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C 6121-5-2

:2007 (IEC 61291-5-2:2002)

(1)

まえがき

この規格は,工業標準化法第 12 条第 1 項の規定に基づき,財団法人光産業技術振興協会(OITDA)/財団

法人日本規格協会(JSA)から,工業標準原案を具して日本工業規格を制定すべきとの申出があり,日本工業

標準調査会の審議を経て,経済産業大臣が制定した日本工業規格である。

制定に当たっては,日本工業規格と国際規格との対比,国際規格に一致した日本工業規格の作成及び日

本工業規格を基礎にした国際規格原案の提案を容易にするために,IEC 61291-5-2:2002,Optical amplifiers

−Part 5-2: Qualification specifications−Reliability qualification for optical fibre amplifiers を基礎として用いた。

この規格の一部が,技術的性質をもつ特許権,出願公開後の特許出願,実用新案権,又は出願公開後の

実用新案登録出願に抵触する可能性があることに注意を喚起する。経済産業大臣及び日本工業標準調査会

は,このような技術的性質をもつ特許権,出願公開後の特許出願,実用新案権,又は出願公開後の実用新

案登録出願にかかわる確認について,責任をもたない。

JIS C 6121-5-2

には,次に示す附属書がある。

附属書 A(規定)光ファイバ増幅器用部品の信頼性試験手順

附属書 B(規定)信頼性試験方法

附属書 C(参考)略語一覧


C 6121-5-2

:2007 (IEC 61291-5-2:2002)

目  次

ページ

序文 

1

1.

  適用範囲及び目的

1

2.

  引用規格

2

3.

  定義

3

4.

  信頼性に関する必要条件 

4

4.1

  製品品質の実証

4

4.2

  試験実施の責任

4

4.3

  品質改善プログラム(QIP) 

5

4.4

  試験

5

4.5

  手順

8

5.

  指針

9

5.1

  故障率の計算に関する指標 

9

5.2

  光ファイバ増幅器の故障メカニズム 

9

附属書 A(規定)光ファイバ増幅器用部品の信頼性試験手順

10

附属書 B(規定)信頼性試験方法 

14

附属書 C(参考)略語一覧

15

 


日本工業規格

JIS

 C

6121-5-2

:2007

(IEC 61291-5-2

:2002

)

光増幅器−

第 5-2 部:品質評価規格−

光ファイバ増幅器の信頼性評価

Optical amplifiers

Part 5-2: Qualification specifications

Reliability qualification for optical fiber amplifiers

序文  この規格は,2002 年に第 1 版として発行された IEC 61291-5-2,Optical amplifiers−Part 5-2:

Qualification specifications−Reliability qualification for optical fibre amplifiers を翻訳し,技術的内容及び規格

票の様式を変更することなく作成した日本工業規格である。この分野には新技術が多く,しかも日々進展

中であるため,この規格には今後修正,更新が必要である。この規格中で使用される略語は最初に使用さ

れる箇所で説明するとともに,略語一覧を

附属書 に示す。

1. 

適用範囲及び目的  この規格は,陸上用の光増幅器(OA)及び光増幅器関連の基本的なサブシステム,

特に希土類が添加されたアクティブ光ファイバを使用した商用品(光ファイバ増幅器,OFA)に適用する。

この規格では,ブラックボックス的な手法を用いる。ブラックボックス的な手法は,光増幅器の詳細な

実現手段とは無関係に製品仕様を規定するために採用する。信頼性評価のためには内部の部品の情報が必

要となる場合があるが,その場合は,それら内部の部品自体をブラックボックスとして扱う。この規格で

は,それら内部のブラックボックスの信頼度を合算する方法による光増幅器の信頼性評価に必要な条件を

示す。

この規格の目的は,次による。

−  光ファイバ増幅器の信頼性認証評価に必要な条件を規定する。

−  購入者が所要の使用目的に適合する高品質な光増幅器製品を選択するうえで必要な情報を提供する。

−  信頼性評価試験の最低限のリスト,試験における故障判定基準,信頼性予測に必要な条件及び関連す

る引用規格を示す。

特にこの規格は,次のことを意図している。

−  リスクを最小限に抑えながら製品開発及び信頼性評価を促進するために,光ファイバ増幅器デバイス

及びサブシステムの標準的な信頼性認証評価の方法を確立する。

−  規定された運用終了時期まででの装置故障率の決定を可能とするために,時間に対する故障分布を決

定する手段を確立する。

さらに,次の事項についての指標を与える。

−  光ファイバ増幅器を調達する前に購入者が実施することが望ましい,光増幅器製造業者が製品の適切

な信頼性保証のために実施する試験手順の監査。


2

C 6121-5-2

:2007 (IEC 61291-5-2:2002)

−  光ファイバ増幅器製造業者が保証する信頼性を確認するための手順。

備考  この規格の対応国際規格を,次に示す。

なお,対応の程度を表す記号は,ISO/IEC Guide 21 に基づき,IDT(一致している)

,MOD

(修正している)

,NEQ(同等でない)とする。

IEC 61291-5-2:2002

, Optical amplifiers − Part 5-2: Qualification specifications − Reliability

qualification for optical fibre amplifiers (IDT)

2. 

