IEC 62005-2:2001

Reliability of fibre optic interconnecting devices and passive components - Part 2: Quantitative assessment of reliability based on accelerated ageing test - Temperature and humidity; steady state

Defines a basis for reliability tests for passive optical components. It provides advice on life testing procedures, the calculation of failure rates and presentation of results. A worked example illustrates the method of calculating the instantaneous failure rate for a device during its service lifetime, based on accelerated life tests.

Fiabilité des dispositifs d'interconnexion et des composants passifs à fibres optiques - Partie 2: Evaluation quantitative de la fiabilité en fonction d'essais de vieillissement accélérés - Température et humidité; régimes continus

Definit la base pour des essais de fiabilité des composants optiques passifs. Il fournit des conseils sur les procédures d'essai de durée de vie, les calculs des taux de défaillance et la présentation des résultats. Un exemple partique presente la méthode de caldul des taux de défaillance instantanée pour un dispositif au cours de sa durée de vie en service en fonction d'essais de durée de vie accélérée.

General Information

• Status: Published
• Publication Date: 06-Mar-2001
• ICS: 33.180.20 - Fibre optic interconnecting devices
• Technical Committee: SC 86B - Fibre optic interconnecting devices and passive components
• Drafting Committee: WG 5 - TC 86/SC 86B/WG 5
• Current Stage: PPUB - Publication issued
• Start Date: 07-Mar-2001
• Completion Date: 31-Mar-2001

Standards Content (Sample)

