网络及无线覆盖系统

（一）用户需求分析

医院病房大楼计算机网络是整幢大楼中包括建筑信息化（BIS）、临床医疗信息化（CIS）、医疗管理信息化（MIS）的运行基础平台。

医院智能化大楼弱电系统的子系统众多，是一座集楼宇自控、消防、安保及诸多弱电子系统以及临床医疗信息化、管理信息化于一体的综合性高层智能化病房大楼；而计算机网络系统更是实现上述系统自动化、现代化、数字化的基础。

因此，医院智能建筑中计算机网络系统的建设目标和任务就是通过宽带网络把数字化医疗设备、数字化医学影像系统和数字化医疗信息系统等全部临床作业过程纳入到数字化网络中，从而实现临床工作的无纸化和无胶片化运行，保证医院的“医疗、教学、科研、预防、保健”功能的正常实施。

1．网络总体目标 根据医院的发展需求，目前的网络应该具有高带宽、高可靠、高性能、高安全的特性。骨干速率达到千兆同时应该具有向更高速率平滑扩容的能力。网络关键节点能够冗余热备保障系统连续稳定运行。使新建成的网络能够很好的为上述提到的医疗网络化建设服务。符合国家卫生部对医疗机构实现三步信息化的要求。新建的局域网将为各种应用和服务提供更快的速度、更高的质量和性能，并为新的信息应用系统提供可靠的网络平台，提高医院的服务质量和经济效益。

2．网络功能需求

（1）网络的可靠性：网络是医院管理、教学信息化的基本要求，必须能够保证长期连续的运行。

（2）网络服务质量保证（QoS）：针对不同用户和不同应用可以提供不同的服务质量和传输优先级，并可以在网络带宽紧张时，丢弃低优先级的数据包，优先保证重要服务的完成。

（3）网络的安全性服务：保证用户对网络资源访问的合法性。

（4）网络管理服务：配置、监视、统计、管理网络的有效运行。

（二）系统设计

1．建网原则 现在医疗网络建设要实现内部全方位的数据共享，应用三层交换，提供全面的QoS保障服务，使网络安全可靠，从而实现临床诊疗、药品管理、经济管理、综合管理与统计分析的自动化，因为医院同时也是教育机构，新网络还应能够实现教育管理、多媒体教学，而且还要通过Internet实现远程教学，提供可增值可管理的业务，必须具备高性能、高安全性、高可靠性，可管理、可增值特性以及开放性、兼容性、可扩展性。

医院网络建设遵循以下基本原则：

网络的标准化和易扩展性——网络的结构，技术和产品的标准化，结构的易扩展，技术和产品的可连续性。

网络的可靠性——设计应充分考虑整个网络的稳定性，支持网络节点的备份和线路保护，网络中单点故障不会使局部网络失去与整个网络的连接，多点故障不会造成整个网络被分成几个互不相连的部分。

网络业务的适应性——适应多业务发展需求，提供高质量的可服务于图像、语音、数据的业务网。

网络路由协议的健壮性及开放性——它应具有很好的收敛性和可扩展性，同时其网络额外开销是极小的，且受到国际标准的支持，保证不同设备间的互通性。

网络的易管理和维护性——全网可进行统一或分布管理，网络维护简单有效。

网络的实用性——根据现在的需求和可以预见的需求增长情况设计网络，不追求空洞的技术先进性，避免追求高档和最新技术花费的巨大代价。

网络安全性——是指防止非法访问者通过互联网络对网络节点进行攻击的能力。从网络设备来讲，防止外部攻击主要靠路由器实现，配合完善的防火墙技术，提供安全路由器的解决方案。内部局域网的安全则主要依靠划分VLAN来进行隔离，现阶段以太网交换机产品基本支持VLAN。

可扩充性——考虑到今后信息化的进程和逐步演进，网络要建设成完整统一、组网灵活、易扩充的弹性网络平台，能够随着需求变化，充分留有扩充余地。

开放性——技术选择必须符合相关国际标准及国内标准，避免个别厂家的私有标准或内部协议，确保网络的开放性和互连互通，满足信息准确、安全、可靠、优良交换传送的需要；开放的接口，支持良好的维护、测量和管理手段，提供网络统一实时监控的遥测、遥控的信息处理功能，实现网络设备的统一管理。