引用規格  次に掲げる規格は,この規格に引用されることによって,この規格の規定の一部を構成す

る。これらの引用規格については,改正版及び追補を含めて,その最新版を適用する。

JIS C 0025

  環境試験方法−電気・電子−温度変化試験方法

備考 IEC 

60068-2-14

,Environmental testing−Part 2: Tests. Test N: Change of temperature からの引用

事項は,この規格の該当事項と同等である。

JIS C 5901

  光伝送用受動部品試験方法

JIS C 5961

  光ファイバコネクタ試験方法

備考  次の規格からの引用事項は,この規格の該当事項と同等である。

IEC 61300-2-1

,Fibre optic interconnecting devices and passive components−Basic test and measurement

procedures−Part 2-1: Tests−Vibration (sinusoidal)

IEC 61300-2-2

,Fibre optic interconnecting devices and passive components−Basic test and measurement

procedures−Part 2-2: Tests−Mating durability

IEC 61300-2-4

,Fibre optic interconnecting devices and passive components−Basic test and measurement

procedures−Part 2-4: Tests−Fibre/cable retention

IEC 61300-2-5

,Fibre optic interconnecting devices and passive components−Basic test and measurement

procedures−Part 2-5: Tests−Torsion/twist

IEC 61300-2-9

,Fibre optic interconnecting devices and passive components−Basic test and measurement

procedures−Part 2-9: Tests−Shock

IEC 61300-2-18

,Fibre optic interconnecting devices and passive components−Basic test and measurement

procedures−Part 2-18: Tests−Dry heat – High temperature endurance

IEC 61300-2-19

,Fibre optic interconnecting devices and passive components−Basic test and measurement

procedures−Part 2-19: Tests−Damp heat (steady state)

IEC 61300-2-22

,Fibre optic interconnecting devices and passive components−Basic test and measurement

procedures−Part 2-22: Tests−Change of temperature

JIS C 6121

  光ファイバ増幅器通則

備考 IEC 

61291-1

,Optical fibre amplifiers−Part 1: Generic specification からの引用事項は,この規格

の該当事項と同等である。

JIS C 60068-2-1

  環境試験方法−電気・電子−低温(耐寒性)試験方法

備考 IEC 

60068-2-1

,Environmental testing−Part 2: Tests. Test A: Cold がこの規格と一致している。

JIS C 60068-2-2

  環境試験方法−電気・電子−高温(耐熱性)試験方法

備考 IEC 60068-2-2,Environmental testing−Part 2: Tests. Test B: Dry heat がこの規格と一致している。

JIS C 60068-2-3

  環境試験方法−電気・電子−高温高湿(定常)試験方法

備考 IEC 

60068-2-3

,Environmental testing−Part 2: Tests. Test Ca: Damp heat, steady state がこの規


3

C 6121-5-2

:2007 (IEC 61291-5-2:2002)

格と一致している。

JIS C 60068-2-6

  環境試験方法−電気・電子−正弦波振動試験方法

備考 IEC 

60068-2-6

,Environmental testing−Part 2: Tests. Test Fc: Vibration (sinusoidal)がこの規格と

一致している。

JIS C 60068-2-21

  環境試験方法−電気・電子−端子強度試験方法

備考 IEC 

60068-2-21

,Environmental testing−Part 2-21: Tests. Test U: Robustness of terminations and

integral mounting devices からの引用事項は,この規格の該当事項と同等である。

JIS C 60068-2-27

  環境試験方法−電気・電子−衝撃試験方法

備考 IEC 

60068-2-27

,Environmental testing−Part 2: Tests. Test Ea and guidance: Shock がこの規格と

一致している。

JIS C 60068-2-32

  環境試験方法−電気・電子−自然落下試験方法

備考 IEC 

60068-2-32

,Environmental testing−Part 2: Tests. Test Ed: Free fall (Procedure 1)がこの規格

と一致している。

ISO 9000

,Quality management systems−Fundamentals and vocabulary

IEC 61300-2-42

,Fibre optic interconnecting devices and passive components−Basic test and measurement

procedures−Part 2-42: Tests−Static side load for connectors

IEC 61300-2-44

,Fibre optic interconnecting devices and passive components−Basic test and measurement

procedures−Part 2-44: Tests−Flexing of the strain relief of fibre optic devices

IEC 61751

,Laser modules used for telecommunication−Reliability assessment

3. 

定義  この規格で用いる主な用語の定義は,JIS C 6121 によるほか,次による。

備考  容易に参照できるように,JIS C 6121 に示されている光増幅器の信頼度の定義を 3.7 にも示す。

3.1 

故障  製品仕様に対する不適合,又は購入者と供給業者との間で同意されたパラメータの変化。

3.2 

光ファイバ増幅器製造業者(OFAM)  適用個別規格の必要条件に適合した光ファイバ増幅器デバイ

ス又はサブシステムを供給する製造業者。

3.3 

システム供給業者(SS)  光ファイバ増幅器をもつ光ファイバ通信装置の製造業者(すなわち,光ファ

イバ増幅器の購入者)

3.4 

システム運用業者(SO)  伝送経路中に光ファイバ増幅器をもつ光ファイバ通信システムを使用する

通信運用業者。

3.5 

部品供給業者(CS)  適用個別規格の必要条件に適合した部品を光ファイバ増幅器製造業者に供給す

る製造業者。

3.6 

能力評価用部品(CQC)  製造工程における良否判定の限度に相当し,機械的又は電気光学的設計に

おいて,特性を制限するような部品又はサブアセンブリ。

備考  このような部品又はサブアセンブリによって活性化エネルギーの決定が可能となり,最終製品

の故障メカニズムを明らかにするのに役立つ。

3.7 

信頼度

a) 

光増幅器が指定の動作条件,環境下で障害なく連続動作できる最小時間。

b) 

光増幅器が指定の動作条件,環境下で障害を 1 年間に起こす確率。

備考  光増幅器の信頼度は,次の二つのパラメータ,すなわち,平均故障間隔(MTBF)又は故障率(FIT)

のいずれかで表される。


4

C 6121-5-2

:2007 (IEC 61291-5-2:2002)

MTBF は,光ファイバ増幅器が指定の動作条件,環境下で故障なく連続動作できる平均時間である。

FIT は,光ファイバ増幅器が指定の動作条件,環境下で 10

9

時間連続動作する場合に予想される故障の起

こる回数である。

4. 

