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Telcordia (Bellcore) GR-468-CORE

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Telcordia (Bellcore) GR-468-CORE

February 03, 2025

Telcordia (Bellcore) GR-468-CORE

  1. Reliability Assurance Requirement for Optoelectronic Devices
  2. Component level qual (Laser diode, LED, PD, …)
  3. Mechanical, environment and electrical
  4. Tests in parallel
  5. Integrity tests – harsh test conditions
  6. Long duration
  7. Sampling Plan
  8. Optical electrical functional testing
  9. Pass/Fail criteria

The GR-468 test qualification includes:

1.1 Scope and Purpose  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1–1
1.2 Reliability Assurance – Overview and Philosophy  . . . . . . . . . . . . . . . . 1–2
  1.2.1 Overview of Reliability Assurance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1–2
  1.2.2 Reliability Assurance Generic Requirements Philosophy . . . . . . . . . 1–3
1.3 Document History . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1–4
  1.3.1 Changes Between Issues 1 and 2 of GR-468-CORE . . . . . . . . . . . . . 1–4
  1.3.2 Changes Between TR-NWT-000468/TA-NWT-000983 and GR-468-CORE,  
    Issue 1  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1–5
1.4 Related Telcordia Documents  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1–6
1.5 Terminology  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1–7
  1.5.1 Device Terminology . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1–7
  1.5.2 Suppliers, Manufacturers, and Customers  . . . . . . . . . . . . . . . . . 1–11
  1.5.3 Operating Environments  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1–11
  1.5.3.1 CO Environment  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1–12
  1.5.3.2 UNC Environment  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1–12
  1.5.4 Quality Levels  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1–13
  1.5.5 Failure Rates . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1–15
  1.5.6 Requirements Terminology . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1–15
1.6 Requirement Labeling Conventions  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1–16
  1.6.1 Numbering of Objects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1–16
  1.6.2 Identification of Object Content . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1–16
  1.6.3 Requirement Object Absolute Number Assignment  . . . . . . . . . . . . 1–17
           

 

2 Reliability Assurance Processes

2.1 Supplier Approval and Device Qualification  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2–1
2.1.1 Specification and Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2–2
2.1.2 Supplier Approval . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2–2
2.1.3 Common Process-Related Criteria for Device Qualification  . . . . . . . 2–3
2.1.3.1 Qualification Test Documentation  . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2–3
2.1.3.2 Qualification of Devices by Similarity . . . . . . . . . . . . . . . . . 2–5
2.1.3.3 Levels of Assembly for Qualification  . . . . . . . . . . . . . . . . . 2–5
2.1.3.4 Provisional Use of Devices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2–6
2.1.3.5 Use of Supplier-Provided Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2–8
2.1.3.6 Treatment of Internally Manufactured Devices  . . . . . . . . . . . 2–8
2.1.3.7 Sampling for Qualification Tests  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2–9
  2.1.3.7.1 LTPD Sampling Plan  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2–9
  2.1.3.7.2 Use of Nonconforming Devices for Qualification . . . . . . . 2–10
  2.1.3.7.3 Treatment of Low Volume Parts  . . . . . . . . . . . . . . . . 2–11
  2.1.3.7.4 Characterization Test Data for Additional Samples . . . . . . 2–11
  2.1.3.7.5 Additional Considerations for Stress Tests  . . . . . . . . . . 2–11
2.1.3.8 Device Codes that Fail Qualification  . . . . . . . . . . . . . . . . . 2–12
2.1.4 Requalification . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2–13
             

 

2.2 Lot-to-Lot Controls  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2–15
  2.2.1 Definition of a Lot . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2–15
  2.2.2 Purchase Specifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2–16
  2.2.3 Sampling for Lot-to-Lot Controls . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2–16
  2.2.3.1 AQL-Based Sampling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2–17
  2.2.3.2 Treatment of Low Volume Parts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2–17
  2.2.4 Source Inspection/Incoming Inspection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2–18
  2.2.4.1 Use of Supplier-Provided Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2–18
  2.2.4.2 Treatment of Internally Manufactured Devices  . . . . . . . . . . . 2–19
  2.2.4.3 Controls for Devices Used in Purchased Modules . . . . . . . . . . 2–19
  2.2.5 Lot-to-Lot Control Documentation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2–19
  2.2.6 Lot-to-Lot Control Test Areas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2–20
  2.2.6.1 Visual Inspection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2–20
  2.2.6.2 Electrical and Optical Testing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2–21
  2.2.6.3 Screening  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2–21
  2.2.7 Data Recording and Retention . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2–22
  2.2.8 Summary of Supplier History Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2–23
  2.2.9 Treatment of Defective Devices and Lots . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2–23
  2.2.10 Ship-to-Stock Programs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2–23
2.3 Feedback and Corrective Action . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2–25
  2.3.1 Lot-to-Lot Control Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2–26
  2.3.2 Circuit Pack Test and Burn-In . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2–26
  2.3.3 System-Level Test and Burn-In . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2–27
  2.3.4 Repair of Field Returns . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2–27
  2.3.5 Unconfirmed Circuit Pack Failures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2–27
  2.3.6 Data Collection and Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2–28
  2.3.7 Device Failure Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2–28
2.4 Device Storage and Handling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2–29
  2.4.1 Nonconforming Material  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2–29
  2.4.2 Material Review System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2–29
  2.4.3 Stockroom Inventory Practices   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2–29
  2.4.3.1 FIFO Inventory Policy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2–29
  2.4.3.2 Reworked Parts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2–30
  2.4.4 ESD Precautions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2–30
2.5 Documentation and Test Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2–31
  2.5.1 Availability of Documentation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2–32
  2.5.2 Availability of Other Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2–32
2.6 Availability of Devices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2–33
2.7 Environmental, Health, Safety, and Physical Design Considerations . . . . . . 2–33
  2.7.1 Environmental Considerations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2–33
  2.7.2 Health Considerations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2–33
  2.7.3 Safety Considerations – Flammability . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2–34
  2.7.4 Physical Design Considerations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2–34
  2.7.4.1 Hermeticity  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2–34
  2.7.4.2 Solder Flux  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2–35
  2.7.4.3 Allowable Terminal and Lead Finishes . . . . . . . . . . . . . . . . 2–35
                 

