(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
海底光ファイバーケーブルジョイントの外部ハウジング内に収容される、少なくとも一つの光増幅器を含む光増幅器モジュールであって、
内部ハウジングを備え、前記内部ハウジングが、
前記外部ハウジング内に前記内部ハウジングを保持するための保持要素を各々が有する、一対の対向端面と、
前記対向端面と接触して相互接続し、前記対向端面の間を長さ方向に延びる側壁であって、各々が光増幅器に使用されている受動光学素子を受け入れるための多数の貫通穴を有するソケット部を含む、側壁と、
前記光増幅器に関連する電子機器を配置する少なくとも一枚の回路基板と、
少なくとも一本の光ファイバーケーブル中の導線から供給される電力を少なくとも一枚の回路基板へ提供するための、前記光増幅器モジュールから絶縁された電気経路と、を含み、
前記海底光ファイバーケーブルジョイントは、接合される光ファイバーケーブルの端部が各々保持される一対のケーブル終端ユニットを含み、前記保持要素が各々ケーブル終端ユニットの一つに接触して接続される、
光増幅器モジュール。
【請求項２】
接合される光ファイバーケーブルの各々の前記導線が前記保持要素の一つと電気的に接触する請求項１記載の光増幅器モジュール。
【請求項３】
前記電気経路は、前記保持要素の一つと電気的に接触する回路基板内に設置される電力導線を含む請求項２記載の光増幅器モジュール。
【請求項４】
前記電力導線からの電圧の一部を光増幅器に関連する電子機器へ伝えるための少なくとも一つの電圧降下要素を更に含む請求項３記載の光増幅器モジュール。
【請求項５】
前記電圧降下要素がツェナーダイオードである請求項４記載の光増幅器モジュール。
【請求項６】
前記少なくとも一枚の回路基板は一対の回路基板から成り、前記電気経路は、対を成す回路基板の電力導線を電気的に接続する少なくとも一つの電気伝導ピンから更に成る請求項３記載の光増幅器モジュール。
【請求項７】
前記複数の貫通穴が側壁の前記ソケット部を貫通して長さ方向に延びる請求項１記載の光増幅器モジュール。
【請求項８】
前記内部ハウジングは、ほぼ円筒形の形状を有し、側壁の外面は前記円筒形の周面を定義する曲率を有する請求項１記載の光増幅器モジュール。
【請求項９】
前記保持要素は各々がフランジを含み、前記フランジを通して光ケーブルの一本の端部から延びる少なくとも一本の光ファイバーが内部ハウジングへ延びる、請求項１記載の光増幅器モジュール。
【請求項１０】
前記内部ハウジング内に設置され、光ファイバーが巻かれる少なくとも一つの光ファイバースプールを収容する光ファイバー収納エリアを更に含む請求項１記載の光増幅器モジュール。
【請求項１１】
前記内部ハウジングは各々が一つの保持要素を含む一対のハーフユニットより構成される請求項１又は６記載の光増幅器モジュール。
【請求項１２】
各回路基板は、前記ハーフユニットの異なる一つに設置される請求項１１記載の光増幅器モジュール。
【請求項１３】
前記側壁は側壁と接して長さ方向へ延びる一対の背骨部材を含み、前記背骨部材の各々は海底光ファイバーケーブルジョイントによって使用されるテンション棒を支持するため、長さ方向に貫通して延びるテンション棒貫通穴を有する請求項１記載の光増幅器モジュール。
【請求項１４】
前記内部ハウジングの外寸は１５ｃｍ×５０ｃｍより小さい請求項１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の外寸は７．５ｃｍ×１５ｃｍである請求項１記載の光増幅器モジュール。
【請求項１６】
海底光ファイバーケーブルジョイントの密閉された外部ハウジングに収納された光増幅器モジュールであって、
保護スリーブと、
前記保護スリーブ内に設置されている内部ハウジングと、を含み、
前記内部ハウジングが、
各々が前記海底光ケーブルジョイントの外部ハウジング内に前記内部ハウジングを保持するための保持要素を有する一対の対向端面と、
前記対向端面に接触して相互接続し、長さ方向へ前記対向端面の間を長さ方向に延びる側壁であって、各々が光増幅器に使用されている受動光学素子を受け入れるための複数の貫通穴を有するソケット部を含む、側壁と、
光増幅器と関連する電子機器を配置する少なくとも一枚の回路基板と、
少なくとも一本の光ファイバーケーブル中の導線から供給される電力を、少なくとも一枚の回路基板に提供するための、前記光増幅器モジュールから絶縁された電気経路と、を含み、
前記海底光ファイバーケーブルジョイントは、接合される光ファイバーケーブルの端部がそれぞれ保持される一対のケーブル終端ユニットを含み、前記保持要素は各々ケーブル終端ユニットの一つに接触して接続される、
光増幅器モジュール。
【請求項１７】
