华为EMC开发故事连载2：你可能不会想到,华为还有一群这么“雷人”的人

                                                           追击雷电的人
　　                                                             熊膺

　　1998年，整个夏天，我和两个同事每天都在“救火”。
　　由于雷雨多发，华为的设备遭雷击损坏严重，先是传输产品，紧接着是交换机和接入设备，一坏就是一大片。没有专门的防雷团队，作为临时抽调的救火队员，我们每天都被突发状况搞得措手不及。一次紧急外出测试，我匆忙返回宿舍取行李，司机在楼外按着喇叭拼命催，我一不留神，“嘭”一下，整个人撞在了宿舍的玻璃门上。鼻梁撞破，连眼镜都撞碎一块。
　　来到测试现场，捧着被烧坏的单板，我更是欲哭无泪。搞不清楚防雷的设计、标准，根本是两眼一抹黑，漏洞堵了这一个，堵不住下一个啊！当时的我满心委屈，心里直犯嘀咕：为啥咱们的防雷这么落后？
　　现在回头再看当时的场景，实在有些滑稽，却很真实。从怕雷、躲雷到主动追雷、引雷，这一路我们经历了很多不可思议的故事。
　　研发人里最会开叉车的
　　1999年之前，由于在设计上缺乏考虑，各种设备的直流电源口防雷能力薄弱，成为雷打的“重灾区”。我们根据经验在直流口安上了防雷器，暂时止住了问题的爆发，然而，要想治本，必须成立专门的防雷团队，在产品设计阶段就把防雷性能考虑进去。有一些“鼻青脸肿”的经验的我也成为了团队的一员。
　　第一次开会，偌大的会议里就坐了寥寥几个人，大家面面相觑：就我们几个新兵，能补齐华为几大产品线的防雷问题？好在不久后，华为电气几位颇有防雷经验的专家也加盟进来，我们终于拉起了一支像样的作战部队。
　　手上相关资料很少，更没有线上课程，我们只能利用空隙时间啃书充电，补理论、找案例，遇到不懂的，赶紧请教过来支援的专家，专家也解决不了，就再啃书……我们还请到了国内通信防雷的领军人物刘吉克。这可是一线 “大牛”，在防雷标准上有绝对的话语权，我们迫切地想要抓住每一根“可能救命的稻草”，培训的资料、笔记，都当做武功秘籍一样翻来覆去地研究，就这样把华为设备各个端口的防雷规格定了下来。
　　培训过后，我们8个核心组成员都被分配了一个重点产品，涉及无线、交换、接入网……8个产品同时攻关。大家开始了各种防雷电路形式的尝试，在不同类型的端口上，按照不同电路设计搭配防雷器件。可这些防雷电路的效果怎么样，还得测试来说话。这个时候，我们突然意识到，公司没有专门模拟雷击的仪器，我们的方案到哪测试去？
　　既无巧妇也无米，找到仪器才是当务之急！问了一圈业内人士，我们打听到广州有我们要的仪器，但要把实验的大机柜搬到测试现场。货柜车白天限行，我们只有等到凌晨才能跟车进入广州。那段时间，经常都可以看到一群大老爷们儿，三更半夜拉上几百公斤的大机柜，带着烙铁、电缆等一堆测试工具浩浩荡荡进城的大场面。运到广州后，机柜太沉，还得出动叉车，把大机柜连拖带拽到实验室，几个月下来，作为司机的我，练就了一身的绝技，被同事们誉为“研发人里最会开叉车的”。
　　产线上的“拼命三郎”
　　到了实验室，我们凭着经验鼓捣的方案，一测试就暴露了问题：预先准备的几个电路方案对通信端口的保护效果都不好！这个结果本在意料之中，我们的参考资料不是为通信设备而写的，肯定会有偏差，必须一边测试，一边探索适合公司产品的电路。
　　就拿电路方案验证来说，我们原本按照估计，只在防雷电路上装了一个防雷器件，可模拟雷击一“打”，不行，根本扛不住。好在我们有准备，立马又加上了一个防雷器件，满怀信心地一测——又瘫了！什么情况？这下我真着急了。现场解决不了，就要再回到深圳重新准备，一来一去这周就报废了。我想着，一定要搞出点名堂。好在防护电路都是自己手搭的，我仔细检查，发现它没有电感（用来配合防雷器件提高防雷性能的部件），于是，三两下将工具铺开，把电缆里面的粗铜丝抽出来，现场绕制了一个电感，这么一来，防雷效果明显改善。这个方法果然有效，我有点兴奋，不过它软软的像个毛毛虫，一移动就在板子上面晃，暂时也只能先这么凑合着用，到正式交付生产时再来改善。



