走进华为
学习华为管理经验

海底通信的“冰”与“火”之歌

2014年10月,北大西洋葡萄牙外海海域上,冬季季风正肆虐咆哮,寒冷潮湿的天气让人不禁有些瑟瑟发抖。一群华为人却在这个时候,携带神秘的装备,他们眼中掩饰不住紧张与激动的光芒,这是来自华为海洋网络的海试团队。历经3年研发,第二代海底线路中继器与分支器,来到最终的用武之地——深蓝的大海。

海底通信的“冰”与“火”

提到海底中继器与分支器,可能很多人不了解。作为最基本的跨大洲通信手段,海缆通信承担了全球95%的跨洋通信流量,具备超大传输容量、光信号保密性好等独特优点。海缆通信系统的核心就是海底中继器、分支器。海缆通信系统连接的节点基本以国家甚至大洲为单位,是通信网络中最基础、最根本的“主动脉”,客户也往往是各国顶级运营商或他们组成的联盟,具有很高的商业价值与政治价值。

照理说网络地位如此独特,这个领域的玩家应该很多,但事实正好相反。严苛的高可靠性和跨领域技术要求造成的极高的进入门槛。以中美海缆为例,全长12,000公里,在25年设计寿命内,因水下设备自身原因的维修不得超过2次。每一次维修,就要把海底光缆从深达8000米的海底回收,维修后再布放下去。维修的技术困难和气候窗口先不论,仅仅调动维修船这一项,每次花费就达到百万美元量级,如果故障是由产品质量原因导致的,维保期内的损失全部要由系统集成商承担。

在海缆通信领域很长一段时间内,能提供完善的带中继海底通信解决方案的只有四家知名厂商。2008年成立的华为海洋网络成为世界上第五家、国内唯一能提供完善的跨洋通信解决方案的供应商。

53
团队在准备测试

“零缺陷”的产品设计

筚路褴褛,以启山林。从成立伊始,华为海洋研发团队就明白必须以“零缺陷”为目标,从设计上严控质量关。基于产品的高精尖和跨领域特性,所需的大量材料、元器件都是国内不具备的,甚至部分结构件国内的制造厂家也无法机加。如果完全沿袭业界现有通用做法,最终的产品不仅可供应性容易被竞争对手和供应商卡住,也难以主动控制产品关键技术与质量。面对困难,华为海洋依托母公司,从无到有建设起关键设计能力和工程技术能力,先后克服了抗水压、耐腐蚀、密封、绝缘、散热、可靠性冗余、光系统设计等诸多技术瓶颈,配合传送网研发的海缆专用波分技术,大胆假设,小心求证,在逐步完善海缆通信端到端解决方案的同时,走出了一条整合全球供应商,并促进部分先进技术向国内转移的艰辛道路。

比如水下产品的机械外结构,具有抗水压,密封,耐腐蚀,传递机械应力等多种功能,业界有两种技术——特种不锈钢包裹玻纤以及铍铜。前者是某友商独门秘笈,后者的几家铍铜大尺寸材料供应商与加工商都位于日本,加工时也会产生剧毒粉尘。而结合钛合金在我国航天、航海领域的大量最新的应用技术,华为海洋最终确定了二代水下产品外结构主体使用钛合金的新方案。主材料确定后,生产加工的各种难题接踵而至,密封面的精机加工是其中的关键。国内最好的钛合金机加工企业在了解我们的加工要求后,表示技术上难以实现。华为海洋投入大量研发人员,与某机加工商一起经过长年累月的摸索和时间,建设全新的加工工艺,终于达到与国外供应商相当的水平。

耗时三年的严苛验证

是骡子是马,总得拉出来遛遛。虽然产品质量是设计出来的,但产品好不好还得通过完善的测试进行验证。而水下中继器与分支器最具特色的测试就是寿命与可靠性测试,即如何证明产品25年的可靠性。

经过详尽的应用场景调研与分析,华为海洋开创了一系列独特的高加速实验方法。比如电路板,在1XX度高温下上电测试1年,对任何发现的问题,开展回归验证;密封设计,将一个完整的分支器样品布放到数百米水深的海底,上电测试超过8个月,专门在海滩搭了一个测试间进行实时检测;各种运用的新型绝缘材料,与国内高校和科研院所合作,开发测试电极与工装,从原材料切片开始测,到按真实产品部件1:1设计制作电极,在高温高电压条件下测试半年……正是凭着一项项扎实而严苛的测试数据,我们才敢放心地说:我们的产品是可靠的。

历经3年的研发与严苛的验证,第二代水下中继器与分支器产品终于走到了海试环节。海试在海缆行业的地位相当于样板实验局,不仅考验水下产品在实际场景的工作表现,同时也考验施工团队的专业性,要向业界展示如何高效、安全地施工和回收。虽然实验室的各项模拟测试条件远比海试严苛,但没有真正下过深水做过海试的产品,是非常难以被海缆业界客户接受的。

