以質量爲本,守護內心深處的那份執着

孔維華/文

瑞士手錶之所以享譽全球一個世紀而不衰,是因爲其對可靠品質始終如一的專注,每一款產品、每一個設計都包含着設計師的匠心和靈感,不可或缺;德國的奔馳汽車之所以讓人信賴是因爲其對產品質量近乎嚴苛的堅持,每一個零件都嚴格把控、精益求精;任天堂遊戲機之所以風靡全球是因爲其對每一步用戶體驗近乎瘋狂的要求……作爲無線網絡領域的領軍企業——華爲也是如此來要求自己的。以質量爲本,從方案設計到元器件選型、從可靠性驗證到各項性能測試等等每一個細節,守護着內心深處的那份執着,從而能夠爲各行各業的企業客戶打造出一款款經典的Wi-Fi網絡精品。

方案設計:絕不放過任何隱患和瑕疵

AP是工作在無線網絡接入第一層的重要設備,隨便拆開一臺AP產品就會發現,數以千計的各類器件猶如夜空中的繁星般散落在主板之上,貌似無序但其實隱含規律。其中,射頻芯片是整個AP處理所有無線數據的主單元,稱之爲AP的心臟也毫不爲過。而與射頻芯片一起協同工作的還有個不起眼的“小玩意”——一個被稱爲晶體諧振器的小器件,在專業領域其也被稱爲芯片的“心臟”。

2015年,華爲在開發設計802.11ac wave2協議的商用產品時,由於芯片需要處理更多的數據流量,所以自然而然也帶來了高溫和高功耗併發問題,最高溫度超過100℃。這樣原來標準工作溫度爲85℃的晶體諧振器雖然還可以勉強支撐,但其壽命將大幅縮短,成爲整個產品的巨大隱患。在與芯片廠商溝通後,設計人員鬱悶地發現100℃以上的晶體諧振器目前在市場上很難批量採購到,難道要因爲這個元器件而犧牲整個產品的質量與壽命?當然不行,華爲的準則就是決不允許任何一個有隱患的產品面世。爲此,設計人員將原來的方案重新設計,通過加快芯片周邊的散熱解決溫度超高的問題,經過20多天的方案整改與驗證,一步步將芯片溫度從105℃降低到100℃、90℃,最終到85℃,消除了晶體諧振器的可靠性隱患,整個AP產品的質量也得到了保障。

不僅是方案設計,在元器件選型上華爲也同樣嚴格要求。也正是因爲這種一絲不苟的態度,華爲成了供應商公認又愛又恨的廠商,愛是因爲華爲招標從不在價格上斤斤計較,而是將元器件性能與可靠性作爲首要因素;恨是華爲對細節的關注,任一微小的瑕疵都可能導致出局。

可靠性標準:在優秀之上再加10%

“取法乎上,僅得其中;取法乎中,僅得其下;取法其下,無所得矣。”這是古人對於做事目標的形容。如果要保證“得其上”,往往需要更高甚至“變態”的要求。套用最近流行的話說,就是要在優秀的標準上再給自己加上10%。

超出20℃,成就嚴苛地區仍可使用的產品

2015年初,國內一家著名空調生產商求助到華爲,希望爲其定製開發一款能適應50℃高溫的Wi-Fi設備,以滿足空調測試車間的高溫環境。這並不是個容易達到的要求,之前該客戶曾使用過其他廠商的Wi-Fi設備,宣稱可以在50℃環境中工作,但實際上運行了不足1個月就開始出現重啓和速率下降等問題。

爲什麼會出現這種情況?其實根源在於測試標準和方案的差異上,對高/低溫環境的適應測試,業界通用的做法是把AP放置於恆溫箱中進行7×24小時溫度循環測試,如果設備整個過程不出故障,那麼就認爲其可以滿足相應的溫度要求。以室內的AP爲例,50℃通常是業界AP正常工作的最高溫度標準,業界標準的測試方法就是將恆溫箱調整到這個溫度,到測試周期結束,如果AP仍正常運行,那麼高溫測試就算圓滿完成了。

但華爲的測試標準不止於此:測試溫度要按照產品規格上擴20℃,並要反覆從零下40℃低溫提升到70℃高溫,整個測試時間長達15天,只有測試樣本中無任何一個異常纔算通過。通過這種大樣本量的長期測試,可以充分暴露產品的潛在設計問題、器件存在的BUG,以及工藝加工等問題,從而使產品快速達到成熟、穩定的階段。

除了溫度循環測試,爲提高設備運行中的可靠性,華爲的AP產品還要經歷電磁兼容性、安規、氣體腐蝕、鹽霧、抗風、結冰、防塵和防水等44個大項、上千個小項的可靠性測試,而且每項測試都必須達到或超出業界通用標準。

