅器に用いられる受動光コンポーネントを受けるように寸法を合わせられている、複数のスルーホールを有するレセプタクル部分を含む、側壁と
を含む、内部ハウジングを含む、少なくとも第１のモジュールおよび第２のモジュールと、
該第１のモジュールを該第２のモジュールに結合するベンドリミッタと
を備えている、光増幅器装置。
【請求項２】
前記モジュールの各々は、少なくとも１つの光増幅器を含む、請求項１に記載の光増幅器装置。
【請求項３】
前記モジュールのうちの少なくとも１つは、
少なくとも１つの回路基板であって、光ファイバケーブルから、該回路基板にあり前記光増幅器に結合する電子機器まで電圧を伝えるための少なくとも１つの電圧降下エレメントが該回路基板上にある、少なくとも１つの回路基板と、
該光ファイバケーブルの導体から受けた電力を該少なくとも１つの回路基板に供給するための絶縁された電気的経路と
をさらに含む、請求項２に記載の光増幅器装置。
【請求項４】
前記電圧降下エレメントは、前記側壁と熱伝導する、請求項３に記載の光増幅器装置。
【請求項５】
前記端面のうちの１つと熱接触する少なくとも１つの光ポンプソースをさらに備えている、請求項２に記載の光増幅器装置。
【請求項６】
前記端面の各々は少なくとも１つの内部に延びるボスを含み、前記少なくとも１つの光ポンプソースは該内部に延びるボスのうちの１つにある、請求項５に記載の光増幅器モジュール。
【請求項７】
前記回路基板の第１の側は、前記側壁を通って延びる表面上にあり、該回路基板の該第１の側に取り付けられた熱伝導パッドをさらに備えており、前記電圧降下エレメントと該側壁との間の熱伝導経路を提供する、請求項３に記載の光増幅器モジュール。
【請求項８】
前記電圧降下エレメントは、前記熱伝導パッドに取り付けられている、請求項７に記載の光増幅器モジュール。
【請求項９】
前記海底光ファイバケーブル継手は、結合される光ファイバケーブルの端末部分がそれぞれ保持されている一対のケーブル終端ユニットを含み、該保持エレメントの各々は該ケーブル終端ユニットのうちの１つに接続可能である、請求項３に記載の光増幅器モジュール。
【請求項１０】
前記結合される光ファイバケーブルの各々の前記導体は、該保持エレメントのうちの１つに電気的に接触している、請求項９に記載の光増幅器モジュール。
【請求項１１】
前記絶縁された電気的経路は、前記保持エレメントのうちの１つに電気的に接触している前記回路基板内に設置された電源線を含む、請求項１０に記載の光増幅器モジュール。
【請求項１２】
前記電圧降下エレメントは、ツェナーダイオードを備えている、請求項３に記載の光増幅器モジュール。
【請求項１３】
前記少なくとも１つの回路基板は、一対の回路基板を備え、前記絶縁された電気的経路は、該一対の回路基板の該電源線を電気的に接続する少なくとも１つの電気伝導性ピンをさらに備えている、請求項１１に記載の光増幅器モジュール。
【請求項１４】
前記複数のスルーホールは、前記長手方向の前記側壁の前記レセプタクル部分を通って横に延びる、請求項１に記載の光増幅器モジュール。
【請求項１５】
前記内部ハウジングは、ほぼ円筒の形状を有し、前記側壁の前記レセプタクル部分は該円筒の形状の直径を規定する湾曲を有する、請求項１に記載の光増幅器モジュール。
【請求項１６】
前記海底光ファイバケーブル継手は、種々の構成を有する光ケーブルを結合するための自在継手である、請求項１に記載の光増幅器モジュール。
【請求項１７】
前記保持エレメントの各々は、フランジであって、該フランジを通って、前記光ケーブルのうちの１つの前記端末部分から延びる少なくとも１つの光ファイバが、前記内部ハウジングの中に延びる、フランジを含む、請求項１に記載の光増幅器モジュール。
【請求項１８】
前記内部ハウジング内に設置された光ファイバストレージエリアをさらに備えている、請求項１に記載の光増幅器モジュール。
【請求項１９】
前記光ファイバストレージエリアは、光ファイバがその回りに巻かれ得る少なくとも１つの光ファイバスプールを含む、請求項１８に記載の光増幅器モジュール。
【請求項２０】
前記内部ハウジングは、その一対のハーフユニットの各々が前記保持エレメントのうちの１つを含む一対のハーフユニットから形成される、請求項１に記載の光増幅器モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の記載）
本出願は、２００５年５月１３日出願の米国仮特許出願第６０／６８１，０６３号、名称「Ａｒｔｉｃｕｌａｔｉｎｇ  Ｒｅｐｅａｔｅｒ」の利益を主張し、該出願は、本明細書においてその全体が参考として援用される。
【０００２】
本出願は、２００３年１０月１６日出願の米国特許出願第１０／６８７，５４７号、名称「Ｏｐｔｉｃａｌ  Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ  Ｍｏｄｕｌｅ  Ｈｏｕｓｅｄ  Ｉｎ  Ａ  Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｃａｂｌｅ  Ｊｏｉｎｔ」に関連し、該出願は、本明細書においてその全体が参考として援用される。
