用于海底开放式线缆系统接入的端子线路接口模块的制作方法

用于海底开放式线缆系统接入的端子线路接口模块
1.相关申请
2.本技术要求于2021年1月18日提交的、题为“用于海底开放式线缆系统接入的端子线路接口模块(terminal line interface module for undersea open cable system access)”的美国临时申请序列号63/138,650和于2021年1月7日提交的、题为“用于海底开放式线缆系统接入的端子线路接口模块(terminal line interface module for underseaopen cable system access)”的美国临时申请序列号63/134,814的优先权，这两个申请整体通过引用结合于此。
技术领域
3.本公开的实施例涉及光学通信系统领域。更特别地，本公开涉及至少用于海底开放式线缆系统接入的端子线路接口模块。


背景技术：

4.长距离光学通信系统(诸如海下光学通信系统)可以包括许多互连的光缆，以便于数据和信息的传送。光缆可以是干线线缆，并且可以包括双向干线光纤对。
5.海底光学通信系统可以包括“湿式设备”部分和“干式设备”部分。系统的湿式设备部分可以包括可以在水下的所有东西，诸如海下线缆、潜入水中中继器或放大器、分支单元等。干式设备部分可包括可以部署在线缆登陆站的装备，诸如海下线路端子装备(submarine line terminal equipment，slte)、功率馈送装备(power feed equipment，pfe)、线路监控。


技术实现要素：

6.在一个实施例中，提供了一种用于管理光学海下通信系统的装置。该装置可以包括多个光纤接口模块(fiber interface modules，fim)，其中给定fim包括接收部分和发射部分。发射部分可以包括两个常闭开关，其中两个常闭开关中的第一开关耦接到线路监控装备(line monitoring equipment，lme)tx端口，并且其中两个常闭开关中的第二开关耦接到线路端接装备(line terminating equipment，lte)tx端口。
7.在另一实施例中，提供了一种海下通信系统，该海底通信系统包括湿式设备；以及耦接到湿式设备的接口模块组件。接口模块组件可以包括多个光纤接口模块(fim)，其中给定fim包括接收部分；以及发射部分，其中发射部分包括两个常闭开关。由此，两个常闭开关中的第一开关可以耦接到线路监控装备(lme)tx端口，并且其中两个常闭开关中的第二开关耦接到线路端接装备(lte)tx端口。
8.在另一实施例中，提供了一种海底通信系统，该海底通信系统包括湿式设备；以及耦接到湿式设备的接口模块组件。接口模块组件可以包括多个光纤接口模块(fim)，其中给定fim包括接收部分和发射部分。发射部分可以具有两个常闭开关，其中两个常闭开关中的第一开关耦接到线路监控装备(lme)tx端口，并且其中两个常闭开关中的第二开关耦接到
线路端接装备(lte)tx端口。给定fim还可以包括在其间耦接到给定fim的端口的至少一个放大器。
附图说明
9.图1示出了示例光学通信系统。
10.图2示出了与湿式设备的第一示例光学互连件。
11.图3示出了与湿式设备的第二示例光学互连件。
12.图4a示出了第一示例开放式线缆光纤对(fiber pair，fp)线路接口模块。
13.图4b示出了第二示例开放式线缆光纤对(fp)线路接口模块。
14.图4c示出了第三示例开放式线缆光纤对(fp)线路接口模块。
15.图4d示出了第四示例开放式线缆光纤对(fp)线路接口模块。
16.图4e示出了第五示例开放式线缆光纤对(fp)线路接口模块。
17.图5示出了用于多个fp线路接口模块的示例保持架。
具体实施方式
18.本实施例涉及至少一种用于海底开放式线缆系统接入的端子线路接口模块。根据实施例并且如下文将进一步详细描述的那样，每个模块可以服务于一个光纤对，并且可以包含至少两个高度可靠且常闭的开关。例如，切换能力可以适应暗光纤对和亮光纤对的重新配置，并且一旦光纤对被点亮就允许光时域反射计(otdr)测量。
19.现在将在下文中参考附图更全面地描述本实施例，在附图中示出了各种实施例。然而，本公开的主题可以以许多不同的形式实施，并且不应该被解释为局限于本文阐述的实施例。相反，这些实施例被提供为使得本公开将彻底和完整，并将本发明构思的范围完全传达给本领域技术人员。在附图中，相同的附图标记始终指代相同的元件。
20.参考附图，图1示出了示例性双向光学通信系统(简称为光学通信系统101)，该系统可以使用高带宽光纤来在长距离上传输大量数据。双向数据传输可以通过在光缆内构建光纤对，并且每个光纤对传输一个或多个通道(例如波分复用通道)来实施。