用於溫度循環測試的溫箱

多出12GHz頻寬,成就面向全球市場的品牌

電磁兼容性(EMC)是對電子產品電磁干擾大小和抗干擾能力的綜合評定,是產品質量最重要的指標之一。由於面向全球市場,華爲的Wi-Fi產品不僅要滿足國內的EMC標準,還需要能滿足歐盟CE和美國FCC標準,這兩個標準因其嚴格程度與權威性獲得了世界90%以上國家的認可。以EMC測試中的輻射發射(RE)爲例,相對國標30MHz~6GHz頻率範圍的測試要求,FCC要求測試30MHz~18GHz頻率範圍,較國標多出12GHz頻寬,以避免Wi-Fi產品對其它高頻電子設備造成干擾。而在人體安全方面,FCC要求滿足Class B標準,較業界普遍的Class A嚴格3倍,因此,通過FCC認證的Wi-Fi產品對人體影響更小,也更安全。

除此之外,爲了確保設備不會對人體產生危害以及設備本身的穩定性,華爲的每一款Wi-Fi產品還要經過比業界標準更加嚴格的安規測試。以機械強度測試中的跌落測試爲例,業界標準只需在1米高位置進行帶包裝盒的跌落測試,而華爲將高度提升到了1.5米,而且把無包裝盒的跌落測試也列入測試項目,分別對應了設備在運輸與安裝過程中的跌落情況,通過測試方法小小的提升與改變,大大降低了設備的故障率,保障了設備的穩定性。

增加15分鐘,成就滿足極限環境要求的質量

由於室外AP通常工作在露天環境,其防水、防塵和防雷電能力就成爲了需要重點考量的指標。一般來說,室外型AP只要達到IP67標準就可以滿足基本的防塵和防水要求。防塵水平達到“6”的級別,代表塵埃完全無法進入設備;防水水平滿足“7”的級別,通常要求在1米深的水中浸泡30分鐘設備仍可正常運行。但是浸泡30分鐘的測試標準還不能保證AP可以在經常下雨的地方長期運行,所以華爲將時間增加至45分鐘,以極限環境來檢驗AP的防水性能。

其實華爲是這樣測試產品防水性能的

測試環境:在每個環節都超出業界標準

華爲極其重視產品的測試環節,爲了保證每一款型產品都能夠以最卓越的性能與可靠質量服務於企業客戶,在Wi-Fi網絡產品的每個測試環節都制定出了超過業界正常水平的嚴格測試標準。

涵蓋80%操作系統和芯片的兼容性實驗室

據統計,截止到目前全球有100多個知名智能手機品牌,儘管Top10主流品牌的市場佔有率達到了80%以上,但由於款型和操作系統的差異性,每個用戶終端的Wi-Fi性能仍存在差異。爲了保證不同用戶、不同手機在使用Wi-Fi時都擁有良好的網絡接入體驗,Wi-Fi測試就要與各種終端進行對接測試,也就是終端兼容性測試,因而終端數量與種類的多少就顯得尤爲重要。

爲了保證Wi-Fi網絡與不同終端類型的良好兼容性,華爲蘇州研究所不惜投入重金打造了業界最全面的終端兼容性實驗室。

  • 品牌和終端數量:超過20家市場主流品牌的140多臺終端,市場佔有率達90%,包括最近3年內主流的終端款型和操作系統類型;
  • 品牌類型:涵蓋全球TOP 10品牌和國內主流品牌,包括蘋果、三星、華爲、小米、聯想、酷派、Vivo、HTC、LG、魅族、索尼、TCL、中興、YotaPhone2和黑莓等;
  • 芯片類型:包括博通、高通、馬維爾和雷凌等市場主流芯片供應商,市場佔有率95%以上;
  • 操作系統:包括Windows、iOS、Android和Symbian等主流操作系統,每種操作系統至少覆蓋5個版本;
  • 終端形態:包括平板電腦、手機、筆記本、無線話機、無線網卡和特殊行業終端等。

在測試內容上,除了涵蓋業界常規的基本接入、終端性能、認證加密和漫遊等基礎測試外,還增加了與用戶體驗密切相關的頻譜導航和BYOD等測試內容,確保Wi-Fi網絡能讓各類客戶和各種終端都具備完美的體驗。