信頼性に関する必要条件

4.1 

製品品質の実証  この規格(個別規格によって必要とされる。)は,光ファイバ増幅器デバイス又は

サブシステムの信頼性認証評価に最低限必要な条件を示し,

“光ファイバ増幅器製造業者”が採用する光フ

ァイバ増幅器の総合的な信頼性評価及び品質保証の手順の一部となることを意図している。

さらに,

“システム供給業者”及び“システム運用業者”が採用した方がよい品質保証手順,

“システム

運用業者”から“光ファイバ増幅器製造業者”及び“システム供給業者”へのフィールド特性のフィード

バックについても指標を与える。

光ファイバ増幅器製造業者は,次の事項を実証できなければならない。

−  文書化及び監査された製造工程。購入部品の信頼性評価を含む。ISO 9000 に準拠している。

−  性能評価プログラム。例えば,部品,光ファイバ増幅器デバイス及びサブシステムに対する加速寿命

試験,バーンイン,スクリーニングなどを含む。

−  信頼性を継続的に保証するための信頼性評価保全プログラム。

−  信頼性に関する事項について開発及び製造への適切なフィードバックを保証する手順。

これは,製品の信頼性品質認証,技術認証(TA)又は製造工程の能力認証(CA)によって達成される。

備考  包括的な信頼性評価保全プログラムは一般的に更に複雑であり,この規格の適用範囲ではない。

[例えば,5.及び ISO 9000 シリーズの規格(ISO 9000ISO 9001ISO 9004 及び附属の指

標規格)を参照]

4.2 

試験実施の責任

4.2.1 

総論  光ファイバ増幅器製造業者は,信頼性試験を実施する責任がある。

表 1∼表 に示す試験は,光ファイバ増幅器製造業者又は部品供給業者のいずれかが実施する。さらに,

追加の試験を個別規格に規定してもよい。

4.2.2 

光ファイバ増幅器の購入者(すなわち,システム供給業者)への推奨事項  システム供給業者は,

故障解析を含む試験結果を解析し,確認する手段をもつことが望ましい。これには光ファイバ増幅器デバ

イス及びサブシステムに対する自主的な試験の手順を含む。

4.2.3 

システム運用業者への推奨事項  システム運用業者は,システム供給業者及び光ファイバ増幅器製

造業者が製品の運用期間の初期段階に必要な是正処置を行えるように,フィールド故障率を十分詳細に監

視し,報告する手段をもつことが望ましい。

備考1.  供給業者は,製品がまだ開発中の場合には,(信頼性評価の概念として)異なる手法を用いて

もよく,リソースの制限によって試験計画を決めてもよい。

2. 

システム運用業者,システム供給業者及び光ファイバ増幅器製造業者が最終製品の故障及び

関連する故障メカニズムを取り除こうとする場合には,ここに規定されたものと異なる試験

及び手順が認められる。しかし,そのためには,適合性及びここに示した試験と手順との同

等性を実証するデータが必要となる。


5

C 6121-5-2

:2007 (IEC 61291-5-2:2002)

4.3 

品質改善プログラム(QIP)  部品供給業者及びその購入者(システム運用業者,システム供給業者及

び光ファイバ増幅器製造業者)は,不適合事項(光増幅器の運用開始後に明らかになった光増幅器の品質

及び信頼性問題を含む。

)を解決するために,品質改善プログラムを実行しなければならない。不適合事項

の是正及び継続した品質改善プログラムは,信頼性に関するリスクを最小化するために必要不可欠である。

品質改善プログラムの運用は,品質認証の通則及び能力認証の文書に明記することが望ましい。

4.4 

試験

4.4.1 

総論  光ファイバ増幅器デバイス又はサブシステムは,異なる性質をもつ様々な部品を組み込んだ

ものである。光ファイバ増幅器デバイス又はサブシステムの信頼性において重要な点は,各部品及び基本

的な製造工程の信頼性を確保することである。この規格ではその目的のため,内部の各部品をブラックボ

ックスとみなすものとする。

この規格は,構成部品の組込み工程が品質評価済みである場合,光増幅器の信頼性は内部のブラックボ

ックスの FIT 数によって十分な確度で評価できるという仮定に基づく。

組込み工程の品質評価手順を 4.4.3 に示す。

信頼性保証は,光ファイバ増幅器デバイス又はサブシステム全体に対して実施される。4.4.4 に示す試験

手順によって最終確認される。

一般的な光ファイバ増幅器の基本的な構成部品(内部のブラックボックス)を,次に示す。

−  光受動部品

−  光能動部品

−  ドープ光ファイバ又はドープ光ファイバモジュール

−  光コネクタ

−  電子部品

−  その他(今後規定される。

光ファイバ増幅器製造業者は,光ファイバ増幅器を構成する内部のブラックボックスの数量及び種類を

明らかにし,各々について故障率(

単位  FIT)を提示しなければならない。

光ファイバ増幅器の故障率は,4.5.2 に示すように内部の部品の FIT 数を適切に合算する方法によって計

算する。

4.4.2 

部品の信頼性評価  要求される信頼性レベルを保証するために,光ファイバ増幅器の様々な構成部

品に対して実施すべき試験の最低限のリストを,

表 及び表 に示す。試験項目及び試験条件に関する引

用規格を,

附属書 A(規定)に示す。

  1  光受動部品,励起レーザモジュール,モニタダイオード

モジュール及び光コネクタの最低限の試験項目リスト

試験項目

光受動部品

励起レーザ 
モジュール

モニタダイオード

モジュール

光コネクタ

耐熱性/耐寒性

×

×

×

×

温度サイクル(定速温度変化)