21.如图所示，光学通信系统101可以包括由两个单向光路111、121连接的端子103和105，这些一起形成双向光纤对。光路111可以在从端子103处的发射器113到端子105处的接收器115的一个方向(例如，向右)上传输信息。光路121可以在从端子105处的发射器125到端子103处的接收器123的另一方向(例如，向左)上传输信息。
22.关于端子103，光路111是出站路径，并且光路121是入站路径。光路111可以包括光纤117-1至117-n和光学放大器119-1至119-n，并且光路121可以包括光纤127-1至127-n和光学放大器129-1至129-n。光学放大器119-1至119-n和129-1至129-n中的一个或多个可以是edfa。可以理解的是，在一些示例中，发射器113和接收器123可以作为转发器一起被容纳在端子103处，并且类似地，发射器115和接收器125也可以作为转发器一起容纳在端子105处。
23.光路对(例如，光路111、121)可以被构造为中继器131-1至131-n内的放大器对119-1至119-n和129-1至129-n的集合，这些中继器由可以与支持附加路径对的光纤一起被包括在光纤线缆中的光纤对117-1至117-n和127-1至127-n连接。每个中继器131可以包括
用于每个路径对的放大器119、129对，并且可以包括用于附加路径对的附加放大器。光学放大器119、129可以利用edfa或其他稀土掺杂光纤放大器、拉曼放大器或半导体光学放大器(semiconductor optical amplifier，soa)。耦接路径133-1至133-n可以耦接在例如中继器131-1至131-n中的一个或多个中的光路111、121之间。可以理解，如本文所用的术语“耦接(couple或coupled)”广泛地指任何连接(connection或connecting)、耦接、链路或链接，直接的或间接的或有线的或无线的连接，并且不一定意味着耦接的组件或元件彼此直接连接。
24.尽管示出并描述了光学通信系统101的示例性实施例，但是光学通信系统101的变型也在本公开的范围内。光学通信系统101可以包括例如更多的光路对和更多或更少的中继器。替代性地，光学通信系统101可以不包括任何光学放大器，或者可以包括适合于通过连接中继器的光纤内的拉曼放大来实施光学增益的光学泵送电源来代替光学放大器。
25.而且，可以理解的是，发射器、接收器、转发器(包含发射器和接收器)或用于传输和接收数据的任何其他合适的设备可以包括至少一个存储器和一个或多个处理器(例如，cpu、asic、fgpa、任何常规处理器等)来执行存储在存储器中的指令。还可以理解的是，上述光路可以经由光缆的(多个)功率导体供电。而且，多个光学通信系统(诸如光学通信系统101)可以经由互连线缆和分支单元互连。
26.注意，线路监控装备(lme)和命令响应装备(command response equipment，cre)以前被设计或配置为假设端子线路放大器(terminal line amplifier，tla)始终在到湿式设备的接口处可用于亮光纤对。诸如监控器接口无源设备组(monitor interface passive device pack，mi-pdp)以及最近的公共光学单元(cou)的装备可以是为lme和cre提供了与每个光纤对的所有光学互连使得lme和cre信号可以接入(多个)湿式设备光纤对的无源光学组的示例。可以理解的是，如本文所用的“暗”光纤或(多个)暗光纤对广泛地指可用于光学通信系统中的未使用的(多个)光纤。相反，可以理解的是，如本文所用的“亮”光纤或亮光纤对广泛地指使用中的(多个)光纤，并且可以经由光或光波长主动发送或接收数据。
27.在示例中，对于亮光纤对，(i)通用端子装备可以连接到mi-pdp或cou的海下线路端子装备(submarine line terminating equipment，slte)侧，(ii)lme和cre可以连接到lme和cre光学端口，以及(iii)两个端子光学放大器可以连接到mi-pdp或cou的适当端口。例如，这种布置为slte数据通道以及入站和出站lme和cre信号两者提供了所期望的增益。
28.图2示出了具有湿式设备的示例光学互连件200。光学互连件200可以是用于与湿式设备的slte、lme和cre光学互连的典型光学配置，其中端子放大器可以提供14.5到23.5db之间的任何增益。如图2所示，第一通用端子(所示的顶部端子)可以耦接到cou的传输或发射器(“tx”)区段，并且第二通用端子(所示的底部端子)可以耦接到cou的接收或接收器(“rx”)区段。
