特許 7134992 給電分岐ユニット（ＰＦＢＵ）の多ノード・ネットワークを使用して適応型電力分配を提供するための技法、およびそれを使用する海底光通信システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-09-02

(45)【発行日】2022-09-12

(54)【発明の名称】給電分岐ユニット（ＰＦＢＵ）の多ノード・ネットワークを使用して適応型電力分配を提供するための技法、およびそれを使用する海底光通信システム

(51)【国際特許分類】

   H04B 3/44 20060101AFI20220905BHJP

   H04J 14/02 20060101ALI20220905BHJP

【ＦＩ】

H04B3/44

H04J14/02 101

【請求項の数】 15

(21)【出願番号】P 2019550747

(86)(22)【出願日】2018-02-20

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2020-05-21

(86)【国際出願番号】 IB2018051029

(87)【国際公開番号】W WO2018167585

(87)【国際公開日】2018-09-20

【審査請求日】2021-02-16

(31)【優先権主張番号】15/461,448

(32)【優先日】2017-03-16

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】502101180

【氏名又は名称】サブコム，エルエルシー

(74)【代理人】

【識別番号】110000877

【氏名又は名称】弁理士法人ＲＹＵＫＡ国際特許事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100094112

【弁理士】

【氏名又は名称】岡部 讓

(74)【代理人】

【識別番号】100106183

【弁理士】

【氏名又は名称】吉澤 弘司

(74)【代理人】

【識別番号】100114915

【弁理士】

【氏名又は名称】三村 治彦

(74)【代理人】

【識別番号】100125139

【弁理士】

【氏名又は名称】岡部 洋

(72)【発明者】

【氏名】マス，エドウィン

(72)【発明者】

【氏名】ヴィズネスキー，セカンド，スタンリー

(72)【発明者】

【氏名】テーラー，レオナルド ジェイ．

(72)【発明者】

【氏名】バウムガルテン，アーサー エー．

【審査官】佐藤 敬介

(56)【参考文献】

【文献】特表２０１３－５２９０３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－２４４０３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２００６－５２１０７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１６／０９２８０６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１３／０２０２２８５（ＵＳ，Ａ１）

【文献】中国特許出願公開第１０２９３４３７７（ＣＮ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０４Ｂ ３／４４

Ｈ０４Ｊ １４／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１の幹線経路に結合された少なくとも１つのケーブル陸揚げ局（ＣＬＳ）であって、前記第１の幹線経路が少なくとも第１の幹線経路ケーブル・セグメントおよび第２の幹線経路ケーブル・セグメントを含み、前記第１の幹線経路ケーブル・セグメントおよび前記第２の幹線経路ケーブル・セグメントの各々が、それぞれ、少なくとも１つの電気導体を有する海底ケーブルを含む、少なくとも１つのケーブル陸揚げ局（ＣＬＳ）と、
前記第１の幹線経路ケーブル・セグメントと前記第２の幹線経路ケーブル・セグメントとの間に結合された海底環境に設置された少なくとも１つの給電分岐ユニット（ＰＦＢＵ）であって、前記第１の幹線経路ケーブル・セグメントの前記少なくとも１つの電気導体に電気的に結合するための第１のポート、前記第２の幹線経路ケーブル・セグメントの前記少なくとも１つの電気導体に電気的に結合するための第２のポート、および分岐経路ケーブル・セグメントの電気導体に電気的に結合するための第３のポートを備えたＤＣ／ＤＣコンバータ（ＤＤＣＭ）機構を有する、少なくとも１つの給電分岐ユニット（ＰＦＢＵ）と
を含む光システムであって、
前記ＤＤＣＭ機構が、前記第１の幹線経路ケーブル・セグメントの前記少なくとも１つの電気導体に結合された前記第１のポートを介して受信された第１の入力電流、および前記分岐経路ケーブル・セグメントの前記電気導体に結合された前記第３のポートを介して受信された第２の入力電流に少なくとも部分的に基づいて、前記第２のポートを介して一定の出力電流レベルを維持する、
光システム。

【請求項2】

前記ＤＤＣＭ機構が、前記第１のポートに結合された第１のコンバータ段と、前記第３のポートに結合された第２のコンバータ段とをさらに含む、請求項１に記載の光システム。

【請求項3】

前記第１のコンバータ段および前記第２のコンバータ段が、フルブリッジ・スイッチング機構を含む、請求項２に記載の光システム。

【請求項4】

前記ＤＤＣＭ機構が、前記第１のコンバータ段および前記第２のコンバータ段に結合されたコントローラをさらに含む、請求項２に記載の光システム。

【請求項5】

前記コントローラが、第１のパルス幅変調（ＰＷＭ）信号を前記第１のコンバータ段に、および第２のＰＷＭ信号を前記第２のコンバータ段に提供して、前記第１のコンバータ段および前記第２のコンバータ段に、それぞれ、第１の電流レベルおよび第２の電流レベルを抽出させるように構成される、請求項４に記載の光システム。

【請求項6】

前記コントローラが、前記第２のＰＷＭ信号のデューティ・サイクルに対する前記第１のＰＷＭ信号のデューティ・サイクルを変化させることによって、前記第３のポートに対して前記第１のポートを介して受信される電流の量を変化させる、請求項５に記載の光システム。

【請求項7】

前記第１のＰＷＭ信号の前記デューティ・サイクルと、前記第２のＰＷＭ信号の前記デューティ・サイクルとの差が一定に保たれる、請求項６に記載の光システム。

【請求項8】

前記第１のＰＷＭ信号および前記第２のＰＷＭ信号の関連付けられたデューティ・サイクルが、前記第３のポートに対して前記第１のポートから電力を非対称的に引き出すための優先順位付け方式に少なくとも部分的に基づく、請求項６に記載の光システム。

【請求項9】

前記少なくとも１つのＰＦＢＵが、複数の高電圧スイッチを含み、前記複数の高電圧スイッチの各々が、前記ＤＤＣＭ機構の前記第１、第２および第３のポートのうちのそれぞれ１つに結合されており、かつ絶縁目的のためにシー・グラウンドにスイッチ可能に結合されている、請求項１に記載の光システム。

【請求項10】

前記ＤＤＣＭ機構の前記第１のポートおよび前記第２のポートが、前記ＤＤＣＭ機構の前記第３のポートから電気的に絶縁される、請求項１に記載の光システム。

【請求項11】

前記ＤＤＣＭ機構のポート間の電気的絶縁が、少なくとも１つの絶縁変圧器によって提供されるガルバニック絶縁を含む、請求項９に記載の光システム。

【請求項12】

前記ＰＦＢＵが、光追加ドロップ多重化（ＯＡＤＭ）機能性を提供するように構成された少なくとも１つのスプリッタまたは波長選択フィルタを含む、請求項１に記載の光システム。

【請求項13】

光通信システム内で電力をクラウド調達するための方法であって、
給電機器を幹線経路に結合することと、
複数の給電分岐ユニット（ＰＦＢＵ）を前記幹線経路に直列に結合することであって、前記複数のＰＦＢＵの各々が、第１のポートを介して第１の定電流を受信し、第２のポートを介して第２の定電流を出力するように構成されている、結合することと、
分岐経路を前記複数のＰＦＢＵの各々の第３のポートに結合することと、
前記複数のＰＦＢＵのうちの１つまたは複数によって、前記分岐経路のうちの少なくとも１つから第３の電流を選択的に抽出すること、および抽出された第３の電流に少なくとも部分的に基づいて、前記第２のポートを介して前記第２の定電流を提供することと
を含む方法。

【請求項14】

前記第３の電流が、前記少なくとも１つの分岐経路の各々に関連付けられた給電機器によって提供される、請求項１３に記載の方法。

【請求項15】

前記幹線経路の前記給電機器によって提供された電力を途絶させる、前記幹線経路に沿ったフォルト状況に応答して、前記複数のＰＦＢＵのうちの前記１つまたは複数が、関連付けられた分岐経路から前記第３の電流を抽出する、請求項１４に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【背景技術】

【0001】

光通信システムの伝送容量を最大化するために、いわゆる波長分割多重化システム（これ以降、ＷＤＭシステム）では、単一の光ファイバを使用して多数の光信号を搬送することができる。多数の光信号は、多重化されて、集合した多重化信号またはＷＤＭ信号を形成することができ、多数の信号の各々は、チャネルと呼ばれる別々の波長上で変調されている。最近のＷＤＭシステムは、高いトラフィック容量を有し、たとえば、チャネル毎に、１秒当たり１００ギガバイト（これ以降、Ｇｂ／ｓ）またはそれ以上で、１００またはそれ以上のチャネルを搬送する容量を有する。

【0002】

ＷＤＭ光伝送システムは、伝送幹線端末および／または受信幹線端末で終端することができる、比較的長い幹線経路（たとえば、光ファイバ）を含むことがある。ロングホール・システム（ｌｏｎｇ ｈａｕｌ－ｓｙｓｔｅｍ）などのいくつかのシステムは、大きな水域（たとえば、海洋）に及ぶように、端末間の長さが約６，０００キロメートル、またはそれ以上を有することがある。幹線経路を提供するケーブルは、比較的長距離にわたって公称信号電力を維持するために、中継器、増幅器、および分岐ユニットなどの海中コンポーネントに電力を送り出すための１つまたは複数の電気導体を含むことができる。

【0003】

海中光通信システムはますます、幹線ケーブルを介してコンポーネントに電力を送り出すための能力によって制限されている。電力分配のいくつかのアプローチによっては、たとえば、１０，０００から１２，０００ｋｍの距離に到達することができるが、伝送容量は、幹線ケーブルによって海中要素に送り出すことができる電圧および電流によって制限される。ラマン増幅などの光バンド幅を増加させるためのオプション、光ポンプ電力を増加させること、「Ｃ」バンドを越えて拡張し、増幅したファイバの数を増加させることは、あいにく現システムの性能を超えた電力を必要とする。高伝導性材料の量を増加させることに基づいたケーブル抵抗の低減は、ケーブル・コストの大幅な増加をもたらす。システム電圧の増加もまた、通常、コストを増加させ、生産技術および材料によってしばしば制約される。念入りな設計およびエンジニアリングを通じてなんらかの利益を得ることはできるが、依然として制約は残り、既存の海底光通信システムを再建築すること、たとえば、幹線ケーブルおよびその関連付けられた機能要素（たとえば、分岐ユニット、増幅器、その他）を変更することのコストは、数多くの難題を提起する。

