醫(yī)院構(gòu)建無線網(wǎng)絡(luò)方案的探討

仲曉偉

常熟市第二人民醫(yī)院 信息處，江蘇 常熟 215500

0 前言

無線醫(yī)療應(yīng)用是近些年來醫(yī)院信息化的又一熱點，其主要包括無線醫(yī)生信息系統(tǒng)和無線護理信息系統(tǒng)兩大類。通過無線醫(yī)療信息系統(tǒng)的應(yīng)用，醫(yī)護人員在病人床邊就能實現(xiàn)病人標識碼識別、醫(yī)囑的查詢與錄入、生命體征數(shù)據(jù)采集、床邊護理、護理監(jiān)控、藥物配送、靜配藥物核對等應(yīng)用，突破了原有基于有線局域網(wǎng)的臨床信息系統(tǒng)的限制，避免了以往醫(yī)院信息化過程中醫(yī)護人員忙于處理醫(yī)院信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)而醫(yī)患溝通減少的狀況，體現(xiàn)了“以病人為中心”的醫(yī)療服務(wù)理念。因此，無線網(wǎng)絡(luò)在醫(yī)療行業(yè)中的應(yīng)用已成為一種趨勢，無線網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用提高了醫(yī)院的運營效率和服務(wù)質(zhì)量，使醫(yī)院的整體競爭力得到了提升[1-2]。醫(yī)院無線網(wǎng)絡(luò)作為醫(yī)院無線醫(yī)療信息化的基礎(chǔ)，是每家醫(yī)院都面臨的選擇。

1 醫(yī)院無線網(wǎng)絡(luò)方案

1.1 獨立AP方案

獨立AP（Access Point）工作機制類似有線網(wǎng)絡(luò)中的集線器（HUB），獨立AP與醫(yī)院局域網(wǎng)使用網(wǎng)線聯(lián)接，因此無線終端通過AP與局域網(wǎng)服務(wù)器的數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)交換。獨立AP方案需要對每臺AP單獨進行配置，AP集安全、認證等功能于一體，能支持二層漫游，但是不支持信道自動調(diào)整和發(fā)射功率自動調(diào)整。

優(yōu)點：獨立AP方案的部署價格最低，適用場合無過多間隔的建筑結(jié)構(gòu)布局，適用于小型無線網(wǎng)絡(luò)。

缺點：支持能力較弱，擴展能力不強，漫游切換時存在很大的時延，不適合復(fù)雜建筑機構(gòu)中的大規(guī)模無線部署。

應(yīng)用的場景：如門診輸液室的無線覆蓋。

1.2 AP+集中無線控制器方案

本方案中AP只是無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的一部分，負責(zé)在無線局域網(wǎng)中數(shù)據(jù)的接收和傳送，每個無線AP都有一個以太網(wǎng)接口，用于有線局域網(wǎng)的連接，但自身不能單獨配置或者使用。集中無線控制器負責(zé)整個無線網(wǎng)絡(luò)中AP的安裝、管理和操作。

優(yōu)點：AP+集中無線控制器方案適合于復(fù)雜結(jié)構(gòu)建筑內(nèi)的無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋，通過集中無線控制器配置整個無線網(wǎng)絡(luò)的AP，無線網(wǎng)絡(luò)管理較為簡單。通過基于802.1x的安全接入認證，只有經(jīng)過信息中心許可的移動終端才能接入無線網(wǎng)絡(luò)[3-4]，因此系統(tǒng)安全性較好。而通過集中無線控制器產(chǎn)生和緩存的加密密鑰能在多個AP之間共用，能有效降低AP間的漫游延遲。

缺點：在大規(guī)模部署時，需要根據(jù)房間的建筑結(jié)構(gòu)和墻體材質(zhì)，借助專業(yè)的無線勘測設(shè)備和軟件進行無線信號檢測，既要防止部署太少造成信號盲區(qū)，也要防止部署太密造成信號的相互干擾，部署難度較高。