【０００３】
本出願はまた、２００３年１１月１７日出願の米国特許出願第１０／７１５，３３０号、現在では、米国特許第６，９１７，４６５号に関連し、該出願は、本明細書においてその全体が参考として援用される。
【０００４】
本出願はまた、２００４年３月１２日出願の米国特許出願第１０／８００，４２４号、名称「Ｔｈｅｒｍａｌ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ  ｏｆ  ａｎ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ  Ｍｏｄｕｌｅ  Ｈｏｕｓｅｄ  ｉｎ  ａ  Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｃａｂｌｅ  Ｊｏｉｎｔ」に関連し、該出願は、本明細書においてその全体が参考として援用される。
【０００５】
（発明の分野）
本発明は光レピーターの分野に関し、より詳細には、海底光伝送システムに用いられる光レピーターに関する。
【背景技術】
【０００６】
海底光伝送システムにおいて、光ファイバケーブルを介して伝送される光信号は、数千マイルに及び得るケーブルの長さにわたり減衰される。この信号減衰を補償するために、光レピーターがケーブルの長さに沿って戦略的に設置される。
【０００７】
典型的な光レピーターにおいて、光信号を運ぶ光ファイバケーブルは、レピーターに入り、レピーターを出る前に少なくとも１つの増幅器ならびに光カプラおよび光デカプラなどの様々なコンポーネントを介して結合される。これらの光コンポーネントは、光ファイバを介して互いに結合される。レピーターは、周囲の損傷からレピーターを保護する密閉した構造に収納される。配置の処理中に、光ファイバケーブルは、船に設置された大きなドラムに巻かれる。その結果、レピーターはケーブルと共にドラムに巻きつけられる。信号の性質および光ファイバで伝送される益々増加する情報量のために、レピーターは益々大きくなり、レピーターの長さの増加は、ドラムの回りに巻きつけられるときに問題を発生させる。ドラムは直径９〜１２フィートまでであり得るが、現在のレピーターは長さが５フィートより大きくあり得、従って、ドラムに沿って平らに置くと、または実質的に平らに置くことさえ不可能である。１００，０００ポンドに達するオーダーでの力による巨大な圧力が、特にケーブルの繰り出しおよび巻き込み時に、レピーターとレピーターが取り付けられる光ファイバケーブルとの間の接続ポイントで、直面される。ケーブルに沿った等軸でない負荷は、レピーターとの終端部においてケーブルに課される厳しい局所的な曲がりの結果として生じ得る。この負荷は、必然的に、ケーブル自体の引っ張り強度より十分に下の負荷におけるケーブルコンポーネントの破損を生じさせる。
【０００８】
レピーターの配置中におけるケーブルの破損を防ぐために、ベンドリミッタがしばしば備えつけられ、ベンドリミッタの目的は、ケーブルに課される力を均等にすることである。さらに、ベンドリミッティングデバイスが取り付けられるレピーターの各長手方向の端部にジンバルが提供され得る。ジンバルは、２方向において自由な角度の動きを提供する。レピーターとベンドリミッティングデバイスとの間のジンバルによって可能になる曲がり角度は、光ファイバケーブルに課される局所的な曲がりをさらに減らす。
【０００９】
大きな物理的なサイズの従来のレピーターは、その配置を困難し、その複雑さとコストを増加させる。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【００１０】
（発明の概要）
本発明に従って、光増幅器装置が海底光伝送システムのために提供される。装置は、第１および第２のモジュールを含む。各モジュールは、海底光ファイバケーブル継手の内部ファイバスプライスハウジングの外側の寸法に実質的に等しい外側の寸法を有する内部ハウジングを含む。内部ハウジングは、海底光ファイバケーブル継手の外部ハウジング内に内部ハウジングを保持するための保持エレメントを各々有する一対の相対する端面を含む。内部ハウジングはまた、相対する端面を相互接続し、長手方向に相対する端面の間に延びる側壁を含む。側壁は、複数のスルーホールであって、各スルーホールは光増幅器に用いられる受動光コンポーネントを受け取るような寸法に合わせて作られる、複数のスルーホールを有するレセプタクル部分を含む。モジュールはまた、少なくとも１つの回路基板を含み、該回路基板には、導体から回路基板にあり光増幅器に関連する電子機器回路に電圧を伝えるための少なくとも１つの電圧降下エレメントがある。絶縁された電気的経路は、少なくとも１つの光ファイバケーブルにおける導体から受け取った電力を少なくとも１つの回路基板に供給する。電圧降下エレメントは、側壁と熱伝導する。ベンドリミッタは、第１のモジュールを第２のモジュールに結合する。