接合される光ファイバーケーブルの各々の前記導線は、前記保持要素の一つと電気的に接触する請求項１６記載の光増幅器モジュール。
【請求項１８】
前記電気経路は、前記保持要素の一つと電気的に接触する回路基板内に設置される電力導線を含む請求項１７記載の光増幅器モジュール。
【請求項１９】
前記電力導線から光増幅器に関連する電子機器へ電圧の一部を伝えるための少なくとも一つの電圧降下要素を更に含む請求項１８記載の光増幅器モジュール。
【請求項２０】
前記電圧降下要素はツェナーダイオードである請求項１９記載の光増幅器モジュール。
【請求項２１】
前記少なくとも一枚の回路基板は一対の回路基板から成り、前記電気経路は一対の回路基板の電力導線を電気的に接続する少なくとも一つの電気伝導ピンから更に成る請求項１８記載の光増幅器モジュール。
【請求項２２】
前記複数の貫通穴は側壁の前記ソケット部を貫通して長さ方向に延びる請求項１６記載の光増幅器モジュール。
【請求項２３】
前記内部ハウジングは、ほぼ円筒の形状を有し、側壁の外面は前記円筒形状の周面を定義する曲率を有する請求項１６記載の光増幅器モジュール。
【請求項２４】
前記海底光ファイバーケーブルジョイントは、接合される光ケーブルの端部がそれぞれ保持される一対のケーブル終端ユニットを含み、前記保持要素は各々ケーブル終端ユニットの一つへ接続可能である、請求項１６記載の光増幅器モジュール。
【請求項２５】
前記保持要素は各々フランジを含み、前記フランジを通して各々光ケーブルの一本の端部から延びる少なくとも一本の光ファイバーが内部ハウジングへ延びる、請求項２４記載の光増幅器モジュール。
【請求項２６】
前記内部ハウジング内に設置され、光ファイバーが巻かれる少なくとも一つの光ファイバースプールを収容する光ファイバー収納エリアを更に含む請求項１６記載の光増幅器モジュール。
【請求項２７】
前記内部ハウジングは、各々が少なくとも一つの保持要素を含む一対のハーフユニットから構成される請求項１６又は２１記載の光増幅器モジュール
【請求項２８】
各回路基板は、前記ハーフユニットの異なる一つに設置される請求項２７記載の光増幅器モジュール
【請求項２９】
前記側壁は側壁と接して長さ方向へ延びる一対の背骨部材を含み、前記背骨部材は各々海底光ファイバーケーブルジョイントによって使用されるテンション棒を支持するため、長さ方向に貫通して延びるテンション棒貫通穴を有する、請求項１６記載の光増幅器モジュール。
【請求項３０】
前記内部ハウジングの外寸は１５ｃｍ×５０ｃｍより小さい請求項１６記載の光増幅器モジュール。
【請求項３１】
前記内部ハウジングの外寸は７．５ｃｍ×１５ｃｍである請求項１６記載の光増幅器モジュール。
【請求項３２】
密閉された外部ハウジング内に光増幅器モジュールを収容する海底光ファイバーケーブルジョイントと、
接合される光ファイバーケーブルの端部がそれぞれ保持される一対のケーブル終端ユニットと、
を備える海底光中継器であって、前記光増幅器モジュールが、
前記外部ハウジング内に設置された保護スリーブと、
前記保護スリーブに設置された内部ハウジングと、
を含み、前記内部ハウジングが、
各々が前記海底光ファイバーケーブルジョイント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要素を有し、前記保持要素が各々ケーブル終端ユニットの一つへ接触して接続される、一対の対向端面と、
前記対向端面と接触して相互接続し、前記対向端面の間を長さ方向に延びる側壁であって、各々が光増幅器に使用される受動光素子を受け入れるための多数の貫通穴を有するソケット部を含む、側壁と、
光増幅器に関連する電子機器を配置する少なくとも一枚の回路基板と、
一対の光ファイバーケーブル中の導線より受ける電力を少なくとも一枚の回路基板へ提供するための、前記光増幅器モジュールから絶縁された電気経路と、
を含む、海底光中継器。
【請求項３３】
接合される光ファイバーケーブルの各々の前記導線は、前記保持要素の一つと電気的に接触している請求項３２記載の海底光中継器。
【請求項３４】
前記電気経路は、前記保持要素の一つと電気的に接触している回路基板内に設置された電力導線を含む請求項３３記載の海底光中継器。
【請求項３５】
前記電力導線より光増幅器に関連する電子機器へ電圧の一部を伝えるための少なくとも一つの電圧降下要素を更に含む請求項３４記載の海底光中継器。
【請求項３６】
前記電圧降下要素はツェナーダイオードである請求項３５記載の海底光中継器。
【請求項３７】
前記少なくとも一枚の回路基板は一対の回路基板から成り、前記電気経路は一対の回路基板の電力導線を電気的に接続する少なくとも一つの電気伝導ピンから更に成る請求項３２記載の海底光中継器。
【請求項３８】
前記複数の貫通穴は、側壁の前記ソケット部を貫通して長さ方向に延びる請求項３２記載の海底光中継器。