NORME CEI
INTERNATIONALE IEC
62005-2
INTERNATIONAL
Première édition
STANDARD
First edition
2001-03
Fiabilité des dispositifs d'interconnexion
et des composants passifs à fibres optiques –
Partie 2:
Evaluation quantitative de la fiabilité en fonction
d'essais de vieillissement accélérés –
Température et humidité; régimes continus
Reliability of fibre optic interconnecting devices
and passive components –
Part 2:
Quantitative assessment of reliability
based on accelerated ageing tests –
Temperature and humidity; steady state
Numéro de référence
Reference number
CEI/IEC 62005-2:2001
Numérotation des publications Publication numbering
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sont numérotées à partir de 60000. Ainsi, la CEI 34-1 issued with a designation in the 60000 series. For
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NORME CEI
INTERNATIONALE IEC
62005-2
INTERNATIONAL
Première édition
STANDARD
First edition
2001-03
Fiabilité des dispositifs d'interconnexion
et des composants passifs à fibres optiques –
Partie 2:
Evaluation quantitative de la fiabilité en fonction
d'essais de vieillissement accélérés –
Température et humidité; régimes continus
Reliability of fibre optic interconnecting devices
and passive components –
Part 2:
Quantitative assessment of reliability
based on accelerated ageing tests –
Temperature and humidity; steady state
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S
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– 2 – 62005-2 © CEI:2001
SOMMAIRE
Pages
AVANT-PROPOS . 4
INTRODUCTION .8
Articles
1 Domaine d’application . 10
2 Références normatives. 10
3 Guide sur les essais de défaillances par usure . 10
3.1 Distribution de défaillances . 10
3.2 Durée moyenne de fonctionnement avant défaillance (MTF) . 12
4 Matrice d’essai de durée de vie . 14
5 Exemple pratique . 18
5.1 Matrice des conditions d’essai. 18
5.2 Analyse des résultats . 18
5.3 Calcul de la durée moyenne de fonctionnement avant défaillance . 22
5.4 Calcul du facteur d’accélération de température . 28
5.5 Calcul du facteur d’accélération de l’humidité . 30
5.6 Extrapolation aux conditions en service . 32
5.7 Calcul du taux de défaillance. 34
6 Calculs du taux de défaillance aléatoire. 38
7 Implications pour la fiabilité du système. 40
Figure 1 – Extrapolation des résultats pour la détermination de la durée de
fonctionnement avant défaillance . 20
Figure 2 – Tracé log-normal pour des dispositifs dans la condition d’essai C . 26
Figure 3 – Tracé log-normal pour des dispositifs dans la condition d’essai E . 26
Figure 4 – Ajustement de la courbe exponentielle pour MTF par rapport à 1/T. 30
Figure 5 – Ajustement de courbe exponentielle pour MTF par rapport à H . 32
R
Figure 6 – Fiabilité de composant en service. 36
Tableau 1 – Humidité relative (%) à des conditions diverses de température d’humidité
absolue . 16
Tableau 2 – Matrice des conditions d'essai . 18
Tableau 3 – Durée de fonctionnement avant défaillance (TTF) pour les dispositifs dans
deux conditions d’essai de durée de vie . 24
Tableau 4 – Durées moyennes de fonctionnement avant défaillance pour trois
températures à 85 % H . 28
R
Tableau 5 – Durées moyennes de fonctionnement avant défaillance pour trois niveaux
d’humidité à 85 °C . 30
Tableau 6 – Durées moyennes de fonctionnement avant défaillance dans différentes
conditions fondées sur des données d’un exemple pratique . 34
Tableau 7 – Taux de défaillance calculés à 25 °C/85 % H . 36
R
62005-2 © IEC:2001 – 3 –
CONTENTS
Page
FOREWORD . 5
INTRODUCTION .9
Clause
1 Scope . 11
2 Normative references . 11
3 Guidance on testing for wear out failures . 11
3.1 Failure distribution . 11
3.2 Median time to failure (MTF) . 13
4 Life test matrix .15
5 Worked example . 19
5.1 Test condition matrix. 19
5.2 Analysis of results . 19
5.3 Calculating median time to failure. 23
5.4 Calculation of temperature acceleration factor . 29
5.5 Calculation of humidity acceleration factor. 31
5.6 Extrapolation to service conditions . 33
5.7 Calculation of failure rate . 35
6 Random failure rate calculations. 39
7 Implications for system reliability . 41
Figure 1 – Extrapolation of results to determine time to failure . 21
Figure 2 – Log-normal plot for devices in test condition C. 27
Figure 3 – Log-normal plot for devices in test condition E. 27
Figure 4 – Exponential curve fit for MTF versus 1/T . 31
Figure 5 – Exponential curve fit for MTF versus H . 33
R
Figure 6 – Component reliability in service . 37
Table 1 – Relative humidity (%) at various temperature and absolute humidity conditions . 17
Table 2 – Matrix of test conditions . 19
Table 3 – Times to failure (TTF) for devices in two life test conditions . 25
Table 4 – Median times to failure for three temperatures at 85 % H . 29
R
Table 5 – Median times to failure for three humidity levels at 85 °C . 31
Table 6 – Median times to failure in different conditions based on worked example data. 35
Table 7 – Calculated failure rates at 25 °C/85 % H . 37
R
– 4 – 62005-2 © CEI:2001
COMMISSION ÉLECTROTECHNIQUE INTERNATIONALE
___________
FIABILITÉ DES DISPOSITIFS D'INTERCONNEXION
ET DES COMPOSANTS PASSIFS À FIBRES OPTIQUES –
Partie 2: Evaluation quantitative de la fiabilité
en fonction d’essais de vieillissement accélérés –
Température et humidité; régimes continus
AVANT-PROPOS
1) La CEI (Commission Electrotechnique Internationale) est une organisation mondiale de normalisation
composée de l'ensemble des comités électrotechniques nationaux (Comités nationaux de la CEI). La CEI a
pour objet de favoriser la coopération internationale pour toutes les questions de normalisation dans les
domaines de l'électricité et de l'électronique. A cet effet, la CEI, entre autres activités, publie des Normes
internationales. Leur élaboration est confiée à des comités d'études, aux travaux desquels tout Comité national
intéressé par le sujet traité peut participer. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec la CEI, participent également aux travaux. La CEI collabore étroitement
avec l'Organisation Internationale de Normalisation (ISO), selon des conditions fixées par accord entre les deux
organisations.
2) Les décisions ou accords officiels de la CEI concernant les questions techniques représentent, dans la mesure
du possible un accord international sur les sujets étudiés, étant donné que les Comités nationaux intéressés
sont représentés dans chaque comité d’études.
3) Les documents produits se présentent sous la forme de recommandations internationales. Ils sont publiés
comme normes, spécifications techniques, rapports techniques ou guides et agréés comme tels par les
Comités nationaux.
4) Dans le but d'encourager l'unification internationale, les Comités nationaux de la CEI s'engagent à appliquer de
façon transparente, dans toute la mesure possible, les Normes internationales de la CEI dans leurs normes
nationales et régionales. Toute divergence entre la norme de la CEI et la norme nationale ou régionale
correspondante doit être indiquée en termes clairs dans cette dernière.
5) La CEI n’a fixé aucune procédure concernant le marquage comme indication d’approbation et sa responsabilité
n’est pas engagée quand un matériel est déclaré conforme à l’une de ses normes.
6) L’attention est attirée sur le fait que certains des éléments de la présente Norme internationale peuvent faire
l’objet de droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. La CEI ne saurait être tenue pour
responsable de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et de ne pas avoir signalé leur existence.
La Norme internationale CEI 62005-2 a été établie par le sous-comité 86B : Dispositifs d'inter-
connexion et composants passifs à fibres optiques, du comité d'études 86 de la CEI: Fibres
optiques.
Le texte de cette norme est issu des documents suivants:
FDIS Rapport de vote
86B/1438/FDIS 86B/1497/RVD
Le rapport de vote indiqué dans le tableau ci-dessus donne toute information sur le vote ayant
abouti à l'approbation de cette norme.
Cette publication a été rédigée selon les Directives ISO/CEI, Partie 3.