【００１１】
本発明の一局面に従って、モジュールの各々は、少なくとも１つの光増幅器を含む。
【００１２】
本発明の別の局面に従って、少なくとも１つの光ポンプソースは、端面のうちの１つと熱接触している。
【００１３】
本発明の別の局面に従って、端面の各々は少なくとも１つの内部に延びるボスを含む。光ポンプソースは内部に延びるボスの１つにある。
【００１４】
本発明の別の局面に従って、回路基板の第１の側は、側壁を通って延びる表面にある。熱伝導パッドは、回路基板の第１の側に取り付けられ、電圧降下エレメントと側壁との間の熱伝導経路を提供する。
【００１５】
本発明の別の局面に従って、電圧降下エレメントは、熱伝導パッドに取り付けられている。
【００１６】
本発明の一局面に従って、海底光ファイバケーブル継手は、結合される光ファイバの端末部分がそれぞれ保持されている一対のケーブル終端ユニットを含む。保持エレメントは各々、ケーブル終端ユニットのうちの１つに接続可能である。
【００１７】
本発明の別の局面に従って、結合される光ファイバケーブルの各々の導体は、保持エレメントのうちの１つに電気的に接触している。
【００１８】
本発明の別の局面に従って、絶縁された電気的経路は、保持エレメントのうちの１つに電気的に接触している回路基板内に設置された電源線を含む。
【００１９】
本発明の別の局面に従って、電力線から光増幅器に結合する電子機器まで電圧の一部分を伝えるために、少なくとも１つの電圧降下エレメントが提供される。
【００２０】
本発明の別の局面に従って、電圧降下エレメントはツェナーダイオードである。
【００２１】
本発明の別の局面に従って、回路基板は、一対の回路基板を備え、絶縁された経路は、一対の回路基板の電源線を電気的に接続する少なくとも１つの電気伝導性ピンをさらに含む。
【００２２】
本発明の別の局面に従って、複数のスルーホールは、長手方向に側壁のレセプタクル部分を通って横に延びる。
【００２３】
本発明の別の局面に従って、内部のハウジングは、ほぼ円筒の形状を有する。側壁のレセプタクル部分は円筒の形状の直径を規定する湾曲を有する。
【００２４】
本発明の別の局面に従って、海底光ファイバケーブル継手は、種々の構成を有する光ケーブルを結合するための自在継手である。
【００２５】
本発明の別の局面に従って、自在継手は、結合される光ケーブルの端末部分がそれぞれ保持されている一対のケーブル終端ユニットを含む。保持エレメントは各々、ケーブル終端ユニットのうちの１つに接続可能である。
【００２６】
本発明の別の局面に従って、保持エレメントの各々は、光ケーブルのうちの１つの端末部分から延びる少なくとも１つの光ファイバがフランジを通って内部のハウジングの中に延びるフランジを含む。
【００２７】
本発明の別の局面に従って、光ファイバストレージエリアは、光ファイバがその回りに巻かれ得る少なくとも１つの光ファイバスプールを含む。
【００２８】
本発明の別の局面に従って、内部ハウジングは、一対のハーフユニットの各々が保持エレメントのうちの１つを含む一対のハーフユニットから形成される。
【００２９】
本発明の別の局面に従って、側壁は、側壁のレセプタクル部分から長手方向に延びる一対のリブ付き部材含む。リブ付き部材の各々は、海底光ファイバケーブル継手によって用いられるテンションロッドをサポートするために長手方向に通過して横に延びるテンションロッドスルーホールを有する。
【００３０】
本発明の別の局面に従って、内部ハウジングの外側の寸法は、約１５ｃｍ×５０ｃｍより小さい。
【００３１】
本発明の別の局面に従って、内部ハウジングの外側の寸法は、約７．５ｃｍ×１５ｃｍである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
（詳細な説明）
本発明者らは、実質的により小さいレピーターが、その配置の間に、レピーターに対する圧力が大幅に減少されるように、まずレピーターの長さを減少させることによって、達成され得、それによってジンバルの必要性を除くことを認識している。ジンバルを除くことは、同時にレピーターの寸法のさらなる減少を可能にする。
【００３３】
本発明者らはさらに、サイズが実質的に減少したレピーターが、海底環境に適した既製のコンポーネントから形成されるユニットに収納され得ることを認識している。特に、本発明者らは、種々の海底光ファイバケーブルを相互接続するために従来用いられたハウジングは、超小型形状因子レピーターハウジングとしても用いられ得ることを認識している。下記に論議されるように、一般に自在継手（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｊｏｉｎｔ）と呼ばれる１つのそのようなハウジングは、海底ケーブルを維持するための事実上の世界的な標準となっており、良好な配置という長い歴史を有する。従って、本発明は、その小さなサイズのために容易に配置され、海底光通信産業においてすでに十分に確立されている経済的な海底に適したハウジングに設置されるレピーターを提供する。さらに、自在継手は、種々の光ファイバケーブルを相互接続し得るので、レピーターは、種々の製造業者の様々なケーブルおよびシステムとインタフェースするために用いられ得る。