【0004】

これより、本発明が付属の図面を参照して例として説明されることになる。

【図面の簡単な説明】

【0005】

【図1】本開示の一実施形態と一致した光通信システムの概略図である。

【図2】本開示の一実施形態と一致した光通信システムの別の概略図である。

【図3】本開示の一実施形態と一致した光通信システムの別の概略図である。

【図4】本開示の一実施形態と一致した光通信システムの別の概略図である。

【図5】本開示の一実施形態と一致した給電分岐ユニット（ＰＦＢＵ）の一実施形態の概略図である。

【図6】図５のＰＦＢＵにおける使用に好適な例示的なコンバータ機構の概略図である。

【0006】

本開示は、光通信システムに関し、より詳細には、フォルト状況および／または負荷の変化に対応するために、多ノード・ネットワークを使用して光通信システムにおいて電力を分配することに関する。

【0007】

一般的に、本開示と一致した、光通信システムにおいて使用される分岐構成は、双方向式に電力を分配するために、複数の動作モードが可能な多ポートＤＣ／ＤＣコンバータ・モジュール（ＤＤＣＭ）機構を有する１つまたは複数の給電分岐ユニット（ＰＦＢＵ）を含む。本分岐構成は、波長分割多重化（ＷＤＭ）システムにとりわけよく適していてよいが、本開示は、この点に限定されることを意図しない。ＤＤＣＭ機構は、たとえば、ケーブル・セグメント内の電気導体を介して、１つまたは複数の幹線経路ケーブル・セグメントに電気的に結合するための、および分岐ケーブル・セグメントに電気的に結合するための、複数のポートを含むことができる。幹線ケーブル・セグメントに結合されたポートは、分岐ケーブル・セグメントに結合されたポートから電気的に絶縁することができる。一実施形態において、複数のＰＦＢＵが、幹線経路に沿って配置されてよく、各ＰＦＢＵは、幹線経路に結合された給電機器を介して、関連付けられた分岐経路に電力供給し、それによって、たとえば、ローカル給電機器（ＰＦＥ）なしに、分岐経路が無動力にされるのを可能にする。分岐経路がローカルＰＦＥを含む事例においては、関連付けられたＰＦＢＵが、必要に応じて幹線経路への電力を利用可能にするために、分岐経路から電力を引き出すことができる。同様に、いわゆる「ブリッジング」分岐経路を介して、第１の幹線経路が第２の幹線経路に結合されてよく、それによって、第１のＰＦＢＵがブリッジング分岐経路の１つの端部で第１の幹線経路に結合され、第２のＰＦＢＵがブリッジング分岐経路のもう１つの端部で第２の幹線経路に結合される。この実施形態において、ブリッジング分岐経路のいずれかの端部にあるＰＦＢＵは、第２の幹線経路による使用のための電力を、第１の幹線経路から引き出すように協力して動作することができ、その逆も同様である。

【0008】

いずれの場合においても、幹線経路に沿った複数のＰＦＢＵは、共同してＤＣグリッドを形成することができ、定電流または定電圧、およびケーブル抵抗を所望の制限内に維持しようとする所定の設定点に基づいて、全体の電力を調節する／均衡させることができる。各ＰＦＢＵは、関連付けられた分岐経路またはブリッジング分岐経路から必要に応じて電流を調達する／つぎ込むことができるので、ＰＦＢＵは、したがって、「共有」電力供給方式を提供することができ、これはまた、クラウド電力供給方式（ｃｒｏｗｄ ｐｏｗｅｒｉｎｇ ｓｃｈｅｍｅ）と呼ばれることもある。共有電力方式において、幹線経路は、したがって、たとえば、ケーブルカットまたはコンポーネント障害などのフォルト状況のために、１つまたは複数の供給が失敗した、または切断された場合でさえ、公称電力を確実にする冗長性／オーバーラップが組み込まれた、多数のＰＦＢＵを介して電力供給されてよい。共有電力方式は、光通信システムが、所望の構成に応じて、たとえば１０，０００ｋｍまでの、またはそれ以上の、現在の制限をはるかに超える距離に及ぶ幹線経路を有することを可能にすることができる。加えて、ＰＦＢＵによって形成されたＤＣグリッドにより、ケーブル・フォルトおよび／またはコンポーネント障害の場合に必ずしも冗長性を失うことなく、光増幅（および他の海中用途）のための合計利用可能電力が、海底光通信システムへの他のアプローチにおいて利用可能な最大電力を超えることが可能になる。本開示のＰＦＢＵはまた、光通信システムが、比較的低いシステム電圧および電流制限を有することを可能にし、それにより、システム・コスト、コンポーネント寿命、および複雑性を有利に低減することができる。

【0009】

図を見てみると、図１は、本開示の一実施形態に従った一例示的なＷＤＭ光通信システム（または、光システム）１００を例示する。光通信システム１００は、非常に簡略化された形式で示されており、他の実施形態も本開示の範囲内である。光通信システム１００は、幹線経路１１２に沿って結合されたノードに光信号を転送し、電力供給するために、幹線経路、たとえば幹線経路１１２に結合された、たとえばケーブル陸揚げ局（ＣＬＳ）１１０において、１つまたは複数の幹線端末を含む。幹線経路１１２は、複数の海底光ケーブル・セグメント、たとえば、海底ケーブル・セグメント１１４－１・・・１１４－Ｎを含むことができ、海底ケーブル・セグメントは、１つまたは複数のファイバおよび電気導体を含む。本明細書で使用されるとき、用語「結合される」は、１つのシステム要素によって搬送される信号が、それによって「結合された」要素に伝達される、任意の接続、結合、リンク、その他を指す。用語「信号」は、必ずしも光信号に限定はされず、光通信システム１００のケーブルを介して送り出され得る電力もまた包含する。そのような「結合された」デバイスは、必ずしも互いに直接接続されておらず、そのような信号を操作する、または変更することができる中間コンポーネントまたは中間デバイスによって隔てられていてもよい。

【0010】

光通信システム１００は、図１に示されるようなシングル・エンド構成を含むことができ、ここでの幹線経路１１２は、光通信システム１００の端部に設置された、単一のＣＬＳ１１０およびＰＦＥ１０４を含む。光通信システム１００は、たとえば、海水／アース・グラウンドの戻りの原理を使用することができる。この実施形態において、図１の光通信システム１００は、伝送ケーブル内の単一の導体と、戻り導体として動作する海水／グラウンドを介した戻り経路とを流れる電流を含むことができ、たとえば、電極（図示せず）が、各海中ノードにおいて、海水またはアース・グラウンドと接触していてよい。このシングル・エンド構成は、単相システムにおける少なくとも２つの（２）導体、または３相システムにおける３つの（３）導体を必要とする他のＡＣ電力分配アプローチと比較して、とりわけ有利であることがある。

【0011】

幹線経路１１２は、幹線経路１１２に沿って配置された複数の分岐ユニット（ＢＵ）、たとえば、ＢＵ１１８－１・・・１１８－６を含むことができる。ＣＬＳ１１０は、電気的な電力分配のための給電機器（ＰＦＥ）１０４と、光信号を送信および受信するための回線終端機器（ＬＴＥ）１０５との両方を提供することができる。ＰＦＥ１０４は、ＣＬＳ１１０で必ずしもローカルに電力を生成しなくてもよく、陸上の電力グリッドまたは他の好適な電源から、光通信システム１００のケーブルにもたらされる電力のうちの少なくとも一部を調達することができることに留意されたい。光通信システム１００は、ダブル・エンド構成などの他の電力分配構成を含んでもよく、ここでの幹線経路１１２は、たとえば、図４に示されるように、各々がＰＦＥを有する２つ以上のＣＬＳ間に延在することができることに留意されたい。

【0012】

ＰＦＥ１０４は、幹線経路１１２に、より詳細には、ケーブル・セグメント１１４－１・・・１１４－Ｎの各々における１つまたは複数の電気導体に、電気的に結合することができる。ＢＵ１１８－１・・・１１８－６の各々は、各ケーブル・セグメントを、隣接するケーブル・セグメントに電気的に結合することができる。ＢＵ１１８－１・・・１１８－６の各々はまた、隣接するケーブル・セグメントと関連付けられた分岐経路ケーブル・セグメントとを、たとえば光ファイバを介して、光学的に結合することができる。たとえば、ＢＵ１１８－１・・・１１８－６の各々は、たとえば、エクスプレス・チャネル・パススルー構成、光追加／ドロップ・マルチプレクサ（ＯＡＤＭ）などのフィルタ機構、光結合器、またはそれらの任意の組合せを含むことができる。したがって、ケーブル・セグメント１１４－１は、ケーブル・セグメント１１４－２に、ＢＵ１１８－１を介して電気的および光学的の両方で結合されてよく、ケーブル・セグメント１１４－３は、ケーブル・セグメント１１４－４に、ＢＵ１１８－２を介して電気的および光学的の両方で結合されてよい、などとなる。ＢＵ１１８－１・・・１１８－６の各々は、複数のポート、たとえば、幹線経路１１２のそれぞれのケーブル・セグメントに結合するための少なくとも第１のポートおよび第２のポートと、分岐経路ケーブル・セグメントに結合するための第３のポートとを含むことができる。フォルト状況（たとえば、ケーブルカット、コンポーネント障害、その他）の場合の損傷を妨げるために、および保守および交換中の安全のために、幹線経路１１２のそれぞれのケーブル・セグメントに結合された第１のポートおよび第２のポートを、分岐経路ケーブル・セグメントに結合された第３のポートから電気的に絶縁することができ、ポートの各々は、以下でより詳細に議論されるように、電力の双方向の流れをサポートするように構成されてよい。

