《可插拔光收發(fā)合一模塊可靠性評價方法》

ICS35.020

CCSL70

T/GDEIIA

團體標(biāo)準(zhǔn)

T/GDEIIAxx—XXXX

可插拔光收發(fā)合一模塊可靠性評價方法

Reliabilityevaluationmethodsforpluggabletransceivermodule

征求意見稿

XXXX–XX–XX發(fā)布XXXX–XX–XX實施

廣東省電子信息行業(yè)協(xié)會發(fā)布

1

T/GDEIIAxx—2024

可插拔光收發(fā)合一模塊可靠性評價方法

1范圍

本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了可插拔光收發(fā)合一模塊術(shù)語、定義、可靠性評價的一般要求、可靠性試驗程序和可靠

性評價方法。

本文件適用于強度調(diào)制和相位調(diào)制可插拔光收發(fā)合一模塊的可靠性試驗和評價。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，

僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本

文件。

GB/T2689.1-1981壽命試驗和加速壽命試驗的圖估計法（用于威布爾分布）

GB/T2828計數(shù)抽樣檢驗程序

GB/T4086.2-1983統(tǒng)計分布數(shù)值表分布表

GB/T5080.1-2012可靠性試驗第1部分：試驗條件和統(tǒng)計檢驗原理

GB/T5080.4-1985設(shè)備可靠性試驗可靠性測定實驗的點估計和區(qū)間估計方法（指數(shù)分布）

GB/T5080.6-1996設(shè)備可靠性試驗恒定失效率假設(shè)的有效性檢驗

YD/T1766-2016光通信用光收發(fā)合一模塊的可靠性試驗失效判據(jù)

YD/T2798.1-2015用于光通信的光收發(fā)合一模塊測試方法第1部分：單波長型

YD/T2798.2-2020用于光通信的光收發(fā)合一模塊測試方法第2部分：多波長型

YD/T3539.1-2019400Gbit/s相位調(diào)制光收發(fā)合一模塊第1部分：2×200Gbit/s

TelcordiaGR-468-CORE（2004）用于通信設(shè)備中的光電子期間的一般可靠性保證要求

3術(shù)語和定義

YD/T2798.1-2015、YD/T2804.1-2015、YD/T2798.2-2020、YD/T3538.4-2023、YD/T3539.1-2019、

YD/T2618.1-2013界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。

3.1失效率failurerate

產(chǎn)品工作到t時刻后的單位時間內(nèi)發(fā)生失效的概率。

3.2定時截尾試驗方案fixedtimeterminatedtestplan

從試驗開始到規(guī)定試驗截止時間（或動作次數(shù)）就停止的壽命試驗方案。

3.3點估計pointestimation

由子樣的多個數(shù)據(jù)確定一個統(tǒng)計量，用它來估計總體的未知參數(shù)。

3.4區(qū)間估計intervalestimation

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從點估計值出發(fā)，按給定的概率值建立包含待估計參數(shù)的區(qū)間。

3.5置信度confidencelevel

隨機的置信區(qū)間包含參數(shù)真值的概率。

3.6平均失效前時間meantimetofailure,MTTF

產(chǎn)品失效前時間的期望。

3.7失效判據(jù)failurecriterion

預(yù)先定義的接受確證失效的條件。

4可靠性指標(biāo)

除非另有規(guī)定，可插拔光收發(fā)合一模塊的可靠性指標(biāo)可從以下指標(biāo)中任選其一及以上。

——平均失效前時間

——失效率

5光模塊性能指標(biāo)

5.1平均發(fā)送光功率

在發(fā)射側(cè)參考點所測得的光模塊發(fā)射端耦合進光纖的偽隨機序列光信號的平均功率。

5.2光接收靈敏度

在不同調(diào)制速率下，滿足比特差錯率為一定值時，光模塊接受部分所能接收到的最小平均光功率。

5.3過載光功率

在不同調(diào)制速率下，滿足比特差錯率為一定值時，光模塊接收部分所能接收到的最大平均光功率。

5.4光信噪比容限

接收光功率在最佳接收范圍內(nèi)，比特容差率達到規(guī)定值時接收端可以容忍的最小光信噪比。

5.5外眼光調(diào)制幅度

平均發(fā)射光功率P3與平均發(fā)射光功率P0的比值。

5.6光發(fā)送轉(zhuǎn)換時間

外眼光調(diào)制幅度上升時間Tr和下降時間Tf中的較大值。

其中：

Tr——外眼光調(diào)制幅度從20%上升到80%的時間，單位為ps；

Tf——外眼光調(diào)制幅度從80%下降到20%的時間，單位為ps；

5.7邊模抑制比

對于單縱模激光器，主縱模峰值光功率Px與最大次縱模峰值光功率Ps之比。

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5.8消光比

平均發(fā)射光功率P3與平均發(fā)射光功率P0的比值。

5.9四電平脈沖幅度調(diào)制信號發(fā)送色散眼閉合度

發(fā)射機通過最長光通道傳輸后的垂直眼圖閉合程度。

5.10相對強度噪聲光調(diào)制幅度

在規(guī)定的光反射情況下，相對于光調(diào)制幅度的相對強度噪聲。

5.11外眼光調(diào)制幅度接受靈敏度

在規(guī)定的調(diào)制速率下，滿足規(guī)定的比特差錯率時，光模塊所能接受的最小平均光功率對應(yīng)的光調(diào)制

幅度。

6分布假設(shè)