應(yīng)用的場景：病區(qū)無線覆蓋，典型用戶有309醫(yī)院，應(yīng)用銳捷AP+集中無線控制器方案。

1.3 WIDS（WLAN室內(nèi)信號分布系統(tǒng)）方案，即天饋線+無線控制器的方案

WIDS系統(tǒng)主要由基站、功分器和耦合器、干放器、饋線、天線等組成。除WIDS基站外，其他設(shè)備都是無源設(shè)備，因此能適應(yīng)復(fù)雜的外界運行環(huán)境，使用壽命長，故障率也較低。WIDS系統(tǒng)通過天線與無線終端設(shè)備進行數(shù)據(jù)發(fā)送與接收，無線網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)直接傳遞給WIDS基站，WIDS基站通過與局域網(wǎng)交換機互聯(lián)，實現(xiàn)無線網(wǎng)絡(luò)與局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)交換。

優(yōu)點：整套WIDS事實上的信號發(fā)射源只有一個，即WIDS基站，所以整個病區(qū)也不存在信號干擾和漫游切換的問題[5-6]。因此能保證信號覆蓋的均勻、無縫、穩(wěn)定、高強度和高靈敏度。同時能利用不重疊的2.4 GHz和5.8 GHz信道做覆蓋，減少信道干擾，避免信道干擾造成丟包，能提供多信道負載均衡、冗余備份或單信道熱備功能。

缺點：功分器和耦合器、干放器、饋線、天線的部署相對較為復(fù)雜。另外在面積較大的建筑中部署，單個WIDS基站無線覆蓋的區(qū)域、無線網(wǎng)絡(luò)上行的帶寬受單個WIDS基站上行帶寬限制。而相對上面兩種AP覆蓋方案，部署費用最高。

應(yīng)用的場景：病區(qū)無線覆蓋。典型用戶有無錫市人民醫(yī)院和南京軍區(qū)南京總醫(yī)院，應(yīng)用昂科WIDS方案。

1.4 3G方案

2009年初，我國順利步入3G時代。所謂3G技術(shù)，是指支持高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆涓C移動通訊技術(shù)，3G服務(wù)能夠同時傳送聲音及數(shù)據(jù)信息。目前3G存在4種標準：CDMA2000、WCDMA、TD-SCDMA、WiMAX。以電信CDMA2000為例，無線終端通過CDMA連入本地LAC（第二層隧道協(xié)議（L2TP）訪問集中器），然后AAA（Authentication，Authorization，Accounting）服務(wù)器通過對域名和IMSI（國際移動用戶識別碼）的認證識別出該用戶為VPDN用戶，通過專線與目的VPDN（虛擬專用網(wǎng)絡(luò)撥號）服務(wù)器（醫(yī)院信息系統(tǒng)服務(wù)器）建立一條連接，稱為隧道，然后在這條隧道中實現(xiàn)無線終端設(shè)備與醫(yī)院信息系統(tǒng)服務(wù)的數(shù)據(jù)交換。

優(yōu)點：在國家大力提倡三網(wǎng)融合的良好形勢下，3G業(yè)務(wù)范圍也迅速延伸至通訊、互聯(lián)網(wǎng)、娛樂、資訊、醫(yī)療等方面，其信號覆蓋優(yōu)勢，不僅能實現(xiàn)醫(yī)院內(nèi)部的無線覆蓋，而且能實現(xiàn)區(qū)域乃至全國無線醫(yī)療的漫游，有利于促進區(qū)域內(nèi)無線醫(yī)療服務(wù)的融合；對于醫(yī)院來說是一次性投資小，可大大節(jié)約設(shè)備購置費，無需自身維護，減少醫(yī)院的運營成本，醫(yī)院只需根據(jù)自身發(fā)展需通過租費使用3G無線終端。

缺點：主要是數(shù)據(jù)交換帶寬有限，中國電信CDMA2000可在1個1.25 MHz的標準載波中，同時提供語音和高速分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，最高速率可達3.1 Mbit/s[7-8]。電信3G方案與“AP”或“WIDS”方案在帶寬方面相比還有差距。