62005-2 © IEC:2001 – 5 –
INTERNATIONAL ELECTROTECHNICAL COMMISSION
___________
RELIABILITY OF FIBRE OPTIC INTERCONNECTING DEVICES
AND PASSIVE COMPONENTS –
Part 2: Quantitative assessment of reliability
based on accelerated ageing tests –
Temperature and humidity; steady state
FOREWORD
1) The IEC (International Electrotechnical Commission) is a worldwide organization for standardization comprising
all national electrotechnical committees (IEC National Committees). The object of the IEC is to promote
international co-operation on all questions concerning standardization in the electrical and electronic fields. To
this end and in addition to other activities, the IEC publishes International Standards. Their preparation is
entrusted to technical committees; any IEC National Committee interested in the subject dealt with may
participate in this preparatory work. International, governmental and non-governmental organizations liaising
with the IEC also participate in this preparation. The IEC collaborates closely with the International Organization
for Standardization (ISO) in accordance with conditions determined by agreement between the two
organizations.
2) The formal decisions or agreements of the IEC on technical matters express, as nearly as possible, an
international consensus of opinion on the relevant subjects since each technical committee has representation
from all interested National Committees.
3) The documents produced have the form of recommendations for international use and are published in the form
of standards, technical specifications, technical reports or guides and they are accepted by the National
Committees in that sense.
4) In order to promote international unification, IEC National Committees undertake to apply IEC International
Standards transparently to the maximum extent possible in their national and regional standards. Any
divergence between the IEC Standard and the corresponding national or regional standard shall be clearly
indicated in the latter.
5) The IEC provides no marking procedure to indicate its approval and cannot be rendered responsible for any
equipment declared to be in conformity with one of its standards.
6) Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this International Standard may be the subject
of patent rights. The IEC shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
International Standard IEC 62005-2 has been prepared by subcommittee 86B: Fibre optic
interconnecting devices and passive components, of IEC technical committee 86: Fibre optics.
The text of this standard is based on the following documents:
FDIS Report on voting
86B/1438/FDIS 86B/1497/RVD
Full information on the voting for the approval of this standard can be found in the report on
voting indicated in the above table.
This publication has been drafted in accordance with the ISO/IEC Directives, Part 3.