29.在某些情况下，当光纤对较暗且通用端子放大器不存在或不可用时，可能需要不同的光学配置来实现lme和cre的更高发射功率水平。图3(该图示出了光学配置300)可以是这种配置的示例。
30.图3示出了具有湿式设备的示例光学配置300。如所示出的那样，配置300至少包括cou、耦接到cou的一个或多个端口的lme以及耦接到cou的一个或多个端口的cre。
31.在开放式线缆系统中，在某些情况下，通过将lme和cre与湿式设备光纤对连接来
在光纤对上建立通用端子装备的现有光学方法或配置可能是不期望的。可以理解的是，开放式线缆系统广泛地指除了cou、lme和cre之外没有部署任何端子装备的任何系统。
32.例如，用户或客户可能偏爱装备提供商或制造商(或服务提供商)通用slte装备和开放式线缆装备(cou、mi-pdp、lme、cre)之间的清晰分界点。用户或客户可能不希望在可能存在于不同端子站位置的托架队列之间来回布设光纤。进一步，用户或客户可能不希望修改初始暗光纤设置来获得亮光纤配置或改变用于特殊lme测量(诸如光时域反射计(otdr)测量)的配置。
33.清晰分界的建议可以包括：或者将主要端子线路放大器配备有开放式线缆装备(cou、mi-pdp、lme、cre)并在cou的slte侧上绘制清晰分界点(或mi pdp)，或者找到在不使用通用端子装备放大器的情况下让lme和cre接入光纤对(例如，实际上通过靠近湿式设备的耦接器接入光纤对)的方法。
34.本文描述了新的构思，该新的构思在湿式设备接口处实施光学器件的不同集合以及lme和cre的重新设计，以更好地管理在不使用由用户或客户提供的通用端子放大器的情况下可能存在或将要存在的功率水平差异。
35.在各种实施例中，接口装置可以包括多个光纤接口模块(fim)，该多个光纤接口模块耦接到海底光学通信系统的相应光纤对，其中每个fim包括一对常闭开关。在各种附加实施例中，除了接口装置之外，光学通信系统可以包括线路监控装备接收edfa、以及cre发射edfa，如下文详细描述的那样。
36.用于将改进的lme和cre连接到每个开放式线缆光纤对的新构思在至少以下附图中示出并且关于这些附图进行描述。本文描述的接口模块保留了cre和lme的所有必要功能，同时有利地解决了在一旦光纤对被点亮就进行otdr测量的情况下存在的更大的问题中的一个。
37.图4a示出了根据一个或多个实施例的示例开放式线缆光纤对(fp)线路接口模块(fim)。如下文将进一步描述的那样，被称为接口模块400的开放式线缆fp线路接口模块可以是包含在或包括在电动架中的12个或更多个光纤对接口模块中的一个。在根据图4a的实施例的给定fp线路接口模块中，发射部分包括线路lme tx线路、lte tx线路和cre tx线路，而接收部分包括线路lme rx线路、lte rx线路和cre tx线路，其中这些线路中的每一个连接到相应的端口(未分离地示出)，诸如cre tx端口、lme接收(rx)端口等。
38.在实施例中，每个模块可以服务一个光纤对，并且可以包含两个高可靠性的常闭开关(被示出为sw1和sw2)，如所示出的那样。开关sw1耦接到lme tx线路，而开关sw2耦接到lte tx线。如所示的那样，可以提供循环器cr1和循环器cr2。接收耦接器(即cre tx耦接器cp1)耦接到开关sw1和耦接到lme tx耦接器cp2。所提供的切换能力可以至少适应暗光纤对和亮光纤对重新配置，并且用于一旦利用通用slte装备点亮光纤对就利用最佳lme生成的负载谱进行无服务otdr测量。
39.至少两个开关至少允许在暗光纤配置下进行负载管理，在该暗光纤配置中，湿式设备的输出损耗必须被最小化。当客户或用户连接通用端子装备(并且也不再需要lme加载)时，模块可以被切换以通过耦接器(例如，10db耦接器)将lme连接到湿式设备。
40.由于可以为接口模块400重新设计lme和cre，因此不需要光学跳线改变。进一步，没有从接口光学器件和通用端子放大器往返的光纤跳线。因此，存在单个分界点，如图4a所
示。
41.在替代示例中，可以理解的是，替代配置将cre tx耦接器定位在循环器和出站lme tx耦接器之间，使得lte tx出站路径可以具有更少的插入损耗。
42.例如，当在亮光纤对上发生线缆断裂时，接口模块400中的光学开关可以被自动切换以阻塞流量(例如，lte流量)，同时允许lme为无服务otdr测量提供最佳负载功率谱。因此并且有利的是，用户或客户将不再需要利用如上所示和所述的接口模块400为任何lme测量重新配置光纤。
