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第一节 2G GSM的曲折探索与艰难突破

华为5G在中美贸易摩擦中是科技领域的上甘岭,首当其冲。

在美国举国之力的打压下华为顶住了压力,没有过硬的产品竞争力很难做到。这是华为多年持续投入、能力积累的结果。现在大家看华为往往只看到成功,一俊遮百丑,好像什么都是好的。其实华为无线产品也有它曲折的探索与艰难的突破过程。作为无线2G GSM的供应链小兵,我见证了这个曲折探索与艰难突破的过程。

一、价格竞争和跟随没有出路

无线的空间是“无限”的!

1994年华为就开始投入无线研发,第一代GSM基站于1997年9月在中国国际信息通信展览会上亮相:“中国人自己的第一个GSM!”从产品架构到性能,华为都不比行业标杆差,而且价格便宜很多!华为战略眼光很准,技术路线选择也很准确(“重兵”投入GSM,没有选CDMA),产品上市节奏也踩得准,大家都认为客户肯定会选我们!

当时正是GSM最红火的时代。中国移动密集投资GSM,每年发出巨额的设备采购合同。而且华为在本土市场有主场优势,高举着中国人自己的GSM旗帜。

一切都很好,然而华为却颗粒无收。

当时一个广东移动的GSM合同,金额高达上百亿元,但华为没能从中分得一杯羹。

学习业界标杆是必要的,但只有模仿和跟随,是没有出路的。

做存储产品制造代表时,我与研发同事讨论设计方案。有同事说,我们的标杆某某某,也是这样设计的。我问大家,即使做到和标杆一样,客户会不会选我们?我看不会!跟随学习,学习的是老产品,节奏总是慢一拍。亦步亦趋,一步落后步步落后。即使做到和标杆一样,客户还是会倾向选择标杆。一方面客户用习惯了,另一方面产品经过长时间的合作验证,也更保险。选择标杆产品即使出现问题,对采购决策者影响也不大。大家都这么选,这不是个人的责任。如果选择挑战者出了问题,采购决策者个人需要担很大风险,会受到很大的质疑,甚至可能丢掉“乌纱帽”。

中国企业最容易选择的价格竞争,在GSM通信设备上失去了效果。西方对手吸取了固网的教训,只要华为推出产品,就联合降价。华为想做一条鲇鱼,通过价格竞争,甚至免费开实验局进入市场、激活市场,客户都不给机会。付出这么多,找谁说理去,市场不相信眼泪。

二、弯道超车还是弯道翻车

当年全球GSM市场,包括中国市场高歌猛进。华为的无线产品却迟迟打不开局面,不温不火,屡败屡战。某种程度上华为可能已经接受现实,抽调GSM团队开始在3G上“重兵”投入,希望弯道超车。当时3G很火,什么视频通话之类,热闹程度和今天的5G不相上下。很多人都一窝蜂选择3G,选择未来,把资源投入在3G上,觉得2G GSM快要过气了。我于2003年底加入无线生产工艺团队。几位老前辈都选择去做3G CDMA、WCDMA去了。2G GSM谁都不愿干,就丢给我这个对通信一窍不通的新手,让我一个人搞定单板和模块生产。后来负责GSM整机的同事也出征海外去了,整机业务也让我负责。真的是单板、模块、整机生产全流程,从装配、测试到维修都让我全包了。有几个月新同事还没到,我每天忙得脚不沾地,经常一整天都没空喝水。回想起来,那也是我的激情燃烧的岁月,为了做实验解决问题搞过几个通宵,回宿舍时脚都有点发飘。就这样过了好几年,3G业务迟迟不起来,2G GSM却快速增长。

为了保证3G的投入,研发后来甚至停止了对GSM的投入。如果成功了,现在可以说,这是战略聚焦和领导魄力的体现。不幸的是3G没有业务应用,客户不买单,市场节奏迟迟不起来。技术落后,看起来要被淘汰的GSM反而风风火火,市场规模越来越大。华为在GSM上不投入,产品竞争力比不过友商。在3G上持续投入巨额资金,却只播种不收成,难以为继。逼不得已,研发又把人从3G抽回GSM。现在我看很多企业的战略,什么投资未来,全面某某化,都会为他们捏一把汗。可能大家《创新者的窘境》看多了,都想着成为颠覆式创新者。但再颠覆,方向再对,再面向未来,也要以客户为中心,踩准节奏。

走了很多弯路,掉了这么多坑,最后无线的成功不能不说是非常幸运!

