一种无源光纤通信原理教学实验箱的制作方法

本发明涉及一种无源光纤通信原理教学实验箱。

背景技术：

光纤通信以光为载波，以光纤作为传输媒介，光端机用光来传输信息的通信系统。21世纪，光纤通信成为最重要的战略性产业。光纤通信系统中的主要介质、光通信系统和无源器件显得尤为重要，教师讲解传输媒介光纤和光无源器件的组成、性能和特点，学生不容易理解、记住，为了加强学生能快速，且深刻的掌握这部分知识，需要进行实验教学。但是，目前光纤通信原理或系统实验箱或平台操作难、项目少、知识点覆盖少等缺点，一台设备一般只能做一种实验，导致实验设备引入较多，占空间，成本高，且不利于学生系统的学习，缺乏一种集成多个光纤通信基础实验设备于一体的装置。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种无源光纤通信原理教学实验箱，解决现有技术中光纤通信原理或系统实验箱或平台操作难、项目少、知识点覆盖少等，一台设备一般只能做一种实验，导致实验设备引入较多，成本高的技术问题。

本发明为了解决上述技术问题，采用如下技术方案：

一种无源光纤通信原理教学实验箱，包括主箱体和用于封盖主箱体的盖板；所述主箱体中嵌设的光学模块组件包括g.652标准单模光纤、g.655标准单模光纤、多模光纤、sc/fc连接器、可变光衰减器、1:4分光器、合波器、分波器、光隔离器、光源模块和光功率计，各个光学模块组件相互独立；

所述主体箱的面板分为光纤测试功能区、光无源器件测试功能区、配件及耗材摆放区和发射及接收区四大功能区；其中，光纤测试功能区包括g.652标准单模光纤和g.655标准单模光纤各两盘，以及一盘长度为5km的多模光纤，g.652标准单模光纤和g.655标准单模光纤均为5km和15km各一盘，每盘光纤左侧为输入口和右侧输出口均为fc接头；所述光无源器件测试功能区包括sc/fc连接器、可变光衰减器、1:4分光器、合波器、分波器和光隔离器；接收区四大功能区包括光源模块和光功率计，各个光学模块组件的接头设置在面板上。

本发明采用了模块化设计和项目分布合理，教学实验箱分为光纤测试功能区、光无源器件测试功能区和光端机性能指标等四大功能测试区，实验箱在测试功能区布局力争仪器仪表最少，实现了连接线路短、转接头少和组合方面的合理布局。实验内容与功能将光纤通信教学实验模块化设计，而且各个模块独立设计，能方便地组合进行单元实验和光纤通信系统实验项目。实验模块的输入输出光接口或光连接线都采用凹型设计和插装安装，减少转接器件，减少实验误差，提高实验的精确度。利用实验项目组装，增强操作者的知识理解和巩固。该实验箱平台操作容易、项目多、知识点覆盖多，一个实验箱可以做多个实验，集成度高，成本低。

进一步改进，所述主箱体靠近面板一侧的上端，相对的两侧板内壁开设有滑槽，盖板的两端对应活动式卡设在滑槽中，且能沿滑槽滑动，便于盖合主箱体，操作简单。盖板反面涂写有实验步骤和注意事项，及二维码，采用手机扫面该二维码可以观看实验操作视频。

进一步改进，所述盖板上开设有至少一个第一通孔，面板上对应位置设置对应有第二通孔，盖板盖合后，第一通孔和第二通孔同轴，且第一通孔和第二通孔中贯穿插设有定位销。通过设置限位销，防止盖板盖合后，意外脱落。主箱体上设置有提手，便于搬运。

进一步改进，每个fc光接头下方设置有一个光纤收容装置，所述光纤收容装置包括棘轮、棘爪、连杆和支架，支架的上端与面板的底面固连，支架的下端与转轴固连，棘轮通过卷簧转动套设在转轴上，棘爪通过扭簧转动设置在支架上，连杆活动式穿过面板设置，且连杆位于面板上方的一段套设有弹簧，连杆的下端位于棘爪远离转动点的一端的上方，按压连杆的上端，棘爪转动后能够与棘轮啮合。