評定可插拔光收發(fā)合一模塊的平均失效前時間和失效率時，假設(shè)失效時間的分布服從指數(shù)分布。

7抽樣

7.1抽樣原則

可插拔光收發(fā)合一模塊可靠性試驗的抽樣原則如下：

1）應(yīng)從合格批次的可插拔光收發(fā)合一模塊產(chǎn)品中進行抽樣；

2）推薦采用隨機抽樣的方式，或按GB/T2828要求進行抽樣。

7.2抽樣數(shù)量

抽樣數(shù)量應(yīng)大于等于20。

8失效判據(jù)

當(dāng)可插拔光收發(fā)合一模塊處于工作狀態(tài)時，當(dāng)出現(xiàn)以下任意一項時判定為失效：

1）可插拔光收發(fā)合一模塊的光接口或電接口性能指標(biāo)超出相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議規(guī)范；

2）可插拔光收發(fā)合一模塊無法正常工作，或者表面出現(xiàn)明顯損傷；

3）模塊制造商或設(shè)備制造商制定的可插拔光收發(fā)合一模塊其他失效判據(jù)。

9可靠性試驗方法

9.1可靠性試驗應(yīng)力選擇

對可插拔光收發(fā)合一模塊起主要影響的應(yīng)力參數(shù)主要包括：機械應(yīng)力（表1）和環(huán)境應(yīng)力（表2）

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表1機械應(yīng)力參數(shù)

參數(shù)參數(shù)來源指標(biāo)內(nèi)容

沖擊應(yīng)力技術(shù)說明、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求沖擊加速度、沖擊方向、沖擊次數(shù)

振動應(yīng)力技術(shù)說明、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求振動加速度、振動頻率、振動方向

插拔應(yīng)力技術(shù)說明、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求插拔次數(shù)

表2環(huán)境應(yīng)力參數(shù)

參數(shù)參數(shù)來源指標(biāo)內(nèi)容

溫度技術(shù)說明、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求溫度范圍

濕度技術(shù)說明、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求濕度范圍

溫度變化率技術(shù)說明、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求范圍、變化率

根據(jù)可插拔光收發(fā)合一模塊的實際應(yīng)用場景，可考慮增加靜電放電和電磁兼容等試驗。

針對在液冷環(huán)境下工作的可插拔光收發(fā)合一模塊，上述試驗需要在對應(yīng)冷卻介質(zhì)環(huán)境下開展。

9.2可靠性試驗剖面制定

對于單任務(wù)的可插拔光收發(fā)合一模塊，根據(jù)光收發(fā)合一模塊的任務(wù)剖面中所經(jīng)歷的環(huán)境時序，制定

可插拔光收發(fā)合一模塊的應(yīng)力剖面；

對于多任務(wù)的可插拔光收發(fā)合一模塊，首先分別對每個任務(wù)繪制環(huán)境應(yīng)力剖面，然后根據(jù)每個任務(wù)

出現(xiàn)的頻率，對相應(yīng)任務(wù)的應(yīng)力剖面的持續(xù)時間進行加權(quán)，最后得到可插拔光收發(fā)合一模塊的多任務(wù)綜

合應(yīng)力剖面，具體如圖1所示。

圖1多任務(wù)綜合應(yīng)力剖面構(gòu)造方法

10獲取試驗數(shù)據(jù)

通過定時截尾試驗將抽樣的可插拔光收發(fā)合一模塊產(chǎn)品在給定的試驗環(huán)境下，工作到規(guī)定時間。定

時截尾試驗的截止時間需要綜合考慮試驗成本、試驗周期、數(shù)據(jù)收集的可靠性等因素進行確定。產(chǎn)品參

數(shù)的測試方法及要求需符合可插拔光收發(fā)合一模塊產(chǎn)品測試標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。

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用定時方法測試時，若某測試間隔(tk1,tk)中測得的失效數(shù)為rk，則該測試間隔內(nèi)的第j個產(chǎn)品的

