医院构建无线网络方案的探讨

仲晓伟

常熟市第二人民医院 信息处，江苏 常熟 215500

0 前言

无线医疗应用是近些年来医院信息化的又一热点，其主要包括无线医生信息系统和无线护理信息系统两大类。通过无线医疗信息系统的应用，医护人员在病人床边就能实现病人标识码识别、医嘱的查询与录入、生命体征数据采集、床边护理、护理监控、药物配送、静配药物核对等应用，突破了原有基于有线局域网的临床信息系统的限制，避免了以往医院信息化过程中医护人员忙于处理医院信息系统数据而医患沟通减少的状况，体现了“以病人为中心”的医疗服务理念。因此，无线网络在医疗行业中的应用已成为一种趋势，无线网络的应用提高了医院的运营效率和服务质量，使医院的整体竞争力得到了提升[1-2]。医院无线网络作为医院无线医疗信息化的基础，是每家医院都面临的选择。

1 医院无线网络方案

1.1 独立AP方案

独立AP（Access Point）工作机制类似有线网络中的集线器（HUB），独立AP与医院局域网使用网线联接，因此无线终端通过AP与局域网服务器的数据进行数据交换。独立AP方案需要对每台AP单独进行配置，AP集安全、认证等功能于一体，能支持二层漫游，但是不支持信道自动调整和发射功率自动调整。

优点：独立AP方案的部署价格最低，适用场合无过多间隔的建筑结构布局，适用于小型无线网络。

缺点：支持能力较弱，扩展能力不强，漫游切换时存在很大的时延，不适合复杂建筑机构中的大规模无线部署。

应用的场景：如门诊输液室的无线覆盖。

1.2 AP+集中无线控制器方案

本方案中AP只是无线网络系统的一部分，负责在无线局域网中数据的接收和传送，每个无线AP都有一个以太网接口，用于有线局域网的连接，但自身不能单独配置或者使用。集中无线控制器负责整个无线网络中AP的安装、管理和操作。

优点：AP+集中无线控制器方案适合于复杂结构建筑内的无线网络覆盖，通过集中无线控制器配置整个无线网络的AP，无线网络管理较为简单。通过基于802.1x的安全接入认证，只有经过信息中心许可的移动终端才能接入无线网络[3-4]，因此系统安全性较好。而通过集中无线控制器产生和缓存的加密密钥能在多个AP之间共用，能有效降低AP间的漫游延迟。

缺点：在大规模部署时，需要根据房间的建筑结构和墙体材质，借助专业的无线勘测设备和软件进行无线信号检测，既要防止部署太少造成信号盲区，也要防止部署太密造成信号的相互干扰，部署难度较高。

应用的场景：病区无线覆盖，典型用户有309医院，应用锐捷AP+集中无线控制器方案。

1.3 WIDS（WLAN室内信号分布系统）方案，即天馈线+无线控制器的方案

WIDS系统主要由基站、功分器和耦合器、干放器、馈线、天线等组成。除WIDS基站外，其他设备都是无源设备，因此能适应复杂的外界运行环境，使用寿命长，故障率也较低。WIDS系统通过天线与无线终端设备进行数据发送与接收，无线网络将数据直接传递给WIDS基站，WIDS基站通过与局域网交换机互联，实现无线网络与局域网的数据交换。

优点：整套WIDS事实上的信号发射源只有一个，即WIDS基站，所以整个病区也不存在信号干扰和漫游切换的问题[5-6]。因此能保证信号覆盖的均匀、无缝、稳定、高强度和高灵敏度。同时能利用不重叠的2.4 GHz和5.8 GHz信道做覆盖，减少信道干扰，避免信道干扰造成丢包，能提供多信道负载均衡、冗余备份或单信道热备功能。

缺点：功分器和耦合器、干放器、馈线、天线的部署相对较为复杂。另外在面积较大的建筑中部署，单个WIDS基站无线覆盖的区域、无线网络上行的带宽受单个WIDS基站上行带宽限制。而相对上面两种AP覆盖方案，部署费用最高。

应用的场景：病区无线覆盖。典型用户有无锡市人民医院和南京军区南京总医院，应用昂科WIDS方案。

1.4 3G方案

2009年初，我国顺利步入3G时代。所谓3G技术，是指支持高速数据传输的蜂窝移动通讯技术，3G服务能够同时传送声音及数据信息。目前3G存在4种标准：CDMA2000、WCDMA、TD-SCDMA、WiMAX。以电信CDMA2000为例，无线终端通过CDMA连入本地LAC（第二层隧道协议（L2TP）访问集中器），然后AAA（Authentication，Authorization，Accounting）服务器通过对域名和IMSI（国际移动用户识别码）的认证识别出该用户为VPDN用户，通过专线与目的VPDN（虚拟专用网络拨号）服务器（医院信息系统服务器）建立一条连接，称为隧道，然后在这条隧道中实现无线终端设备与医院信息系统服务的数据交换。