要不是老板有战略定力,保持十几年上百亿元的持续投入;要不是及时回撤在GSM上取得突破,有收入支撑持续高强度的研发投入和大规模的企业日常运营,不要说弯道超车,早已弯道翻车了。

三、微基站为什么能突破

帮助华为打开局面的,是面向边缘市场的微基站产品。

比较幸运的是,我加入公司后刚好负责GSM,负责BTS3001C、BTS3002C微基站产品的生产工艺。我是一步步看着微基站产品突破,不断演进迭代,成为无线通信设备领域的霸主,最终构建起全球一流,甚至是全球超一流的竞争力。当时我懵懵懂懂,只觉得发展快。现在回头复盘,对比苹果、特斯拉这些伟大的企业,才认识到GSM优秀DNA的价值。

微基站从研发技术性能视角看,其实是一种倒退。

研发通常拼技术、拼性能,追求更新、更强、更大、更快。比如电脑CPU速度,286、386、586……英特尔推动“军备”竞赛不断升级。而微基站就像大家在比拼586时,华为突然退回去,拿出一个286。传统宏基站BTS3012可以配12个载频,而BTS3001C只有1个载频,性能只有原来的1/12。如图2-1所示,更大的微基站BTS3002C,也只有2个载频,性能只有BTS3012的1/6。

从传统供应链DFX视角看,微基站也没有竞争力。传统DFX强调归一,减少编码。微基站在宏基站基础上多了一个平台,却没有收编掉原来的宏基站平台。所有机架、模块,包括大部分辅料,都不通用。相当于多了一套编码。要是那一年考核编码收编指标,微基站负责人的KPI肯定为0。

就这样一款从传统研发技术和传统供应链DFX视角看都落后的产品,反而取得了突破。

图2-1 BTS3002C微基站

靠的是什么,就是以客户为中心的价值设计!

从客户视角,基站除了主设备,还有很多配套设备和辅料,比如天馈(天线和馈线等)、电源、机房空调通风设备与基建防雷等。它们中很多不是华为研发的,甚至不通过华为供应交付。从华为研发或者传统供应链视角,很少关注这些领域。但从客户视角,这些配套设备和华为的设备组合在一起,才算完整的产品解决方案。

配套的天馈设备,包含天线、馈线和跳线,以及配套馈线夹、走线架等,非常复杂。天线有不同频率、极性,馈线有不同口径。对应馈线夹的尺寸、转接头也有不同。馈线成卷特殊包装,体积大,需要特定的切割设备和工装。我做生产工艺时还专门组织开发过一款小型化馈线切割和重新打包的工装,供海外市场使用。

电源系统也不简单,首先有不同制式、交直流区分;基于主设备容量,有不同功率和备电电池容量,不同电源线线径和转接端子。强电在各个国家都是安全强管制对象,有严格标准和认证要求。即使性能可以共用,但不同国家线径规范和颜色都有不同要求。这进一步带来了产品和供应链管理的复杂性,以及需求的不确定性。

基建和机房有时不是华为负责。基站设备先到了,但要等基建,而客户要等所有设备都安装激活后才付款。这样供应链的设备资金往往被占用,库存周转率自然好不了。有时基建好了,基站设备又没有到位,造成施工队等待。从客户视角,通常宁愿让基站设备先到,然后等施工队。毕竟设备不用吃饭,也不抱怨,比施工队等待造成的耗费少一些。机房空调与运营维护费用,包括电费也很高。在当时,能用空调的家庭都还不多。我们住在马蹄山的农民房,夏天热得要死,也没有空调。而基站这样的通信设备很金贵,站点机房都装了空调。站点分散在不同的地方,很容易发生非正常损坏,比如空调丢失。当然,空调丢起来难一些,但作为贵金属的接地铜牌,不见却比较常见,让人头痛。

针对客户痛点,BTS3001C/3002C微基站通过价值设计取得突破。虽然按照纯产品看,微基站主设备性能下降了,但从客户视角,整个系统简化了配套设备,自然散热摆脱了电信机房束缚,减少了空调系统。供应交付被大幅简化。