– 6 – 62005-2 © CEI:2001
La CEI 62005 est composée des parties suivantes, présentées sous le titre général Fiabilité
des dispositifs d'interconnexion et des composants passifs à fibres optiques:
– Partie 1: Guide d'introduction et définitions
– Partie 2: Evaluation quantitative de la fiabilité en fonction d'essais de vieillissement
accélérés – Température et humidité; régimes continus
– Partie 3: Essais significatifs pour l'évaluation des modes et mécanismes de défaillance des
composants passifs
– Partie 4: Sélection des produits
1)
– Partie 5: Essais accélérés de fiabilité en milieu de service normalisé
– Partie 6: Utilisation des données de champs destinée à déterminer, spécifier et améliorer la
1)
fiabilité des composants
1)
– Partie 7: Modélisation de la durée de vie contrainte
Le comité a décidé que le contenu de cette publication ne sera pas modifié avant 2006. A cette
date, la publication sera:
• reconduite;
• supprimée;
• remplacée par une édition révisée, ou
• amendée.
___________
1)
A l'étude.
62005-2 © IEC:2001 – 7 –
IEC 62005 consists of the following parts, under the general title Reliability of fibre optic
interconnecting devices and passive components
– Part 1: Introductory guide and definitions
– Part 2: Quantitative assessment of reliability based on accelerated ageing tests –
Temperature and humidity; steady state
– Part 3: Relevant tests for evaluating failure modes and failure mechanisms for passive
components
– Part 4: Product screening
1)
– Part 5: Reliability accelerated tests to standardized service environments
1)
– Part 6: Use of field data to determine, specify and improve component reliability
1)
– Part 7: Life stress modelling
The committee has decided that the contents of this publication will remain unchanged until
2006. At this date, the publication will be
reconfirmed;
withdrawn;
replaced by a revised edition, or
amended.
___________
1)
Under consideration.
– 8 – 62005-2 © CEI:2001
INTRODUCTION
Des investigations menées sur des dispositifs passifs optiques tels que les séparateurs
indiquent que leurs mécanismes de défaillance sont accélérés à la fois par la température et
par l’humidité. Dans plusieurs des applications proposées, en particulier dans les lignes
d’abonnés pour télécommunications, les dispositifs sont situés dans des environnements qui
sont soumis à la fois à une température élevée et à une humidité potentiellement élevée. Des
informations quant à l’effet d’accélération de la température et de l’humidité sont par
conséquent essentielles pour s’assurer que les dispositifs sont propres à l’usage.
Un concepteur de système a une fiabilité cible globale pour un système qui peut être divisé en
fiabilités cible pour tous les composants du système. L’emplacement d’un composant donné
dans un réseau influencera la fiabilité cible. Si un défaut d’un composant ne provoque pas de
perte de service, par exemple si le service passe à un dispositif de secours, la fiabilité cible de
ce composant peut ne pas être aussi rigoureuse. Il existe cependant une seconde
considération, outre la continuité de la fourniture du service, à savoir la «charge de
maintenance». Il s’agit d’une mesure du temps passé à réparer un réseau: un prestataire de
service aura la nécessité de s’assurer qu’il n’excède pas un niveau économique non viable.
L’attribution de la fiabilité cible à des composants particuliers constitue un processus qui exige
l’expérience du comportement des composants dans des environnements donnés. Il s’avère
que la défaillance de composants optiques passifs est dominée par des mécanismes d’usure;
de ce fait, le taux de défaillance n’est pas constant en fonction du temps. Cela signifie que
l’information exigée concerne non seulement la durée moyenne de fonctionnement avant
défaillance (MTF) mais aussi la répartition du taux de défaillance en fonction du temps.
L’exemple pratique proposé porte sur la température et l’humidité, mais il convient de garder
en mémoire que d’autres facteurs, tels que les vibrations ou la présence de solvants
organiques peuvent également réduire la durée de fonctionnement avant défaillance. Il est
recommandé que le choix des essais appropriés de durée de vie repose sur une bonne
compréhension des conditions dans lesquelles les dispositifs seront déployés ainsi que sur la
connaissance des mécanismes de défaillance potentiels du dispositif. Certains mécanismes de
défaillance peuvent ne pas être aisément accélérés par des conditions de contraintes type.
Dans l’établissement des normes, il convient que cette partie de la CEI 62005 soit considérée
comme la prescription minimale et que les autres normes à publier soient utilisées pour
déterminer si des essais de contraintes complémentaires sont nécessaires.
La défaillance aléatoire constitue une complication supplémentaire. Il s’agit de défaillances
d’un composant qui ne peuvent pas être imputées à un mécanisme d’usure. Par conséquent,
les défaillances aléatoires interviennent à taux constant au sein d’un groupe de dispositifs et
sont souvent désignées comme défaillances en régimes continus.
II est à noter que le programme d’essai de durée de vie défini par cette norme s’avère être
applicable aux dispositifs passifs fonctionnant dans des conditions où la température ambiante
ne varie pas de ±15 °C par rapport à la valeur moyenne. Il est applicable uniquement aux
dispositifs qui ont été prescrits selon la spécification de performance appropriée pour les
conditions de service prévues.
Les dispositifs possédant des composants qui peuvent être désaccouplés ou des composants
contenant des pièces qui reposent sur un mouvement mécanique pour fonctionner
correctement nécessitent des essais de durée de vie supplémentaires pour s’assurer que le
fonctionnement mécanique des composants demeure correct sur toute la durée de vie du
composant. Le programme de durée de vie défini dans la présente partie de la CEI 62005
représente tout de même une partie significative des informations de fiabilité prescrites pour
ces composants.
Des composants soumis à des plages plus larges de variation de température ou à d’autres
contraintes supplémentaires telles que des vibrations exigent aussi des essais supplémen-
taires de durée de vie.
62005-2 © IEC:2001 – 9 –
INTRODUCTION
Investigations carried out on optical passive devices such as splitters indicate that their failure
mechanisms accelerate with both temperature and humidity. In many of the proposed
applications, particularly in the telecommunications local loop, devices are located in
environments that are subject to both high temperature and potentially high humidity.
Information about the accelerating effect of both temperature and humidity is therefore
essential to ensure that the devices are fit for use.
A system designer has an overall target reliability for a system that can be divided into target
reliabilities that cover all components in the system. The location of a particular component in
a network will influence the target reliability. If a fault in a component does not cause loss of
service, for example if the service switches to a back-up, the target reliability of that
component may not be so stringent. There is however a second consideration, besides
continuity of service provision, and that is the "maintenance burden". This is a measure of the
time spent repairing a network and a service provider needs to ensure that this does not
become economically non-viable. The allocation of target reliability to particular components is
a process that requires experience of the behaviour of the components in particular
environments. Failure of passive optical components appears to be dominated by wear out
mechanisms; therefore, the failure rate is not constant with time. This means that information
is required not only to provide the median time to failure (MTF) but also for the distribution of
the failure rate with time.
A worked example which focuses on temperature and humidity is given but it should be
remembered that other factors such as vibration or the presence of organic solvents may also
reduce the time to failure. The choice of suitable life tests should be based on an
understanding of the conditions in which the devices are deployed, together with knowledge of
the potential failure mechanisms of the device. There may be some failure mechanisms that
are not readily accelerated by typical stress conditions. In establishing standards, this part of
IEC 62005 sets out the minimum requirements, while other standards to be published should
be used to establish whether additional stress testing is required.
A further complication is random failure. These are failures that cannot be attributed to a wear-
out mechanism. Random failures consequently occur at a constant rate in a population of
devices and are often referred to as steady-state failures.
It should be noted that the life test programme defined by this standard has been found to be
applicable to passive devices operating in conditions where the ambient temperature does not
vary by more than ±15 °C from the mean value. It is only applicable to devices that have been
specified according to the appropriate performance specification for the intended service
conditions.
Devices that have dematable components or components that contain parts that rely on
mechanical movement to perform correctly need additional life testing to ensure that the
mechanical operation of the components remains correct throughout the lifetime of the
component. The life test programme defined in this part of IEC 62005 still represents a
significant part of the reliability information required for these components.
Components subjected to wider ranges of temperature variation or to other additional stresses
such as vibration will also require additional life tests.