【００３４】
本発明の理解を容易にするために、海底光ファイバケーブルの実施例が図１に関連して記述される。種々のケーブル製造業者は、種々の構成および寸法を有するケーブルを用いるが、ほとんどのケーブルは、１つの形式またはその他の形式で図１に描かれるコンポーネントの大部分を用いる。光ケーブル３３０は、アルミニウムまたはステンレス鋼などの金属から作られる、１つの、中央に設置されるゲル充填のバッファチューブ３３２を備えている。ゲル充填のバッファチューブ３３２は光ファイバ３３５を含む。一部の場合において、バッファチューブ３３２は、ポリマーに埋め込まれた光ファイバによって囲まれている、中央に配置されたキングワイヤによって置き換えられる。強度部材として役立つストランドワイヤの２つの層は、バッファチューブの回りに巻かれる。一方の層はストランドワイヤ３３８を含み、他方の層はストランドワイヤ３３９を含む。銅の導体３４０がストランドワイヤを囲み、電気的な導体およびハーメチックバリアの両方として役立つ。ポリエチレンから形成される外部ジャケット３４２は、銅の導体３４０をカプセルに包み、絶縁層として役立つ。
【００３５】
図２は、海底光電気通信システムにおける使用のための光ファイバケーブルを結合するための自在ケーブル継手の簡易略図を示す。そのような継手は、製造業者とは関係なく多くの種々のタイプの海底光電気通信ケーブルを相互に接続し得るので、自在ケーブル継手と呼ばれる。ケーブル継手は、光ファイバスプライスが設置されている共通コンポーネントアセンブリ１０を含む。ファイバスプライスは、各々がケーブル終端ユニット１２に終端する２つのケーブルからそれぞれ生じる２つのファイバから形成される。保護アセンブリ１５は、共通コンポーネントアセンブリ１０およびケーブル終端ユニット１２を囲み、外部の環境から保護する。
【００３６】
図３は、Ｇｌｏｂａｌ  Ｍａｒｉｎｅ  Ｓｙｓｔｅｍｓ  Ｌｉｍｉｔｅｄおよびｔｈｅ
Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｊｏｉｎｔ  Ｃｏｎｓｏｒｔｉｕｍから入手可能な自在ケーブル継手の特定の例を示し、これは上記されるようにしばしば、単に自在継手と呼ばれる。以下の図と同様に図２および図３において、同様の参照番号は同様のエレメントを示す。図３において、図２に描かれた保護アセンブリ１５は、共通コンポーネントアセンブリ１０を囲むステンレス鋼スリーブ１４および共通コンポーネントアセンブリ１０の上に成形されるポリエチレンスリーブ１６を備えている。ステンレス鋼スリーブ１４は、引張り、ねじりおよび圧縮の負荷に対する抵抗を提供し、電力が一方のケーブルの銅の導体からもう一方の銅の導体に伝送され得る電気伝導性の経路をさらに提供する。
【００３７】
結合処理は、ケーブルの様々な層をはぎとり返し、所定の長さのアウタジャケット、銅導体、ストランドワイヤおよびファイバパッケージ（例えば、光ファイバまたは光ファイバによって囲まれたキングワイヤを含むバッファ）を明らかにすることによって開始する。ストランドワイヤは、ケーブル終端ユニット１２に設置されるフェルールアセンブリにおいてクランプされる。ファイバパッケージは、共通コンポーネントアセンブリ１０の中に延び、そこで、ファイバパッケージは一連のクランプによって所定の場所に保持される。共通コンポーネントアセンブリ１０において、個々のファイバは、分離され、他方のケーブルからのそれぞれの対応するファイバにスプライスされる。スプライスは、余分のファイバと共に、ループされ、共通コンポーネントアセンブリ１０内に形成される経路にループされ、巻かれる。共通コンポーネントアセンブリ１０はステンレス鋼スリーブ１４に挿入され、エンドキャップ１３は、アセンブリ１０の各端部にねじ込まれる。２つのテンションロッド１７および１９は、エンドキャップ１３および共通コンポーネントアセンブリ１０を通って延びる。テンションロッド１７および１９は、継手が船からその海底環境に移動されるような配置処理中に、自在継手に設置される張力負荷を保持するように設計される。最後に、継手は、溶融したポリエチレン射出されるモールドに位置し、ケーブルの外部ジャケットに連続的な絶縁体（すなわち、ポリエチレンスリーブ１６）を提供する。
【００３８】
本発明者らは、図２および図３に描かれる自在ケーブル継手などのケーブル継手が１つ以上の光増幅器が設置されるレピーターハウジングとして役立つように変更され得ることを認識している。図４〜図９は、図１〜図４に見られる共通のコンポーネントアセンブリ１０に代わる光増幅器モジュール４００の１つの実施形態を示す。光増幅器モジュール４００は、約７．５ｃｍ×１５ｃｍに過ぎない共通のコンポーネントアセンブリと実質的に同じ寸法を有さなければならない。前述のように、このサイズは、しばしば数フィートの長さである従来のレピーターハウジングよりはるかに小さい。図に描かれた光増幅器モジュール４００は、２つのファイバ対の各々のためのデュアル増幅器として物理的に分類される４つのエルビウムドープファイバ増幅器（ＥＤＦＡ）をサポートし得る。もちろん、本発明は、任意の数のＥＤＦＡをサポートし得る光増幅器モジュールを包む。