【請求項３９】
前記内部ハウジングは、ほぼ円筒の形状を有し、側壁の外面は前記円筒形状の周面を定義する曲率を有する請求項３２記載の海底光中継器。
【請求項４０】
前記保持要素は各々がフランジを含み、前記フランジを通して光ファイバーケーブルの一つの端部から延びる少なくとも一本の光ファイバーが内部ハウジングへ延びる請求項３２記載の海底光中継器。
【請求項４１】
前記内部ハウジング内に設置され、光ファイバーが巻かれる少なくとも一つの光ファイバースプールを収容する光ファイバー収納エリアを更に含む請求項３２の記載の海底光中継器。
【請求項４２】
前記側壁は側壁に接して長さ方向へ延びる一対の背骨部材を含み、前記背骨部材は各々が長さ方向へ貫通して延びるテンション棒貫通穴を有し、
前記テンション棒貫通穴及び前記端面の各々を介して延びるテンション棒を更に含む、請求項３２記載の海底光中継器。
【請求項４３】
前記テンション棒は、各々が前記端面の少なくとも一つから電気的に絶縁される請求項４２記載の海底光中継器。
【請求項４４】
前記内部ハウジングの外寸は１５ｃｍ×５０ｃｍより小さい請求項３２記載の海底光中継器。
【請求項４５】
前記内部ハウジングの外寸は７．５ｃｍ×１５ｃｍである請求項３２記載の海底光中継器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この申請は「汎用ケーブルジョイントに収納された光増幅器モジュールを電気的に絶縁するための方法及び装置」と題する、２００２年１２月１３日提出の米国仮特許申請６０／４３３．１８９に対し優先権を請求する。
【０００２】
この発明は光中継機の分野に関する。より詳しく言うと、海底光伝送システムに使用される光中継器に関する。
【背景技術】
【０００３】
海底光伝送システムにおいて、光ファイバーケーブルを介して伝送される光信号は、伝達されるケーブルの長さ、それは時として何千マイルにも及ぶ、に従って減衰していく。この信号の減衰を補償するために、光中継器がケーブルの長さ方向に沿って戦略的に敷設される。
【０００４】
一般的な光中継器では、光信号が伝送される光ファイバーケーブルは中継器に入り、中継器を出て行く前に、少なくとも一つの光増幅器および光カプラーやデカプラーといった様々な要素を介して結合される。これらの光学機器は、光ファイバーを介して相互に結合されている。中継器は密閉構造体の中に収められており、環境被害から保護されている。敷設作業の間、光ファイバーケーブルは船上に設置された大型ドラムに巻かれている。従って、中継器もケーブルと一緒にドラムの周囲に巻きつけられることになる。信号の特性、および光ファイバー中を伝送される情報量が増加していることから、中継機はより大型になりつつある。そしてそれらの長さが長くなると、それらがドラムの周りに巻かれる際、様々な問題が生じてくる。ドラムの直径は９〜１２フィート程度であるが、現在の中継器の長さは５フィート以上である。従ってドラムに沿って平らに、または、ほぼ平らにさえもなることができない。特に、ケーブルの繰り出しや巻き上げの作業中、中継器と光ファイバーケーブルとの接続点で、およそ１００、０００ポンドにもなる力のために莫大な圧力が加わる。ケーブルを横切る不同軸荷重は、中継器とその終端においてケーブルにかかる過酷な局所的曲げの結果として発生する。この荷重はケーブル自身の張力より十分弱い荷重でケーブル要素は必然的に故障する。
【０００５】
中継器の敷設作業中のケーブルの故障を防ぐため、曲げ限界装置がしばしば装備されるが、その目的はケーブルにかかる力を均等にすることである。さらに、中継器の各長さ方向の終端にはジンバルが取り付けられるが、それには曲げ限界装置が取り付けられる。ジンバルによって、二方向に自由な角度運動（ａｎｌａｒ  ｍｏｖｅｍｅｎｔ）が可能となる。ジンバルによって可能となった中継器と曲げ限界装置間の角度により、光ファイバーケーブルにかかる局所的な曲げを更に減少出来るようになった。
【０００６】
中継器のサイズが大きくなると、敷設が困難になるばかりでなく、複雑になり、また費用もかかる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明によると、少なくとも一つの光増幅器を備えた光増幅器モジュールが提供される。モジュールには内部ハウジングが含まれており、前記内部ハウジングの外寸は、海底光ファイバーケーブルジョイントの内部ファイバー接合ハウジングの外寸にほぼ等しい。内部ハウジングには一対の対向端面（ｏｐｐｏｓｉｎｇ  ｅｎｄ  ｆａｃｅｓ）が含まれており、その各々は海底光ケーブルジョイント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要素を有している。