54
海试结束后,将中继器从海底捞出

海试的一波三折

为了增加海试的公信力,我们邀请了业界知名顾问JerryBrown与海缆厂的代表共同参与海试。

出海第一周,风和日丽,进展顺利。深水海试中继器被顺利布放到5100米水深的海底,产品在海底上电工作,十几个小时的静态监控后回收,测试一切顺利。

第二周开始分支器海试时,天气开始变化,风速快速升到6级,而施工船的最大可工作风级是5级,此时分支器已布放到4200米水深海底,顶着大风回收分支器风险太大,稍有不慎海缆会被拉断,价值上百万美元的分支器就永远留在海底了。经过与船长的紧急沟通,海试团队做出决定:主动砍断分支器与船连接的海缆,断点用浮球系留,施工船避让到安全区域,待风速回落再来继续进行试验。这种方案风险相当大,浮球可能被大风刮跑,也可能被路过的渔船拖网拉走,从而导致试验无法进行,经济和名誉损失巨大。焦急地等待了三十几个小时,风速减下来后我们再次航行回放浮球的地点,当我们在望远镜中找到黑色的浮球与红色的信标的一刻,一船人的心才终于放到肚子里。

接下来的天气更加出乎意料。出发前海试团队收集了当地2009年到2013年10~11月间的天气信息,最大风力在5、6级,且维持时间很短。没想到此次海试期间北大西洋洋面受厄尔尼诺影响,风力最高达到8级!面对意料之外的打击,每一天的停工等待都会带来十万美元量级的船费无效开支,海试团队与船长协商后,做出大胆的决定,在5级风施工船极限状态下开展1000米水深中继器海试。施工过程中船身上下起伏超过6米,中继器如同被绳子牵着的溜溜球,被高高的甩起然后砸到甲板上,剧烈的撞击不禁让大家的心随之一抽,一身冷汗,赶紧进行测试检测其状态。真不错,一切正常!在施工船与海试团队的精确操控下,最终顺利完成1000米水深表面敷设海试,海底中继器工作的测试数据没有出现任何异常!

大风减退,海浪却一波一波加强,浪高达到五六米。只剩下最后一项海试项目——中继器浅水埋设实验。这项实验工程性极强,要使用埋设犁,在海底挖开1.5米深的槽,把海缆连带中继器埋进沟槽里。船上需要同时控制好船的行进速度、埋设犁的速度与角度、海缆的速度与角度,否则轻则海缆打卷受损,重则直接拉断海缆。为了保证海底地质条件满足埋设要求,施工船要先放下抓锚清障并考察水底地质。出海之前施工公司根据历史施工信息已经确定海域是合适的,没想到连续在3个不同的预设地点放下抓锚,都发现海底地质条件前半程是沙土,后半程是石头,无法满足海试使用的路由。第四次放下的抓锚,竟然不幸地钩住大型石头,直接拉断绳子,连抓锚都遗失在海底。这个地点的施工张力要求过大,无法用犁埋设海底中继器,只能更换。

船上的气氛顿时紧张起来:是否继续在预设区域不同的地点做海底勘测?还是更换新的区域?未来几周持续的恶劣天气怎么规避?这些问题一直压在海试团队的心头。关键时刻海试团队没有被动等待,根据海图、洋流和天气信息,找到数个候选地点,逐一与顾问以及船长研究,根据两位老专家的丰富经验,选择了爱尔兰海的一块浅水区域,这是最后一次机会!当施工船开到爱尔兰海预订地点,放下ROV水下机器人,我们惊喜地发现,这里的地质很好,可以进行埋设试验!唯一的麻烦是渔业带来遍布海底的废弃拖网。经过ROV与抓锚的反复勘测、清障,终于清理出一条合适的试验施工路由。埋设试验终于开始了,当我们通过埋设犁上的摄像头清晰地看到带着海缆的中继器穿过犁埋设到海底的一刻,施工船上所有人都发出了欢呼,激动的心情难以言表。持续一个月的海试,每天轮流工作24小时,在这一刻终于盼到了成功的标志!

2014年11月21日,成功完成海试的团队返回英国波特兰港。

华为海洋第二代水下产品在海试中展示现出其坚实的机械构造、易于施工的特点和优良的光电性能,充分证明了它们能良好地应用于海底光缆系统建设,为业界资深顾问专家所高度赞扬。标志着用于跨大洋海底通信网络设备的成熟并为业界所广泛接受,天堑变通途,我们征战大海的旅程必将精彩纷呈!

赞(0)
未经允许不得转载:参观华为 » 海底通信的“冰”与“火”之歌

参观华为

学习华为的文化与管理

联系我们联系我们