【００３９】
各光増幅器は、エルビウムドープのファイバ、光ポンプソース、アイソレーター、およびゲイン平坦化フィルタ（ｇａｉｎ  ｆｌａｔｔｅｎｉｎｇ  ｆｉｌｔｅｒ）（ＧＦＦ）を含む。増幅器は、単段の、クロスカップル型ポンプレーザで前方励起される。２つのポンプレーザの１つが故障した場合、３ｄＢカプラによって、デュアル増幅器のエルビウムドープのファイバの両方のコイルが励起されることを可能にする。出力において、アイソレーターは、増幅器に入る後方散乱光に対して保護する。ゲイン平坦化フィルタは、設計された入力電力で増幅器利得を平坦化するように設計される。追加の光経路が提供され得、どちらかのファイバの後方散乱光のフィルタされた部分が反対方向に戻るように結合されることを可能にし、ＣＯＴＤＲタイプのラインモニタリングを可能にする。もちろん、光増幅器モジュール４００は、エルビウム以外の希土類元素を用いるファイバ増幅器と同様に、多段増幅器、前方励起および逆励起の増幅器などの種々の構成を有するＥＤＦＡをサポートし得る。
【００４０】
光増幅器モジュール４００は、ケーブル継手の残部と互換性があるように設計されることによって、ケーブル終端ユニット１２に接続し、共通コンポーネントアセンブリ１０と同じ方法でステンレス鋼スリーブ１４内に適合する。
【００４１】
エンドキャップ１３が所定の位置にある光増幅器モジュール４００の側面図が図４に示される。モジュール４００は、相対する端面４０３に設置されたフランジ４０２（図５に見られる）を有するほぼ円筒の形状構造によって規定される。長手平面４０５は、光増幅器モジュール４００を通って延び、それによって、モジュール４００を、長手平面４０５に垂直の回転軸に関して対称である２つのハーフユニット４０４および４０４’に２等分する。すなわち、図５に最も良く見られるように、端面４０３を異なるハーフユニット４０４に設置される２つの部分に分割するよりはむしろ、各ハーフユニット４０４は、それぞれのフランジ４０２が設置される端面４０３のうちの１つの一部分を含む。図５は、ユニット４０４のうちの１つの斜視図を示す。図４〜図９に描かれた本発明の実施形態において、各ハーフユニット４０４は、２つのエルビウムドープのファイバ増幅器を収容する。
【００４２】
フランジ４０２は、図３に示される自在継手のケーブル終端ユニット１２に合致する。図７〜図８の断面図に見られるように、スルーホール４０７は、端面４０３から内部に延び、端面４０３を通って、自在継手のテンションロッドが挿入される。端面４０３はまた、自在継手のエンドキャップ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を含む。クリアランスホール４３０は、テンションロッドスルーホール４０７を接続するラインに垂直のラインに沿って位置する。
【００４３】
図４〜図６に示されるように、各ユニット４０４は、円筒の形状構造の一部分を規定する半円筒を形成する曲がった側壁４１２を含む。背骨部材４０６は、曲がった側壁４１２に必須であり、接しており、そこから長手方向に延びる。自在継手のテンションロッドを含むスルーホール４０７は、背骨部材４０６を通って延びる。セラミックボス４４０は、エンドフランジ４０３から離れた背骨部材４０６の端部に設置される。図５および図７に示されるように、スルーホール４０７は、セラミックボス４４０を通って延びる。下記に論議されるように、セラミックボス４４０は、一方のハーフユニット４０４から他方への電流の流れを防ぐ。
【００４４】
回路基板サポート表面４１６は、長手平面４０５においてユニット４０４の周囲に沿って延びる。回路基板４２６は、サポート表面４１６に取り付けられる。ハーフユニット４０４および４０４’が組み立てられるとき、回路基板４２６および４２６’は、２つの回路基板４２６および４２６’との間の電気的接続性を提供する一対のインタロック伝導性電力ピン４２３によって相互に連結される。回路基板サポート表面４１６と背骨部材４０６との間に設置されるユニット４０４の内部空洞は、光ファイバストレージエリアとして役立つ。光ファイバスプール４２０は、光ファイバストレージエリアにおける背骨部材４０６の内部表面に設置される。任意の余剰ファイバと同様に、エルビウムドープのファイバは、光ファイバスプール４２０の回りに巻かれる。光ファイバスプール４２０は、少なくともファイバがその最小の特定の曲げ半径を越える曲がりを防ぐために十分な大きさの外径を有する。
【００４５】