– 10 – 62005-2 © CEI:2001
FIABILITÉ DES DISPOSITIFS D'INTERCONNEXION
ET DES COMPOSANTS PASSIFS À FIBRES OPTIQUES –
Partie 2: Evaluation quantitative de la fiabilité
en fonction d’essais de vieillissement accélérés –
Température et humidité; régimes continus
1 Domaine d’application
La présente partie de la CEI 62005 fournit une base pour la définition des essais de fiabilité
concernant les composants optiques passifs. Il prodigue des conseils sur les procédures
d’essai de durée de vie, les calculs des taux de défaillance et la présentation des résultats.
Outre le guide général, un exemple pratique est proposé pour présenter la méthode de calcul
des taux de défaillance instantanée pour un dispositif au cours de sa durée de vie en service
en fonction d’essais de durée de vie accélérée.
2 Références normatives
Les documents normatifs suivants contiennent des dispositions qui, par suite de la référence
qui y est faite, constituent des dispositions valables pour la présente partie de la CEI 62005.
Pour les références datées, les amendements ultérieurs ou les révisions de ces publications
ne s’appliquent pas. Toutefois, les parties prenantes aux accords fondés sur la présente partie
de la CEI 62005 sont invitées à rechercher la possibilité d'appliquer les éditions les plus
récentes des documents normatifs indiqués ci-après. Pour les références non datées, la
dernière édition du document normatif en référence s’applique. Les membres de la CEI et de
l'ISO possèdent le registre des Normes internationales en vigueur.
CEI 62005-4:1999, Fiabilité des dispositifs d’interconnexion et des composants passifs à fibres
optiques – Partie 4 : Sélection des produits
3 Guide sur les essais de défaillances par usure
3.1 Distribution de défaillances
D’après l’expérience, on peut souvent supposer qu’une distribution log-normale de durées de
fonctionnement avant défaillance s’applique aux défaillances par usure des dispositifs optiques
passifs. C’est-à-dire que le logarithme à la base e des durées de fonctionnement avant
défaillance aura une distribution (gaussienne) normale. Le paramètre de dispersion, σ, est
l’écart normalisé du logarithme à la base e des durées de fonctionnement avant défaillance. La
distribution log-normale est la base des calculs présentés dans cette norme.
La fonction de distribution de probabilité pour une distribution log-normale est donnée par
l’équation (1).
 