【0013】

ＢＵ１１８－１・・・１１８－６の各々は、所望の構成に応じて、分岐経路通信、たとえば、チャネル波長の送信／受信と、さらに所与の分岐経路に沿って結合されたコンポーネントへの電力の分配との、両方をサポートすることができる。たとえば、ＢＵ１１８－１・・・１１８－６の各々は、固定された、もしくは再構成可能なＯＡＤＭ機構、または他の好適なフィルタ／結合デバイス（たとえば、バンドパス・フィルタ、ブロック・フィルタ、光結合器、その他）などのフィルタリング機構を使用して、チャネル波長を、関連付けられた分岐経路、たとえば分岐経路１０７、１１１へと／から、光学的に結合することができる。いくつかの事例においては、すべてのチャネル波長を、幹線経路１１２から所与の分岐経路へと提供することが望ましいことがあることに留意されたい。それに応じて、各ＢＵ（またはＰＦＢＵ）は、必ずしもフィルタリング・デバイスを含まなくてもよいし、光通信システム１００内の他のＢＵと同一に構成されなくてもよい。各ＢＵはまた、ファイバ経路を再構成するためのファイバ光スイッチを収容することができる。

【0014】

分岐経路、たとえば、分岐経路１０７および１１１はまた、光信号の双方向通信のための伝送経路を提供するために、光ケーブル・セグメントにおいて光ファイバを含むことができる。光通信システム１００は、したがって、たとえば、ＣＬＳ１１０および分岐端末、ＢＵ、その他のノード間で、光信号の双方向通信を提供するように構成されてよい。解説しやすさのために、本発明における説明は、１つの端末から別の端末への伝送を指していることがある。しかしながら、システム１００は、ノード間での双方向通信または一方向通信のために構成されてもよいことを理解されたい。

【0015】

幹線経路および分岐経路におけるコンポーネントは、それらの意図した機能性を実現するためのさまざまな構成を含むことができる。中継器１７１は、たとえば、伝送経路上の信号減衰を補償する、任意の光増幅器／中継器構成を含むことができる。たとえば、中継器のうちの１つまたは複数は、エルビウム添加光ファイバ増幅器（ＥＤＦＡ）、ラマン増幅器、またはハイブリッド・ラマン／ＥＤＦＡ増幅器などの光増幅器として構成されてもよい。また、中継器のうちの１つまたは複数は、光信号を電気信号にコンバートし、電気信号を処理し、次いで光信号を再伝送することによって光信号を再生する、光－電気－光構成において提供されてもよい。

【0016】

光通信システム１００は、水域、たとえば海洋に及ぶ、たとえば、約１０００ｋｍよりも長い総距離（Ｄ_{Ｔｏｔａｌ}）１２５を有するロングホール・システムとして構成されてよい。たとえば、ロングホール・システムは、約６０００～２０，０００ｋｍ、またはそれ以上の距離を含むことができる。分岐ユニット、たとえば、ＢＵ１１８－１・・・１１８－６は、海底環境における海洋底に据え付けられてよい。

【0017】

ＢＵ１１８－１・・・１１８－６の各々はまた、関連付けられた分岐経路を幹線経路１１２に電気的に結合して、そこに結合されたコンポーネントによる消費のための電力を提供するように構成されてもよい。たとえば、示されるように、分岐経路１０７は、中継器／光増幅器１７１と、分岐端末機器１２０とを含む。このようにして、分岐経路１０７に沿って結合された機器は、独占的に、または少なくとも部分的に、幹線経路１１２を介して分配される電力から動作するように構成されてよい。分岐構成１０６は、幹線経路１１２を介して分配される電力で少なくとも部分的に動作するように構成されるとき、正確には、無動力分岐、または半動力分岐と呼ばれてもよい。分岐構成はまた、所望の構成に応じて、たとえば、ローカルＰＦＥを含んで、少なくとも部分的に自己動力であってもよい。各分岐経路、たとえば、分岐経路１０７、１１１は、たとえば、所望の構成に応じて、数百キロメートルから数千キロメートルまで、長さにおいて多様であってよく、光増幅器、たとえば光増幅器１７１を含んで、全体の長さに沿った公称の光パフォーマンスを確実にすることができる。

【0018】

光通信システム１００によって、たとえば、定電流または定電圧分配方式を含む、さまざまな電力方式が実装されてよい。しかしながら、幹線経路１１２から電力を引き出すコンポーネントの数、その電力消費の程度、および幹線１１２の全体の長さなどの、光通信システム１００のさまざまな特性が、幹線１１２に沿った電力の利用可能性を大幅に制限することがある。たとえば、幹線経路１１２を形成する１つまたは複数の海底ケーブル、たとえばケーブル・セグメント１１４－１・・・１１４－Ｎは、（光ファイバ・ケーブル特性に応じて）キロメートル（ｋｍ）当たり約１オームの抵抗の増加をもたらすことがあり、それにより、たとえば、数万キロメートル延在するロングホール・システムにおける電力を大幅に低減することができる。

【0019】

それに応じて、光通信システム１００は、幹線１１２に沿った電力要件に基づいた制限された容量、および、たとえば、抵抗損失に部分的に基づいた光通信システムの全体の長さを有することができる。たとえば、ＰＦＥ１０４は、光増幅器１７１、ＢＵ１１８－１、１１８－２、分岐経路１０７、１１１、およびそれらに結合されたコンポーネント、たとえば、分岐端末機器１２０および水中分配ハブ（ＵＤＨ）１４０の動作をサポートするために、距離Ｄ_１までのケーブル・セグメント１１４－１および１１４－３に沿って十分な電力の量を提供するように構成されてよい。しかしながら、幹線経路領域１０９に対応するように、距離Ｄ_２分、幹線経路１１２を延在させることは、光通信システム１００の上述した電力分配制限に基づいて妨げられることがある。

【0020】

このようにして、かつ本開示の一実施形態に従って、幹線経路１１２は、給電分岐ユニット（ＰＦＢＵ）として構成された少なくとも１つのＢＵを含むことができる。たとえば、ＢＵ１１８－３は、本開示と一致したＰＦＢＵとして実装されてよく、ＰＦＢＵ１１８－３ともまた呼ばれてよい。他のＢＵは、電力スイッチング分岐ユニット（ＰＳＢＵ）として構成されてもよく、ＰＳＢＵは、関連付けられた分岐経路を幹線経路１１２に単純に電気的に結合する電気回路、およびフォルトの場合の絶縁性能（たとえば、シー・グラウンドへのクランプ）を含むことができ、しかしＰＳＢＵは、本明細書でさまざまに開示される、ＰＦＢＵの双方向電力分配性能、電力調整、および他の電力調節の態様は含まない。

【0021】

ＰＦＢＵ１１８－３は、たとえば、ＯＡＤＭ機能性、フィルタ、エクスプレス・チャネル性能、その他を含んで、上で議論したＢＵと実質的に同様に構成されてもよいが、第３のポートを介して分配のための電力を調達するために、２つ以上のポートを可能にするように構成された追加の回路を備える。別の言い方をすれば、ＰＦＢＵ１１８－３は、幹線セグメント１１４－３に結合された第１のポート１２６－１を介して、および／または、分岐経路１１３に結合された第３のポート１２６－３を介して電力を調達して、幹線経路領域１０９に沿って結合されたコンポーネントのために、より詳細には、たとえば、ケーブル・セグメント１１４－５・・・１１４－Ｎに沿った光コンポーネントによる消費のために、第２のポート１２６－２を介して出力電力を提供するように構成された回路を含むことができる。ＰＦＢＵ１１８－３の回路は、電流が、第１のポート１２６－１を介して（たとえば、ｉ_{ｔｒｕｎｋ}）、第３のポート１２６－３を介して（たとえば、ｉ_{ｂｒａｎｃｈ}）、または第１のポートと第３のポートとの組合せを介して（たとえば、ｉ_{ｔｒｕｎｋ}＋ｉ_{ｂｒａｎｃｈ}）調達されるのを可能にする、ＤＣ－ＤＣコンバータ・モジュール（ＤＤＣＭ）機構を含むことができる。このＤＤＣＭ機構は、正確には、多入力、単出力コンバータとして説明されてよい。表１は、この実施形態におけるＰＦＢＵ１１８－３のさまざまな例示的なＤＤＣＭコンバータ・モードを要約している。

【表1】

【0022】

ＰＦＢＵ１１８－３は、幹線ソース・モードで動作することができ、それによって、出力電流（Ｉ_ｏｕｔ）は、第２のポート１２６－２を介して提供され、かつケーブル・セグメント１１４－３によってＰＦＢＵ１１８－３の第１のポート１２６－１の中に給電された幹線電流（ｉ_{ｔｒｕｎｋ}）から独占的に調達される。分岐ソース・モードにおいて、ＰＦＢＵ１１８－３は、第２のポート１２６－２を介して出力電流（Ｉ_ｏｕｔ）を提供し、出力電流（Ｉ_ｏｕｔ）は、第３のポート１２６－３を介して分岐電流（ｉ_{ｂｒａｎｃｈ}）から独占的に調達される。いくつかのケースにおいて、たとえばＰＦＥ１０４が故障した場合に、出力電流Ｉ_ｏｕｔは、第１のポート１２６－１を介して供給されてもよい。