曲がった側壁４１２は、その中を長手方向に延びる複数のスルーホール４１８をサポートするために十分に厚い。スルーホール４１８は、光増幅器の受動コンポーネントのためのレセプタクルとして役立つ。すなわち、各レセプタクル４１８は、アイソレーター、ゲイン平坦化フィルタ、カプラなどのコンポーネントを含み得る。
【００４６】
端面４０３の各々は、内部に延び、回路基板４２６に平行な一対のポンプサポートボス４０３ａ（図６および図７を参照されたい）を含む。回路基板４２６は、ポンプサポートボス４０３ａが露出するように、切り取りを有する。各光増幅器にポンプエネルギーを提供するポンプソース４２７は、各ポンプボス４０３ａに取り付けられる。
【００４７】
（電気的接続性）
前述のように、２つのケーブル終端ユニット１２におけるケーブル間の電気的接続性が維持されなければならない。しかしながら、光増幅器モジュール４００における様々なコンポーネントは、電気的に絶縁され、小さな電圧（例えば、５〜２０ｖ）を可能にし、該小さな電圧は回路基板４２６に設置される電気的なコンポーネントに供給されなければならない。
【００４８】
図３を再び参照すると、光増幅器モジュール４００およびスリーブ１４は、誘電体として役立つポリエチレンスリーブ１６によって囲まれる。電力は、終端ユニット１２に設置されるケーブルの導体から取られ、回路基板４２６に設置される導体を通って転送される。回路基板は、回路基板のエポキシ樹脂が局所的誘電体として働き、光増幅器モジュール４００から電気的に絶縁される。回路基板の１つの電気的なコンポーネントに対して電圧が降下した後に、電圧は回路基板４２６から回路基板４２６’に一対の障害伝導性ピン４２３（ｃｏｍｐｌａｉｎｔ  ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  ｐｉｎ）を介して通過し、該一対の障害伝導性ピンの各々は、ピンおよびソケットアセンブリを備えている。ピン４２３は、張力または静水圧の結果として発生し得る任意の軸上の動きを可能にする。
【００４９】
より詳細には、ここで図７および図８を参照すると、電力は電気的なコンポーネントに次のとおり供給される。ケーブル終端ユニット１２は電力が供給されるかまたは電気的に活性であるので、エンドキャップ１３もまた電気的に活性である。電力導体は、回路基板４２６および４２６’の各々内において延びる。電力導体は、ポンプサポートボス４０３ａから電力を直接受け取る。ツェナーダイオードなどの１つ以上の電圧降下エレメントは、回路基板４２６の上に設置される。回路基板上のその他の電気的なコンポーネントに電力導体を電気的に結合するツェナーダイオードは、電気的なコンポーネントに電力を供給するために十分な電圧を降下させる。電気的な接続性は電力導体に沿って延び、伝導性ピン４２３を介して他方に対して回路基板にわたって維持される。このようにして電気的伝導性は、１つのエンドキャップ１３から、エンドフランジ４０３およびエンドキャップ１３と接触しているポンプサポートボス４０３ａを通って、ポンプサポートボス４０３ａにある回路基板４２６に設置される電力導体を通って、電力ピン４２３のうちの１つを通って、および、他方の基板回路４２６に設置される電力導体を通って、延びる。最後に、電気的伝導性は、他のポンプサポートボス４０３ａおよびエンドフランジ４０３を介して、他方のエンドキャプ１３に延びる。
【００５０】
電気経路は、光増幅器モジュール４００から次のとおり絶縁される。電気的に絶縁なパッドは、回路基板サポート表面４１６と回路基板４２６と間に設置される。このように、ポンプサポートボス４０３ａは、前述の電力導体を通る場合を除き、回路基板４２６から電気的に絶縁される。セラミックアイソレータ４４２は、回路基板４２６を各ハーフユニット４０４の側壁４１２に留めるボルトを囲む。セラミックアイソレータ４４２は、ボルトから回路基板４２６に設置されるコンポーネントへの電気的放電を防ぐ。各ハーフユニット４０４に設置されるセラミックボス４４０は、それが接続される背骨部材をエンドキャップ１３とエンドキャップが接触するエンドフランジ４０３の両方から背骨部材４０６を電気的に絶縁する。
【００５１】
図９は、スルーホール４０７を通って延びるテンションロッド４０９がエンドキャップ１３から電気的に絶縁される方法を示す。最も左のエンドキャップ１３に関して図９に示されるように、セラミックワッシャ４４４は各テンションロッド４０９のヘッドを囲む。セラミックワッシャ４４４は、テンションロッド４０９からエンドキャップ１３を電気的に絶縁する。セラミックワッシャ４４４によって作られるシールはハーメチックではないので、そのようなハーメチックシールがテンションロッドとエンドキャップ１３との間で達成されることを確実にするために、銅のワッシャ４４６および４４８もまた提供されている。テンションロッド４０９のねじを切られた端部は相対するエンドキャップ１３において終端し、ねじを切られた端部はエンドキャップ１３から電気的に絶縁されていない。
【００５２】