ln()t t
 
1 1
m
 
f()t = exp − (1)
 
 2 σ 
tσ 2 π  
 
où
t = t est la durée moyenne de fonctionnement avant défaillance (MTF), prise pour une
m 50
panne de 50 % d’échantillons;
σ est l’écart normalisé de ln .
(t)
62005-2 © IEC:2001 – 11 –
RELIABILITY OF FIBRE OPTIC INTERCONNECTING DEVICES
AND PASSIVE COMPONENTS –
Part 2: Quantitative assessment of reliability
based on accelerated ageing tests –
Temperature and humidity; steady state
1 Scope
This part of IEC 62005 provides a basis for defining reliability tests for passive optical
components. It provides advice on life testing procedures, the calculation of failure rates and
the presentation of results. In addition to such general guidance, a worked example illustrates
the method of calculating the instantaneous failure rate for a device during its service lifetime,
based on accelerated life tests.
2 Normative references
The following normative documents contain provisions which, through reference in this text,
constitute provisions of this part of IEC 62005. For dated references, subsequent amendments
to, or revisions of, any of these publications do not apply. However, parties to agreements
based on this part of IEC 62005 are encouraged to investigate the possibility of applying the
most recent editions of the normative documents indicated below. For undated references, the
latest edition of the normative document referred to applies. Members of IEC and ISO maintain
registers of currently valid International Standards.
IEC 62005-4:1999, Reliability of fibre optic interconnecting devices and passive components –
Part 4: Product screening
3 Guidance on testing for wear out failures
3.1 Failure distribution
Experience has shown that a log-normal distribution of times to failure can often be assumed
to apply for wear-out failures of passive optical devices. That is to say that the log to the base
e of the times to failure will have a normal (Gaussian) distribution. The dispersion parameter,
σ, is the standard deviation of the logarithm to the base e of the times to failure. The log-
normal distribution is the basis of the calculations shown in this standard.
The probability distribution function for a log-normal distribution is given by equation (1).
 
ln()t t
 
1 1
m
 
f()t = exp − (1)
 
 2 σ 
tσ 2 π  
 
where
t = t is the median time to failure (MTF), taken for 50 % of samples to fail;
m 50
σ is the standard deviation of ln(t).