 

3 Test Procedures

 

3.1 General Test Procedure Criteria . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3–1
  3.1.1 Standardized Test Procedures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3–1
  3.1.2 Test Equipment  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3–2
  3.1.3 Establishment of Pass/Fail Criteria  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3–2
  3.1.4 Alternative Test Conditions  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3–2
  3.1.4.1 Calculation of Equivalent Test Conditions . . . . . . . . . . . . . . 3–3
  3.1.4.2 Activation Energies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3–4
  3.1.4.3 Additional Considerations Related to Multiple Failure  
    Mechanisms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3–5
3.2 Characterization Test Procedures  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3–6
  3.2.1 Spectral Characteristics  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3–6
  3.2.1.1 Spectral Characteristics for MLM Lasers . . . . . . . . . . . . . . . 3–7
  3.2.1.2 Spectral Characteristics for SLM Lasers  . . . . . . . . . . . . . . . 3–9

3.2.1.2.1 Considerations for Continuous Wave Lasers . . . . . . . . . . 3–10

3.2.1.2.2 Considerations for WDM Lasers . . . . . . . . . . . . . . . . . 3–11

3.2.1.2.3 Considerations for Tunable Lasers  . . . . . . . . . . . . . . . 3–12
3.2.1.2.4 Considerations for High Bit-Rate Applications . . . . . . . . 3–12

3.2.1.3 Spectral Characteristics for LEDs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3–13

3.2.2 Output Power/Drive Current Characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . 3–14

3.2.2.1 General Output Power and L-I Curve Measurement

  Considerations  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3–14
3.2.2.2 Laser Threshold Current . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3–16
3.2.2.3 Laser Threshold Current Temperature Sensitivity . . . . . . . . . . 3–16
3.2.2.4 Output Power Levels at Particular Current Levels . . . . . . . . . . 3–17
3.2.2.4.1 Laser Output Power at the Threshold Current . . . . . . . . . 3–17
3.2.2.4.2 LED Output Power . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3–17
3.2.2.5 Linearity of the Laser L-I Curve  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3–17
3.2.2.5.1 Overall Linearity  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3–18
3.2.2.5.2 Kinks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3–18
3.2.2.5.3 Saturation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3–19
3.2.2.6 Laser Slope Efficiency  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3–19
3.2.2.7 Relative Intensity Noise  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3–20
3.2.2.8 EELED Superluminescence  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3–20
       

3.2.2.9 EELED Lasing Threshold . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3–20

3.2.3 Laser Voltage-Current Curve . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3–20
3.2.4 Modulated Output Characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3–21
3.2.4.1 Modulated Signal Shape . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3–21
  3.2.4.1.1 Eye Pattern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3–21
  3.2.4.1.2 Rise and Fall Times . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3–23
3.2.4.2 Extinction Ratio and Modulation Depth  . . . . . . . . . . . . . . . 3–24
3.2.4.3 Turn-On Delay . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3–25
3.2.4.4 Cutoff Frequency . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3–25
3.2.5 Tunable Laser Characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3–26
3.2.6 Optical Output Fields and Component Alignment . . . . . . . . . . . . . 3–26
3.2.6.1 Far-Field Pattern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3–26
         

 

3.2.6.2 Coupling Efficiency . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3–27

3.2.6.3 Front-To-Rear Tracking Ratio Deviation  . . . . . . . . . . . . . . . 3–27
3.2.6.4 Front-To-Rear Tracking Error . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3–28
3.2.6.5 Polarization Extinction Ratio  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3–28
3.2.7 Modulator Optical and Electrical Characteristics . . . . . . . . . . . . . 3–29
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