スリーブ１４はエンドキャップ１３に接触するので、スリーブ１４は不導体材料から形成されることが好ましい。例えば、スリーブ１４は、熱伝導性セラミックから形成され得る。熱伝導性セラミックは強度のために有利である。しかしながら、そのようなセラミックは、しばしば名目上電気的に伝導性であるので、誘電体として役立たせるために酸化表面を提供される必要がある。酸化物の表面仕上げは、ハーメチックシールの形成を容易にするために磨かれることが好ましい。
【００５３】
（熱管理）
ポンプソース４２７およびツェナーダイオードは、様々なコンポーネントの温度がその動作限界を越えないことを確実にするために放散されなければならない相当な量の熱を生成する。これは特に困難な問題である。なぜならポンプソース４２７およびツェナーダイオードは小さなエリアに対して数ワットの電力を生成し得るからである。さらに、これらの同じコンポーネントの電気的な絶縁を同時に達成しながら、熱エネルギーは放散されなければならず、２つの目標は、明らかにいくぶん互いに調和しない。下記に詳述されるように、光増幅器モジュール４００の多くの特徴は、熱が適切に放散されるように熱管理を高める。
【００５４】
前述のように、ポンプソース４２７は、エンドフランジ４０３のポンプサポートボス４０３ａに取り付けられる。ポンプソース４２７からの熱は、それによって、ポンプサポートボス４０３ａを通って、エンドフランジ４０３に伝えられ、エンドフランジ４０３は、効果的なヒートシンクとして役立つように、相対的に大きな質量を有する。エンドフランジ４０３は同様に、熱を、図３に見られるエンドキャップ１３に伝える。
【００５５】
光増幅器モジュール４００の側壁４１２は、金属、好ましくはアルミニウムなどの熱伝導材料から作られる。側壁４１２は、相対的に大きい表面積を有するので、その局所的温度および全体の温度の上昇が最小限に維持されるように均一の方法でその表面全体に熱を分散させるスプレッダとして役立つ。ツェナーダイオードは、ダイオードによって生成される熱が側壁４１２に容易に伝えられ得るように、側壁４１２のできるだけ近くに位置することが好ましい。
【００５６】
例えば、図１０に最も良く見られるように、本発明の１つの実施形態において、ツェナーダイオード４８４は、回路基板４２６の底部に設置される（すなわち、ポンプソース４２７がある側と反対の回路基板の側）。銅のパッド４８０は、回路基板４２６をサポート表面４１６に留めるボルト４８２を絶縁するセラミックアイソレーター４４２の各々の下のこの底部表面に設置される。ツェナーダイオード４８４は、ボルト４８２に隣接した銅のパッド４８０に取り付けられる。銅のパッド４８０はツェナーダイオード４８４の各々に対する電気的接触の１つとして役立ち、その他は参照番号４８６によって示される。各銅のパッド４８０の一部分は回路基板サポート表面４１６にある。銅のパッド４８０は、回路基板４２６がある電気的絶縁性のパッドに接触する。電気的絶縁性のパッドは、比較的に良好な熱伝導体であり、それによって、ツェナーダイオード４８４によって生成される熱を銅のパッド４８０から光増幅器モジュール４００の回路基板サポート表面４１６に伝える。このように熱は、ツェナーダイオード４８４から銅のパッド４８０および電気的絶縁性のパッドを通って光増幅器モジュール４００の中に流れる。熱が一旦、モジュール４００の側壁４１２に分散されると、熱はモジュール４００を囲むステンレス鋼スリーブ１４に直接に伝えられる。
【００５７】
エンドキャップ１３およびテンションスリーブ１４の相対的に大きい表面積にわたる熱の広い分散によって、熱が、特に良好な熱伝導体ではない周りのポリエチレンスリーブ１６を通って海水に効果的に伝えられることが可能である。
【００５８】
（光増幅器モジュールの連結）
米国特許第６，８７０，９９３号において論議されるように、一部の状況において、図４〜図９に描かれる２つ以上の光増幅器モジュールの連結を用いることが望ましくあり得る。すなわち、２つ以上の光増幅器モジュール（各々がそれぞれのステンレス鋼スリーブに挿入され、それぞれのケーブル終端ユニットに接続され、レピーターハウジングを形成する）は、同じケーブルに沿って用いられ得る。前述のように、上記に描かれた光増幅器モジュールは、２つの増幅器ペアをサポートするように構成されるので、より多くの増幅器ペアが必要な場合は、それらは追加のモジュールに置かれ得る。例えば、２つのレピーターハウジングが同じケーブルに連結される場合、４つの増幅器ペアが提供され得る。より一般的には、Ｎ個の光増幅器モジュールの連結は、２Ｎ個の増幅器ペアをサポートし得る。
【００５９】
２つ以上のレピーターハウジングの連結は、種々様々な方法でハウジング間の増幅器コンポーネントを再分配するためにも用いられ得る。例えば、２つのそのようなハウジングが用いられる場合、一方はすべての光コンポーネントのすべてをサポートするために用いられ得、他方は電子コンポーネントをサポートするために用いられ得る。このようにレピーターの様々な機能エレメントは種々のハウジングに分配され得る。３つの光増幅器モジュールが用いられる場合、光コンポーネント、電力変換器回路網およびポンプコントローラの各々は、種々のハウジングに設置され得る。もちろん、増幅器コンポーネントは、種々様々な他の順列でもまたハウジング間に分配され得る。