×

×

×

×

耐湿性(定常状態)

×

(×)

(×)

×

耐衝撃性

×

×

×

耐振性

×

×

×

光ファイバコードクランプ強

度(軸方向引張り)

×

×

×

×

静荷重試験 
(横方向引張り)

×

×

×

×


6

C 6121-5-2

:2007 (IEC 61291-5-2:2002)

  1  光受動部品,励起レーザモジュール,モニタダイオード

モジュール及び光コネクタの最低限の試験項目リスト(続き)

試験項目

光受動部品

励起レーザ

モジュール

モニタダイオード

モジュール

光コネクタ

最大入力光パワー

×

動作耐久性

×

高温逆バイアス(HTRB)

×

繰返し動作

×

気密性/残留ガス分析(RGA)

×

×

静電気放電(ESD)

×

×

  2  ドープ光ファイバの最低限の試験項目リスト

試験項目

プルーフ

水素エージング

被覆除去性(封止していない光ファイバの場合)

表 及び表 に示した光ファイバ増幅器の構成部品(ブラックボックスとみなす。)の信頼性認証評価

のための試験項目リストにおける適切な試験条件を,

附属書 A(規定)に示す。これらの試験条件は,

光ファイバ増幅器の製造業界において通例として実施されていることを明示したものである。

4.4.3 

光ファイバ増幅器の組込み工程の信頼性評価  光ファイバの余長処理工程並びに光部品及び電気

部品の組込み工程は,光ファイバ増幅器の信頼性認証評価において非常に重要である。特に,光ファイバ

のスプライス工程は光ファイバ増幅器の組込み工程における最重要段階である。

スプライス工程については適用する光ファイバ及び被覆材料に応じて品質評価しなければならない。

スプライスに必要な試験を,

表 に示す。

  3  スプライスに必要な試験

試験項目

試験条件

引用規格

耐熱性 +85

2 000 h

JIS C 60068-2-2 

温度サイクル(定速温度変化)

−40  ℃/+85  ℃ 
2  ℃/min 
Q=100  サイクル
I=500  サイクル

JIS C 0025 

耐湿性(定常状態) +40

93  %RH  
500 h

JIS C 60068-2-3 

耐衝撃性 100 G

6 ms 
6  回/方向

JIS C 60068-2-27 

耐振性 10

∼2 000 Hz

10 G 
5 サイクル/方向 
15 min/サイクル

JIS C 60068-2-6 

光ファイバコードクランプ強度

(軸方向引張り)

5 N 
10 s

JIS C 60068-2-21 

備考  G は重力加速度の標準値(9.806 65 m/s

2

)

サンプル数は信頼度水準及び必要な信頼性レベルに応じて購入者と供給業者との間で合意しなければなら


7

C 6121-5-2

:2007 (IEC 61291-5-2:2002)

ない。

4.4.4 

光ファイバ増幅器デバイス及びサブシステムの信頼性評価  光ファイバ増幅器デバイス又はサブ

システム全体に対する信頼性評価手順を,

表 に示す。これは信頼性保証のために光ファイバ増幅器デバ

イス及びサブシステムに対して実施すべき試験の最低限のリストである。試験項目及び試験条件が規定さ

れた引用規格を,

附属書 A(規定)に示す。

試験の実施の目的は,4.5.2 の手順に従った光ファイバ増幅器全体の故障率の予測結果を認証評価するこ

とである。

信頼性保証には光ファイバ増幅器の内部のブラックボックスの信頼性試験が必要であるということを踏

まえて,サンプル数は一般的に少ない(例えば,各種類の光増幅器に対して数サンプル)

特別な場合(例えば,非石英系の光ファイバ増幅器の場合)として,光ファイバ増幅器における接着剤

の使用は品質を左右する工程と考えられ,個別に品質評価をしなければならない。考え得る接着剤の機能

(機械的な固定,接続部の保護,屈折率整合など)によって異なる故障モードに着目し,信頼性データに

よる裏付けをとらなければならない。

  4  光ファイバ増幅器デバイス及びサブシステムの最低限の試験項目リスト

試験項目

試験条件

時間

サンプル数

耐寒性/耐熱性

T

stg

 min

/T

stg

 max

 72

h

3

温度サイクル(定速温度変化)

T

stg

 min

/T

stg

 max

>1  ℃/min

Q

=100  サイクル

I

=500  サイクル

3

耐湿性(定常状態) 85

℃/85  % RH

a)

40  ℃/93  % RH

Q

=500 h

I

=1 000 h

3

耐衝撃性

b) 

参照

b) 

参照 3

耐振性 10∼55 Hz

最大 10 G 又は 
振幅 1.52 mm

2 h/方向 3

機 

特 
性 

光ファイバコードクランプ強
度(軸方向引張り)

5 N/10 N/100 N

c)

≧12

動作耐久性

T

op

max

/P

nom

Q

=2 000 h

I

=5 000 h

3

a)

  耐湿性:85  ℃/85  %の耐湿性試験は,特別な環境条件下では正当であるとして,一部の製造業者によ

り主張されている。これらの試験条件は,非常に厳しい環境下に設置される光ファイバ増幅器に対して
実施する。それ以外では 40  ℃/93  %RH の耐湿性試験を実施する。

b)

  機械特性試験:耐衝撃性(自然落下 JIS C 60068-2-27 及び JIS C 60068-2-32

供試品質量

kg

落下高さ

mm

10 未満 100

10 以上 25 未満 75

c)

  光ファイバコードクランプ強度(軸方向引張り)試験(JIS C 60068-2-21)

ケーブル外径

ケーブルの引張り条件

  2 mm

20 ∼100 N,3 回,5 s/回

900 µm

10 N,3 回,5 s/回

250 µm

5 N,3 回,5 s/回


8

C 6121-5-2

:2007 (IEC 61291-5-2:2002)

  4  光ファイバ増幅器デバイス及びサブシステムの最低限の試験項目リスト(続き)

備考1.  1 台の故障も許されない。

2. 

