醫院構建無線網絡方案的探討

仲曉偉

常熟市第二人民醫院 信息處，江蘇 常熟 215500

0 前言

無線醫療應用是近些年來醫院信息化的又一熱點，其主要包括無線醫生信息系統和無線護理信息系統兩大類。通過無線醫療信息系統的應用，醫護人員在病人床邊就能實現病人標識碼識別、醫囑的查詢與錄入、生命體征數據采集、床邊護理、護理監控、藥物配送、靜配藥物核對等應用，突破了原有基于有線局域網的臨床信息系統的限制，避免了以往醫院信息化過程中醫護人員忙于處理醫院信息系統數據而醫患溝通減少的狀況，體現了“以病人為中心”的醫療服務理念。因此，無線網絡在醫療行業中的應用已成為一種趨勢，無線網絡的應用提高了醫院的運營效率和服務質量，使醫院的整體競爭力得到了提升[1-2]。醫院無線網絡作為醫院無線醫療信息化的基礎，是每家醫院都面臨的選擇。

1 醫院無線網絡方案

1.1 獨立AP方案

獨立AP（Access Point）工作機制類似有線網絡中的集線器（HUB），獨立AP與醫院局域網使用網線聯接，因此無線終端通過AP與局域網服務器的數據進行數據交換。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整和發射功率自動調整。

優點：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構布局，適用于小型無線網絡。

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，不適合復雜建筑機構中的大規模無線部署。

應用的場景：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只是無線網絡系統的一部分，負責在無線局域網中數據的接收和傳送，每個無線AP都有一個以太網接口，用于有線局域網的連接，但自身不能單獨配置或者使用。集中無線控制器負責整個無線網絡中AP的安裝、管理和操作。

優點：AP+集中無線控制器方案適合于復雜結構建筑內的無線網絡覆蓋，通過集中無線控制器配置整個無線網絡的AP，無線網絡管理較為簡單。通過基于802.1x的安全接入認證，只有經過信息中心許可的移動終端才能接入無線網絡[3-4]，因此系統安全性較好。而通過集中無線控制器產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：在大規模部署時，需要根據房間的建筑結構和墻體材質，借助專業的無線勘測設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，也要防止部署太密造成信號的相互干擾，部署難度較高。

應用的場景：病區無線覆蓋，典型用戶有309醫院，應用銳捷AP+集中無線控制器方案。

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

WIDS系統主要由基站、功分器和耦合器、干放器、饋線、天線等組成。除WIDS基站外，其他設備都是無源設備，因此能適應復雜的外界運行環境，使用壽命長，故障率也較低。WIDS系統通過天線與無線終端設備進行數據發送與接收，無線網絡將數據直接傳遞給WIDS基站，WIDS基站通過與局域網交換機互聯，實現無線網絡與局域網的數據交換。

優點：整套WIDS事實上的信號發射源只有一個，即WIDS基站，所以整個病區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基站無線覆蓋的區域、無線網絡上行的帶寬受單個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。

應用的場景：病區無線覆蓋。典型用戶有無錫市人民醫院和南京軍區南京總醫院，應用昂科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，是指支持高速數據傳輸的蜂窩移動通訊技術，3G服務能夠同時傳送聲音及數據信息。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（第二層隧道協議（L2TP）訪問集中器），然后AAA（Authentication，Authorization，Accounting）服務器通過對域名和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（虛擬專用網絡撥號）服務器（醫院信息系統服務器）建立一條連接，稱為隧道，然后在這條隧道中實現無線終端設備與醫院信息系統服務的數據交換。

優點：在國家大力提倡三網融合的良好形勢下，3G業務范圍也迅速延伸至通訊、互聯網、娛樂、資訊、醫療等方面，其信號覆蓋優勢，不僅能實現醫院內部的無線覆蓋，而且能實現區域乃至全國無線醫療的漫游，有利于促進區域內無線醫療服務的融合；對于醫院來說是一次性投資小，可大大節約設備購置費，無需自身維護，減少醫院的運營成本，醫院只需根據自身發展需通過租費使用3G無線終端。

缺點：主要是數據交換帶寬有限，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據業務，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。

應用的場景：醫院全部院區無線覆蓋。常熟市第二人民醫院正在運行基于3G的無線臨床信息系統。

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。在經濟發達地區，醫院也基本實現了WiFi全覆蓋，因此醫院完全可以租用運行商的WiFi網絡，通過設置醫院專用的SSID（Service Set Identifier）構建醫院私有無線網絡，醫院無線終端設備在聯入醫院專用的SSID無線網絡后，數據通過運營商的AP設備與服務端設備，然后通過服務端設備解析到醫院專用光纖網絡，最后實現與醫院信息系統服務器進行交換，從而實現醫院的無線臨床應用。

優點：與3G方案相類似，同樣可以減少醫院對于無線網絡一次性的投入，節約設備購置費，也無需自身維護，減少醫院的運營成本；同時通過運營商對醫院WiFi網絡帶寬的分配，使得醫院租用的無線網絡具有近似于醫院部署“AP”或“WIDS”網絡的性能。

缺點：無線網絡性能略低于醫院部署“AP”或“WIDS”的網絡。

應用的場景：醫院院區無線覆蓋。常熟市第二人民醫院將電信的WiFi覆蓋作為3G方案的備份方案。

2 討論

醫院在選擇無線覆蓋方案時，應按照醫院自身無線醫療業務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療的醫療機構，實現醫院行政上網、門診無線輸液系統的簡單應用；AP+集中無線控制器方案和WIDS方案是目前較為常用的醫院無線覆蓋方案，都有能滿足醫院局部無線覆蓋的需求，能實現諸如無線醫生工作站和無線護理系統的應用，但是一般都不能實現全部院區的無線覆蓋，并且這兩種布線方案都需要醫院一次性的、大量的資金投入，這也是制約大部分醫院應用無線臨床信息系統的最大障礙；3G方案和運營商WiFi方案的應用雖然還處在試運行階段，但是其優勢已很明顯，可大大節省醫院一次性投入和免除醫院自身后期對無線設備的維護，又能達到醫院無線臨床應用的要求，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合，互為備份以實現高效、安全的無線網絡覆蓋。

3 結論與展望

云計算是目前廣泛應用于信息行業的服務形式，包括3個層次的服務：基礎設施服務（IaaS）、平臺服務（PaaS）和軟件服務（SaaS）。隨著醫療行業“云計算”概念的推出，醫療行業也開始跨入云時代。云計算是虛擬化、網格計算、分布式計算、公共計算、Web 2.0、SaaS等眾多新技術的融合，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務模式[9-10]。從獨立AP方案到AP+集中無線控制器方案和WIDS方案，體現醫院無線醫療應用從簡單到復雜的過程，從分散式管理到集中式管理的過程；而應用3G方案和運營商WiFi方案是醫院從購買無線設備到購買無線服務的轉變，是對“云計算”中基礎設施即服務（Infrastructure as a Service，IaaS）的應用。因此，醫院在減少一次性投入的前提下，應用3G方案和運營商WiFi方案將是今后醫院無線覆蓋發展的趨勢。

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