【００６０】
図１１は、ベンドリミッタ６３０に連結された２つの光増幅器モジュール６１０を示す。ベンドリミッタ６３０は、２つの光増幅器モジュール６１０の間の相対的な回転が最大曲がり角度を越えることを防ぐ。このことは同様に、ファイバが損傷されることを防ぐ。また図１１に示されるのは、ケーブル終端ユニット６１２（例えば、図３のケーブル終端ユニット６１２）と同様に光増幅器モジュール６１０が設置されるスリーブ６１４（例えば、図３のスリーブ１４）およびオーバアーマスリーブ６１６（例えば、図３のスリーブ１６）である。他の利点として、この装置は、必要とされるベンドリミッティングブートの数を減らす。各個々のレピーターに対して一対のブートを必要とする代わりに、光増幅器モジュール６１０が互いにそのように近接しているので、レピーターの全連結に対してわずかに２つのブート６４０が必要であるだけである。
【００６１】
一部の場合において、図１２に示される方法で、光増幅器モジュールを２つの従来のケーブル継手（例えば、図３に示される自在継手）に連結することが望ましくあり得る。示されるように、レピーターハウジング７１０（ここに光増幅器が位置する）は、従来のケーブル継手７２０間のケーブルに沿って設置され、一体型ユニットを提供する。すなわち、レピーターハウジング７１０、ケーブルセグメント、およびケーブル継手７２０は、それらすべてが光信号によって横切られ得るように互いに動作するように結合される。そのような一体型ユニットを顧客に提供することによって、多数の利点が生じる。例えば、ケーブルは従来のケーブル継手７２０に既にスプライスされるので、顧客はレピーターハウジング７１０をケーブルにスプライスするためにレピーターハウジング７１０を開く必要がなく、従って、顧客がハウジングを開く結果として、比較的もろいレピーターコンポーネントに対する損傷の可能性を減らす。さらに、図１２におけるように、ケーブルピグテール７３０がレピーターハウジング７１０から離れている従来のケーブル継手７２０端部において終端する場合、ケーブルのセグメントに対して、一体型ユニットが、機械的、電気的および光学的な接続を達成するために望ましい任意のスプライスおよび結合する技術を用い得るケーブルセグメントとして、一体型ユニットは顧客にとって効果的であると考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】図１は、海底光ファイバケーブルの例を示す。
【図２】図２は、海底光電気通信システムにおける使用のための光ファイバケーブルを結合するための自在ケーブル継手の簡易略図を示す。
【図３】図３は、Ｇｌｏｂａｌ  Ｍａｒｉｎｅ  Ｓｙｓｔｅｍｓ  Ｌｉｍｉｔｅｄおよびｔｈｅ  Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｊｏｉｎｔ  Ｃｏｎｓｏｒｔｉｕｍから入手可能な自在ケーブル継手の特定の例を示す。
【図４】図４は、本発明に従って構成された光増幅器モジュールの側面図を示す。
【図５】図５は、図４に描かれる光増幅器モジュールを形成するハーフユニットのうちの１つの斜視図を示す。
【図６】図６は、図４に描かれる光増幅器モジュールを形成するハーフユニットのうちの１つの側面図を示す。
【図７】図７は、図４に描かれる光増幅器モジュールを形成するハーフユニットのうちの１つの断面の側面図を示す。
【図８】図８は、図４に示される光増幅器モジュールの断面の側面図である。
【図９】図９は、エンド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された断面の側面図である。
【図１０】図１０は、熱移動を容易にするためにツェナーダイオードが取り付けられる方法を例示する回路基板のうちの１つの底部の平面図を示す。
【図１１】図１１は、ベンドリミッタに連結された２つの光増幅器モジュールを示す。
【図１２】図１２は、光増幅器モジュールが２つの自在ケーブル継手に連結される本発明の実施形態を示す。
【図１】
2008541461.tif 000003
【図２】
2008541461.tif 000004
【図３】
2008541461.tif 000005
【図４】
2008541461.tif 000006
【図５】
2008541461.tif 000007
【図６】
2008541461.tif 000008
【図７】
2008541461.tif 000009
【図８】
2008541461.tif 000010
【図９】
2008541461.tif 000011
【図１０】
2008541461.tif 000012
【図１１】
2008541461.tif 000013
【図１２】
2008541461.tif 000014
【国際調査報告】
2008541461.tif 000015