内部ハウジングは又、対向端面を相互に連結する側壁を有しており、前記側壁は前記対向端面間を長さ方向に延伸（ｅｘｔｅｎｄ）している。側壁にはソケット部（ｒｅｃｅｐｔａｃｌｅ  ｐｏｒｔｉｏｎ）が含まれており、前記ソケット部には複数の貫通穴（ｔｈｒｕ−ｈｏｌｅ）が設けられているが、前記貫通穴のサイズは、各々が光増幅器に使用されている受動光学機器（ｐａｓｓｉｖｅ  ｏｐｔｉｃａｌ  ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ）を受容（ｒｅｃｅｉｖｅ）できる程度の大きさである。モジュールにも、また、少なくとも一枚の回路基板が含まれており、前記回路基板上には光増幅器に関連する電子機器が設置されている。光増幅モジュールから絶縁された電気経路（ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  ｐａｔｈ）によって、少なくとも一本の光ファイバーケーブル中の導線（ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）から供給される電力が、少なくとも一枚の回路基板へ提供される。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一側面によると、海底光ファイバーケーブルジョイントには一対のケーブル終端ユニットが含まれており、前記終端ユニットでは、接合される光ファイバーケーブルの端部が夫々保持されている。保持要素は、ケーブル終端ユニットの一つに対して各々が接続可能である。
【０００９】
本発明の別側面によると、接続される各光ファイバーケーブルの導線は、保持要素の一つと電気的に接触している。
【００１０】
本発明の別側面によると、電気経路には電力導線（ｐｏｗｅｒ  ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）が含まれており、前記電力導線は保持要素と電気的に接触している回路基板内に設けられている。
【００１１】
本発明の別側面によると、少なくとも一つの電圧降下要素が電圧の一部を電力導線から光増幅器に関連する電子機器（ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ）へ伝えるために設けられている。
【００１２】
本発明の別側面によると、電圧降下要素はツェナーダイオードである。
【００１３】
本発明の別側面によると、回路基板は一対の回路基板から構成され、電気経路は、更に、少なくとも一本の電気伝導性のピンを含んでおり、前記電気伝導性ピンは一対の回路基板の電力導線に電気的に接続されている。
【００１４】
本発明の別側面によると、複数の貫通穴は長さ方向に伸びる側壁のソケット部を貫通して延びている。
【００１５】
本発明の別側面によると、内部ハウジングは概して円筒の形状を有する。側壁の外面は前記円筒形状の周面を定義する曲率を有する。
【００１６】
本発明の別側面によると、海底光ファイバーケーブルジョイントは、様々な形状を有する光ケーブルを接続するための汎用ジョイントである。
【００１７】
本発明の別側面によると、汎用ジョイントには、一対のケーブル終端ユニットが含まれており、前記終端ユニットにおいて、接続される光ケーブルの終端部はそれぞれ保持されている。保持要素は各々ケーブル終端ユニットの一つに対して接続可能である。
【００１８】
本発明の別側面によると、各保持要素には、フランジが含まれており、前記フランジを介して、一本の光ケーブルの終端部から延びている少なくとも一本の光ファイバーが内部ハウジング内に延伸している。
【００１９】
本発明の別側面によると、光ファイバー収納エリアには、光ファイバーをその周囲に巻きつけることができる光ファイバースプールを少なくとも一つ含んでいる。
【００２０】
本発明の別側面によると、内部ハウジングには、一対のハーフユニットが含まれており、前記ハーフユニットは各々が保持要素の一つを有している。
【００２１】
本発明の別側面によると、側壁には、一対のリブ付き部材（ｒｉｂｂｅｄ  ｍｅｍｂｅｒ）が含まれており、前記リブ付き部材は側壁と接して長さ方向に延伸している。リブ付き部材は各々、テンション棒貫通穴（ｔｅｎｓｉｏｎ  ｒｏｄ  ｔｈｒｕ−ｈｏｌｅ）を有しており、前記テンション棒貫通穴は海底光ファイバーケーブルジョイントにより使用されるテンション棒を支持するため、長さ方向に貫通して延びている。
【００２２】
本発明の別側面によると、内部ハウジングの外寸は約１５ｃｍ×５０ｃｍより小さい。
【００２３】
本発明の別側面によると、内部ハウジングの外形寸法は約７．５ｃｍ×１５ｃｍである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