– 12 – 62005-2 © CEI:2001
Dans certains cas, une distribution Weibull peut fournir une meilleure représentation de la
distribution de défaillances. Les principes esquissés dans cet article sont tout de même
valables, mais les calculs concernés par la détermination des taux de défaillance par usure
sont différents. Lorsque des résultats expérimentaux indiquent qu’il existe plus d’un
mécanisme de défaillance significatif, il convient que la durée moyenne de fonctionnement
avant défaillance et la dispersion soient consignées dans chaque cas.
L’information destinée à justifier les modèles d’extrapolation et les énergies d’activation
utilisés dans les prédictions de fiabilité doit être fournie. Les rétroactions de champ doivent
être groupées afin de servir de base pour les essais de vieillissement accélérés. Lorsque la
rétroaction suggère que les taux de défaillance sont très différents de ceux qui étaient prévus,
l’analyse de défaillance doit être réalisée pour permettre la modification en conséquence du
programme de vieillissement accéléré.
Dans la présente norme, les taux de défaillance sont exprimés en FITs, où un FIT est défini
comme une défaillance pour 10 dispositif-heures. Cette expression de taux de défaillance est
d’une valeur plus grande dans l’évaluation de fiabilité du système que l’indication numérique
MTF. En se plaçant dans la perspective du système, ce sont les défaillances précoces qui sont
critiques. Le MTF fait référence à un temps pendant lequel la moitié des composants tombe en
panne, ce qui, pris isolément, n’est d’aucune valeur lors du calcul de la fiabilité d’un système.
3.2 Durée moyenne de fonctionnement avant défaillance (MTF)
Les essais accélérés sont prescrits pour démontrer la fiabilité à long terme des dispositifs
optiques passifs. Les essais de durée de vie à température élevée et à forte humidité
constituent la méthode la plus largement utilisée pour fournir des données de fiabilité dans un
essai d’une durée raisonnable.
Pour la surcontrainte thermique, la relation entre la durée de vie et la température est dérivée
de la relation d’Arrhenius:
t = R exp (–E /kT)(2)
50 0 A
où
t est la durée moyenne de fonctionnement avant défaillance (MTF), utilisée pour une
panne de 50 % des échantillons;
R est le coefficient;
–5
k est la constante de Boltzmann (8,6 × 10 eV/K);
T est la température, en kelvins (K);
E est l’énergie d’activation, exprimée en électronvolts (eV).
A
Il n’existe aucune relation universellement acceptée entre la durée de vie et l’humidité. Sauf
preuve du contraire, l’expression suivante peut être utilisée:
t = R exp [–ηH](3)
50 0 R
où
η est le paramètre d’activation d’humidité;
H est l’humidité relative, en pourcentage (%).
R
Lorsque les taux d’accélération sont connus, la durée moyenne de fonctionnement avant
défaillance peut être calculée à n’importe quelles températures de fonctionnement et d’humi-
dité. Le taux de défaillance, comme fonction de temps, peut alors être calculé à condition que
l’écart normalisé de la distribution log-normale soit connu.

62005-2 © IEC:2001 – 13 –
In some cases, a Weibull distribution may provide a better representation of the failure
distribution. The principles outlined in this clause are still valid, but the calculation involved in
determining wear-out failure rates will be different. Where experimental results indicate that
there is more than one significant failure mechanism, the median time to failure and dispersion
should be reported in each case.
Information shall be provided to justify extrapolation models and activation energies used in
reliability predictions. Field feedback shall be collated to support the basis for the accelerated
ageing tests. Where feedback suggests that failure rates are very different to those predicted,
failure analysis shall be carried out to allow the accelerated ageing programme to be modified
appropriately.
Throughout this standard, failure rates are expressed in FITs, where one FIT is defined as one
failure in 10 device-hours. This expression of failure rate is of more value in the assessment
of system reliability than the MTF figure. From a system perspective, it is the early failures that
are critical. The MTF refers to a time by which half of the components will have failed, which
on its own is of no value in calculating the reliability of a system.
3.2 Median time to failure (MTF)
Accelerated testing is required to demonstrate the long-term reliability of optical passive
devices. High temperature and humidity life testing is the most widely used method of
providing reliability data in a test of reasonable duration.
For thermal over-stress, the association between lifetime and temperature is derived from the
Arrhenius relationship:
t = R exp (–E /kT)(2)
50 0 A
where
t is the median time to failure (MTF), taken for 50 % of samples to fail;
R is the coefficient;
–5
k is Boltzmann's constant (8,6 × 10 eV/K);
T is the temperature, in kelvins (K);
E is the activation energy, expressed in electronvolts (eV).
A
There is no universally accepted relationship between lifetime and humidity. Unless there is
evidence to the contrary, the following expression may be used:
t = R exp [–ηH](3)
50 0 R
where
η is the humidity activation parameter;
H is the relative humidity, in per cent (%).
R
When the acceleration rates are known, the median time to failure can be calculated at any
operating temperature and humidity. The failure rate as a function of time may then be
calculated provided that the standard deviation of the log-normal distribution is known.