應(yīng)用的場景：醫(yī)院全部院區(qū)無線覆蓋。常熟市第二人民醫(yī)院正在運行基于3G的無線臨床信息系統(tǒng)。

1.5 運營商WiFi方案

隨著具有WiFi功能的手機、IPAD、Andriod平板電腦的普及，公共場所WiFi信號覆蓋范圍也越來越廣。中國電信2011年5月10日宣布啟動“寬帶中國翼起來”活動，開始全力打造“無線中國”，計劃全國縣級以上城市光纖化，同時計劃到2012年底WiFi點達100萬個。在經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)，醫(yī)院也基本實現(xiàn)了WiFi全覆蓋，因此醫(yī)院完全可以租用運行商的WiFi網(wǎng)絡(luò)，通過設(shè)置醫(yī)院專用的SSID（Service Set Identifier）構(gòu)建醫(yī)院私有無線網(wǎng)絡(luò)，醫(yī)院無線終端設(shè)備在聯(lián)入醫(yī)院專用的SSID無線網(wǎng)絡(luò)后，數(shù)據(jù)通過運營商的AP設(shè)備與服務(wù)端設(shè)備，然后通過服務(wù)端設(shè)備解析到醫(yī)院專用光纖網(wǎng)絡(luò)，最后實現(xiàn)與醫(yī)院信息系統(tǒng)服務(wù)器進行交換，從而實現(xiàn)醫(yī)院的無線臨床應(yīng)用。

優(yōu)點：與3G方案相類似，同樣可以減少醫(yī)院對于無線網(wǎng)絡(luò)一次性的投入，節(jié)約設(shè)備購置費，也無需自身維護，減少醫(yī)院的運營成本；同時通過運營商對醫(yī)院WiFi網(wǎng)絡(luò)帶寬的分配，使得醫(yī)院租用的無線網(wǎng)絡(luò)具有近似于醫(yī)院部署“AP”或“WIDS”網(wǎng)絡(luò)的性能。

缺點：無線網(wǎng)絡(luò)性能略低于醫(yī)院部署“AP”或“WIDS”的網(wǎng)絡(luò)。

應(yīng)用的場景：醫(yī)院院區(qū)無線覆蓋。常熟市第二人民醫(yī)院將電信的WiFi覆蓋作為3G方案的備份方案。

2 討論

醫(yī)院在選擇無線覆蓋方案時，應(yīng)按照醫(yī)院自身無線醫(yī)療業(yè)務(wù)的需要選擇適合的無線覆蓋方案，獨立AP方案適用于初步實施無線醫(yī)療的醫(yī)療機構(gòu)，實現(xiàn)醫(yī)院行政上網(wǎng)、門診無線輸液系統(tǒng)的簡單應(yīng)用；AP+集中無線控制器方案和WIDS方案是目前較為常用的醫(yī)院無線覆蓋方案，都有能滿足醫(yī)院局部無線覆蓋的需求，能實現(xiàn)諸如無線醫(yī)生工作站和無線護理系統(tǒng)的應(yīng)用，但是一般都不能實現(xiàn)全部院區(qū)的無線覆蓋，并且這兩種布線方案都需要醫(yī)院一次性的、大量的資金投入，這也是制約大部分醫(yī)院應(yīng)用無線臨床信息系統(tǒng)的最大障礙；3G方案和運營商WiFi方案的應(yīng)用雖然還處在試運行階段，但是其優(yōu)勢已很明顯，可大大節(jié)省醫(yī)院一次性投入和免除醫(yī)院自身后期對無線設(shè)備的維護，又能達到醫(yī)院無線臨床應(yīng)用的要求，另外運營商一般都能同時提供這兩種運行方案，因此這兩種運行方案可以相互結(jié)合，互為備份以實現(xiàn)高效、安全的無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋。

3 結(jié)論與展望

云計算是目前廣泛應(yīng)用于信息行業(yè)的服務(wù)形式，包括3個層次的服務(wù)：基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)（IaaS）、平臺服務(wù)（PaaS）和軟件服務(wù)（SaaS）。隨著醫(yī)療行業(yè)“云計算”概念的推出，醫(yī)療行業(yè)也開始跨入云時代。云計算是虛擬化、網(wǎng)格計算、分布式計算、公共計算、Web 2.0、SaaS等眾多新技術(shù)的融合，更重要的是，它提供了一種以按需租用IT資源為核心的新型業(yè)務(wù)模式[9-10]。從獨立AP方案到AP+集中無線控制器方案和WIDS方案，體現(xiàn)醫(yī)院無線醫(yī)療應(yīng)用從簡單到復(fù)雜的過程，從分散式管理到集中式管理的過程；而應(yīng)用3G方案和運營商WiFi方案是醫(yī)院從購買無線設(shè)備到購買無線服務(wù)的轉(zhuǎn)變，是對“云計算”中基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)（Infrastructure as a Service，IaaS）的應(yīng)用。因此，醫(yī)院在減少一次性投入的前提下，應(yīng)用3G方案和運營商WiFi方案將是今后醫(yī)院無線覆蓋發(fā)展的趨勢。

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