本発明者は、まず中継器の長さを短くすれば、本質的に中継器を小さく出来る、ということに気付いた。そうすれば、中継器の敷設作業中、その上にかかる圧力が大幅に削減され、それによってジンバルが不要になる。ジンバルが不要になると、続いて、中継器の寸法を更に小さくできる。
【００２５】
本発明者は、更に、中継器のサイズを本質的に小さくすると、海底環境に適した既製品で構成されるユニットに収納できることに気付いた。特に、発明者は、様々な海底光ファイバーケーブルを相互接続するために通常使用されているハウジングは、超小型中継器ハウジングとしても使用できることに気付いた。以下に論ずるように、通常ユニバーサル・ジョイントとして知られる一つのこのようなハウジングは、海底ケーブル維持用の事実上の世界標準となっているが、配置を成功させるまでの長い歴史がある。本発明はこのように、その寸法の小ささ故に容易に配置することが可能であり、海底光通信工業で既に十分確立された経済的で海底に適したハウジングに設置される中継器を提供する。更に、ユニバーサル・ジョイントは様々な光ファイバーケーブルを相互接続できるため、中継器は様々なメーカーの様々なケーブルやシステムを連結するために用いることができる。
【００２６】
本発明の理解を容易にするため、海底光ファイバーケーブルの一例を図１に関して記述している。様々なケーブルメーカーが様々な形状及び寸法を有するケーブルを採用しているが、大部分のケーブルは、一つあるいは他の形式で図１に描写される要素の大部分を採用している。光ケーブル３３０は、中央に配置されたゲル充填式緩衝チューブ３３２を一つ有しているが、前記緩衝チューブはアルミニウム若しくはステンレス鋼のような金属で出来ている。ゲル充填緩衝チューブ３３２は、光ファイバー３３５を有している。場合によっては、緩衝チューブ３３２は、中央に配置された主ワイヤー（ｋｉｎｇｗｉｒｅ）に置き換えられることもあり、前記主ワイヤーはポリマーに埋め込まれた光ファイバーに取り囲まれている。強化部材として提供される二層の寄り線は、緩衝チューブの周囲に巻き付けられる。一層は寄り線３３８を含み、そしてもう一つの層は寄り線３３９を含んでいる。銅線３４０は、寄り線を取り囲み、そして共に電気導線としても密閉障壁としても要求を満たしている。ポリエチレンより構成される外部カバー３４２は銅線３４０を包み込み、そして絶縁層として利用される。
【００２７】
図２は海底光遠距離通信システムで使用されるファイバー光ケーブル（ｆｉｂｅｒ  ｏｐｔｉｃ  ｃａｂｌｅｓ）を接合するための汎用ケーブルジョイントの簡略化した概略図を示す。このようなジョイントは、メーカーに関係なく多くの様々なタイプの海底光遠距離通信ケーブルを相互接続できることから汎用ケーブルジョイントといわれる。ケーブルジョイントは、共通要素アセンブリー１０を含んでおり、前記共通要素アセンブリーには光ファイバー接合が設置されている。ファイバー接合は，各々がケーブル終端ユニット１２で終わる二本のケーブルに夫々由来する二本のファイバーから構成される。保護アセンブリー１５は，外部環境から保護するために共通要素アセンブリー１０及びケーブル終端ユニット１２を取り囲んでいる。
【００２８】
図３はグローバル・マリン・システムズ社及びユニバーサル・ジョイント・コンソーシアムから入手可能な汎用ケーブルジョイントの特別な例を示しており、これは前に述べたようにしばしば単にユニバーサル・ジョイントと言われる。以下の図でも同様であるが、図２及び３において，類似の参照番号は類似の要素を指し示している。図２に描写される保護アセンブリー１５は、ステンレス鋼スリーブ１４及びポリエチレンスリーブ１６を含んでいるが，前記ステンレス鋼スリーブは，共通要素アセンブリー１０を取り囲んでおり，前記ポリエチレンスリーブは共通要素アセンブリー１０上にモールドされている。ステンレス鋼スリーブ１４は引張り、ねじれ及び圧縮荷重に対する抵抗を備えており、更にそれを通して電力が一本のケーブルの銅線から他の銅線へ送られる電気伝導経路をも提供する。
【００２９】
接合プロセスは，被覆、銅線、寄り線、そしてファイバーパッケージ(例えば光ファイバー又は光ファイバーに取り囲まれた主ワイやーから成る緩衝チューブ)を予め決められた長さだけ露出するため、ケーブルの様々な層をむき戻すことから始まる。寄り線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ー（ｆｅｒｒｕｌｅ ａｓｓｅｍｂｌｙ）へ取り付けられる。ファイバーパッケージは共通要素アセンブリー１０へ延伸し、そこで一連の取付金具によって保持される。共通要素アセンブリー１０において個々のファイバーは分離され、そして他のケーブルに由来するそれらに対応するファイバーに接合される。接合部は、余分なファイバーと共に、共通要素アセンブリー１０内に形成される溝に輪状にされて巻かれる。共通要素アセンブリー１０はステンレス鋼スリーブ１４へ挿入され、エンドキャップ１３がアセンブリー１０の各端にねじ込まれる。二本のテンション棒１７と１９はエンドキャップ１３及び共通要素アセンブリー１０を介して延びる。テンション棒１７と１９は引張り荷重に絶えられるように設計されているが，前記引張り荷重はジョイントが船から海底環境へ移されるような敷設作業中は，汎用ジョイント上にかかる。最終的にジョイントは鋳型（ｍｏｌｄ）内に設置されているが，前記鋳型には溶解したポリエチレンが注入され，ケーブルの被覆を連続的に有する絶縁物（即ちポリエチレンスリーブ１６）が形成される。