失效時間tj計算如下：

tktk1（）

tjtk1j,j1,2,...,rk1

rk1

式中，tk1和tk為相鄰的兩個測試時刻。

在給定試驗截尾時間下，對所有產(chǎn)品的失效時間按照從小到大排序為

t1t2...tr（2）

式中：

r——可靠性試驗中發(fā)生失效的樣品總數(shù)，單位/個；

ti——第i個樣品失效的時間，單位/h。

在可插拔光收發(fā)合一模塊可靠性試驗過程中，由非產(chǎn)品自身原因（如設(shè)備原因、人為原因、意外事

故等）造成的產(chǎn)品失效不計入失效數(shù)內(nèi)。

11數(shù)據(jù)有效性判定

在失效時間分布服從指數(shù)分布假設(shè)前提下，參照GB/T5080.6-1996要求對試驗數(shù)據(jù)作統(tǒng)計有效性檢

驗。

12可靠性評價指標(biāo)計算

12.1點估計

在定時截尾試驗條件下，可插拔光收發(fā)合一模塊平均失效前時間MTTF點估計見公式（3）

r

t(nr)

Ti（3）

MTTFr,ni1

rr

式中，

n——試驗樣品的總數(shù)，單位/個；

Tr,n——到給定截止時間后所累計的試驗時間，單位/h；

r——可靠性試驗中發(fā)生失效的樣品總數(shù)，單位/個；

ti——第i個樣品失效的時間，單位/h；

τ——試驗截尾時間，單位/h。

可插拔光收發(fā)合一模塊在定時截尾試驗條件下，失效率點估計見公式（4）

1rr

（4）

r

MTTFTr,n

ti(nr)

i1

12.2區(qū)間估計

在定時截尾試驗條件下，可插拔光收發(fā)合一模塊平均失效前時間MTTF的區(qū)間估計見公式（5）

5

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r

2ti(nr)

2T

r,ni1（）

MTTFL225

(2r2)(2r2)

式中：

MTTFL——平均失效前時間MTTF的單側(cè)置信下限值；

22

(2r2)——置信度為、自由度為(2r2)的分布函數(shù)值，可通過附錄B查詢得到。

在定時截尾試驗條件下，可插拔光收發(fā)合一模塊失效率的區(qū)間估計見公式（6）

2(2r2)2(2r2)

（6）

Ur

2Tr,n

2ti(nr)

i1

式中：

U——失效率的單側(cè)置信上限值。

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附錄A

（規(guī)范性附錄）

定時截尾試驗過程記錄表

表A.1定時截尾試驗過程記錄表

產(chǎn)品型號

產(chǎn)品名稱

和規(guī)格

生產(chǎn)廠家出廠日期試驗地點

試驗時間年月日時至年月日時

試驗條件

樣品數(shù)

序號失效時間失效樣品編號失效現(xiàn)象失效原因備注

試驗人員

試驗負責(zé)人試驗單位年月日

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附錄B

（資料性附錄）

2分布數(shù)值表

置信度為p，自由度為的2分布圖形見圖B.1，分位數(shù)見表B.1。

2

2

212/21/22

():(/2)edp

02(/2)

圖B.1置信度為p，自由度為的2分布圖形

表B.12分布分位數(shù)表

p

0.600000.650000.700000.750000.800000.850000.900000.95000

10.708330.873461.074191.323301.642372.072252.705543.84146

21.832582.099642.407952.772593.218883.794244.605175.99146

32.946173.283113.664874.108344.641635.317056.251397.81473

44.044634.437694.878435.385275.988626.744887.779449.48773

55.131875.573076.064436.625687.289288.115209.2363611.07050

66.210766.694767.231147.840808.558069.4461010.6446412.59159

77.283217.806128.383439.037159.8032510.7479012.0170414.06714

88.350538.909369.5244610.2188511.0300912.0270713.3615715.50731

99.4136410.0060010.6563711.3887512.2421513.2880414.6836616.91898

1010.4732411.0971411.7807212.5488613.4419614.5339415.9871818.30704

1111.5298312.1836312.8986713.7006914.6314215.7671017.2750119.67514

8

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p

0.600000.650000.700000.750000.800000.850000.900000.95000

1212.5838413.2661014.0111014.8454015.8119916.9893118.5493521.02607

1313.6355714.3450615.1187215.9839116.9848018.2019819.8119322.36203

1414.6852915.4209216.2221017.1169318.1507719.4062421.0641423.68479

1515.7332216.4940117.3216918.2450919.3106620.6030122.3071324.99579

1616.7795417.5646318.4178919.3688620.4650821.7930623.5418326.29623

1717.8243918.6329919.5110220.4886821.6145622.9770324.7690427.58711

1818.8679019.6993120.6013521.6048922.7595524.1554725.9894228.86930

1919.9102020.7637621.6891322.7178123.9004225.3288527.2035730.14353

2020.9513721.8264822.7745523.8276925.0375126.4975828.4119831.41043

2121.9915022.8876123.8577924.9347826.1