【0023】

多ソース・モードともまた呼ばれてよいデュアル・ソース・モードにおいて、ＰＦＢＵ１１８－３は、第１のポート１２６－１および第３のポート１２６－３から引き出される電流、たとえば、幹線電流（ｉ_{ｔｒｕｎｋ}）および分岐電流（ｉ_{ｂｒａｎｃｈ}）のそれぞれの組合せに基づいて、第２のポート１２６－２を介して出力電流（Ｉ_ｏｕｔ）を提供する。とりわけ、幹線経路領域１０９におけるコンポーネントの負荷に応じて、定電流モードが所望される場合に、定電流設定点（たとえば、１ａｍｐ）を、電圧ブーストを介して維持することができる。たとえば、負荷が２ｋＷ分の利用可能な電力を超える場合、グラウンドに対して第１のポート１２６－１よりも高い電圧でそれを保つことによって、第２のポート１２６－２を介して電圧を増加させることができる。それに応じて、電力ＰはＩ×Ｖに等しいので（Ｐ＝Ｉ×Ｖ）、電圧を増加させて十分な電力を提供することができる。

【0024】

したがって、幹線領域１０９のコンポーネントにサービスするために追加の電力が必要とされるときでさえ、第２のポート１２６－２を介した電流を一定に保つことができる。以下でさらに議論するように、多ソース・モードにおいては、第１のポート１２６－１および第３のポート１２６－３から引き出される特定の電流の量が、一方のポートを他方のポートよりも選好するように優先され、つまりは、一方のポートから他方に対して、より大きな比の電流を非対称的に引き出すことができる。いくつかのケースにおいては、等しい量の電流が各ポートから引き出される（たとえば、１：１比）。分岐給電モードにおいては、電力は、第１のポート１２６－１を介して調達され、第２のポート１２６－２を介して分岐経路に独占的に提供されてもよい。

【0025】

いずれの場合においても、第１のポート１２６－１および第３のポート１２６－３のうちの１つまたは両方から引き出される電流の量は、ＰＦＢＵのコントローラ、たとえば、図６のコントローラ６０６によって実装される制御／調節方式に基づいて、所定の設定点を維持するために効率的な調節を提供することができ、これは、図５および図６に関してより詳細に議論される。

【0026】

ＰＦＢＵ１１８－３は、初期設定モード、定電流モード、（たとえば、修理および保守を考慮するための）安全モード、および定電圧モードを含む、複数の動作モードのうちの１つで動作することができる。初期設定モードの間、ＰＦＢＵ１１８－３は、第１のポート１２６－１または第３のポート１２６－３から比較的少量の電力を引き出すことによって本質的に「ブートアップ」して、電力が利用可能になると、関連付けられたＤＤＣＭ機構の少なくとも一部に通電することができる。したがって、ＰＦＢＵ１１８－３は、幹線経路１１２または関連付けられた分岐経路を介して十分な電力の量が利用可能になると、自動的に初期設定するように構成されてよい。以下の説明は、電流を抽出するために単独で、または組み合わせて使用され得る第１のポート１２６－１および第３のポート１２６－３を、それぞれ、「入力」ポートと呼ぶが、本開示はこの点において必ずしも限定されない。たとえば、第１のポート１２６－１、第２のポート１２６－２、および第３のポート１２６－３のうちのいずれか１つが、それぞれ、初期設定を開始するために、ＰＦＢＵ１１８－３の内部負荷に少なくとも部分的に電力供給するための入力電力として使用されてもよい。

【0027】

ＰＦＢＵ１１８－３は次いで、少なくとも部分的に電力供給されるとき、たとえば、光通信システム１００の光ケーブルによって提供される光シグナリング、および／またはメモリに記憶された値を介して、さまざまな動作パラメータを受信するために、初期設定モードへと移行することができる。動作パラメータは、ＰＦＢＵ１１８－３のＤＤＣＭ機構についての特定の動作モード、たとえば、定電流ソース・モードまたは定電圧ソース・モードを表す値を含むことができる。加えて、動作パラメータは、ケースに応じて、定電圧目標値または定電流目標値などの、識別された動作モードのための所定の設定点を含むことができる。ＰＦＢＵ１１８－３はまた、所定の比または他の閾値に基づいて、たとえば、第３のポート１２６－３に対して、第１のポート１２６－１から電力を引き出す／抽出するための優先順位付け方式を定義する他の動作パラメータを受信することができる。たとえば、優先順位付け方式は、所与のポートから抽出される合計電流を制限するために、そのポートのための最大電流値を定義することができる。他のケースにおいて、優先順位付け方式は、第３のポート１２６－３に対して、第１のポート１２６－１から引き出される電力の一定の比の、１：１（５０／５０）、２：１、３：１、４：１、その他などを強制することができる。したがって、制御ループを介して実装される優先順位付け方式は、所望の構成に応じて、各入力ポートから非対称的または対称的に、電力を動的に引き出すことができる。

【0028】

ＰＦＢＵ１１８－３は次いで、動作パラメータを使用して、ＤＤＣＭ機構についての動作モード、優先順位付け方式、および動作モードに関連付けられた設定点を選択することができる。初期設定の後、第１のポート１２６－１および／または第３のポート１２６－３の測定された電流／電圧レベルが閾値（たとえば、１ａｍｐ）を超えると、ＰＦＢＵ１１８－３は、選択された動作モード（たとえば、定電流または定電圧）へと移行することができる。たとえば、ＰＦＥ１０４と幹線経路１１２との間で、より詳細にはケーブル・セグメント１１４－１・・・１１４－３の間で、電力が先頃回復した場合に、ＢＵ１１８－１・・・１１８－２の各々がオンラインになり、連続して次々と電力を出力し始めると、電力は、制御されたやり方である時間の期間にわたって上昇することができる。このようにして、ＰＦＢＵ１１８－３は、第１のポート１２６－１および／または第３のポート１２６－３を介して利用可能な電力の十分な量の測定に応答して、選択された動作モードで関連付けられたＤＤＣＭ機構を動作させて、識別された動作モード、ソースの優先方式、および関連付けられた設定点に従って、ＤＤＣＭ機構を動作させ、電力出力を調節することができる。

【0029】

定電流モードにおいて、ＰＦＢＵ１１８－３は、第２のポート１２６－２を介して比較的一定の電流レベルを出力しようとする。定電圧モードにおいて、ＰＦＢＵは、第２のポート１２６－２を介して比較的一定の電圧レベルを出力しようとする。ＤＣ－ＤＣコンバータ機構によって実装されるこれらのモードの各々は、図５および図６に関して、さらに以下でより詳細に議論される。

【0030】

いくつかのケースにおいて、光通信システム１００の複数のＢＵ、たとえばＢＵ１１８－１・・・１１８－６は、本開示と一致したＰＦＢＵとして各々実装されてもよい。幹線経路１１２はこのようにして、効率的なフォルト・トレラント式に電力を分配するために、複数のＰＦＢＵを直列に提供することができる。たとえば、複数のＰＦＢＵ１１８－１・・・１１８－６は、ケーブル・セグメント１１４－１・・・１１４－Ｎの各々に沿って比較的一定の電流を利用可能にすることを考慮するために、定電流モードで構成されてよい。加えて、複数のＰＦＢＵ１１８－１・・・１１８－６は、たとえば、コンポーネント障害および／またはケーブルカットに基づいた、幹線経路１１２に沿ったフォルト状況の発生を考慮し、影響されていない他の部分が電力供給されたままであるのを可能にしながら、幹線経路１１２の影響された部分を自動的に絶縁する。たとえば、ＰＦＢＵ１１８－３は、ケーブル・セグメント１１４－３に沿って発生したフォルト状況の場合に、上述した分岐ソース・モードに自動的にスイッチすることができる。この事例において、ＰＦＢＵ１１８－３は、たとえば、フォルトのケーブル・セグメント１１４－３を絶縁するために、第１のポート１２６－１をシー・グラウンドにスイッチすることができる。電力はこのようにして、ケーブル・セグメント１１４－４、１１４－６、１１４－Ｎに沿って電力を供給するために、分岐経路１１３（これは、分岐経路ケーブル・セグメント１１３と呼ばれてもよい）から、より詳細には、ＰＦＥ１９０から引き出されてよい。ＢＵ１１８－４、１１８－５、１１８－６などの、ケーブル・セグメント１１４－４、１１４－６、１１４－Ｎに結合されたコンポーネントは、分岐端末１５０、１６０、１７０がノード内のやり方で通信を継続することを考慮する。

【0031】

したがって、ＰＦＢＵは、ＰＦＢＵ１１８－３の第１のポート１２６－１および第３のポート１２６－３のそれぞれに送り出された電力を妨げる、またはそうでなければ低下させるフォルト状況に応答して、幹線ソース・モード、分岐ソース・モード、および多ポートソース・モードの間で自動的にスイッチすることができる。上述したソース・モード間で自動的にスイッチすることの代わりに、またはそれに加えて、ＰＦＢＵは、光通信システム１００の、たとえばネットワーク・オペレーション・センタ（ＮＯＣ）から、光通信システム１００の伝送ケーブルを介して受信した光信号に基づいて、ソース・モード間でスイッチすることができる。

【0032】

ＢＵ１１８－１・・・１１８－６のうちの１つまたは複数は、関連付けられた分岐経路に給電された電力をダウンステップする／ダウンコンバートするＤＤＣＭ機構などのコンバータ機構で構成されてもよい。たとえば、ＢＵ１１８－２は、分岐経路１１１に結合されたコンポーネントによる消費のために、高電圧信号、たとえば１０キロボルト（ｋＶ）を、中電圧、たとえば４００ｖにステップダウンするように構成されてもよい。水中分配ハブ（ＵＤＨ）１４０は、中電圧を受信し、それを科学センサ、水中自律車両（ＵＡＶ）、その他による消費のために、低電圧、たとえば１２ｖにコンバートすることができる。他のケースにおいて、ＢＵ１１８－１・・・１１８－６の各々は、電力を調整する／コンバートすることなく、関連付けられた分岐経路を、幹線経路１１２に単純に電気的に結合することができる。