【００３０】
本発明者は図２〜３に描写される汎用ケーブルジョイントのようなケーブルジョイントは、一台もしくはそれ以上の光増幅器が設置される中継器ハウジングとして利用できるように変更可能である、ということに気付いた。図４〜９は図１〜４に見られる共通要素アセンブリー１０に取って替わる光増幅器モジュール４００の一つの実施例を示している。光増幅器モジュール４００は，共通要素アセンブリーとほぼ同じ寸法でなければならず、その大きさは僅か７．５ｃｍ×１５ｃｍ程度である。先に述べたように，これは長さが数フィートに及ぶ従来の中継器ハウジングよりはるかに小型である。図に描写される光増幅器モジュール４００は、二本のファイバー対各々に対し，二重増幅ユニットとして物理的にグループ化された４台のエルビウム添加ファイバー増幅器（ＥＤＦＡ）を支持することができる。勿論この発明はいくつのＥＤＦＡを支持できる光増幅器モジュールを包含している。
【００３１】
各光増幅器は，エルビウム添加ファイバー、光ポンプ源、アイソレーター及び増幅率平坦化フィルター（ＧＦＦ）を含む。増幅器は、単段式で，相互に連結された（ｃｒｏｓｓ―ｃｏｕｐｌｅｄ）ポンプレーザーによってポンプアップ（ｆｏｒｗａｒｄ ｐｕｍｐｅｄ）される。仮に二つのポンプレーザーの一つが故障した場合、３デシベルカプラーは二重増幅器のエルビウム添加ファイバーの両コイルがポンピング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、増幅器へ入る後方散乱光を防ぐ。増幅率平坦化フィルターは，ある種の（ｄｅｓｉｇｎｅｄ）信号が入力されると，増幅器の増幅率を平坦化するように設計される。付加的な光路を設けると、両方のファイバーにおいて，後方散乱光の平坦化された部分が反対方向への逆結合（ｃｏｕｐｌｅｄ ｂａｃｋ ｉｎｔｏ ｔｈｅ ｏｐｐｏｓｉｔｅ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）が可能となり、ＣＯＴＤＲ型ライン監視が可能となる。勿論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使用するファイバー増幅器と同様に、多段式増幅器で、ポンプアップ及びポンプダウンが可能な増幅器のように様々な構成を有するＥＤＦＡをサポートできる。
【００３２】
光増幅器モジュール４００は、それが共通要素アセンブリー１０と同様の方法でケーブル終端ユニット１２へ接続され、そしてステンレス鋼スリーブ１４内に取り付けられるようにケーブルジョイントの残りの部分に適合するように設計される。
【００３３】
図４には，エンドキャップ１３と共に光増幅器モジュール４００の側面図が示されている。モジュール４００は対向端面４０３に設置されるフランジ４０２(図５参照)を有するほぼ円筒構造により定義される。長さ方向の平面４０５は、光増幅モジュール４００の端から端までに渡って広がっており、前記平面によってモジュール４００は二つのハーフユニット４０４と４０４’に二等分されるが、前記ハーフユニットは長さ方向平面４０５に垂直な回転軸に関して対称である。即ち端面４０３を異なるハーフユニット４０４に設置される二つの部分に分割するのではなく、図５で最も良く理解できるように、各々のハーフユニット４０４には、各フランジ４０２が設置される端面４０３の一つの部分が含まれている。図５は、ユニット４０４の一つの斜視図を示す。図４〜９において描写される本発明の実施例において、各ハーフユニット４０４は二つのエルビウム添加ファイバー増幅器を収納している。
【００３４】
フランジ４０２は、図３に示されているユニバーサル・ジョイントのケーブル終端ユニット１２と噛み合わさっている。図７及び８の断面図に見られるように、貫通穴４０７はそこを通して汎用ジョイントのテンション棒が挿入される端面４０３から内側方向へ延びる。端面４０３は、また、ユニバーサル・ジョイントのエンドキャップ１３を光増幅器モジュール４００へ固定するためのクリアランスホールを含んでいる。クリアランスホール４３０は、テンション棒貫通穴４０７を接続するラインに垂直な線に沿って配置されている。
