華爲「單板王」毛宏亮:自己設計的「降落傘」自己跳

轉眼做單板11年了,雖然我一直在射頻領域,但承擔的角色卻在不斷轉變,從前端到後端,從技術預研、產品開發、生產供應保障到現網交付……我幾乎見證了單板從出生到批量供應,再到生命週期結束的整個過程。有時候感覺就像看著自己的孩子,從出生到逐漸長大成人,有說不出的感慨。

最幸運的是,可以在微波射頻領域深耕,傾注自己所有的熱情和精力。看到自己親手做出的單板,在現網順利運行著,是我覺得最開心的事。

華為“單板王”毛宏亮:自己設計的“降落傘”自己跳

腦洞大開的“移花接木”

入職無線時,我對射頻的瞭解還很有限。只是隱隱覺著,我們的角色就像一個城市的設計師,要把道路拓得更寬,修得更穩,讓更多信號可以通過。雖然做的一直是微波,但又是不一樣的微波。看起來產品沒變,但是我們一直在使用新的技術來豐富它,使它不斷演進。

記得有一次給某運營商做微波樣機的演示,目標是實現10Gbps的容量。

眾所周知,微波相比於光纖最大的弱點就是在難以實現大容量。之前我們費盡九牛二虎之力開發的版大容量E band樣機,只達到四分之一的容量目標,離最終的目標還有難以逾越的鴻溝。但是我們對客戶已經把牛吹出去了,怎麼辦?

作為方案設計的owner,我冥思苦想了好幾天:公路要提高運輸能力,必須是把路拓寬,讓更多的車通行。拓寬的瓶頸在哪裡?就是因為“中頻”這段路突然變窄了,限制了通行的容量。所以,當務之急就是要找到符合要求的大帶寬中頻器件,想辦法解決掉這段“瓶頸”路段。

但是一般的器件達到幾百兆Hz就已經是極限了,能找得到這樣的大帶寬中頻器件麼?我們遍尋了一次供應商,結論就是“不可能”,根本不存在。

我們都覺得特別沮喪,可是又覺得不甘心。10Gbps的目標擺在那兒,在沒有拼勁全力之前絕對不能輕言放棄。我決定獨闢蹊徑,不再在供應商網站上搜索中頻器件,而是把需求量化到具體的指標,根據這些指標去尋找可能拿來使用的器件,不給器件設定範圍,逐個過濾所有器件,從不可能中尋找一絲可能。

我們先是嘗試了各種中頻器件,無果。廠家適時給我們潑了一盆涼水:“不可能的,我們的器件絕對做不到你們的要求。”

或許可以把微波器件“移花接木”到中頻通道?我們的腦洞顯然把微波廠商嚇了一跳。對方一聽我們的要求就直襬手:“這怎麼可能?從來沒有人這麼用過。”

一連碰了幾次壁的我,仍執拗地相信“沒有調查就沒有發言權”。之前我們使用器件都是習慣使然,或者跟著廠商走,從沒有人想過也許會有其他的變通方法。那這並不意味著這條路就一定走不通。

當我在實驗室裡,拿著測量儀表一次次測試這個器件的demo時,竟然真的發現“有戲”——接近1GHz頻率曲線比較平坦,頻率響應特別好。這說明“移花接木”果然行得通,射頻通道最終成功實現了2GHz帶寬,有效支撐了10Gbps Eband樣機演示。

值得一提的是,業界的中頻大帶寬器件在兩年後才推出。這意味著我們成功搶跑了一年多。如果說有什麼秘籍的話,我想,就是始終保持求知慾,不斷去拓展知識和能力的邊界,永遠不要給自己設限。

讓兩路信號“步履一致”

2013年,微波某V2版本要在射頻實現分集接收,這是一個全新的特性。當時部門特意發了一個任務令,分配給我們組:“如果你們搞不定,就讓別的組接手。”作為PL,明知道是老大的“激將”,還是立馬立下了軍令狀:“必須搞定。”其實我心裡還是有信心的,一個是覺得友商已經做出了這個特性,既然他們做得出來,我們也一定可以。另外,對我個人來說,發射我做過,功放也做過,但是分集接收沒試過,必須挑戰一下自己,嘗試從未接觸過的領域。

這個特性主要應用在骨幹網的傳輸。不同於一般的傳輸,骨幹網的重要性毋庸置疑,對於可用度的要求極高,最不可接受的就是網絡的中斷。以前我們的微波產品都是採用單天線的設計,如果架設在跨水面場景中,水面對信號反射極強,一天會中斷數次。而V2產品克服了這個弱點,採用兩面天線設計,兩路信號在射頻模塊裡實現動態的MRC(最大比合並)合成,實時監測兩個通道信號指標,進行合成,保證送給基帶的信號是穩定的,從而提高可用度和信噪比。從客戶和用戶的角度看,就是可以保持業務長時間不中斷。

