无线零漫游技术在医院中的应用与实践

引言

随着医疗信息化水平不断提高，上海市胸科医院在不断完善服务临床的HIS、LIS、RIS这3大应用系统的基础上，将医疗信息化向全院范围铺开，建立了如协同办公平台、物资系统等提高管理效率的应用系统。上海市胸科医院是一家专科三级甲等医院，为符合三甲医院的标准，移动医疗、移动办公已成为一个刚性需求，要符合“移动”这个标准，仅使用有线网络显然无法达到要求，部署一套稳定、快速的无线网络已然成为数字化医院建设的重要组成部分[1]。为此，在病房及办公区域建设无线网络，使医院有线网络无法触及的区域可以有“网”所用，为移动查房、移动护理、移动办公等信息系统的建设奠定网络基础[2]。从而实现“移动医疗”这一新的临床应用模式，提升医院各部门的工作效率，提高医疗服务水平。无线网络的部署将会使医院信息化水平提升到一个新的高度[3]。

2011年部署了一套全放桩型AP无线网络。放桩型AP的优点是部署简单、单个AP可承载的接入终端较多。但是其缺点也十分明显，主要是单个AP成本较高、每个AP都需要直接接入交换机。综合考虑成本与信号覆盖面，当时部署时并未在每个房间都安装AP，而病房都采用防火墙和防火门构造,其对无线信号有很强的屏蔽作用，导致各病房内的无线信号相当弱，最终导致使用效果极差，在无线信号较弱的区域，信号接收能力差的设备几乎无法使用。而且AP间漫游问题也十分突出，漫游时会产生掉包的现象，再加上部分区域信号较弱，经常导致应用程序卡死、报错、崩溃。

2013年，医院新大楼落成，在考虑无线部署方案时，选择使用了智分型AP。“智分”相较于“放桩”，其优点是不用在每个房间放置AP，只需要将天线放入房间即可达到无线信号覆盖无死角的效果，减少了AP的部署数量，也减少了交换机的数量，大大节省了部署的成本。不仅如此，由于天线发射出的信号就是AP本身的信号，所以AP间漫游的情况也随之减少了。但仍然不能完全解决移动访问过程中最棘手的问题——零漫游[4]。

移动医疗的场景主要是在病区病房中使用相应的信息系统，上海市胸科医院每个楼层为一个独立病区，需要使用无线的设备仅在一个病区里移动，只要在同个楼层不出现漫游的情况就可以解决发生漫游时网络掉包，造成应用程序卡死、报错的问题。如果一个AP的信号可以覆盖整层楼面，那么就不会产生漫游。但是，无论是使用放桩型AP还是智分型AP，都无法做到使用一个AP就可以覆盖整个楼面。经过多方面的调研，锐捷网络基于无线零漫游技术的无线网络部署方案可以做到一个楼层的无线信号被“视作”由同一个AP发射，从而实现同层“零漫游”。这个方案既沿用了智分无线覆盖的优势，又立足于解决移动终端在一些大型病区的信号漫游问题[5]。

1　网络架构

锐捷网络基于无线零漫游技术的无线网络部署方案是专门针对移动医疗业务的特点，在智分型AP的基础上，进行技术革新，着重解决医护人员的移动终端设备在进行正常移动时医疗信息系统不会因为在几个病房间移动发生漫游，造成网络掉包，导致系统崩溃，而引发业务中断的问题。锐捷网络基于无线零漫游技术的无线网络部署方案中包含零漫游AP、智分单元、馈线、美化天线。每个病区的护士站基本都处于整个病区的中央，所以将零漫游AP部署在护士工作站最为合适，每个病房及办公区域都要部署美化天线，除此之外还要在信号盲区部署美化天线，以保证无线信号全覆盖。每个零漫游AP可以接入8个智分单元，而每个智分单元可以承载6个美化天线，零漫游AP、智分单元和美化天线之间使用馈线进行连接，整个病区的无线信号都视作由零漫游AP发射，实现同层病区内的无线“零漫游”。零漫游无线网络部署模式示意图，见图1。

2　技术特点

2.1　终端设备零漫游，保证医疗业务持续性

锐捷网络基于无线零漫游技术的无线网络部署方案中整个网络的无线信号都由零漫游AP发射，实现同层病区的无线信号覆盖都处于同频段、同信道的网络环境中，整个无线网络没有漫游的情况，使得在同层病区内接入无线网络的设备，无论移动到哪个位置都始终能够保证设备不漫游、无线信号不中断，使得移动医疗信息系统运行顺畅，保障医疗业务不受无线网络影响。

2.2　信号全覆盖，环境更整洁

锐捷网络基于无线零漫游技术的无线网络部署方案因其独特的部署模式，使得无论是走廊还是病房或办公室内的信号都是满格的，做到了信号覆盖无死角。通过专用的馈线将美化天线放置在每个房间内部，用天线入室的方式解决了无线信号穿墙后衰减的问题，保证了房间内部信号覆盖无死角，不再需要通过加强无线信号以达到穿墙的效果，更不需要通过增加AP的数量达到信号覆盖无死角的要求。并且在走廊也可以使用美化天线实现无线信号覆盖，美化天线相较于AP而言体积更小，使得墙面和天花板看上去更整洁。