经济性——应该充分的利用现有的网络资源，充分考虑经济和安全的最佳结合点。设备在保障性能和可靠安全的基础上，应能达到最佳性价比。

2．网络拓扑结构 网络拓扑结构见图5-9；数据节点分布见图5-10。

图5-9 医疗信息网拓扑结构

图5-10 数据节点分布示意

3．网络设计 针对医院的应用需求，网络可以按照如下设计方案。

（1）组网方式：根据功能划分，可以为大楼网络划分成医院内网和外网两大块；医院内网主要是指运行医院信息化包括的医疗业务、PACS资料以及医疗仪器采集的数据网；而外网是指包括为医护人员、病人提供Internet 服务的网络；内、外网之间采用单独划分、单独建设的方式。

医疗内网方面，考虑到内网运行的功能较多，且各功能之间如医疗仪器信息网和医院信息化管理（MIS），医疗仪器与PACS网之间相对独立，所以应采用三层交换模式，利用汇聚层交换机的数据交换、路由完成功能模块之间的数据流向。功能模块之间的数据流交换则由核心交换机来完成。

（2）核心层交换机：中心交换为千兆光纤连接，包括核心交换机和分布层交换机之间的连接，及到中心服务器的连接。

核心层交换机应具备以下要求：支持IEEE802.1Q，IEEE802.1p，IEE802.3x标准网络协议；支持IEEE802.1Q VLAN划分功能，支持VTP以及每个VLAN的Spanning Tree算法；支持组播、资源预留协议；支持交换模块和电源的热插拨；具有灵活的端口配置能力；能支持丰富的图形化网络管理；路由模块能支持多种路由协议或标准；完善、灵活、高效的QoS策略。

在此基础上，考虑到核心层的重要性，设计时应充分考虑核心交换机的可扩充性。尤其是槽位数及功能升级等方面。

（3）汇聚层交换机：需要为医疗信息网、医疗仪器信息网及PACS网分别独立设置汇聚层交换机。汇聚层可用千兆单模光纤上联模块通过单模光纤和网络中心相连，内部信息可直接通过汇聚层交换机进行包转发。

临床医疗信息网运行着临床管理信息（CIS）及医院管理信息（MIS），信息点可达到数千个点。考虑到数据传输容量及QoS保证，需要采用大容量交换机来作为医疗信息网的汇聚层交换机。配备交换引擎 2块或以上，之间做冗余热备份工作。

医疗仪器信息网运行信息主要是对各种医疗仪器设备如呼吸仪、观察仪、麻醉仪等设备的实时数据采取。具有仪器数量多、数据量大的特点。因此，需要采用大容量交换机来作为医疗仪器信息网的汇聚层交换机。

PACS网因为传输数据量大、用户端调用数据频繁。因此，也专门采用1台大容量交换机作为汇聚层交换机。考虑到PACS仪器如CT机、B超机等设备的数据量大，同时考虑今后的发展，因此设计均采用光纤到桌面的接入方式。应采用大容量交换机配备交换引擎2块或以上，之间做冗余热备份工作。

（4）接入层交换机：分布层交换机以基本楼群为基础，它应满足以下要求。①支持IEEE 802.1x认证；②支持VLAN trunk；③支持流分类；④IEEE 802.1p QoS优先级；⑤支持端口汇聚。

在此基础上，建议采用线路上的备份，每个楼层接入交换机都有备份线缆。

（三）无线网络

有线网络虽然得到了广泛应用，但始终有2个方面不尽如人意，一是应地理环境的限制，使得有线网络很难实现进一步的延伸，二是随着移动设备的日益普及，有线接入点的固定性使得笔记本电脑等手持设备还不能成为真正意义上的自由网络的移动工具。

无线局域网是计算机网络与无线通信技术相结合的产物，它不采用传统缆线，利用了无线多址信道的一种有效方法来支持计算机之间的通信，并为移动性、个性化和多媒体应用提供了可能。无线局域网的通信范围不受环境条件的限制，网络传输的范围大大拓宽，最大传输范围可达到几十千米。在有线局域网中，2个站点的距离在使用铜缆时被限制在500米，即使采用单模光纤也只能达到3 000米。而无线局域网中2个站点间的距离目前可达到50千米。

无线局域网的抗干扰性强、网络保密性好，对于有线局域网中的诸多安全问题，在无线局域网中基本可以避免，而且相对于有线网络，无线局域网的组建、配置和维护较为容易。无线局域网的应用，主要是有线网络的补充而不是替换，依托现有有线网络再充分发挥其较高的传输能力和灵活性，将为网络用户提供随时接入的自由网络空间。