【0033】

ＢＵ１１８－１・・・１１８－６のうちの１つまたは複数は、スタブ型の（ｓｔｕｂｂｅｄ）ＰＦＢＵとして構成されてもよい。スタブ型のＰＦＢＵは、最初に、関連付けられた分岐経路またはブリッジ経路のケーブル・セグメントなしに配備されてもよい。この事例において、スタブ型のＰＦＢＵは、後で取り出され、たとえば船によって上面に運ばれ、関連付けられた分岐経路またはブリッジ経路のケーブル・セグメントに結合され、より詳細には、スタブ型のＰＦＢＵの第３のポートに結合されて、光通信システム１００を拡張することができる。これにより、最初に配備されるときに関連付けられた分岐経路に必ずしも結合されなくても、ＰＦＢＵが定電流（または定電圧）を関連付けられた幹線経路ケーブル・セグメントに有利に提供するのをなおも可能にしながら、スタブ型のＰＦＢＵが、広い意味において、光通信システム１００の将来の拡張のための場所を確保するもの（ｐｌａｃｅ ｈｏｌｄｅｒ）となることを可能にする。将来的なアップグレードはその場合、アップグレードの間の幹線トラフィックを必ずしも中断することなく実施することができる。

【0034】

図２を見てみると、本開示の一実施形態に従った例示的な光通信システム２００が示されている。光通信システム２００は、非常に簡略された形式で示されており、他の実施形態も本開示の範囲内である。示されるように、光通信システムは、２つの幹線経路、すなわち、第１の幹線経路２３４および第２の幹線経路２３６を含む。第１の幹線経路２３４および第２の幹線経路２３６の各々は、数百から数万キロメートル延在することが可能なロングホール・システムとして構成されてよい。

【0035】

第１の幹線経路２３４および第２の幹線経路２３６の各々は、ＣＬＳ２１０、２１１にそれぞれ結合される。ＣＬＳ２１０、２１１の各々は、たとえば、１１ｋＶを約１．０Ａの一定のアンペア数で提供するように構成されてよいＰＦＥ２０４、２０５をそれぞれ含む。ＣＬＳ２１０、２１１は、各それぞれの幹線経路に結合された、ＬＴＥ１０５などのＬＴＥデバイスをさらに含むことができるが、単にわかりやすさのために簡略化された形式で例示されている。ＰＦＥ２０４、２０５の各々は、所望の構成に応じて、たとえば、０．５Ａから１．５Ａまたはそれ以上の広い範囲の電流レベル、ならびに、たとえば、１ｋＶから１５ｋＶまたはそれ以上の広い範囲の電圧レベルを出力するように構成されてよい。前述の説明は、例示的な定電流（たとえば、１．０Ａ）を提供するＰＦＥ２０４、２０５を具体的に議論しているが、ＰＦＥ２０４、２０５の各々は、異なるモードで動作するように構成されてもよいことに留意されたい。

【0036】

さらに示されるように、光通信システム２００は、第１の幹線経路２３４および第２の幹線経路２３６に沿って配置された複数のＰＦＢＵ、たとえば、ＰＦＢＵ２１８－１・・・２１８－９を含む。ＰＦＢＵ２１８－１・・・２１８－９の各々は、関連付けられた分岐経路２１０－１・・・２１０－７を、それらの関連付けられた幹線経路に電気的および光学的の両方で結合するように構成されてよい。分岐端末２２０、２５０、２８０、２９４、２９６、光増幅器２７１、およびＵＤＨ２４０、２９０などのコンポーネントは、それらの関連付けられた幹線経路を介して分配された電力を消費することができる。分岐経路に沿って結合されたコンポーネント、および、たとえば、抵抗損失による所与の分岐経路ケーブル・セグメントの長さに応じて、各分岐経路によって消費される具体的な電力の量は多様であってよい。本明細書で提供される具体的な電力値は、限定することを意図しておらず、むしろ、単にわかりやすさと説明しやすさのために提供される。

【0037】

この例示的な実施形態において、ＰＦＢＵ２１８－１・・・２１８－９の各々は、たとえば、それらの内部負荷および関連付けられた分岐経路に結合された負荷に部分的に基づいて、約２ｋＷまでの電力、またはそれ以上を消費することができる。このようにして、第１の幹線経路２３４は、抵抗損失および関連付けられた負荷に基づいて、特定の数の分岐経路および全体の距離Ｄ_１に限定されてよい。一実施形態に従って、ＰＦＢＵ２１８－３は、幹線経路領域２０９に沿って配置されたコンポーネントが適切な量の利用可能な電力を有するのを確実にするために、分岐／ブリッジ経路２１３を介して電流を調達することができる。幹線経路領域２０９には、単一のＰＦＢＵ２１８－４のみが示されているが、任意の数のＰＦＢＵおよび関連付けられた分岐構成が、所望の構成に応じて存在してよい。

【0038】

示された実施形態において、ＰＦＢＵ２１８－３は、ブリッジ経路２１３の第１の端部に結合されてよく、ＰＦＢＵ２１８－７は、ブリッジ経路２１３の第２の端部に結合されてよい。ＰＦＢＵ２１８－３および２１８－７はまた、第１の幹線２３４と第２の幹線２３６との間で光信号が送信されるのを可能にすることができる。図２のＰＦＢＵは、上で議論したＰＦＢＵ１１８－３に従って、たとえば、多入力、単出力構成で構成されたＤＤＣＭ機構を用いて実装されてよく、その説明は簡潔さのために繰り返さないことにする。

【0039】

続けると、第１の幹線経路２３４に沿って提供される幹線電流（ｉ_{ｔｒｕｎｋ}）が、ＰＦＢＵ２１８－３の第１のポートで利用可能な約８ｋＷの電力（たとえば、８ｋＶ×１Ａ＝８ｋＷ）を有する場合、これ単独では、組み合わせて１０ｋＷの電力を消費する、幹線経路領域２０９に沿ったコンポーネントに電力供給するには足りないことがある。ＰＦＢＵ２１８－３はその場合、図１に関して先に議論したように、多ソース・モードで動作して、幹線／ブリッジ経路２１３から追加の電力、たとえば、（ｉ_{ｂｒｉｄｇｅ}）を引き出して、電圧ブーストを介して必要とされる追加の２ｋＷの電力を提供することができる。したがって、たとえば、ＰＦＢＵ２１８－３が定電流モードで動作していることを想定すると、ＰＦＢＵ２１８－３は、幹線領域２０９のコンポーネントが十分な電力を有し、電流が一定のままであることを確実にするために、ＰＦＢＵ２１８－７を介して、分岐／ブリッジ電流、たとえばｉ_{ｂｒｉｄｇｅ}から、電力を調達することができる。示されるように、これは、第２の幹線経路２３６から、ブリッジ電流ｉ_{ｂｒｉｄｇｅ}としても知られる電流の一部を引き出すことを含み、その電流の一部は、継続した動作を確実にするために必要である追加の２ｋＷの電力を、幹線経路領域２０９のコンポーネントが消費するのを可能にするのに十分である。この目的のために、負荷（たとえば、１０ｋＷ）が、単独のＰＦＥ２０４を介して幹線経路２３４が供給することが可能な分を超えたときでさえ、ＰＦＢＵ２１８－３は、幹線領域２０９に沿った定電流を維持することができる。

【0040】

したがって、ＰＦＢＵ２１８－７は、正確には、ブリッジングＰＦＢＵ２１８－７として説明されてよい。ブリッジングＰＦＢＵ２１８－７は、上で議論されたＰＦＢＵ１１８－３と同様に構成され、たとえば、ＯＡＤＭ機能性、フィルタ、エクスプレス・チャネル性能、その他を含むことができる。ブリッジングＰＦＢＵ２１８－７は、単入力、多出力構成を含む関連付けられたＤＤＣＭ機構を含むことができ、それによって、第１のポート２２６－１は、ケーブル・セグメント２１４－１を介して電流を抽出するための入力として動作する。第２のポート２２６－２および第３のポート２２６－３は、それぞれ、分岐／ブリッジ経路２１３およびケーブル・セグメント２１４－２・・・２１４－Ｎを介して電力を提供するための出力として動作し、より詳細には、多ソース・モードで動作するＰＦＢＵ２１８－３のおかげにより、第２の幹線経路２３６のケーブル・セグメント２１４－２・・・２１４－Ｎに沿ったコンポーネントによる、および第１の幹線経路２３４の幹線領域２０９に沿って配置されたコンポーネントによる消費のために動作する。ＰＦＢＵ２１８－７に関連付けられたこのＤＤＣＭ機構は、正確には、単入力、多出力コンバータとして説明されてよい。表２は、この実施形態におけるＰＦＢＵ２１８－７のさまざまな例示的なＤＤＣＭコンバータ・モードを要約している。

【表1】

【0041】

ＰＦＢＵ２１８－７は、幹線出力モードで動作することができ、それによって、出力電流（Ｉ_ｏｕｔ）は、第２のポート２２６－２のみを介して、たとえば、第３のポート２２６－３を除外して、提供される。別の言い方をすれば、幹線出力モードは、ＰＦＢＵ２１８－７に第２の幹線経路２３６に沿ってのみ電流を出力させて、たとえば、ケーブル・セグメント２１４－２、２１４－Ｎに電力を提供する。分岐出力モードにおいて、ＰＦＢＵ２１８－７は、第２のポート２２６－２を介して電流を提供することを除外して、第３のポート２２６－３を介してブリッジ電流（ｉ_{ｂｒｉｄｇｅ}）を提供する。デュアル出力モードまたは多出力モードにおいて、ＰＦＢＵ２１８－７は、第３のポート２２６－３を介してブリッジ電流（ｉ_{ｂｒｉｄｇｅ}）を提供し、第２のポート２２６－２を介して出力電流（Ｉ_ｏｕｔ）を提供する。第３のポート２２６－３は、関連付けられた第１の設定点に基づいて、出力ブリッジ電流（ｉ_{ｂｒｉｄｇｅ}）を調節することができる。第１の設定点は、図１に関して上で議論したように、ＰＦＢＵ２１８－７によって受信される動作パラメータのうちの１つであってよい。第２のポート２２６－２は、関連付けられた第２の設定点を有するＰＦＢＵ２１８－７によって同様のやり方で調節されてよい。第１の設定点および第２の設定点は、所望の出力に応じて、異なっていても、同じであってもよい。