另外,我们的微基站还支持挂墙安装、抱杆安装。

在农村和郊区,如图2-2所示,不需要修机房,2根抱杆就可以开通一个站点。这让基建的确定性大为提高。华为主设备也不再需要早早待命,耗费资金占用和库存成本。

2005年我和老王(王成杰)到福建跟着施工队跑了十几天,在站点看到微基站和宏基站的差异,就知道微基站一定是未来的发展趋势。当时微基站的短板是容量小,只适合农村和郊区等用户密度不高的场景。城市等人口密集、高价值的市场还是宏基站的天下。但我们要用发展的眼光看新事物。随着技术的进步,产品性能密度不断提升,微基站这个短板就逐渐补齐,甚至实现超越了。后来一个载频从1T1R(1收1发),发展到2T2R(2收2发)。再后来又出现了4T4R、8T8R。短板补齐后,微基站逐步实现了从农村到城市,逐步收编取代宏基站。后来的分布式基站出现,可以说是顺理成章了。2008年我到巴西做海外本地生产,就和无线产品销售主管周保其达成共识,在巴西只销售分布式基站。而我的本地生产也就只导入分布式基站,通过规模优势降低本地生产成本。我们率先在巴西市场,实现了对宏基站的全面收编。

图2-2 免机房抱杆安装

四、分布式基站如何突破欧洲高端市场

GSM微基站突破让华为无线产品活了下来。

但面向下一代3G通信,国内牌照却迟迟不发。华为不得已直接冲击欧洲等全球高端市场。欧洲是2G GSM、3G WCDMA无线通信技术的发源地,爱立信、西门子和诺基亚等老牌通信设备巨头的老家。在那里,客户并不认为中国企业能做通信设备高科技产品。华为在全球通信设备高端市场的突破之路,充满曲折和艰辛。华为不仅要证明自己行,还要证明中国人行,证明中国人也能做高端高科技产品,不是只会低端产品、低价竞争。

当时荷兰有个叫Telfort的运营商。它购买了3G牌照,但机房满了,不够用了。它希望设备供应商开发一种小型化的3G设备,这算是定制需求。它先找到战略合作伙伴诺基亚,它原来的设备全是诺基亚的。虽然是战略合作伙伴,但诺基亚DFX意识很强,委婉地拒绝了这种定制需求。诺基亚说不能因为这种小的定制需求增加产品规格,把供应链搞得太复杂。Telfort不得已又找到爱立信,表示如果爱立信接受定制,愿意全部换掉诺基亚的设备。爱立信作为行业老大,也很有风度,禁得住诱惑,表示不能为了这种小需求更改产品大路标。

华为了解情况后,知道机会来了,提出了后来名震天下的分布式基站方案。

机房不够,那我们把基站拆分开,BBU(基带处理单元)留在机房;RRU(射频拉远单元)放到室外,挂到铁塔上去。

你也许会想,这么革命性的产品变化,要几年吧?

不用,8个月就完成了。

华为在GSM上尝到了微基站的甜头,所以3G WCDMA/CDMA都有微基站。本来就是模块化解耦平台架构,迭代修改,如图2-3所示的名震天下的分布式基站就诞生了。

图2-3 3G DBS分布式基站

这一创新后来还获得了国家科技进步奖!

创新不一定要技术多领先,有时候窗户纸捅破了,就是这么简单!

分布式基站进一步简化了机房和天馈系统,体积更小,布局更加灵活。它在微基站基础上,将RRU进一步上移,上塔直接和天线相连。这取消了昂贵的馈线,以及配套馈线架、馈线夹等,从根本上颠覆了馈线行业。RRU与主控设备通过光纤相连,光进铜退。微基站一个主控支持2个射频模块。现在解耦后可配置更多RRU,成本效率大幅度提升,达到甚至超过宏基站。

如果有机房,BBU就放在机房。

如果没有机房,华为提供如图2-4所示的APM30堆叠机柜——室外机柜方案。APM30改变了传统机柜架构,可根据客户需求进行模块化组合。当客户只需要简单配电控制时,只需要一个机柜;需要扩大电池备电时,增加电池柜即可。

图2-4 APM30产品

好事多磨,华为分布式基站出来后,Telfort却被荷兰皇家电信收购了。荷兰皇家电信根本不信任华为,认为分布式基站是一个冒险。等到了2006年,沃达丰在西班牙才愿意给一次机会,而且只有一次。华为分布式基站出手不凡,一炮走红。

2007年,分布式基站陆续斩获大单。

2012年,华为市场份额高居欧洲第一,而且售价更高。

华为证明了,中国人也能做高科技通信设备,还做得更好。以客户为中心的价值设计,帮助华为建立起品牌,为华为其他产品(包括后来的终端手机)铺了路,奠定了无线的江湖地位。分布式基站的优秀设计基因,部分来自GSM微基站,是价值设计基础上的极简融合。