【００３５】
図４〜６に示すように各ユニット４０４は、円筒構造の一部を定義する半分に切った円筒を構成する湾曲した側壁４１２を含む。背骨部材４０６は湾曲した側壁４１２と一体化しておりしかもそれの接線方向に位置していて、そこから長さ方向に延びる。汎用ジョイントのテンション棒を収容する貫通穴４０７は、背骨部材４０６を貫通して延びる。セラミック突起４４０は、端部フランジ４０３から離れた背骨部材４０６の端に設置される。図５及び７に示されるように、貫通穴４０７はセラミック突起４４０を通して延びる。以下で論じるように、セラミック突起４４０はハーフユニット４０４の一方からもう一方への電流が流れるのを防止する。
【００３６】
回路基板支持面４１６は長さ方向平面４０５で、ユニット４０４の外周に沿って延びる。回路基板４２６は支持面４１６上に取り付けられる。ハーフユニット４０４及び４０４'が組み合わされると、回路基板４２６および４２６'は二枚の回路基板４２６及び４２６'の間に電気伝導を提供する一対の連動伝導電力ピン４２３により相互接続される。回路基板支持面４１６と背骨部材４０６間に設置されるユニット４０４の内部空洞は、光ファイバー収納エリアとして利用される。光ファイバースプール４２０は光ファイバー収納エリアの背骨部材４０６の内面に設置される。余剰ファイバーは勿論のこと、エルビウム添加ファイバーは光ファイバースプール４２０の周りに巻かれる。光ファイバースプール４２０は、ファイバーがそれらの最小曲げ半径を超えて曲げられることを防ぐことが出来る程度の大きさの外径を有している。
【００３７】
湾曲した側壁４１２はそこを通して長さ方向へ延びる多くの貫通穴４１８を支持するのに十分な厚さである。貫通穴４１８は光増幅器の受動素子用ソケットとして利用されている。即ち各ソケット４１８はアイソレーター、増幅率平坦化フィルター、結合器などのような要素を含むことができる。
【００３８】
端面４０３の各々には、一対のポンプ支持突起４０３ａが含まれており、前記支持突起は内側方向へ延伸し，回路基板４２６に平行(図６及び７参照)である。回路基板４２６はポンプ支持突起４０３ａが露出するように切り欠き部を有する。各光増幅器へのポンプエネルギーを各光増幅器に供給するポンプ源４２７は、各ポンプ支持突起４０３ａ上に取り付けられる。
【００３９】
先に述べたように、電気的接続性は二つの終端ユニット１２のケーブル間で維持されなければならない。しかし光増幅器モジュール４００の様々な要素は、回路基板４２６上に設置される電気素子へ低電圧(例えば５〜２０Ｖ)を供給できるようにするため、電気的に絶縁しなければならない。
【００４０】
再度図３へ言及すると、光増幅器モジュール４００及びスリーブ１４は、誘電体として利用されるポリエチレンスリーブ１６によって取り囲まれる。電力は終端ユニット１２に設置されるケーブル中の導線から供給され、回路基盤４２６に設置される導線を通して移送される。回路基板は光増幅器モジュール４００から電気的に絶縁され、回路基板のエポキシ樹脂は局所的な誘電体として作用する。回路基板の内の一つに設置された電気素子に対して電圧降下が起こった後、回路基盤４２６から４２６’へ一対の伝導ピン４２３を介して電圧が供給されるが、前記伝導ピンは各々、ピン及びソケットアセンブリーを有している。ピン４２３は張力又は静水圧の結果として発生するいかなる軸方向への移動も可能とする。
【００４１】
次に図７及び８に関してより具体的に言うと、電力は以下のように電気素子へ供給される。ケーブル終端ユニット１２は電気的に動力が備わっているか又は活性であるので、エンドキャップ１３は又電気的に活性である。電力線は回路基板４２６および４２６'の各々の内側で延びる。電力線はポンプ支持突起４０３ａから直接電力が供給される。ツェナーダイオードのような一つまたはそれ以上の電圧降下素子は、回路基板４２６上に設置される。回路基板上の他の電気素子へ電力線を電気的に結合させるツェナーダイオードは、電気素子へ電力を供給するのに十分な値に電圧を降下させる。電気的接続性は電力線に沿って延び、伝導ピン４２３によって回路基板を横断し、もう一つへの接続が維持される。このようにして電気伝導性は一つのエンドキャップ１３よりエンドキャップ１３と接触する端部フランジ４０３及びポンプ支持突起４０３ａを通り、ポンプ支持突起４０３ａ上に配置される回路基板４２６上に設置される電力線を通り、電力ピン４２３の一本を通り、そしてもう一枚の回路基板４２６に設置される電力線を介して延びる。最後に電気伝導性はもう一つのポンプ支持突起４０３ａ及び端部フランジ４０３により、もう一つのエンドキャップ１３へ延びる。
【００４２】