2.3　覆盖面积大，可实现跨楼层部署

1个零漫游AP可以连接8个智分单元，而每个智分单元可以连接6个美化天线，即1个零漫游AP可最多覆盖48个房间的无线信号[6]。1个零漫游AP可以为一整个病区提供无线信号，甚至可以跨楼层，同时为两个以上的病区提供无死角的无线信号覆盖。由于1个零漫游AP发射的无线信号仅使用一个信道，这样就大大节省了信道资源，降低了同频同信道无线信号互相干扰的可能性。

2.4　功能强大的智分单元

医院的网络有其独有的特殊性，大多数都至少存在医疗业务内网和普通办公外网两张以上的物理隔离的网络。锐捷网络基于无线零漫游技术的无线网络部署方案中的智分单元不仅可以连接零漫游AP使用，其本身也内置了独立的无线模块，智分单元也可以作为AP使用。这样，一套无线设备就可以支持两张独立运行的网络，且部署完成后保证两张网络仍然是物理隔离的，实现了无线信号内外网隔离，在保证医疗业务内网安全的同时，为普通办公外网用户提供了无线网络接入的服务，提高了无线设备的利用率。

智分单元还可以将整个链路的上行和下行信号同时进行放大，既保证了无线医护业务下行带宽（下行业务包括病人资料的读取、病人病历的调用等），又带来更良好的上行无线链路，让医护工作者瞬间完成病人新病情信息的上传[7-10]。

2.5　创新发展，绿色环保

锐捷网络基于无线零漫游技术的无线网络部署方案相比传统的无线网络部署方案，其使用的无线设备摒弃了干线放大器、耦合器、功分器等元器件，虽然没有了这些大功率、高增益的元器件，但是凭借其先进的技术和部署方式达到了传统无线网络无法做到的无线信号覆盖效果[11-13]。

3　结束语

上海市胸科医院2号住院楼每层病区包括病房13间、医生护士办公室13间，每间房间部署1个美化天线，走廊、电梯厅等公共区域补充部署4个美化天线，那么每层病区就需要30个天线。传统智分方式只能1分6，覆盖整个病区至少需要5个AP，设备在整个病区移动一周就会漫游至少4次。而“零漫游”的部署模式可以做到1分48秒，覆盖整个病区只需要1个智分单元，设备在病区中移动时就不会发生漫游的情况。“零漫游”的部署模式在上海市胸科医院的实际应用情况示意图，见图2。

无线网络的部署重在质量，无线信号测试为必不可少的环节。针对“零漫游”无线网络的特点，不仅要测试无线信号强度、覆盖率，还要测试其是否真正消除了漫游现象。

我们选择使用一台笔记本电脑作为测试工具，在笔记本上运行“ping”命令，用以观察在测试期间是否出现掉包情况。此外为了证实“零漫游”这一特点，我们同时登录无线控制器，查看测试期间笔记本电脑的无线网卡是否出现漫游情况，即使用命令查看无线网卡是否连接了2个以上AP。我们选择了一个病区，将笔记本电脑在该病区各个病房、办公室之间来回移动。经测试，证实笔记本电脑的无线网卡一直连接在一个AP下，未出现漫游现象。无线信号也做到了整层病区全覆盖、信号强度无死角。为了验证美化天线部署的实际效果，我们选择了一个病房用无线信号强度测试工具进行测试。首先将这个房间的美化天线与零漫游AP断开，模拟放桩式AP部署的环境，用测试工具检测无线信号强度为-78 dBm。再将美化天线连接上零漫游AP，用测试工具检测无线信号强度为-46 dBm。无线信号测试结果。由此证明美化天线入室，明显提升了房间内的无线信号强度，见图3。

但是测试期间还是出现了间歇性的网络掉包。针对这个情况，锐捷网络的工程师对无线网络进行了优化，包括禁用10 Mbps以下的低速率连接、每天凌晨自动调整分配信道等优化措施。经过优化后的无线网络，网络掉包率明显下降，在整个测试过程中测试设备几乎没有掉包，也没有漫游，达到了预期的效果[14-15]。锐捷网络基于无线零漫游技术的无线网络部署方案在上海市胸科医院成功实施，为医院开展移动查房、移动护理、移动办公打下了坚实的网络基础[16]。

[参考文献]

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[2] 李洪凤,魏德健,张俊忠,等.面向医疗卫生的无线传感器网络节点定位技术的研究进展[J].中国医疗设备,2016,31(3):80-83.

[3] 文珊.移动与无线技术在医院信息化建设中的应用[A].2014中华医院信息网络大会[C].2014.

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[6] 杨光.“无线工厂”入驻玛丝菲尔实现“零漫游”漫游”[N].中国信息化周报,2015-7-20(24).

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[13] 蔡文君.无线局域网在医院中的应用及安全防护[J].信息通信,2014,(6):94-95.

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[15] 韩蓉,吴俊.基于PDCA闭环管理的医院无线网络的构建[J].中国医疗设备,2015,30(12):152-154.

[16] 史洪飞,冷金昌,彭坤,等.医院无线网络建设方案研究[J].中国数字医学,2014,(4):82-85.