优点：在国家大力提倡三网融合的良好形势下，3G业务范围也迅速延伸至通讯、互联网、娱乐、资讯、医疗等方面，其信号覆盖优势，不仅能实现医院内部的无线覆盖，而且能实现区域乃至全国无线医疗的漫游，有利于促进区域内无线医疗服务的融合；对于医院来说是一次性投资小，可大大节约设备购置费，无需自身维护，减少医院的运营成本，医院只需根据自身发展需通过租费使用3G无线终端。

缺点：主要是数据交换带宽有限，中国电信CDMA2000可在1个1.25 MHz的标准载波中，同时提供语音和高速分组数据业务，最高速率可达3.1 Mbit/s[7-8]。电信3G方案与“AP”或“WIDS”方案在带宽方面相比还有差距。

应用的场景：医院全部院区无线覆盖。常熟市第二人民医院正在运行基于3G的无线临床信息系统。

1.5 运营商WiFi方案

随着具有WiFi功能的手机、IPAD、Andriod平板电脑的普及，公共场所WiFi信号覆盖范围也越来越广。中国电信2011年5月10日宣布启动“宽带中国翼起来”活动，开始全力打造“无线中国”，计划全国县级以上城市光纤化，同时计划到2012年底WiFi点达100万个。在经济发达地区，医院也基本实现了WiFi全覆盖，因此医院完全可以租用运行商的WiFi网络，通过设置医院专用的SSID（Service Set Identifier）构建医院私有无线网络，医院无线终端设备在联入医院专用的SSID无线网络后，数据通过运营商的AP设备与服务端设备，然后通过服务端设备解析到医院专用光纤网络，最后实现与医院信息系统服务器进行交换，从而实现医院的无线临床应用。

优点：与3G方案相类似，同样可以减少医院对于无线网络一次性的投入，节约设备购置费，也无需自身维护，减少医院的运营成本；同时通过运营商对医院WiFi网络带宽的分配，使得医院租用的无线网络具有近似于医院部署“AP”或“WIDS”网络的性能。

缺点：无线网络性能略低于医院部署“AP”或“WIDS”的网络。

应用的场景：医院院区无线覆盖。常熟市第二人民医院将电信的WiFi覆盖作为3G方案的备份方案。

2 讨论

医院在选择无线覆盖方案时，应按照医院自身无线医疗业务的需要选择适合的无线覆盖方案，独立AP方案适用于初步实施无线医疗的医疗机构，实现医院行政上网、门诊无线输液系统的简单应用；AP+集中无线控制器方案和WIDS方案是目前较为常用的医院无线覆盖方案，都有能满足医院局部无线覆盖的需求，能实现诸如无线医生工作站和无线护理系统的应用，但是一般都不能实现全部院区的无线覆盖，并且这两种布线方案都需要医院一次性的、大量的资金投入，这也是制约大部分医院应用无线临床信息系统的最大障碍；3G方案和运营商WiFi方案的应用虽然还处在试运行阶段，但是其优势已很明显，可大大节省医院一次性投入和免除医院自身后期对无线设备的维护，又能达到医院无线临床应用的要求，另外运营商一般都能同时提供这两种运行方案，因此这两种运行方案可以相互结合，互为备份以实现高效、安全的无线网络覆盖。

3 结论与展望

云计算是目前广泛应用于信息行业的服务形式，包括3个层次的服务：基础设施服务（IaaS）、平台服务（PaaS）和软件服务（SaaS）。随着医疗行业“云计算”概念的推出，医疗行业也开始跨入云时代。云计算是虚拟化、网格计算、分布式计算、公共计算、Web 2.0、SaaS等众多新技术的融合，更重要的是，它提供了一种以按需租用IT资源为核心的新型业务模式[9-10]。从独立AP方案到AP+集中无线控制器方案和WIDS方案，体现医院无线医疗应用从简单到复杂的过程，从分散式管理到集中式管理的过程；而应用3G方案和运营商WiFi方案是医院从购买无线设备到购买无线服务的转变，是对“云计算”中基础设施即服务（Infrastructure as a Service，IaaS）的应用。因此，医院在减少一次性投入的前提下，应用3G方案和运营商WiFi方案将是今后医院无线覆盖发展的趋势。

[1]李文博.无线网络技术在临床信息系统中的应用[J].中国数字医学,2008,3(5):60-61.

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[8]冯凯,崔毅.无线网络技术在医疗系统的应用[J].实用医药杂志,2011,(9):850-852.

[9]赵霞,李小华.云计算在区域协同医疗中的价值[J].中国数字医学,2010,5(6):67-79.

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