说起交付生产，更是一把辛酸泪。由于华为很多设备没有考虑防雷，单板上没有预留位置，我们只能把防雷电路组装进一个盒子里，组装成防雷器，出具指导书，让技术服务工程师现场安装到设备上去。此时已经是2000年的2月份，离雷雨季节只有2个月左右的时间了，可是防雷器还在产线上没有组装出来。
　　有一天，我们正在开会，老大陈敦利接到产品线电话，说发货日期已经定了，可是你们的防雷器怎么还不见踪影？当场急得一拍桌子：“叫车！我们自己上！”我一下愣住了：“我们怎么个上法？”还没反应过来，我就和两个同事一起被老大拉到深圳的厂房。
　　没有人比我们更了解防雷器，完全不需要培训，我们立马上岗。坐在流水线上，把焊接好的防雷电路安进盒子里，这活没有技术含量，可是我们一群搞研发的，忙活了半天，好不容易装起来一个，旁边的工人们早就组装好四五个了。抬头看看陈敦利，正认真地组装着，比谁都干得更起劲，连饭也顾不上吃。厂商看着我们的样子，无比震惊：你们工程师都自己出马了，简直是拼命三郎啊！可三四天下来，我们的成效并不明显，胳膊和手倒是疼得不行，不过，我们亲自上阵让厂商感到了压力，安排了更多的工人来加班，紧赶慢赶，总算赶上了进度。
　　这些防雷器被运送到一线后，和设备组装在一起，取得了切实效果，防雷攻关产品的雷击损坏显著减少。
　　一场“一对多”的PK
　　吃过“打补丁”的苦，我们不再满足于救火、补漏，希望能介入产品开发的前端，从攻关的角色转变为支撑日常的产品防雷设计。人员的底子还是我们几个人，每个人分配了不同的产品线去支撑，但与其说支撑，不如说是PK。对于我们的诉求，产品线都表示欢迎，但到底能不能做到？我们也要向产品线证明自己的防雷能力。
　　我刚接手无线的防雷工作不久，一个已经安装了防雷器的新产品就被雷打坏了，产品线领导连连皱眉：“你们不是严格测试过了吗？怎么还是没用？先把防雷器做好再来谈介入前端设计吧！”
　　到了现场检查，我发现防雷器的放置位置完全不对，接地的方案也不合理，防雷器当然无法有效发挥作用。然而我的解释并没有赢得产品线的信任：“你们有什么证据吗？按照你的意见调整，知道对产品的工程方案影响有多大吗？”
　　问题没解决成，我灰头土脸地回来了，但是这么着也不是办法，不是对比产生美吗？我就想着把不同配置的防雷效果拿出来，给产品线看看到底我说的对不对！我详细分析了防雷电路产生作用的原理，经过了数次的删改和优化，还找了其他专业的人，看看他们有没有“阅读障碍”。拿着40多页的文档，无线产品线的工程师很快被我说服了：“哟！还真那么回事儿！”他们立即和我们一起说服产品线的领导，为防雷调整产品工程方案。
　　然而，PK还没有结束。在具体执行方案过程中，我们与产品的硬件、结构等团队也不打不成交。拿结构来说，我反复强调：防雷器必须要安在机柜里面，放在单板的旁边才能起作用，但结构团队一脸不理解：“放进去就行了，那里就那么点空间，放不下！”“可是不放在这个位置，防雷效果很差。”“那你拿出证据来！”没办法，我又吭哧吭哧回到实验室，把防雷器安装在不同位置所呈现的不同测试效果绘制出来，给结构工程师一一讲解，才说服了他们。在方案落地的整个过程中，像这样的PK随时都在发生。
　　最终，按照规范安装的防雷器，扛住了整个雷雨季节的考验，雷击损坏率下降到几乎为零，防雷团队的技术能力终于得到了各个产品线的认同。
　　防雷大忌也敢碰？
　　进入分布式基站时代，RRU（远端射频单元）被安装在铁塔上，可以降低信号衰减，降低建网成本，但这对小型化提出了挑战。射频、电源等都铆着劲要把自己的产品“挤”到RRU里。然而，我们的防雷电路体积太大，给小型化的进程拖了后腿。在一次评审会上，RRU的架构师直言不讳：“大家的电路都是挤公交，你们防雷电路还舒舒服服躺在宽敞的奔驰车里”。
　　我们根本没法反驳：防雷器使用的器件多年都没有突破，如何做到小型化呢？大家反复头脑风暴，一个一个分析所有可能的器件小型化的可行性，前后规划设计了7套方案。可是最终都以失败告终。
　　设想不断推翻，方案止步不前，真的到了极限？“要不试一下用Gxx器件？”王庆海提出。用这个器件能实现比传统器件小一半的电路方案，但却有一个致命的危险：一般的防雷器件完成了对雷击过电压的响应之后会自动断开，保护RRU的同时自身也不损坏，但GXX器件的特性是承受所有雷击能量来掩护其他设备、电路，电压调整存在很大技术难度，设置得过高，达不到防雷效果；过低，可能会错误响应直流电源，误伤自己，导致RRU损坏。更抓狂的是，这个电压在不同雷击情况下还是在不断变化的。
　　厂家听到我们这一“雷人”想法，几乎都是敷衍了事：“我们先回去研究一下……”，有的厂家直接说我们异想天开：“你们这就是在电源线路上玩火！”可是，这是所有“不可能”中可行性最高的，如果这条路也走不通，那我们的小型化也许真的到了头。
　　或许是一种多年来的技术直觉，我总是觉得天无绝人之路，决定放手一搏，穷尽不同雷击的所有波形，把不同情况下的最合适电压“试”出来。作为团队里面的“老人”，尽管自己心里打鼓，却不敢流露分毫，不然下面的年轻人岂不是更没信心？一边扛着，一边鼓励更年轻的专家“后浪迟早要将我们前浪拍死在沙滩上的，大家加把劲让这一天来得更早一些。”
　　我们开始不断地自我修正。先是器件论证、然后仿真、再是设计、最后打样，为了找到那个临界点，每次验证一个电性能参数，我们要用电压一伏、一伏地去测算……每次调整，都要重新优化设计，更改电路，重新打样，推倒重来。这样操作下来，每一轮设计打样都得持续两三个月时间。
　　在这个过程中，测试验证伴随始终。每一轮需要涵盖的器件多达五六十个，每个器件模拟雷击不下10次，数据记录多达2000多组……几个月测试下来，我们的耳朵都是嗡嗡的，人也晕乎乎的，通常一个大量级雷击后，翁鸣声一直持续到我晚上睡觉。
　　每一轮都是带着希望、然后失望，重燃希望、到再度失望，我们在这个循环往复的过程里挣扎了很长时间。终于，在已经经历了6轮设计打样和测试后，幸运女神垂青我们，满足各种条件的最佳方案被我们“试”出来了！
　　那一刻，我捧着手里的数据，喉咙仿佛堵住了一样，吐不出来一个字，我在心里想了很多遍的欢呼、狂喜场面一个都没有出现……我们的防雷器体积下降到原来的一半，又一次甩开了对手，做出了业界从没有人敢想的事情。
　　捉住真实的雷电
　　欣喜过后，我们吃惊地发现自己被逼进入了“无人区”。这个时候，靠经验来设置防雷规格再也行不通了，只有捕捉到真实的雷电，获得关于雷电的最精确数据，我们才能检验仿真模型是否合理、仿真结果是否准确，把防雷器做到更极致。
　　可怎么才能“捉到”真实的雷电呢？“火箭引雷！”队伍里有人提了大胆的想法。全球都只有三四个机构在搞，要么是气象，要么是国防，ICT行业更是从未提过，但它获得数据精度最高，这对我们来说太有诱惑力了！
　　2010年，我们和广东气象局一拍即合，正式开始火箭引雷。拖着电源柜、电池柜，几个人挤在货车驾驶舱里，我们一路颠簸到中国气象科学研究院的野外雷电探测基地。



