无源光纤器件(光无源器件可靠性类别之) – FIT简介

原标题:无源光纤器件(光无源器件可靠性类别之) – FIT简介

在光无源器件行业,通过GR-1209,GR-1221可靠性标准,是许多高端客户对于无源产品可靠性的基本要求。飞宇集团在生产的每种无源光纤器件中,一直坚守这两个标准,以确保产品的品质满足每个客户的要求。

在开始之前,我们先来看看,1209和1221是什么东西:

先说一段历史:这两份文件的编写机构是Telcordia,它的前身是大名鼎鼎的「贝尔通讯实验室」(Bell Communication Research)。Bellcore是从贝尔实验室中分割成立出来的,给一系列小贝尔公司统一提供研究开发的服务。后面在2012年爱立信以11.5亿美元收购Telcordia的全部股权。

所以这其中超过25年,致力于美国标准的发展,包括为架构网络的产品撰写US/全球的标准。像GR326,GR20,GR409,GR1209,GR1221等,也一直在更新着版本,指引着时代的潮流。

其中GR-1209-CORE:无源光器件通用规范,GR-1221-CORE:无源光器件通用规范(可靠性)保障要求。一个是通用规范,一个是可靠性要求。这几乎是行业的圣经,是所有光通信人随时随地都要提到的。

然而在GR-1221-CORE里面就有一个Reliability Calculation的附录,出现了FIT.

那FIT是什么(它在GR-1221-CORE的注释里面:A FIT, or Failure Unit, corresponds to failures per billion device-hours. )直译过来就是时基失效。与此同时这货也是有定义的,它主要是用来定义产品的可靠性,同时它还是它本身参数的单位,1 FIT(失效率)指的是1个(单位)的产品在1*10^9小时内出现1次失效(或故障)的情况。直白地说,有个产品呢在使用1亿小时之内,只发生了1次失效,那我们就称这个产品在该时间段内的失效率是1fit。

搞清FIT的定义以后呢,我们来看看跟它对应的另一个很重要的可靠性概念MTBF(Mean Time Between Failure)。MTBF(平均故障间隔时间)时表示可修复产品可靠性的一个基本参数,它的定义是在规定条件下和规定的时间内产品的寿命单位总数与故障次数之比。这样,它也是FIT的倒数(这个倒数的情况是要在产品的寿命服从指数分布的情况下)。

简单理解一下,我们引用一个例子:比如我们同时使用100个灯泡做老化实验,然后做了一年也就是365天,发现有20个不亮了(失效数是20个)。最后MTBF怎么算呢?算不出来,因为MTBF是针对可维修产品的一种可靠性参数,灯泡这玩意儿坏了没法修,所以不适用这个。,这也是为什么GR-1221-CORE会把FIT的计算放到附录里面。

我们重新举例,我们使用一台手机,使用了10000小时,共发生了4次故障,那我们根据定义就可以算一下这个手机的MTBF,就是10000/4=2500小时。算了这个有什么用?MTBF越长,说明在相同的使用时间内发生失效的次数就越小,这是好事,也是产品可靠性一直追求的目标。

画重点:

对于无源光纤器件可靠性指示,也是使用FIT,这也是为什么GR-1221-CORE会把FIT的计算放到附录里面。而MTBF它仅适用于可维修产品(尤其是电器产品)

FIT值在正常使用中有三种算法,一般会使用以下算法:

在经过一系列的设计实验后,产品已经定型并且在供给客户市场使用(也就是性能稳定的正常使用时期),通过监控产品的可靠性失效数量(RMA),在已知总的出货数量的情况中,计算出总的使用时长,以此算出我们产品的FIT值,这个FIT值是产品的真实情况反应出来的失效率,一般认为这个数据是比较准确的,也是最有参考价值的数据。

飞宇集团从2005年成立,成立之初就引入了企业系统,拥有完善经过11年的各项出货和RMA等记录,对产品的可靠性品质的把握在心。

N是随机故障的数量

ttot 是从Arrhenius关系计算的总设备小时数

γ 从以下置信度对应表取值

另外因为FIT本身就是基于数理统计学的,它是通过已有的产品数据来估计对应产品的规律,以此来衡量产品的特性,既然涉及到估计,这里就涉及置信度的概念——统计学中针对一个概率样本的区间估计,90%置信度也就是说有90%的可能会接近于我们的测试值。

我们回到无源光纤器件,在Telcordia SR332中,对光纤器件也有推荐的FIT范围(以及偏差),我在这里做一下引用,供大家参考:

Bellcore SR-332 Issue 3, Table 8-17, Fiber Optic Communication Device/Module Failure Rate Parameters

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