五、价值设计基础上的极简融合

2007年,随着苹果点燃移动互联网,移动通信快速进入4G时代。

运营商在3G上有巨大投入,不希望投资浪费;另外又担心4G跟不上节奏,掉了队。通信设备是重资产投入行业。这种“军备”竞赛让很多运营商左右为难。华为继续价值设计基础上的极简融合设计,创新性地将2G、3G、4G融合,支持平滑演进。

站址是稀缺资源。2005年我们在福建开局跑站点,有一天和施工队去站点安装基站。队长突然让大家赶紧跑。我们虽然不明所以,但还够机灵,先跑路再说。跑出来后才知道,站点附近的居民因为担心辐射问题,联合起来抗议,不让装基站。那时我们真切感受到了站点资源的稀缺,这不是花钱就能解决的问题。2G、3G、4G融合后节省了天线数量和很多站址空间。天线减少,可以放更多基站,同时也会节省站址房租等一系列成本。

通过架构创新构建远远领先于对手的竞争力,华为在无线市场突飞猛进,有时甚至不得不控制节奏以实现长期有序的发展。说起DFX设计原则,排在第一位的往往是“简洁化”。但我认为简洁化只能排第二,价值设计才是DFX设计第一原则。有了价值设计,后端极简设计才有生存的基础,而且才有更大的腾挪空间。如果没有价值突破,只是一味打价格战,研发成本被压得死死的,留给DFX的空间常常会被压缩。至少在短期利益上,研发会看得更重。你说DFX有长期利益、隐形利益,研发现在都活不下去,什么长期利益、隐性成本往往都顾不上了。

价值设计,往往伴随着根技术的突破。

通过架构模式和技术能力突破构建远远领先于对手的竞争力,华为手机在芯片上构建的竞争力大家有目共睹。部分竞争力,实际上是从无线基站上构建起来的。华为在射频器件,比如功率放大器件(简称功放)上取得突破,功放转换效率和功耗发热降低上取得数量级突破。因为功率放大和频率是非线性关系,传统的功放只能用其中一段频率。华为通过功放预失真技术,扩大了频率使用范围。有用的功率转换效率大幅提升,同时减少了无用的功耗发热。除了芯片和散热,还包括数字化软件算法。俄罗斯有着深厚的数学基础,华为很早就在俄罗斯建立了算法研究所。其中招聘了一个年轻的俄罗斯数学家。有很长一段时间,大家都不知道这个年轻人在忙什么,突然有一天他在算法上突破了,再加上其他技术,使华为成为全球第一家实现多载波合并的公司。华为创造性地用非线性多维空间逆函数,解决了多载波干扰问题。通过软件算法打通2G、3G和4G网络,实现了如图2-5所示的多模融合的SingleRAN产品。

图2-5 多模融合SingleRAN产品

六、5G继续引领全球

任正非在采访中提到华为5G独特竞争力,还包括5G+微波融合竞争力:全世界5G做得好的公司有几家,全世界微波做得好的也有几家,但能够把无线和微波整合起来深度融合的,只有华为一家。在微基站时代,BTS3001C微基站只有一个载频,2G GSM双密度是一个模块2个载频。多模技术突破后一个模块可以有4个载频、8个载频。5G Massive MIMO(多路输入,多路输出)一个模块可以有32甚至64个载频,相当于原来一个机房中,十来个宏基站机柜的容量。这还只是考虑硬件载频数,没有考虑调制方式和算法上容量的增加。

性能不断提升,体积却不断融合缩小。

2G:微基站解除机房束缚。

3G:分布式基站,天线通过跳线直接相连,取消了馈线。

4G:实现了多制式的融合。

它们的优秀基因,部分起始于2G GSM微基站……

可以说,华为很多产品的很多优秀基因来自无线。因为美国对无线5G的打击,华为反而更加开放了。无线产品的发展历程在网上也都可以找到,不再是内部信息,我们在这里也可以讨论。但我们学习优秀,不能只看它风光的时候,只学成功案例,好像什么都是对的。最好追本溯源,看看英雄的微时,看它在成功之前是如何失败的,是如何从失败中走出来的。从这一点出发,我认为无线2G GSM反而比5G更值得研究和借鉴。

“穷理于事物始生之处,研几于心意初动之时。” WffWFUtf9qjgRy2gxmCsgJUdxFatMpJ9uafZuAaK4sAtgMonC5CGEW2rJuxMar2x

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