【0042】

いくつかのケースにおいて、ＰＦＢＵ２１８－７は、幹線経路２３６が適切に電力供給されるのを確実にするために、第２のポート２２６－２を介した出力を優先することができる。別の言い方をすれば、第２のポート２２６－２および第３のポート２２６－３、それぞれのための第１の設定点および第２の設定点の両方を維持するために必要とされる電力を超えて、需要が幹線経路２３６に沿って増加した場合に、ＰＦＢＵ２１８－７は、第３のポート２２６－３を介した電力出力を低減する、またはそうでなければ停止することができる。代替として、ＰＦＢＵ２１８－７はまた、所望の構成に応じて、第３のポート２２６－３を介した出力を選好するように電力を優先することができる。ＰＦＥ２０５から利用可能な電力の量が閾値よりも少ない、たとえば、＜４ｋＷである場合、ＰＦＢＵ２１８－７は、実装される優先方式に応じて、幹線出力モードまたはブリッジ出力モードにスイッチすることができる。上の例で議論した提供された電力値は、限定することを意図しておらず、他の電力値もまた本開示の範囲内である。

【0043】

図３は、本開示の一実施形態に従った別の例示的な光通信システム３００を示す。示されるように、フォルト状況３０１、たとえば、ケーブルカットまたはコンポーネント障害が、ケーブル・セグメント３１４－３・・・３１４－Ｎを、ＰＦＥ３０４から電気的に分断している。それに応じて、第１のケーブル・セグメント３１４－１に沿って配置されたコンポーネント、たとえば、光増幅器３７１、ＢＵ３１８－１、および分岐端末３２０は、電力供給されたままである。しかしながら、ケーブル・セグメント３１４－２・・・３１４－Ｎに沿ったコンポーネント、たとえば、ＢＵ３１８－２・・・３１８－５、ＵＤＨ３４０、分岐端末３５０、３７０は、フォルト３０１の結果として無動力になることがあり、幹線経路３３４の影響された／フォルトの部分に沿った通信の損失を引き起こすことがある。

【0044】

ＢＵ３１８－３は、本開示に従ってＰＦＢＵとして実装されてよい。それに応じて、ＰＦＢＵ３１８－３は、現在のモード、たとえば、図１に関して上で議論した幹線ソース・モードから、フォルト復旧モードへと移行することができる。たとえば、ＰＦＢＵ３１８－３は、上で議論したように、単入力、多出力構成を含む関連付けられたＤＤＣＭ機構を含むことができ、それによって、分岐経路３１５を介して電力を調達することができる。とりわけ、第３のポート３２６－３は、分岐経路３１５を通じてＰＦＥ３０５に結合されてよい。いくつかのケースにおいて、ＰＦＥ３０５は、プラットフォーム上に配置されてもよいし、または、たとえば、陸上ＰＦＥとして内陸に配置されてもよい。ＰＦＢＵ３１８－３は、第３のポート３２６－３を介して電流を抽出することができ、その電流を、第１のポート３２６－１および第２のポート３２６－２を介した第１の出力電流３５１および第２の出力電流３５２として、それぞれ出力することができる。

【0045】

図４は、本開示の一実施形態に従った別の例の光通信システム４００を示す。光通信システム４００は、単純さおよび説明しやすさのために非常に簡略化された形式で示されている。示されるように、光通信システム４００は、ＰＦＥ４０４、４０６によって電力供給されるデュアル・エンドの給電幹線ケーブルを含む。ＰＦＥ４０４および４０６は、たとえば、反対側のケーブル陸揚げ局に設置されてもよい。ＰＦＥ４０４、４０６の各々は、幹線経路４１２に沿った負荷のために、たとえば、１０ｋＷまでの電力を供給するように構成されてよく、ＰＦＥ４０８は、分岐経路４１０に沿った負荷、たとえば、光増幅器４７１、分岐端末機器、その他のために、たとえば、２ｋＷまでの電力を供給するように構成されてよい。ＰＦＥ４０８は、正常動作下では、分岐経路４１０全体のためにシングル・エンドの電力を提供するように構成されてよく、ＰＦＢＵ４１８は、たとえば、分岐経路４１０の数百メートル下方に位置した仮想グラウンド（図示せず）への低電力／低電圧を維持することによって、分岐経路４１０の幹線端部で「生きた」ままであることができる。

【0046】

フォルト箇所４０１、たとえば、ケーブルカットによるシャント・フォルトが発生したとき、ＰＦＢＵ４１８は、電圧および／または電流を関連付けられた閾値と比較することによって、フォルト状況を検出することができる。それに応答して、ＰＦＢＵ４１８は次いで、出力を自動的に再構成して、それに応じた補償をすることができる。自動再構成の代わりに、またはそれに加えて、ＰＦＢＵ４１８は、フォルト状況が発生していることをケーブル局に通知するために、アラームを発するための信号を送信することができる。いずれの場合においても、ＰＦＢＵ４１８が閾値を超えた電圧／電力の変化を検出したとき、ＰＦＢＵ４１８は、幹線経路４１２から電力を引き出して、分岐経路４１０にシャント・フォルトへ電力供給させ続けることによって、検出したフォルト箇所４０１に応答することができる。ＰＦＥ４０８は、分岐経路４１０の影響されていない部分に電力供給を継続することができる。そのようなフォルトが発生し、電力が損なわれ、しかしデータ搬送ファイバは損なわれていない場合、光増幅器４７１は電力供給されたまま／生きたままであり、分岐経路４１０は、したがって、動作可能のままで、分岐経路４１０への／分岐経路４１０からの通信を考慮する。これにより、分岐が再電力供給されている間、幹線が動作可能なままであることを有利に可能にする。

【0047】

図５は、本開示の一実施形態と一致した例示的な分岐構成５００の図を示す。示されるように、分岐構成５００は、光ファイバを介して、幹線経路、たとえば、図１の幹線経路１１２に結合されたＰＦＢＵ５１８を含む。ＰＦＢＵ５１８は、わかりやすさおよび実用性のために、非常に簡略化された形式で示されている。さらに示されるように、ＰＦＢＵ５１８は、幹線経路１１２の幹線ケーブル・セグメント５１４－１、５１４－２に結合し、幹線ケーブル・セグメント５１４－１、５１４－２は、幹線光ファイバ５５０・・・５５６、および電気導体５５８、５６０を含む。幹線ケーブル・セグメント５１４－１は、第１の幹線ケーブル・セグメント５１４－１と呼ばれてよく、第２の幹線ケーブル・セグメント５１４－２は、第２の幹線ケーブル・セグメント５１４－２と呼ばれてよい。ＰＦＢＵ５１８は、冗長東西構成をサポートすることができ、それによって、光信号を、反対方向に移動する信号を介して、冗長的に伝送および受信することができる。ＰＦＢＵ５１８はまた、分岐ケーブル・セグメント５１７に結合し、分岐ケーブル・セグメント５１７は、分岐ファイバ５６４、５６６、および電気導体５６２を提供する。

【0048】

幹線経路１１２は、分岐構成５００によって管理されるエクスプレス・チャネルおよびローカル・チャネルを搬送することができる。たとえば、ＣＬＳ１１０（図１）で発信される信号は、１つまたは複数のチャネル（たとえば、エクスプレス・チャネルおよびローカル・チャネル）を占有する１つまたは複数の情報信号を含むことができる。同様に、分岐端末１２０で発信される信号もまた、１つまたは複数のチャネル（たとえば、ローカル・チャネル）を占有する１つまたは複数の情報信号を含むことができる。情報信号を搬送するチャネルはまた、利用されるチャネルと呼ばれることもある。幹線信号および分岐信号はまた、均一なチャネル・ローディングを維持するために、利用されないチャネルと呼ばれる、情報信号のないチャネル上のローディング信号を含むことができる。ローディング信号は、ブロードバンド・ノイズ、たとえば、ＡＳＥノイズ、ＡＳＥノイズ・バンド、またはダミー・トーンなどの非情報搬送信号を含むことができる。ダミー・トーンは、一般に、固有の波長に集中し、情報またはトラフックを搬送しない、光エネルギーを指す。

【0049】

任意のエクスプレス・チャネルは、発信幹線端末から、ＰＦＢＵ／ＢＵユニットを通って幹線経路へと直接、中断することなく渡されてよい。１つまたは複数のローカル・チャネルは、幹線経路１１２からドロップする、またはＰＦＢＵユニットで幹線経路１１２に追加されることがある。ＰＦＢＵユニット５１８は、ＣＬＳ１１０から発信された情報信号を搬送する１つまたは複数のローカル・チャネル波長をドロップするように、すなわち、抽出するように構成されてよい。ドロップしたローカル・チャネル上の情報信号は次いで、分岐端末機器へと渡されてよい。ＰＦＢＵ５１８はまた、関連付けられた分岐／ブリッジ機器から発信された情報信号を、幹線経路１１２へと搬送する１つまたは複数のローカル・チャネル波長を追加するように、すなわち、挿入するように構成されてよい。結果として生じるＷＤＭ光信号、すなわち、追加された情報信号を含むＷＤＭ光信号は次いで、幹線経路１１２上に（たとえば、ＰＦＢＵ５１８の後に続くセグメント５１４－２上に）渡されてよい。もう一方の端末で発信された情報信号を搬送するローカル・チャネルも同様にＰＦＢＵ５１８によって追加される、および／またはドロップされてよい。２つの幹線は、図２に関して上で議論したブリッジ経路２１３などのブリッジ経路を介して接続されていてよく、ブリッジ経路は、第１の幹線および第２の幹線に光学的および電気的に結合していることを思い出されたい。このようにして、本明細書でさまざまに開示されたように、第１の幹線経路のノードは、ブリッジ経路を使用するＰＦＢＵを介して、第２の幹線経路のノードと、双方向式または一方向式に通信することができる。