– 14 – 62005-2 © CEI:2001
Il convient de choisir la quantité d’échantillons pour permettre la détermination de la
distribution de durées de vie d’usure avec une précision suffisante. On recommande un
nombre minimal de 25 composants pour chaque condition d’essai de durée de vie et des
techniques d’échantillonnage aléatoire doivent être utilisées afin d’éliminer toute dépendance
du lot pour le résultat.
La quantité d’échantillons à 25 composants dans chaque condition d’essai est considérée
comme le minimum nécessaire pour obtenir des résultats significatifs. La relation entre le
niveau de confiance et la quantité d’échantillons est complexe et le nombre de 25 est suggéré
en se fondant sur l’expérience acquise en la matière pour des dispositifs type destinés à des
environnements de service de télécommunications. Ce nombre ne serait pas approprié pour
des dispositifs de fiabilité extrême pour applications sous-marines ou dans les satellites, pour
lesquels une quantité d’échantillons d’essai de 200 dispositifs serait plus adaptée. Le niveau
de confiance est affecté non seulement par la quantité d’échantillons mais aussi par des
facteurs tels que la durée de l’essai, l’adaptation de l’extrapolation à la défaillance et la durée
de vie utile en service prévue des dispositifs.
Il est possible que deux facteurs accélérant le vieillissement, lorsqu’ils sont appliqués
ensemble, aboutissent à une durée de vie différente de celle qu’on attendrait des calculs
basés sur chaque paramètre seul. Cela peut se présenter au travers d’interactions entre les
différents mécanismes de dégradation. Dans l’exemple donné ci-dessus, on peut trouver que η
n’est pas constant par rapport à T. Dans cette situation, il faut choisir un plus grand nombre de
conditions d’essai afin d’acquérir une pleine compréhension de l’interaction.
Il est important de cerner le mécanisme de défaillance. La CEI 62005-3 énumère les modes
typiques de défaillance pour une gamme de dispositifs optiques passifs et indique le
mécanisme de défaillance habituellement associé au mode de défaillance observé. Elle fournit
également des précisions sur les essais susceptibles d’être utilisés pour induire ces types de
défaillance. Cette information est précieuse pour la conception des expériences permettant
l’investigation des mécanismes de défaillance. Lorsque les mécanismes de défaillance clé
sont compris, on peut choisir une gamme plus restreinte d’essais pour une extension des
essais de durée de vie. Dans cette norme, on a supposé que les mécanismes de défaillance
dominants ont été identifiés et qu’ils ont été observés en vue d’une l’accélération des
défaillances par une température élevée et une humidité importante.
4 Matrice d’essai de durée de vie
Le tableau 1 présente la relation entre l’humidité relative et l’humidité absolue en tant que
fonction de température. Le choix des conditions d’essai sera influencé par le fait de savoir si
l’humidité relative ou absolue constitue le facteur d’accélération de la défaillance. Les
conditions d’essai doivent être choisies de sorte que deux conditions au moins aient comme
constante l’humidité et que deux conditions au moins aient comme constante la température.
Cela requiert un minimum de trois conditions.
Il convient de noter que le tableau 1 n’est pas destiné à montrer toutes les combinaisons
éventuelles de température et d’humidité qui peuvent être utilisées pour les essais. Il est
possible de choisir d’autres valeurs de température et d’humidité. L’équation suivante peut être
utilisée pour calculer les valeurs de l’humidité relative à différents niveaux de température et
d’humidité absolue.
( 273 + T )
(4)
H = H × 100 %
R A
 
7,5 T


+0 ,785 71


237,3 + T
 
217 × 10
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The sample size should be chosen to allow the distribution of wear out lifetimes to be
determined with sufficient accuracy. A minimum of 25 components for each life test condition
is r
...