牛掰！这家公司把老式电话亭改造成了基于LoRa技术的大型人人可用

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当电力和移动通信中断时，断电通信如何运作？正在克恩顿州诺伊豪斯进行测试的LoRa技术又带来了哪些机遇？《军事时事》采访了慕尼黑的合作以及可能的军事应用。

停电不仅威胁公民社会和基础设施，还会影响武装部队的作战能力。正如2023年克恩顿州诺伊豪斯发生的事件所表明的那样，移动通信和互联网会在数小时内瘫痪。因此，慕尼黑联邦国防军大学的研究人员正与当地社区和武装部队合作，开发一种可靠的替代方案：LoRa。LoRa是一种节能无线电技术，同时也为军事领域开辟了新的可能性。沃尔夫冈·霍梅尔将介绍“LoRa网络弹性运行”（ROLORAN）项目、克恩顿州具备停电能力的“MERLIN”基础设施及其重要性。

沃尔夫冈·霍梅尔是慕尼黑联邦国防军大学软件与数据信息技术安全教授。他领导着该校的“LoRa 网络弹性运行”（ROLORAN）研究项目，该项目由dtec.bw资助，旨在推动诸如克恩顿州的MERLIN系统等防断电通信解决方案的开发。

“LoRa网络弹性运行”项目旨在实现什么目标？
简而言之：我们致力于使LoRa无线网络能够抵御危机。LoRa是一种基于雷达技术的、高能效且稳健的数据传输调制方式，目前已成为工业物联网（即小型联网设备，例如传感器或执行器）的标准。我们正在研究如何在断电和基础设施损毁的情况下利用这些优势，以及如何保护网络免受干扰等威胁。我们的重点是安全关键型应用，例如灾害控制和关键基础设施，以及军事应用。

dtec.bw 的资助会带来哪些要求？
dtec.bw 的目标是军民两用和实际应用。军民两用指的是既能创造社会附加值，又能为德国联邦国防军带来切实利益。实际应用不仅包括实验室研究，还包括原型机的制造、与合作伙伴的测试、经验总结以及改进。因此，我们与社区、作战机构和军事部门开展合作。

你们为什么选择在南克恩顿州使用电话亭？
这要追溯到2023年夏天的那场风暴灾害。诺伊豪斯的桥梁和道路被摧毁，互联网和固定电话网络瘫痪，移动通信也仅在部分地区勉强维持。当地地形复杂，森林密布，山谷纵横，海拔超过1000米，对无线电设备的耐久性提出了严峻的考验。我们通过与军队和市政当局的联系走到了一起。诺伊豪斯在数字化方面也已经相当成熟，并且使用LoRaWAN传感器技术，这与我们的需求非常契合。

什么是MERLIN试点项目？
MERLIN是“基于区域LoRa基础设施的消息传递系统”（Messaging with Regional LoRa Infrastructure）的缩写。其核心是一个无需互联网或移动通信即可运行的自供电加密文本消息网络。骨干网由十个原A1电话亭组成，我们为其配备了太阳能电池板、备用电池、LoRa天线、电子墨水屏和坚固耐用的键盘。在危机情况下，市民可以报告紧急情况、情况数据和物资需求，危机应对小组可以将消息发送到所有地点、群组和个人设备。

信息是如何在网络中传递的？
各个小区构成了一个LoRa骨干网。一个小区向下一个小区发送信息，节点逐跳决定由谁转发信息，直到信息分发到全国。与此同时，我们发放了大约 100 台移动设备，主要发放给受灾地区的消防部门和居民。这些 MERLIN 信息传递设备类似于黑莓智能手机，配备触摸屏和键盘；它们接收预警信息，根据“5W”问题向危机应对小组发送结构化信息，并向受影响人员通报最新情况。

MERLIN 在断电模式下能运行多久？
其电池设计寿命至少为 30 天，无需阳光照射。冬季测试将进一步验证其续航能力。移动设备使用标准移动电源可运行约两周，具体时长取决于使用情况。LoRa 的传输时间极短，功耗极低，这既节省了能源，也增加了侦察的难度。

LoRa 的抗侦察和抗干扰能力如何？
非常强。接收器灵敏度极高，即使在背景噪声很低的情况下也能正常工作；由于脉冲很短，LoRa 信号难以被探测和定位。宽带干扰可能会造成干扰，但 LoRa 芯片具有频率捷变性，可以规避干扰并调整带宽。这使得 LoRa 在传感器网络、静默指令支持和后勤数据路径方面具有很高的生存能力。

您认为它有哪些军事应用场景？
例如，为蓝军提供关键数据支持、配备振动或声波触发装置的离散周界传感器、交通路线上的车辆计数器以及在林地中进行静默报告。在其他通信渠道失效时进行远程控制，以及在后勤保障中建立指挥和报告链。通常情况下，您不需要高带宽，只需要可靠的小数据流。

当多人使用时，如何保障数据安全？
个性化回复采用端到端加密，只有收件人才能读取。我们在电话亭内使用预设的引用流程。发件人会收到一个四位数的标识符，查询会引用该标识符。公共显示屏上不会显示任何个人信息。结构化的模板引导用户操作，减少错误。

从第一阶段的推广中，您学到了什么？
我们的原型机暴露出一些不足之处和改进空间。2024 年的第一代木制太阳能板在技术上可行，但太阳能电池板太小，无法应对克恩顿州多雾的冬季。我们通过使用电话亭作为防风雨外壳、更大的太阳能电池板和更高容量的电池来解决这个问题。向公众宣传也至关重要。经过演练和教育，公众的接受度显著提高。

军队扮演着怎样的角色？
例如，我们与奥地利武装部队合作，在营房中进行LoRa测量和设施管理测试。同时，我们正在开发安全传感器技术，用于监控LoRa空中接口，并及早发现故障、异常和攻击。一旦解决方案在实验室完成开发和测试，我们希望再次与武装部队开展实地测试。

“包装好的 MERLIN-NODES 可以通过洗涤器或无人机运送到目标区域。”

到 2026 年，Neuhaus 有什么计划？
三个重点：每月两次与应急服务部门和家庭进行定期演习，包括绘制无线电覆盖范围图和调整路线；集成外部传感器，例如土壤湿度、天气和饮用水压力罐液位，我们在现场拦截这些传感器的 LoRaWAN 数据包，并通过 MERLIN 分发；以及为弱势群体提供简单的操作概念，例如在养老院和家庭护理中使用双按钮设备来求助或发送 OK 信息。

便携式、空运型的移动节点真的可靠吗？答案是肯定的。包装好的MERLIN节点可以通过直升机或无人机运送到目标区域。展开节点，拉出天线，网络即可搭建完成，还可以选择配备应急物资。这对于应急服务部门和高山救援队等来说非常实用。应用场景多种多样，例如可以将其用作高山俱乐部的山间小屋的无线电信标，或者作为滑雪旅行者的租赁设备。虽然可以使用GPS定位，但这会消耗能源，因此我们目前在诺伊豪斯优先考虑设备的续航能力。

MERLIN Messenger 的价格是多少？
目前每台硬件的价格约为75欧元，另加一个移动电源，以防停电。每户不到100 欧元的预算是比较现实的，可以作为预防措施。MERLIN 是一个研究平台，而非成本优化的系列产品，但这样的价格水平使其规模化发展成为可能。