【0050】

示されるように、エクスプレス・チャネルは、第１の幹線ケーブル・セグメント５１４－１から第２の幹線ケーブル・セグメント５１４－２へと、分岐構成５００を通り抜け、逆もまた同様である。１つまたは複数のローカル・チャネル（ドロップ・チャネルともまた呼ばれる）は、分岐光ファイバ５６６によって提供されるドロップ分岐経路を介して、幹線経路１１２から分岐／ブリッジへと、分岐構成５００を通り抜けることができる。１つまたは複数のローカル・チャネル（追加チャネルともまた呼ばれる）は、追加分岐ファイバ５６４によって提供される追加分岐経路から幹線経路１１２へと、分岐構成５００を通り抜けることができる。

【0051】

ローカル・チャネル波長を追加すること、およびドロップすることは、一般に、光追加ドロップ多重化（ＯＡＤＭ）と呼ばれる。分岐構成５００においてＯＡＤＭを実装するために、たとえば、分岐構成５００は、以下の機能、すなわち、分離すること、フィルタリング、および組み合わせることを実装することができる。分離する機能は、１つの入力ファイバ上の光電力を、２つ以上の送出ファイバに分離することを伴う。光結合器は、分離する機能を実装することができるデバイスの一例である。フィルタリング機能は、他の波長が通ることを可能にしながら、１つまたは複数の送出ファイバから、入力光スペクトル（すなわち、１つまたは複数の波長）の少なくとも一部をブロックすることを伴う。いくつかの波長を伝送し、１つまたは複数の固有の波長をブロックする光フィルタを、たとえば、薄膜光フィルタおよびファイバ・ブラッグ・グレーティングなどの技術を使用して実装することができる。フィルタリング機能はまた、たとえば、減衰器およびオールパス・フィルタなどの、光波長による区別をしないフィルタ構成を使用するフィルタリングを伴うこともできる。組み合わせる機能は、単一の出力ファイバ上の２つ以上のソースからの光信号をマージすることを伴う。光結合器は、組み合わせる機能を実装することができるデバイスの一例である。

【0052】

本開示で言及される海底分岐構成におけるＯＡＤＭ機能性は、固定された光特性の光デバイスを使用して実装されてよい。ＯＡＤＭ機能性はまた、光デバイスへのローカルもしくはリモートの制御信号を使用して、光結合特性および／または光フィルタリング特性を、設備された分岐構成において変化させる、または制御することができる、光デバイスを使用して実装されてもよい。一例において、海底システム・オペレータは、海底システム・ケーブルにおいて光ファイバを通じて伝送される光信号としての制御コマンドを、ＰＦＢＵ５１８ユニットに伝送することができる。ＯＡＤＭ機能性を提供するために使用することができる制御可能な光デバイスの例は、限定はせずに、光スイッチ、チューナブル光フィルタ、可変光減衰器、波長選択スイッチ／フィルタ、光スプリッタ、および再構成可能な光追加ドロップ・マルチプレクサ（ＲＯＡＤＭ）を含む。

【0053】

ＰＦＢＵ５１８は、ＯＡＤＭコンポーネント５３４を介して、分離する機能および組み合わせる機能を用いて実装されてよい。たとえば、ＯＡＤＭコンポーネント５３４は、分岐経路によって要求される幹線経路の合計光スペクトルのその部分を通すためのドロップ・バンドパス・フィルタ（ＢＰＦ－Ｄ）と、幹線経路に追加されることになる分岐経路光スペクトルのその部分を通すための追加バンドパス・フィルタ（ＢＰＦ－Ａ）と、チャネル波長が追加されたときに幹線経路チャネル波長が再使用されるのを拒否する、またはブロックするためのバンド・リジェクト・フィルタ（ＢＲＦ）とを含むことができる。

【0054】

ＰＦＢＵ５１８はまた、ＤＤＣＭ機構５０１を用いて実装されてよい。ＤＤＣＭ機構５０１は、幹線経路１１２を、関連付けられた分岐経路から電気的に絶縁することができ、そこから電力を、たとえば、ケーブル・セグメント５１４－１、５１４－２を介して抽出することができる。ＰＦＢＵ５１８は、抽出された電力を調整する、たとえば、高電圧ＨＶから中電圧ＭＶにダウンコンバートすることができ、抽出し、調整した電力を分岐／ブリッジに供給することができる。図１～図４に関して上で先に議論したように、ＤＤＣＭ機構５０１内の電流は、ＰＦＢＵのために選ばれた動作の特定のモードに応じて複数の方向に流れることができることに留意し、このことは、簡潔さのために繰り返さないことにする。

【0055】

ＤＤＣＭ機構５０１は、電力およびテレメトリ５１０機構と、ＨＶスイッチ５１２、５１６、５１９と、ＤＤＣＭ５１５とを含む。電力およびテレメトリ機構５１０は、たとえば、幹線１１２を介してチャネル波長を送信および受信するために好適な回路およびコンポーネントを含むことができる。電力およびテレメトリ５１０機構は、所望の構成に応じて、受信したチャネル波長を使用して、ＤＤＣＭ機構５０１の動作を適合させる、たとえば、設定点、ソース・モード（定電流、定電圧）などの新しい動作パラメータを適用する、ＨＶスイッチ５１２、５１６、５１９のうちの１つまたは複数を閉じる／開く、およびケーブル局にアラームを送信することができる。電力およびテレメトリ機構５１０は、幹線１１２を介して電力を調達するための、たとえば、ＤＤＣＭ５１５などのＰＦＢＵ５１８の内部負荷に電力を供給するための、電力供給部をさらに含むことができる。

【0056】

ＨＶスイッチ５１２、５１６、５１９は、たとえば、フォルト状況の場合に、またはＰＦＢＵ５１８上で修理が実施されるときの安全を確実にするために、ＤＤＣＭ５１５の入力ポート、たとえば、ポート６２６－１、６２６－２、６２６－３（図６）を、シー・グラウンド５２４にスイッチ可能に結合するように構成されてよい。シー・グラウンド５２４は、たとえば、陰極および／または陽極であってよい。

【0057】

ＤＤＣＭ５１５は、所望のモードに応じて、図１に関して上で議論したように、多入力、単出力コンバータ・モードで、および／または図２に関して上で議論したように、単入力・多出力コンバータ・モードで動作するように構成されてよい。いくつかのケースにおいて、ＰＦＢＵ５１８は、所与の光通信システムの電力分配ニーズに応じて、モード間でスイッチすることができる。たとえば、ＰＦＢＵ５１８は、分岐経路および幹線経路の両方から電力を調達して（たとえば、デュアル入力モード）、幹線経路１１２のダウン・ストリーム部分、たとえば、図１の幹線領域１０９に電力を供給するモードで動作することができる。ＰＦＢＵ５１８が幹線ケーブル・セグメント５１４－１に関連付けられたフォルトを判定したことに応答して、ＰＦＢＵ５１８は、デュアル出力電力モードにスイッチし、それによって、電力を分岐／ブリッジから引き出して、幹線経路１１２の東部分、および幹線経路１１２の影響されていない西部分に電力供給を継続することができる。

【0058】

図６を見てみると、本開示の一実施形態に従ったＰＦＢＵ５１８における使用に好適な一例示的なＤＤＣＭ５１５Ａが示されている。示されるように、ＤＤＣＭ５１５Ａは、第１のポート６２６－１、第２のポート６２６－２、および第３のポート６２６－３を含み、ポートの各々は、ケーブル・セグメントの電気導体に結合するように構成されている。たとえば、第１のポート６２６－１は、第１の幹線ケーブル・セグメント５１４－１の電気導体５５８に結合するように構成されてよく、第３のポート６２６－３は、分岐ケーブル・セグメント５１７の電気導体５６２に結合するように構成されてよく、第２のポート６２６－２は、第２の幹線ケーブル・セグメント５１４－２の電気導体５６０に結合するように構成されてよい。ＤＤＣＭ５１５Ａは、第１のポート６２６－１および第２のポート６２６－２のうちの１つまたは両方から電流を抽出して、第３のポート６２６－３を介して分岐に電力を提供するように構成されてよい。

【0059】

他のケースにおいて、図１を参照して上で議論したように、第１のポート６２６－１および第２のポート６２６－２が、それぞれ、第１の幹線経路ケーブル・セグメント、たとえば幹線経路ケーブル・セグメント１１４－３、および分岐／ブリッジ・ケーブル・セグメント、たとえば分岐経路ケーブル・セグメント１１３に結合されて、第２の幹線経路ケーブル・セグメント、たとえば幹線経路ケーブル・セグメント１１４－４に電力を提供することができる。ＤＤＣＭ５１５Ａのこの実施形態は、このようにして、多入力、単出力構成を提供することができるが、他の構成もまた本開示の範囲内である。

【0060】

さらに示されるように、ＤＤＣＭ５１５Ａは、クランプ６０２と、第１のコンバータ６０４－１および第２のコンバータ６０４－２と、コントローラ６０６と、整流器６１４と、フィルタ６１６と、クランプ６０８とを含む。コントローラ６０６は、たとえば、幹線経路に沿って提供された高電圧から、使用可能な電圧、たとえば中電圧または低電圧を提供することができる、電力およびテレメトリ機構５１０における電力供給部を介して電力供給されてよい。いくつかのケースにおいて、コントローラ６０６は、電力およびテレメトリ機構５１０内で実装され、必ずしも示されるような別個のコンポーネントでなくてもよいことに留意されたい。