試験は逐次又は並行して実施する。

3. 

保存温度が規定の耐湿性試験の温度より低い場合,T

stg

 max

及び相対湿度 85  %以上で別の試験を実

施する。

4. 

保存温度の上限が使用温度の上限とほぼ同じ場合,T

stg

 max

における耐熱性試験は必要なく,動作耐

久性試験で代用される。動作耐久性試験は,励起電流,出力光パワー又は励起モニタ電流を(個別規

格に示される公称値に)固定して実施する。光増幅器のすべての変動を確認するため,試験中は関連
するパラメータ[例えば,出力光パワー及び(もし可能なら)励起のパラメータ]を測定する。

5. 

温度サイクル試験方法の引用規格を

附属書 B(規定)に示す。

6.  T

stg

 min

は,光ファイバ増幅器の保存温度の下限である。

T

stg

 max

は,光ファイバ増幅器の保存温度の上限である。

T

op

 max

は,光ファイバ増幅器の使用温度の上限である。

P

nom

は,光ファイバ増幅器の出力光パワーの公称値である。

G は,重力加速度の標準値(9.806 65 m/s

2

)である。

故障判定基準は,0.5 dB を超える出力光パワーの変動又は購入者と供給業者との間で合意された個別規

格に対する不適合である。ただし,動作耐久性試験については,その故障判定基準を個別規格に規定する。

評価対象の光ファイバ増幅器デバイス又はサブシステムは標準的な製造を完全に代表するもので,すべ

ての製造手順並びに/若しくは(個別規格で適用対象の場合は)規定されたバーンイン及びスクリーニン

グの手順を経たものであることが必要不可欠である。

この規格中に示されていない試験条件は,関連する個別規格による。

4.4.5 

構造上の類似性  光増幅器製造業者が様々な光増幅器モジュールを製造する場合,型番が異なって

いても構造上には著しい類似性がある。それゆえ,適切であれば異なる試験プログラムの結果を組み合わ

せることが許される。ただし,品質認証評価において判明しなくても,技術又は工程のさ(些)細な相違

点が信頼性に対して重大な影響を与える場合があるという事実は,熟慮しなければならない。

備考  すべての結果が直接的に関係があることを実証するために確証を提示しなければならない。

4.5 

手順

4.5.1 

信頼性に関する結果の解析  光ファイバ増幅器の購入者,すなわち,システム供給業者は光ファイ

バ増幅器製造業者が保証する信頼性を解析し,確認する手順をもたなければならない。特にその手順には,

次の解析を含むことが望ましい。

−  光ファイバ増幅器モジュール全体の寿命試験データ

−  内部の部品の寿命試験データ

−  環境試験の結果

−  可能であれば,適切な能力評価用部品のデータ及び試験結果

結果の解析によって各種類の光ファイバ増幅器デバイス又はサブシステムの信頼性パラメータが得られ

る。最低限の信頼性パラメータを,

表 のように提示しなければならない。

4.5.2 

信頼度の計算  光ファイバ増幅器製造業者は,光ファイバ増幅器を構成する内部のブラックボック

スの故障率(

単位  FIT)に基づく光ファイバ増幅器デバイス又はサブシステム全体の信頼性予測を提示す

る。

光ファイバ増幅器の製造業者は,光増幅器に含まれる様々な部品のコンポーネント時間を積み上げた基

本となる値を考慮して内部のブラックボックスの故障率を提示しなければならない。内部の各ブラックボ

ックスに対する計算は,信頼度の計算に関する最新の規格に基づかなければならない。

信頼度の計算には,光ファイバ増幅器の励起レーザモジュールと主に関係する摩耗故障も含まれる。内


9

C 6121-5-2

:2007 (IEC 61291-5-2:2002)

部の各ブラックボックスの FIT 数は予想されるすべての故障モードが考慮されたものでなければならない。

光ファイバ増幅器の故障率を得るため,

表 に示すように内部のブラックボックスの FIT 数を合算する。

  5  部品の故障率

部品名

部品数

測定値(信頼度水準 95  %)

ドープ光ファイバ

n

1

A

1

            FIT(偶発故障)

スプライス

n

2

A

2

            FIT(偶発故障)

コネクタ

n

3

A

3

            FIT(偶発故障)

電子部品

n

4

A

4

            FIT(偶発故障)

励起レーザモジュール  タイプ 1

n

4+1

A

4+1

        FIT(偶発及び摩耗故障)

励起レーザモジュール  タイプ 2

n

4+2

A

4+2

        FIT(偶発及び摩耗故障)

励起レーザモジュール  タイプ m

n

4+m

A

4+m

FIT(偶発及び摩耗故障)

モニタダイオードモジュール  タイプ 1

n

4+m+1

A

4+m+1

      FIT(偶発故障)

モニタダイオードモジュール  タイプ 2

n

4+m+2

A

4+m+2

      FIT(偶発故障)

モニタダイオードモジュール  タイプ h

n

4+m+h

A

4+m+h

      FIT(偶発故障)

光受動部品  タイプ 1

n

4+m+h+1

A

4+m+h+1

    FIT(偶発故障)

光受動部品  タイプ 2

n

4+m+h+2

A

4+m+h+2

    FIT(偶発故障)

光受動部品  タイプ k

n

4+m+h+k

A

4+m+h+k

    FIT(摩耗故障)

光増幅器全体

Σ

i

A

i

n

i

備考1.  n

i

は光ファイバ増幅器に含まれる各種類の部品数である。

2. 