43.图4b和图4c示出了根据一个或多个实施例的开放式线缆光纤对线路接口模块(被示出为接口模块420和接口模块440)的另外的示例。如所示出的那样，接口模块420和接口模块440的各种部件和/或元件可以不同于图4a的接口模块400来配置或设计，同时能够实现接口模块400的类似效果或功能。如进一步所示的那样，接口模块420和接口模块440还可以包括或包含类似于接口模块400的至少两个开关。在图4b的实施例中，除了循环器cr1和循环器cr2之外，循环器cr3设置在cre tx线路上、直接连接到耦接器cp1。在图4c的实施例中，除了循环器cr1和循环器cr2以及循环器cr3之外，在循环器cr2、循环器cr3和耦接器cp1之间提供了耦接器cp3。可以理解的是，接口模块420和接口模块440的内部部件等的其他各种配置被设想了，而不仅仅局限于图4b和图4c中示出的设计或配置。
44.注意，根据一些实施例，前述fim模块可以在结合移除端子线路放大器的情况下实施在光学通信系统中。例如，对于g4 lme，可以在lme rx端口选择器开关之后添加第二“接收”放大器(诸如edfa)以克服rx功率不足(例如，由于缺乏rx tla而引起)。同样地，对于cre，可以添加“发射”放大器(诸如edfa)以提高tx信号功率。图4d提供了根据本公开的实施例的一种这样的配置，其中图4a的接口模块在接口模块460中补充有耦接在接收部分中的lme接收端口(未示出，但在图中左部)和lme接收耦接器之间的接收放大器(被示出在线路lme rx上)，诸如edfa(被示出为lmea)。类似地，cre tx线路耦接到发射放大器或edfa(被示出为crea)。
45.在本公开的附加实施例中，可以在光纤接口模块中或结合光纤接口模块提供附加放大或增益。在一些实施例中，在替代配置下，为cre rx和lme rx添加rx侧增益以解决需要用于返回lme或cre信号的更多rx侧增益的情况。在cre rx路径中添加rx edfa时，接收滤波器(被示出为单通道cre rx滤波器)可以被安置在入站cre rx edfa之后。图4e示出了这个后一实施例的一个变型，其中被示出为接口模块480的开放式线缆光纤对(fp)线路接口模块被布置如下。光纤离开接口模块480并耦接到cre rx edfa，其中然后光纤从cre rx edfa通过单通道cre滤波器返回到接口模块480中，并且然后光纤离开接口模块480到达cre rx连接件。
46.图5示出了根据一个或多个实施例的用于多个fp线路接口模块或光纤接口模块(fim)的示例电动保持架或电动架500。例如，接口模块中的每一个可以与图4a的接口模块400、图4b的接口模块420、和/或图4c的开放式线缆fp线路接口模块440类似或相同地配置。
47.如所示出的那样，图5是通过例如配置用于安装在标准的19英寸托架中的三个或四个机架单元(rack unit，ru)高、19英寸宽的架进行的fim的物理实现。架可以被通电，并且在被通电的同时不会耗散大量热量，因为开关只需很少的功率来进行操作。
48.而且，可能不需要风扇。并且电动保持架或架500的模块化可以允许基于用户/客
户需求来配备单个fim，或者在单个fim故障的情况下在不取出所有光纤对的情况下将其换出。
49.根据另外的实施例，fim可以具有允许功率和控制引脚连接的小型背板电连接器。而且，可热插拔功率模块也可以与保持架或架500一起使用或与该保持架或架一起植入或者植入，如在图5的右侧上所示(示出为可插拔控制模块)。可以理解的是，图5的配置不是限制性的，并且可以考虑其他物理封装构思、配置、设计等。
50.可以理解的是，可以在光学通信系统中实施或包括在其中的上述实施例和示例可以以各种不同的布置进行布置，并且不限于任何特定的布置或以任何其他方式。
51.本文中，公开了用于海底开放式线缆系统接入的端子线路接口模块的新颖和创造性技术。本公开在范围方面不受本文描述的具体实施例限制。实际上，除了本文描述的那些之外，本公开的其他各种实施例和改进对于本领域普通技术人员来说从前面的描述和附图中将是显而易见的。特别地，本实施例可以具体包括：包括上面和在此描述的和/或附图中示出或图示的实施例、特征、示例、描述中的一个或多个等的装置、模块、方法、系统、光学通信系统部件、至少一个控制器、至少一个处理器、至少一个控制器电路系统、和/或至少一个非暂时性计算机可读介质。
52.因此，这样的其他实施例和改进旨在落入本公开的范围内。进一步，尽管本文中已经在特定环境中为特定目的在特定实施模式的上下文中描述了本公开，但是本领域的普通技术人员将认识到其有用性不限于此，并且本公开可以有益地在任何数量的环境中为任何数量的目的实施。因此，下面阐述的权利要求应该根据本文描述的本公开的全部宽度和精神来解释。