電気経路は、以下に示すように光増幅器モジュール４００から絶縁される。熱的及び電気的絶縁パッドが回路基板支持面４１６及び回路基板４２６の間に設置される。この様にしてポンプ支持突起４０３ａは、先に述べた電力線を通す以外は回路基板４２６から電気的に絶縁される。セラミックアイソレーター４４２は各々ハーフユニット４０４の側壁４１２へ回路基板４２６を固定するボルトを取り囲む。セラミックアイソレーター４４２はボルトより回路基板４２６上に設置される素子への電気放電を防止する。各ハーフユニット４０４上に設置されるセラミック突起４４０はそれがエンドキャップ１３及びそれが接触している端部フランジ４０３より接続される背骨部材４０６を電気的に絶縁する。
【００４３】
図９は貫通穴４０７を通り延びるテンション棒４０９がエンドキャップ１３より電気的に絶縁される方法を示す。図９に示すように、一番左側のエンドキャップ１３に対し、セラミックワッシャー４４４が各テンション棒４０９のヘッドを取り囲む。セラミックワッシャー４４４は、エンドキャップ１３をテンション棒４０９から電気的に絶縁する。セラミックワッシャー４４４によって確立されるシールは密閉ではないので、銅ワッシャー４４６及び４４８は、また、テンション棒及びエンドキャップ１３間に、その様な密閉シールが達成されることを保証するように備えられる。テンション棒４０９のねじ込み端は相対するエンドキャップ１３で終わり、そしてねじ込み端はエンドキャップ１３から電気的に絶縁されない。
【００４４】
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は非導電材料より構成することが望ましい。例えばスリーブ１４はその強度のため有利である熱伝導性のよいセラミックより構成される。しかし、この様なセラミックは、しばしば、僅かではあるが、電気伝導性を有していることから、それらを誘電体として利用できるようにするため、表面を酸化処理する必要がある。酸化の表面仕上げは密閉シールの形成を容易にするために研磨することが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】海底光ファイバーケーブルの例を示す。
【図２】海底光遠距離通信システムで使用されるファイバー光ケーブル接合のための汎用ケーブルジョイントの簡略化した概略図を示す。
【図３】グローバル・マリン・システムズ社及びユニバーサル・ジョイント・コンソーシアムより入手可能な汎用ケーブルジョイントの特別な例を示す。
【図４】この発明により組み立てられた光増幅器モジュールの側面図を示す。
【図５】図４に描写される光増幅器モジュールを構成するハーフユニットの一つの斜視図を示す。
【図６】図４に描写される光増幅器モジュールを構成するハーフユニットの一つの側面図を示す。
【図７】図４に描写される光増幅器モジュールを構成するハーフユニットの断面側面図を示す。
【図８】図４に示す光増幅器モジュールの断面側面図を示す。
【図９】エンドキャップと相互接続される光増幅器モジュールの一部の拡大断面側面図を示す。
【符号の説明】
【００４６】
１０    ：共通要素アセンブリー
１２    ：ケーブル終端ユニット
１３    ：エンドキャップ
１４    ：ステンレス鋼
１５    ：保護キット(又はアセンブリー)
１６    ：ポリエチレンスリーブ
１７    ：テンション棒
１９    ：テンション棒
３３２    ：ゲル充填緩衝チューブ
３３５    ：光ファイバー
３３８    ：ストランドワイヤー
３３９    ：ストランドワイヤー
３４０    ：銅線
３４２    ：外部ハウジング
４００    ：光増幅器モジュール
４０２    ：フランジ
４０２'  ：フランジ
４０３    ：端面または端部フランジ
４０３'  ：端面または端部フランジ
４０３Ａ  ：ポンプ支持突起
４０３Ａ'：ポンプ支持突起
４０４    ：ハーフユニット
４０４'  ：ハーフユニット
４０５    ：長さ方向平面
４０６    ：背骨部材
４０６'  ：背骨部材
４０７    ：貫通穴
４０７'  ：貫通穴
４１２    ：湾曲側面
４１２'  ：湾曲側壁
４１６    ：回路基板支持面
４１８    ：貫通穴
４２０    ：光ファイバースプール
４２３    ：伝導ピン
４２６    ：回路基板
４２６'  ：回路基板
４２７    ：ポンプ源
４２７'  ：ポンプ源
４３０    ：クリアランスホール
４４０    ：セラミック突起
４４０'  ：セラミック突起
４４２    ：セラミックアイソレーター
４４２'  ：セラミックアイソレーター
４４４    ：セラミックワッシャー
４４６    ：銅ワッシャー
４４８    ：銅ワッシャー
【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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