励起光源の構成に何らかの冗長性がある場合,提示すべき FIT 数は励起モジュール全体としての
FIT 数である(すなわち,第一のレーザが故障したときに第二のレーザの駆動が開始されるような
場合には,考慮に入れる。

信頼度の計算の信頼度水準は,光ファイバ増幅器デバイス又はサブシステム全体に対する 4.4 に示す必

要な試験によって認証評価される。

励起レーザモジュールの摩耗故障率は,光増幅器の実質的な故障判定基準に基づいて計算されるが,こ

れは,他のレーザモジュールに対する最新の信頼性モデルよりも厳しい。他の部品の偶発故障率は,信頼

性評価のための試験又はフィールドデータ(例えば,スプライス,コネクタの場合)から推定される。

4.5.3 

光ファイバ増幅器製造業者の監査及び技術視察  現在 IEC で審議中。

4.5.4 

設計又は工程の変更  光ファイバ増幅器の製造業者は,すべての設計又は工程の変更について,購

入者,すなわち,システム供給業者及び国内の監督検査機関に知らせなければならない。

4.5.5 

輸送  現在 IEC で審議中。

4.5.6 

供給業者の書類提出  現在 IEC で審議中。

5. 

指針

5.1 

故障率の計算に関する指標  光受動部品の信頼性に関する規格の提案書は,現在,IEC で作成中で

ある[IEC 62005-9,Reliability of fibre optic interconnecting devices and passive optical components−Part 9:

Reliability qualification standard (in preparation)]。

5.2 

光ファイバ増幅器の故障メカニズム  光ファイバ増幅器の主要な故障メカニズムは,その内部に使

用されている基本的な部品の故障及びそれらの部品の組込みに使用されているスプライスの故障並びに光

ファイバ増幅器の内部の裸光ファイバ,部品への熱的及び機械的ストレスである。

それゆえ,光ファイバ増幅器の内部の部品の固定が適切かどうかを評価するために,機械特性試験は必

要不可欠である。機械特性試験は,光増幅器のすべての新しい構造設計時に必要な最低限の試験である。


10

C 6121-5-2

:2007 (IEC 61291-5-2:2002)

附属書 A(規定)光ファイバ増幅器用部品の信頼性試験手順

A.1

  まえがき  この附属書(規定)には,(ブラックボックスとみなされる)光ファイバ増幅器用部品の

信頼性認証評価のために適切な試験項目リスト及び試験条件が含まれる。これらのリストは,光ファイバ

増幅器の製造業界において通例として実施されていることであり,光ファイバ増幅器の使用者に対して,

既発行の関連規格とともに参考として示す。

備考  表 A.1a,表 A.1b 及び表 A.2 に含まれる引用規格は,それらが発行されるときには,新しい規

定を含むように更新が必要である。

A.2

  光受動部品の試験  管理された環境(表 A.1a)及び施設外の環境(表 A.1b)における光ファイバ増

幅器デバイス又はサブシステムの内部に使用される光受動部品の試験を,

表 A.1a 及び表 A.1b に示す。

表 A.1a  管理された環境における光ファイバ増幅器の内部に使用される光受動部品の試験

試験項目

試験条件

時間

引用規格

耐熱性

T

stg

 max

=+85  ℃

<40  %RH

T

stg

 min

=−40  ℃

Q

=2 000 h

I

>5 000 h

JIS C 5961 

温度サイクル(定速温度変化)

T

stg

 min

/T

stg

 max

−40  ℃  ∼ 70 ℃ 
1  ℃/min

Q

=100  サイクル

I

=500  サイクル

JIS C 5961 

耐湿性(定常状態) +85

℃/85  %RH

又は+75  ℃/90  %RH

Q

=500 h

I

=2 000 h

JIS C 5961 

耐衝撃性 500 G

8

3  方向 
5  回繰り返し

JIS C 5901 

耐振性 10∼2 000 Hz

20 G

20 min 
3  方向 
12  回繰り返し

JIS C 5961 

温度サイクル(温度急変) +100

℃∼+125  ℃ 30

min

20  サイクル

JIS C 5961

JIS C 0025 

光ファイバコードクランプ強度 
(軸方向引張り)

5∼10 N

1 min

JIS C 5961 

静荷重試験 
(横方向引張り)

2.5∼5 N

a)

引張り角度 90゜

5 s

IEC 61300-2-42 

光ファイバコードクランプ強度 
(屈曲,直径 2 mm 以上だけ適用)

0.45 kg 
0゜∼−180゜∼+180゜∼0゜ 
=1  サイクル

100  サイクル

IEC 61300-2-44 

光ファイバコードクランプ強度 
(ねじり,直径 2 mm 以上だけ適用)

0.45 kg 
0゜∼−360゜∼+360゜∼0゜ 
=1  サイクル

10  サイクル

JIS C 5961 

a)

 2.5

N の強度は,直径 250 µm 及び 900 µm のピグテイルに適用する。5 N は直径がより太いピグテイルに適

用する。

 
 


11

C 6121-5-2

:2007 (IEC 61291-5-2:2002)

表 A.1a  管理された環境における光ファイバ増幅器の内部に使用される光受動部品の試験(続き)

備考1.  サンプル数は各試験において 11 とする。

2. 