【0061】

コントローラ６０６は、マイクロプロセッサ、プロセッサ、回路、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）、または任意の他の好適なコントローラ・デバイスとして実装されてよい。第１のコンバータ６０４－１および第２のコンバータ６０４－２は、調節されたＤＣ電圧を生み出すように構成されてよく、次いで調節されたＤＣ電圧をチョップして、ＡＣ信号を生み出すことができる。ＡＣは次いで、絶縁のための変圧器を通過することができ、次いで整流器６１４およびフィルタ６１６をそれぞれ介して、整流され、フィルタリングされて、ＤＣ出力を生み出すことができる。出力上のクランプ６０８は、たとえば、作業者の安全のために、ケーブルを放電することを確実にすることができる。入力上のクランプ６０２は、ケーブル・フォルトの間、（たとえば、パス・スルーを提供するために）コンバータ周りのサージ電流を迂回させる。クランプ６０２はまた、各幹線ケーブル上のグラウンドにクランプして、それぞれの幹線ケーブルに修理を行うときの作業を保護することができる。

【0062】

第１のコンバータ６０４－１および第２のコンバータ６０４－２は、このようにして２つの電力段を提供することができる。第１のコンバータ６０４－１および第２のコンバータ６０４－２の各々は、ブースト・コンバータ（図示せず）と、チョッパ（図示せず）とを含むことができる。第１のコンバータ６０４－１および第２のコンバータ６０４－２は、たとえば、ハーフ・ブリッジ（たとえば、２つのトランジスタ構成）またはフル・ブリッジ（たとえば、４つのトランジスタ構成）のスイッチング機構で構成されてよい。第１のコンバータ６０４－１および第２のコンバータ６０４－２の各々を、コントローラ６０６を介して、たとえばＰＷＭ信号を、たとえばソフト・スイッチすることによって動作させて、電流動作モードに応じて、第１のポート６２６－１および第２のポート６２６－２のうちの１つまたは両方からの線電流のある部分を舵取りすることができる。他の電力調節方式も本開示の範囲内であり、本開示は、必ずしもＰＷＭ実装に限定はされない。加えて、出力段で電力を追加する磁束を用いて、一般的な変圧器を利用することができる。いずれの場合においても、第１のコンバータ６０４－１および第２のコンバータ６０４－２は、ブーストされた電流をチョッパに給電することができ、各それぞれのチョッパは、絶縁変圧器６３０の一次巻線を駆動する。絶縁変圧器６３０は、第１のポート６２６－１および第２のポート６２６－２と、第３のポート６２６－３との間にガルバニック絶縁を提供することができる。

【0063】

第１のコンバータ６０４－１および第２のコンバータ６０４－２のブースト・コンバータの各々は、第１のパルス幅変調（ＰＷＭ）信号および第２のＰＷＭ信号のそれぞれを介して、コントローラ６０６によって駆動されてよく、第１のＰＷＭ信号は、第２のＰＷＭ信号とは異なる。コントローラ６０６は、第１のＰＷＭ信号および第２のＰＷＭ信号に基づいて、第１のポート６２６－１および第２のポート６２６－２の各々から、非対称の負荷を引き出すことができる。コントローラ６０６は、したがって、第１のポート６２６－１および第２のポート６２６－２から異なる量の電力を引き出して、所望の出力電流／電圧を実現することができる。

【0064】

第１のコンバータ６０４－１および第２のコンバータ６０４－２の各々は、所望の構成に応じて、同じに構成されても、または異なって構成されてもよい。出力の、たとえばポート６２６－３の調節は、第１のポート６２６－１および第２のポート６２６－２の各々から電流を選択的に抽出するために、第１のコンバータ６０４－１と第２のコンバータ６０４－２とのスイッチングを確実にする制御方式の追加により、単入力コンバータの調節と相対的に同様である。このやり方でのスイッチングは、第２のコンバータ６０４－２がスイッチ「オフ」にされる間に、第１のコンバータ６０４－１がスイッチ「オン」にされること、およびその逆を確実にして、両方のポートを通じた同時の入力を妨げることができる。コンバータ６０４－１、６０４－２の各々がスイッチ「オン」にされる時間の間、電流は、ポート６２６－１、６２６－２を通して流れる。第２のコンバータ６０４－２に対して、第１のコンバータ６０４－１がスイッチオンにされる間の時間の比率を制御することによって、入力電流の比を制御することができる。一実施形態において、第１のポート６２６－１と第２のポート６２６－２との間の入力電流の比は、デューティ・サイクル制御である限り、たとえば、第１のコンバータ６０４－１および第２のコンバータ６０４－２の各々についての第１のＰＷＭ信号および第２のＰＷＭ信号が、第１のポート６２６－１および第２のポート６２６－２を介した入力の比が実質的に一定に維持されるようなやり方で、２つの入力電流時間を率に応じて増減する限り、合計出力負荷電流に必ずしも依存しない。

【0065】

いくつかのケースにおいて、ＤＤＣＭ５１５Ａは、サイクル内スイッチング方式、またはサイクル・バイ・サイクル動作などの他の方式で、定電流または定電圧を出力することができる。出力電圧は、式（１）の比によって制御されてよい。

【0066】

【数1】

ここで、（Ｄ）は、デューティ・サイクルであり、（ＰＷ）は、第１のコンバータ６０４－１および第２のコンバータ６０４－２についての組み合わせたスイッチ「オン」時間であり、（Ｔ）は、信号の合計期間である。平均入力電流の比をおおよそ一定に保つために、第２のコンバータ６０４－２に対する第１のコンバータ６０４－１からの入力電流の以下の比は、実質的に一定に保たれてよい。

【0067】

【数2】

ここで、（Ｔ_ｉｎ＿１）は、第１のコンバータ６０４－１についてのオン時間を表し、（Ｔ_ｉｎ＿２）は、第２のコンバータ６０４－２についてのオン時間を表す。このようにして、デューティ比を変化させることによって出力電圧を調節することができ、これは、第１のポート６２６－１と第２のポート６２６－２との間で入力電流比を必ずしも変えることなく実施することができる。このやり方で出力電圧を制御することにより、ＰＦＢＵが、第３のポート６２６－３において定電流出力または定電圧出力を維持することを可能にする。

【0068】

本開示の一態様に従って、光システムが開示される。光システムは、第１の幹線経路に結合された少なくとも１つのケーブル陸揚げ局（ＣＬＳ）であって、第１の幹線経路が少なくとも第１の幹線経路ケーブル・セグメントおよび第２の幹線経路ケーブル・セグメントを含み、第１の幹線経路ケーブル・セグメントおよび第２の幹線経路ケーブル・セグメントの各々が、それぞれ、少なくとも１つの電気導体を有する海底ケーブルを含む、少なくとも１つのケーブル陸揚げ局（ＣＬＳ）と、第１の幹線経路ケーブル・セグメントと第２の幹線経路ケーブル・セグメントとの間に結合された海底環境に設置された少なくとも１つの給電分岐ユニット（ＰＦＢＵ）であって、第１の幹線経路セグメントの少なくとも１つの電気導体に電気的に結合するための第１のポート、第２の幹線経路セグメントの少なくとも１つの電気導体に電気的に結合するための第２のポート、および分岐経路ケーブル・セグメントの電気導体に電気的に結合するための第３のポートを備えたＤＣ／ＤＣコンバータ（ＤＤＣＭ）機構を有する、少なくとも１つの給電分岐ユニット（ＰＦＢＵ）とを含み、ここで、ＤＤＣＭ機構は、第１の幹線経路セグメントの少なくとも１つの電気導体に結合された第１のポートを介して受信された第１の入力電流、および分岐経路ケーブル・セグメントの電気導体に結合された第３のポートを介して受信された第２の入力電流に少なくとも部分的に基づいて、第２のポートを介して一定の出力電流レベルを維持する。

【0069】

本開示の別の態様に従って、光通信システムが開示される。光通信システムは、第１の幹線経路に結合された第１のケーブル陸揚げ局（ＣＬＳ）であって、第１の幹線経路が少なくとも第１の幹線経路ケーブル・セグメントおよび第２の幹線経路ケーブル・セグメントを含み、第１の幹線経路の第１の幹線経路ケーブル・セグメントおよび第２の幹線経路ケーブル・セグメントの各々が、それぞれ、少なくとも１つの電気導体を有する海底ケーブルを含む、第１のケーブル陸揚げ局（ＣＬＳ）と、第２の幹線経路に結合された第２のＣＬＳであって、第２の幹線経路が少なくとも第１の幹線経路ケーブル・セグメントおよび第２の幹線経路ケーブル・セグメントを含み、第２の幹線経路の第１の幹線経路ケーブル・セグメントおよび第２の幹線経路ケーブル・セグメントの各々が、それぞれ、少なくとも１つの電気導体を有する海底ケーブルを含む、第２のＣＬＳと、第１の幹線経路の第１の幹線経路ケーブル・セグメントと第２の幹線経路ケーブル・セグメントとの間に電気的に結合された第１の給電分岐ユニット（ＰＦＢＵ）と、第２の幹線経路の第１の幹線経路ケーブル・セグメントと第２の幹線経路ケーブル・セグメントとの間に電気的に結合された第２のＰＦＢＵとを含み、第２のＰＦＢＵは、ブリッジ経路ケーブル・セグメントを介して第１のＰＦＢＵに電気的に結合されており、ここで、第１のＰＦＢＵは、第２のＰＦＢＵからブリッジ電流を受信し、受信されたブリッジ電流に少なくとも部分的に基づいて、第１の幹線経路の第１の幹線経路ケーブル・セグメントおよび第２の幹線経路ケーブル・セグメントのうちの少なくとも１つに出力電流を提供するように構成されている。

【0070】

本開示の別の態様に従って、光通信システム内で電力をクラウド調達するための方法が開示される。方法は、給電機器を幹線経路に結合することと、複数の給電分岐ユニット（ＰＦＢＵ）を幹線経路に直列に結合することであって、ＰＦＢＵの各々が、第１のポートを介して第１の定電流を受信し、第２のポートを介して第２の定電流を出力するように構成されている、結合することと、分岐経路をＰＦＢＵの各々の第３のポートに結合することと、ＰＦＢＵのうちの１つまたは複数によって、分岐経路のうちの少なくとも１つから第３の電流を選択的に抽出すること、および抽出された第３の電流に少なくとも部分的に基づいて、第２のポートを介して第２の定電流を提供することとを含む。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】