该光纤收容装置能够实验处于拉伸、自锁、回收三个状态。光线的一端连接fc接头，利用棘爪钟摆原理，实现fc光纤接头的拉伸、自锁和回收。fc光纤接头拉伸时，棘轮顺时针旋转，通过按压连杆上端，使其下降左侧，连杆的下端按压的棘爪，则棘爪转动，使棘爪与齿轮紧密接触，实现了放光纤；自锁状态，棘爪在扭簧的恢复力作用下，棘轮在高弹力卷簧回卷力作用下，有逆时针的回转的趋势，棘爪和棘轮卡槽吻合，利用棘爪抵消拉力，实现棘爪的防逆转作用；回收状态，通过按压连杆，在弹簧恢复力作用下，连杆弹起，并上升，则棘爪和棘轮的卡槽脱离，在卷簧的恢复力作用下，棘轮逆时针转动，使光纤线绕在棘轮的滚筒上，然后再次按压连杆上端，使其下降左侧，连杆的下端按压的棘爪，则棘爪转动，使棘爪与齿轮紧密接触，棘爪和齿轮卡槽吻合并实现锁固状态。

进一步改进，所述光源模块包括设置在面板上的四个fc法兰盘输出口和调节幅度显示屏，四个输出口分别提供幅度可调的四路不同波长的光信号，波长为分别为850nm、1310nm、1550nm和1625nm，且配备四条1.5米跳纤，调节幅度显示屏可以显示光信号频率和幅度，精度小数点后两位。

进一步改进，所述光功率计用于测试四个波段的光功率，包括设置在面板上的四个fc法兰盘输入口和显示屏，显示屏可以显示光信号的频率和幅度，精度小数点后两位。配置四选一光开关进入光功率计，减少光功率计的数量并测试光开关的功能。

进一步改进，所述面板上设置有备用卡槽，用于根据实验需求可以配置固定电话、光发射机、误码仪和光接收机，完成光发射机的平均光功率和消光比、光接收机的动态范围和灵敏度主要性能指标的测试。

进一步改进，每个fc接头均嵌在一个凹槽中，并使用防尘冒保护。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1)、一种无源光纤通信教学实验箱组成包括主体箱和滑盖板。主体箱上部留有卡槽，滑盖板通过右侧卡槽嵌入主体箱，通过限位销进行保护，滑盖板反面有实验步骤和注意事项及二维码操作视频，主体箱具有提手，实验箱实现了安全性高可靠性，并对产品进行信息化展示。

2)、本发明或发明专利采用了模块化设计和项目分布合理，教学实验箱分为光纤测试功能区、光无源器件测试功能区和光端机性能指标等四大功能测试区，实验箱在测试功能区布局力争仪器仪表最少，实现了连接线路短、转接头少和组合方面的合理布局。

3)、实验内容与功能将光纤通信教学实验模块化设计，而且各个模块独立设计，能方便地组合进行单元实验和光纤通信系统实验项目。

4)、实验模块的输入输出光接口或光连接线都采用凹型设计和插装安装，减少转接器件，减少实验误差，提高实验的精确度。利用实验项目组装，增强操作者的知识理解和巩固。

5)、实验箱设计与光纤通信技术及系统相关教材紧密相连，是光纤通信技术实验教学理想实践教学工具。

6)、根据光纤通信技术及应用，本发明或发明专利便于实验项目开发，通过标准化模块化的标准，实现实验箱可拓展性。

7)、每个模块下方都有光纤收装置，具有伸缩和紧锁固定作用，保护光纤接头的安全。光纤连接线收容装置由棘轮、棘爪组件、高弹力卷簧和棘轮收容盘等组成。光纤连接线收容装置处于拉伸、自锁、回收三个状态。

附图说明

图1为本发明所述无源光纤通信原理教学实验箱俯视图。

图2为主体箱和滑盖板右侧面图。

图3为测试框图。

图4为5fc光纤收容装置结构图。

具体实施方式

为使本发明的目的和技术方案更加清楚，下面将结合本发明实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。

如图1-4所示，一种无源光纤通信原理教学实验箱，包括主箱体1和用于封盖主箱体的盖板2；所述主箱体2中嵌设的光学模块组件包括g.652标准单模光纤、g.655标准单模光纤、多模光纤、sc/fc连接器、可变光衰减器、1:4分光器、合波器、分波器、光隔离器、光源模块和光功率计，各个光学模块组件相互独立。