すべての試験において 1 台の故障も許されない。

3. 

保存温度が規定の耐湿性試験の温度より低い場合,T

stg

max

及び相対湿度 85  %以上で別の試験を実施する。

4.  T

stg

min

は光ファイバ増幅器の保存温度の下限である。

T

stg

max

は光ファイバ増幅器の保存温度の上限である。

G は重力加速度の標準値(9.806 65 m/s

2

)である。

5. 

同じサンプルを異なる複数の試験,特に耐衝撃性試験,耐振性試験,光ファイバコードクランプ強度(軸
方向引張り)試験に使用してもよい。

6. 

望ましい故障判定基準は,規定された波長における 0.3 dB を超える挿入損失の変動及び他のすべての個別

規格との不適合である。

7.

温度サイクル試験方法の引用規格を参考文献に示す。

表 A.1b  施設外の環境における光ファイバ増幅器の内部に使用される光受動部品の試験

試験項目

試験条件

時間

引用規格

耐熱性

T

stg

 max

=+85  ℃

<40  %RH

T

stg

 min

=−40  ℃

Q

=2 000 h

I

>5 000 h

JIS C 5961 

温度サイクル(定速温度変化)

T

stg

 min

/T

stg

 max

−40  ∼ 70 ℃ 
1  ℃/min

Q

=500  サイクル

I

=1 000  サイクル

JIS C 5961 

耐湿性(定常状態) +85

℃/85  %RH

又は+75  ℃/90  %RH

Q

=2 000 h

I

>5 000 h

JIS C 5961 

耐衝撃性 500 G 8

3  方向 
5  回繰り返し

JIS C 5961 

耐振性 10

∼  2 000 Hz

20 G

20 min 
3  方向 
12  回繰り返し

JIS C 5961 

温度サイクル(温度急変) +100

∼+125  ℃ 30

min

20  サイクル

JIS C 5961 

光ファイバコードクランプ強度 
(軸方向引張り)

5  ∼10 N

1 min

JIS C 5961 

光ファイバコードクランプ強度 
(屈曲,

直径 2mm 以上だけ適用)

0.45 kg 
0゜∼−180゜∼+180゜∼0゜
=1  サイクル

100  サイクル

IEC 61300-2-44 

光ファイバコードクランプ強度 
(ねじり,直径 2 mm 以上だけ適
用)

0.45 kg 
0゜∼−360゜∼+360゜∼0゜
=1  サイクル

10  サイクル

JIS C 5961 

静荷重試験 
(横方向引張り)

2.5  ∼ 5 N

a)

引張り角度 90゜

5 s

IEC 61300-2-42 

a)

 2.5

N の強度は直径 250 µm 及び 900 µm のピグテイルに適用する。5 N は直径がより太いピグテイ

ルに適用する。

備考  表 A.1a を参照。


12

C 6121-5-2

:2007 (IEC 61291-5-2:2002)

表 A.2 に光コネクタの試験を示す。

表 A.2  光コネクタの試験

試験項目

試験条件

時間

引用規格

+70  ℃ 5

0

h

+85  ℃

   72 h

耐熱性

−40  ℃

   72 h

JIS C 5961 

温度サイクル(定速温度変化)

−25  ℃/+70  ℃ 500 サイクル

JIS C 5961 

耐湿性(定常状態) +85

℃/85  %RH

又は+40  ℃/93  %RH

2 000 h

JIS C 5961 

繰返し動作 500

JIS C 5961 

望ましい(

表 A.2 の試験における)故障判定基準は,光コネクタの接続損失のばらつきを除く,1 550 nm

又は規定された波長での 0.3 dB(暫定値)を超える挿入損失の変動,5 dB を超える反射減衰量の変動及び

他のすべての個別規格との不適合である。

A.3

  ドープ光ファイバの試験  表 A.3 にドープ光ファイバの試験を示す。

表 A.3  ドープ光ファイバの試験

試験項目

試験条件

プルーフ

設置条件に適したプルーフ試験

水素エージング

備考を参照

被覆除去性(封止していない光ファイバの場合)

機械的な被服除去

備考  水素エージング  水素防護の有無に関係なく,光ファイバ増幅器製造業者は光ファイバ増幅器がデバイスの

運用期間中に絶えず 0.01 atm の水素中でも,必要条件を満たすことを実証できなければならない。この実証
は,温度及び気圧によって加速して光ファイバを水素中にさらす方法で実施することが望ましい。加速のた

めの適切な温度及び気圧の選択は光ファイバの設計及び製造方法によって異なる。適用する試験方法につい
ては光ファイバ増幅器製造業者とシステム供給業者との間で合意する。

ドープ光ファイバの屈曲試験は,使用条件に近い曲げ半径で実施する。試験条件は(裸光ファイバ,ボビ

ン巻き光ファイバ又はマンドレル巻き光ファイバなどを)規定しなければならない。供給される状態での光
ファイバに対する試験を優先して実施するが,必要ならばサブアセンブリ中の光ファイバに対する追加試験
を実施してもよい。サブアセンブリ中の光ファイバに対する試験方法は,現在 IEC で審議中である。

温度及び湿度の影響は,現在 IEC で審議中である。 
ここではドープ光ファイバは,エルビウムドープ石英光ファイバ増幅器(EDSFA)で使用される石英光ファ

イバを意味する。一方,非石英光ファイバ,例えば,エルビウムドープふっ化物光ファイバ(EDFF),エルビ

ウムドープテルライト光ファイバ(EDTF),プラセオジムドープふっ化物光ファイバ(PDFF),ツリウムドープ
ふっ化物光ファイバ(TDFF)などは,水分による損傷を防ぐため,一般的には封止パッケージに収容する必要
がある。それゆえ,封止パッケージはドープ光ファイバモジュールとして扱われ,その特有の機械特性を考