要做MRC的合併,最難的就是讓兩路信號“步履一致”。在數據領域,只要做個延時就很容易對齊。但在射頻領域,電路的長度已經是固定了,可以調整的範圍是極為有限的,要讓兩路信號中的每個信號一一對齊幾乎是不可能的事。

為此,我們做了一個變通。你看,如果兩組隊伍,要整齊地到達終點線,其實並不需要每個人都對齊,只要其中六七個關鍵角色對齊,其餘的人即使錯位了也很快能糾正過來。這個策略在射頻信號的對齊上也同樣適用。依靠這個變通的方法,我們最終將相位、延時信息轉換為功率檢測,將SNR轉換為RSSI檢測,用射頻電路實現了MRC合成。

這個探索的過程充滿曲折,但是帶來的成就感卻是滿滿的。有點像解物理題,基礎的公式都還是那些,但是要解決一些複雜問題,需要更靈活地應用它們。

吃上了自己的“狗糧”

2014年底,我做的V2版本商用了。第一個現網是烏干達的國家骨幹網,總共需要交付5條微波鏈路。由於此前我們的微波沒有交付過骨幹網,產品形態複雜,一線呼喚研發去支持。

“既然是你搞出來的,就你去吧!”老大一聲令下,我吃上了自己的“狗糧”。去之前,我還是有點擔心:當時使用的很多數據是推算出來的,單板是不是可靠?客戶會不會滿意?

去了以後,看到骨幹網的應用場景竟然有長達幾十公里的跨水面鏈路,我真為給自己捏了一把汗。骨幹網最嚴苛的要求就是可用度,可是微波最怕的就是水,遇水則弱。在這樣的條件下要保證可用度,真有點走鋼絲的驚險和刺激了。

普通的一跳微波基本上只需要兩天就能安裝完畢,但對於V2版本來說,幾乎要用一週時間。安裝完後,客戶發出了質疑:“網規規定接收電頻要在要求的正負3dB以內,你們輸出的接收功率太高了!”按理說,接收功率高是件好事,可是客戶就是拿著驗收標準說話,一點解釋的機會都不給我們。

沒辦法,我們請了米蘭所的外研專家拿出業界驗收規格,從頭到尾和客戶仔細核對了一遍。同時,我們逐步排查接收電頻過高的原因,包括濾波器、天線、波導等,最後發現是因為濾波器的性能超出期望造成的。找到原因後我們有理有據地和客戶解釋,總算贏得了客戶的理解和支持。

順利完成第一條鏈路的施工驗收後,我結束了幾個月的出差,回到了西安。沒想到,沒過多久,第4條鏈路竟然出了問題——跨水面鏈路出現異常,每天固定的時間出現業務幾秒鐘的中斷。

V2的最大的優勢就是高可用度,鏈路出現中斷是一個很大的問題。是單板的問題嗎?這個疑問像一顆石頭重重地壓在我的心頭。我遠程參與定位,抓取性能數據進行分析,發現每次中斷時主分集的電平同時往下掉。我想,這種情況,要麼主分集信號相關,要麼是信號合成異常。是不是天線的掛高間距不合理?果然,網規專家驗證了我的猜想,並且通過調整天線位置,很快解決了這個問題。

我們的產品最終經受住了現網的考驗,開始在全球各地大範圍交付。

隨後我投入到了另外一個新項目的開發。突然有一天領導找我索馬里項目交付需要開發進行現場支持,那裡有好幾種我開發的新老單板正在交付商用,機會難得。

於是我只身出差索馬里,感受了一把在槍林彈雨中奮鬥的滋味。飛機降落在一片荒漠中,客戶竟然直接到飛機下面等我,從入境開始全程武裝陪同。通過和客戶直接交流,我獲得了許多一手信息。比如由於交付模式特殊,客戶對於寬頻化ODU這種不用提前頻率規劃、架起來就能用的產品特別青睞,同時也給我們的產品提了很多建議。

這更讓我明白了,要了解客戶真實的需求和應用場景,必須到一線去。只有真正使用自己開發的產品,自己的降落傘自己跳,才能將用戶體驗為中心融入到組織的血液,突入產品競爭力的無人區。

小小一塊單板,大有乾坤。不論是設計硬件方案,還是調測單板,解決現網問題,都是讓我最痴迷的工作。距離=時間*速度,要想行得遠,有積累,必須有持之以恆的努力。只有不斷沉下來,鑽下去,不斷挑戰自我,才能把每一步做到極致。

微波對於更大容量更靈活部署的追求從來沒有停止,我現在已經投入到了新平臺的單板開發當中,這將是劃時代的產品,也是西北狼的新戰場。新平臺會面臨很多新的挑戰,要解決很多新的問題,這不正是研發工程師所渴望的麼?


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