在本实施例中，所述主箱体1靠近面板一侧的上端，相对的两侧板内壁开设有滑槽5，盖板2的两端对应的活动式卡设在滑槽5中，且能沿滑槽滑动，便于盖合主箱体，操作简单。盖板2反面涂写有实验步骤和注意事项，及二维码，采用手机扫面该二维码可以观看实验操作视频。

在本实施例中，所述盖板上开设有两个第一通孔，面板上对应位置设置对应有第二通孔6，盖板2盖合后，第一通孔和第二通孔同轴，且第一通孔和第二通孔中贯穿插设有定位销7。通过设置限位销，防止盖板盖合后，意外脱落。主箱体上设置有提手3，便于搬运。

所述主体箱1的面板分为光纤测试功能区、光无源器件测试功能区、配件及耗材摆放区和发射及接收区四大功能区；其中，光纤测试功能区包括g.652标准单模光纤和g.655标准单模光纤各两盘，以及一盘长度为5km的多模光纤，g.652标准单模光纤和g.655标准单模光纤均为5km和15km各一盘，每盘光纤左侧为输入口和右侧输出口均为fc接头4；所述光无源器件测试功能区包括sc/fc连接器、可变光衰减器、1:4分光器、合波器、分波器和光隔离器；接收区四大功能区包括光源模块和光功率计，各个光学模块组件的接头设置在面板上，如图1所示。

光源模块产生四个波长和不同幅度的光信号，满足光纤通信教学实验项目的需要。波长分别为850nm、1310nm、1550nm和1625nm四种波长，光功率的幅度在0-0.5w，通过幅度旋钮调整四种波长的信号幅度，通过四路fc法兰盘输出，同时法兰盘右侧区域平面低于左侧，fc接头4法兰盘加上防尘冒的高度和左侧高度一样。

主体箱中间分为上部分和下部分两部分。上部分为光无源器件测试区，可以完成fc/sc连接器测试、光衰减器测试、1：4分光器、光隔离器、合波及分波器和光开光测试。每个测试输入输出口为方型凹形接口，凹形区域放置1.5米的fc光接头，每个模块下方都有光纤收容装置，具有伸缩和紧锁固定作用，保护光纤接接头的安全。所述光纤收容装置包括棘轮8、棘爪9、连杆11和支架10，支架10的上端与面板的底面固连，支架的下端与转轴固连，棘轮通过卷簧转动套设在转轴上，棘爪通过扭簧转动设置在支架上，连杆活动式穿过面板设置，且连杆位于面板上方的一段套设有弹簧12，连杆的下端位于棘爪远离转动点的一端的上方，按压连杆的上端，棘爪转动后能够与棘轮啮合。

主体箱的下部分为光纤参数测试区，主要完成光纤长度、衰耗、衰减系数等传输性能的测试，主要三个光纤裸光纤测试盘组成。g.652标准单模光纤和g.655标准单模光纤均为5km和15km各一盘，及一盘长度为5km的多模光纤，每盘光纤左侧输入和右侧输出为fc接头。单模光纤为两个输入线和两个输出线，其输入输出接头嵌在模块的凹槽中，每个模块下方都有光纤收装置，具有伸缩和紧锁固定作用，保护光纤接头的安全，并使用防尘冒保护。多模光纤为一个输入线和一个输出线，其输入输出接头嵌在模块的凹槽中，具有伸缩和紧锁固定作用，保护光纤接头的安全，并使用防尘冒保护。这个区域完成单模5km、15km两种长度的测试和多模光纤5km光纤测试。每个光无源测试模块通过上下两个旋钮(有弹簧)固定在卡槽中，同时光模块标准体制统一，便于光模块拓展和组装组网。

如图3所示，所述面板上设置有备用卡槽，用于根据实验需求可以配置固定电话、光发射机、误码仪和光接收机，完成光发射机的平均光功率和消光比、光接收机的动态范围和灵敏度主要性能指标的测试。有利于项目二次开发和拓展训练。

本发明中未做特别说明的均为现有技术或者通过现有技术即可实现，而且本发明中所述具体实施案例仅为本发明的较佳实施案例而已，并非用来限定本发明的实施范围。即凡依本发明申请专利范围的内容所作的等效变化与修饰，都应作为本发明的技术范畴。