慮にいれて個別に品質評価される。

A.4

  光能動部品の試験  励起レーザモジュールの信頼性試験は IEC 61751 に示されており,それらを励

起レーザに適用する。モニタダイオードモジュールについては,現在 IEC で審議中である。

表 A.4 に試験

リストを示す。試験すべきパラメータは,現在 IEC で審議中である。


13

C 6121-5-2

:2007 (IEC 61291-5-2:2002)

表 A.4  光能動部品の試験

動作耐久性 

プルーフ 

光ファイバコードクランプ強度

(軸方向引張り) 

温度サイクル(定速温度変化) 

気密性 

耐衝撃性及び耐振性 

耐熱性 

耐寒性 

静電気放電(ESD) 

… 


14

C 6121-5-2

:2007 (IEC 61291-5-2:2002)

附属書 B(規定)信頼性試験方法

表 B.1 に,光ファイバ増幅器デバイス及びサブシステム並びに部品の,信頼性評価試験及び試験条件に

関する引用規格のリストを示す。

表 B.1  信頼性試験方法に関する規格リスト

光ファイバ増幅器デバイス又は
サブシステム若しくは部品

試験項目

引用規格

耐熱性

温度サイクル(定速温度変化)

耐湿性(定常状態)

耐衝撃性

耐振性

光ファイバコードクランプ強度

(軸方向引張り)

JIS C 5961 

静荷重試験 
(横方向引張り)

IEC 61300-2-42 

光受動部品

最大入力光パワー

耐熱性

JIS C 60068-2-2 

温度サイクル(定速温度変化)

JIS C 0025

励起レーザモジュール

モニタダイオードモジュール

動作耐久性

IEC 61751 

ドープ光ファイバ(モジュール) 現在 IEC で審議中

耐熱性

JIS C 60068-2-2 

温度サイクル(定速温度変化)

JIS C 0025 

耐湿性(定常状態)

JIS C 60068-2-3 

耐衝撃性

JIS C 60068-2-27 

耐振性

JIS C 60068-2-6 

スプライス

光ファイバコードクランプ強度
(軸方向引張り)

JIS C 60068-2-21 

耐熱性

温度サイクル(定速温度変化)

耐湿性(定常状態)

光コネクタ

繰返し動作

JIS C 5961 

電子部品

現在 IEC で審議中

耐寒性

JIS C 60068-2-1 

耐熱性

JIS C 60068-2-2 

温度サイクル(定速温度変化)

JIS C 0025 

耐湿性(定常状態)

JIS C 60068-2-3 

耐衝撃性

JIS C 60068-2-27 

自然落下

JIS C 60068-2-32 

耐振性

JIS C 60068-2-6 

光ファイバコードクランプ強度
(軸方向引張り)

JIS C 60068-2-21 

光ファイバ増幅器デバイス 
又はサブシステム

動作耐久性


15

C 6121-5-2

:2007 (IEC 61291-5-2:2002)

附属書 C(参考)略語一覧

この附属書(参考)は,本体及び附属書(規定)に関連する事柄を補足するもので,規定の一部ではな

い。

CA

Capability

approval

  能力認証

CS

Component

supplier

  部品供給業者

CQC

Capability qualifying component  能力評価用部品

DS

Detail

specification  個別規格

EDFF

Erbium doped fluoride fiber  エルビウムドープふっ化物光ファイバ

EDSFA

Erbium doped silica fiber amplifier  エルビウムドープ石英光ファイバ増幅器

EDTF

Erbium doped tellurite fiber  エルビウムドープテルライト光ファイバ

ESD

Electrostatic

discharge  静電気放電

FIT

Failure in time  故障率

HTRB

High temperature reverse bias  高温逆バイアス

IEC

International

Electrotechnical

Commission  国際電気標準会議

ISO

International Organization for Standardization  国際標準化機構

MTBF

Mean time before failure  平均故障間隔

NSI

National

supervising

inspectorate  国内の監督検査機関

OA

Optical

amplifier  光増幅器

OFA

Optical fiber amplifier  光ファイバ増幅器

OFAM

Optical fiber amplifier manufacturer  光ファイバ増幅器製造業者

PDFF

Praseodymium doped fluoride fiber  プラセオジムドープふっ化物光ファイバ

QA

Quality

approval  品質認証

QIP

Quality improvement programme  品質改善プログラム

RGA

Residual

gas

analysis  残留ガス分析

RH

Relative

humidity  相対湿度

SO

System operator  システム運用業者

SS

System

supplier  システム供給業者

TA

Technology approval  技術認証

TDFF

Thulium doped fluoride fiber  ツリウムドープふっ化物光ファイバ

UCL

Upper confidence level  信頼度水準


16

C 6121-5-2

:2007 (IEC 61291-5-2:2002)

参考文献

IEC TR3 61931

,Fibre optic−Terminology

ISO 9001

,Quality management systems−Requirements

ISO 9004

,Quality management systems−Guidelines or performance improvements

ITU-T Recommendation G.650

,Definition and test methods for the relevant parameters of single-mode fibres

ITU-T Recommendation G.661

,Definition and test methods for the relevant generic parameters of optical amplifier

    devices and subsystems

ITU-T Recommendation G.662

,Generic characteristics of optical amplifier devices and subsystems

CECC 00 804

,Guidance Document: Interpretation of EN ISO 9000: 1994 Reliability Aspects for Electronic

    Components

EN 120000

,Generic Specification−Semiconductor,optoelectronic and liquid crystal devices