各種各樣的終端類型

還原最真實場景的移動體驗測試環境

BYOD的普及,將用戶從固定辦公位上徹底解放出來,但其在帶給人們便利性的同時也帶來了相應的問題,那就是移動過程中無線網絡信號的中斷問題。如同在快速飛馳的汽車中打電話會出現聲音時強時弱、甚至通話中斷現象一樣,移動用戶的Wi-Fi連接也會面臨漫遊信號中斷的問題。要讓複雜的Wi-Fi移動性能達到最佳,就需要在實際環境中反覆檢驗,從而在產品技術與網絡部署等方面進行改進。

爲此,華爲蘇州研究所建立了一個專業的移動漫遊實驗室。在這裏,人工測試被智能機器人所替代,機器人可以最大程度上模擬真人的移動軌跡和行走速度,進行無規律的漫遊移動;同時,機器人也可以攜帶多種終端進行真實移動語音和視頻的實時模擬,以測試網絡對不同終端的兼容性。這可以在最大程度上還原企業日常的移動辦公環境。

在每次測試中,機器人都將攜帶不同的終端在近200平方米的環境中無規律地移動一個小時以上,這將觸發200次以上的漫遊,以充分測試終端在不同AP間的切換能力。同時,機器人上的終端還將進行視頻通話,以檢測終端移動過程中的漫遊性能。只有在1小時近200次的漫遊測試中能保證視頻通話不中斷、業務連續穩定,此輪移動體驗測試纔算告一段落。

用於移動漫遊測試的智能機器人

以世界頂級體育場爲模板的多用戶測試環境

多特蒙德體育場是德國最大的球場,場均觀衆7.3萬人,高峯期Wi-Fi接入人數達2.1萬人;北京的鳥巢是世界最大的鋼結構體育場,容量9.1萬人,2015年田徑世錦賽期間場均觀衆1.2萬人;中國CCTV辦公大樓是亞洲最大的無線辦公樓,每天有超過1萬名員工同時進行移動辦公。前兩者代表了業界最高的接入密度,單AP同時接入60個以上的終端;後者則代表了多業務承載的極限,單用戶平均帶寬需2Mbps以上,且同時承載網頁、視頻和語音等多種業務。

華爲的工程師複製了多特蒙德球場的用戶接入密度,在100平方米的實驗室內部署了3臺802.11ac AP,使用220個測試終端進行飽和測試;同時,參照CCTV無線辦公模型,使用80個終端同時在線播放視頻、130個終端進行下載和網頁瀏覽、10個終端進行語音通話。整個測試過程被分爲3個階段,每個階段都將在前一個測試的基礎上疊加進行,在不同的測試階段,將逐步增加流量和業務類型,以匹配不同的業務環境。最後,這些測試流程被固化下來並納入到華爲的多用戶測試流程中,華爲就是通過這種極度貼近真實的測試方法,將訓練當成實戰,創造出最優質的客戶體驗,並將之作爲自身應該承擔的責任。 

多用戶實驗室環境

模擬10萬用戶併發接入的超級測試儀

高密場景的一大挑戰就是大量用戶併發上線時的AC處理性能,這種情況在校園、車站等人流密集且認證頻繁的場景中十分常見然而在實驗室環境中,超大規模的用戶併發上線測試是無法辦到的,爲此華爲專門開發了一臺超級測試儀,用於驗證用戶接入認證時AC的併發處理能力。這臺測試儀單端口可模擬1000臺AP和1萬個用戶、整機可模擬4000臺AP和10萬個用戶的超大規格測試環境,相當於把一個10萬人的足球場搬到了實驗室中;而單端口用戶併發接入500人/秒,漫遊用戶併發接入300人/秒的快速接入與漫遊接入能力,則相當於在200秒時間內模擬10萬用戶接入的現場Wi-Fi網絡環境。

不斷積累:是獲取成功的堅強後盾

從1999年7月華爲第一項Wi-Fi網絡標準專利誕生之日開始至今,華爲Wi-Fi產品的研發已走過17個年頭,獲得了2000多項相關標準專利,服務於全球超過1000家行業客戶。華爲的Wi-Fi技術專家Osama Aboulmagd博士也擔任了IEEE 802.11ax TG主席,正在主導下一代Wi-Fi標準的制定。在2015年,華爲還以其領先的科研實力和強大的市場表現,獲得了第三方權威機構Gartner和IDC的關注,成爲Gartner MQ唯一進入挑戰者象限的中國廠商和IDC MarketScape的主流玩家。

依託自身在無線技術上的深厚積累,通過吸引全球頂尖的優秀人才,以及在研發領域持續不斷的投入,華爲確保了自身產品始終擁有業界領先的技術優勢,在潛力無限的Wi-Fi市場上創造出更大的輝煌。


(更多華爲資訊請關注華爲開發者社區,華爲自己的對外開放門戶:http://developer.huawei.com/ict/cn/ ,不要問我叫啥,別人都叫我雷鋒



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