                                      调试火箭引雷实验设备



                                        搭建人工引雷环境

　　平时总担心雷击打坏设备，一旦去引雷，才发现没雷的天气永远比有雷的天气多；得到消息还在路上拼命赶，雷云已经跑掉了……一天之内要在基地和发射点之间来回N次。有时候好不容易等到适合的天气，可雨势太大，试验铁塔有被闪电直接击中的危险，我们无法上塔安装测试电池，也只能懊丧返回。
　　眼看着雷雨季就要过去，可老天不赏脸，一直都是晴热天气。9月3日小雨，我像往常一样早上6点就时刻准备着，大家目不转睛地盯着雷达和电场图，蹲守到8点，都一直没有适合引雷的条件，突然，卫星云图上看到一团云层即将路过引雷基地，气科院的研究员说：“准备出发！”我们又一次气势汹汹地“杀”到基地，暴雨中，我们10个人挤在几平米的“火箭监控室”蹲守，吃着混着雨水的冷饭，心情在希望和失望之间起伏不定。
　　晚上9点，我们已经持续蹲守十多个小时了。大家盯着雷达和电场图，紧张得直拽头发，看着云层中电场强度不断增加，心情越来越激动。“准备发射，3， 2，1，点火！”火箭如利剑出鞘窜向云层，紧接着几道光芒刺眼的闪电击到铁塔上，我们被震撼到说不出话，不知谁先喊了起来，大家才回过神来，我们终于捕获到了闪电，成功将雷引到了我们的通讯铁塔上，获取了极其宝贵的原始数据。
　　我曾经多次在电视里看到火箭发射成功时科技工作者们的狂喜，而在那一刻，我也深深地感觉到了这种巨大的幸福。
　　“追雷”十八年，我们从研究防雷产品，一步步走到研究雷电本身，如今，无论是滂沱大雨、还是电闪雷鸣，人们都不再受雷电因素困扰，能随时随地打电话给远方的亲人，与大洋彼岸的伙伴视频聊天……这些平常生活背后，是我们团队十余年的不甘心、不认输和不断尝试。处在这青春将逝的时刻，回望来路，无怨无悔。

真心希望我们EMC人这样的好故事能多一点。

看到這樣的故事真的是激勵人心！
感謝你們無私的奉獻，造就人類的進步！

非常好的文章。