把电离层当卫星用,20瓦电台打400到600公里
2026年9月,IEEE Spectrum刊出对非营利组织Rhizomatica创始人Peter Bloom的采访,介绍了该组织开源的短波数字通信系统HERMES,全称高频应急与乡村多媒体交换系统。这套设备工作在3到30兆赫兹的高频波段,与之配套的数字调制解调器名为Mercury。Bloom说,他们把电离层当作卫星或者镜子,借此把信息、语音和数据传到很远的地方;使用的是约20瓦功率的小电台,两台之间可以相当可靠地建立400到600公里的链路,针对的是那些很难铺设地面基础设施的地方。Rhizomatica的员工在全球偏远地区奔走,在孟加拉国、巴西和厄瓜多尔等国用HERMES帮当地人连上外部世界。
能发任意文件:从求救坐标到非法伐木的取证照片
与只能通话的语音电台不同,HERMES是一个软件栈,由一组协同工作的程序构成,可以发送几乎任何文件。Bloom解释,无论是照片、邮件还是语音备忘,都作为文件走同一条数据管线,就像架在高频上的数据管道。在紧急情况下,人们要在高频上发出自己的经纬度告诉别人「我在这里」;有了数据能力,就能发送货物清单、零部件清单、远程医疗信息——这里有什么、需要什么,与其在电台里逐字读出来,直接发文件方便得多。照片同理:如果需要某个区域被非法砍伐的证据,让当地人通过高频直接把照片发出来,比花几天时间把照片顺河运到能上网的地方要快得多。
HERMES的加密能力是一个刻意的设计选择,也是争论焦点。Bloom表示,各国对业余无线电加密的规定各不相同,所以加密是完全可选的,想开就开想关就关;之所以要做加密,是因为一些合作伙伴身处非常敏感的地区,不希望发出容易被截获、并反过来被用于对付他们的信息。在HN讨论里,熟悉美国法规的读者指出,在美国发射需要执照,而且即便有执照,业余频段通常也不允许加密或掩盖信息含义;有人补充说,该协议栈把加密作为选项提供给那些传输敏感数据、但不按业余无线电执照运作的站点,而卫星上行的控制信道是少数允许加密的窄例外之一。也有读者从执法角度分析:美国的无线电调查基本由投诉驱动,干扰到别人或影响到公共安全时才会被认真追究。
一个真实的救援案例被Bloom重点提及。Rhizomatica在孟加拉国与小型渔业从业者开展试点,有10到11艘船装上了HERMES系统。安装后不久,其中一艘船在距岸100到200公里的孟加拉湾上出了机械故障,船员得以发出GPS位置和表示遇到麻烦的求救信号,并据此协调了对船员和船只的救援。Bloom称这是HERMES真正派上用场的时刻,他们非常欣慰。讨论中有人提到此前WinLink等系统做过类似尝试,而该项目的站点与代码分别放在hermes.radio与mercury.hermes.radio,目标用户是南半球最需要韧性通信手段的社区。
这套系统要面对的物理难题也不小。IEEE Spectrum的编辑Lucas Laursen在文后留言指出,用最低成本在几乎没有基础设施的地方实现通信,是新兴电信技术极好的用武之地,但电离层是个高度可变的依赖项:数据可能被电离层的不同层分裂开,并受其他形式的干扰影响,他打算继续研究Mercury如何在速度与完整性之间做权衡。Bloom在采访中把链路描述为「相当可靠」而非绝对可靠——对于连基础通信都没有的社区,一个时好时坏但在关键时刻能救命的通道,仍然优于完全没有通道。
从产业视角看,HERMES代表的是一条与卫星互联网相反的路径:不发射卫星、不铺光纤,用20瓦功率的开源软件栈和免费的电离层反射,把连接能力留给最偏远的人。项目背后的Rhizomatica是一家注册在费城的非营利组织,长期为偏远、原住民和离网社区建设短波与蜂窝通信基础设施。短波电台曾是把一个地点与地球上几乎任何地方连接起来的经典手段,缺点是数字数据的传输速率通常只能在极低的量级上衡量,远不能与卫星通信相比;HERMES与Mercury组合的价值在于,在不改变物理层极限的前提下,把可用性、可传输的数据类型和安全性,拉到了现代应用能够接受的水平。