某医院无线网建设方案

1、XXXX 医院 无线查房系统简介 神州数码网络有限公司 2015 年 11 月 需求分析 无线查房是医院 HIS 系统的一项应用。随着电子病历在医院的普及，医疗影像和心电 图等也逐步变为数字化图像， 而数字化价值的真正体现主要在于医生在诊断和查房时能够随 时调阅病人相关病历。 现在已有不少医院成功地实现了无线查房系统， 医生只需轻轻点击随 身携带的平板电脑或 PDA ，就可调阅病人的病历、医嘱和各种检查、化验以及护理等信息， 同时可以直接在床边下医嘱， 记录病情变化， 并即时传输至科室和医院的管理终端。 有了这 套无线查房系统， 医生再也不用抱着厚厚的病历和医嘱走进病房， 他们可以利用手中的工

2、具， 更高效更便捷地工作。 一、无线查房系统需求分析 移动医疗覆盖的围极为广泛，如病区移动查房、院外移动医疗及办公应用、母婴管理、 特殊病人管理、 医院特殊重地管理、 医疗设备管理、特殊药品监管等等，而医院目前较为紧 迫的是为了提高工作效率、减低医疗错误，如解决医生护士病区移动查房的需求。 基于如上的业务需求， 衍生出移动护理和无线查房的需求， 即将病区进行无线信号覆盖， 医生通过移动医疗推车及平板电脑， 实行病人床边医疗服务， 包括病历查看、书写、查看检 验检查报告、 医嘱录入等。 护士进行床边医嘱执行时， 首先用移动终端扫描病人二维或 RFID 腕带确认病人身份， 然后再扫描病人药物条码，

3、核对医嘱执行 （记录所有医嘱执行信息、执 行时间信息以及执行护士的身份信息） 。给药流程结束后， 所有流程信息均被记录在 HIS 中， 便于医院管理查询以及事后的追踪， 当然护士也可通过移动终端直接在患者床边采集和录入 病人体征数据等关键信息。 二、病区无线 AP 位置部署案 从病房布局来看，常见的病房布局主要有以下两种。 目前，我国医院楼宇主要分为板型建筑布局和不规则建筑布局两类， 病房主 要呈现以下特点： 1） 病区病房密度较高，墙体为砖墙结构，且每间房间自带卫生间 病区会存在更多墙体障碍物，必须通过增加无线AP的部署数量或适当的信号功 分以减少信号覆盖的盲区。 （2）医生、护士的护理地点

4、机动性很强 流动护理要求较高，为实现医生、护士在不同房间间走动时实现 AP的自动漫游, 必须采用无线控制器AC+Fit AP集中的式进行批量部署，同时这种集中式的管 理式也会大大降低大量AP部署后的后期维护成本。 （3）病区防火防灾安全性要求高 从安全性角度考虑，在减少强电接入的点的数量的同时， 应尽量避免繁杂布线导 致的火灾隐患和影响病区的美观性。 建议通过POE交换机进行双绞线直流馈电 式进行馈电部署设计，同时为便于管理期间，建议无线 AP和PoE馈电交换机 尽量采用同一厂商实现，以便于增强有线无线一体化管理的便捷性。 （4）PDA等智能终端无线网卡发射和接收强度较笔记本的网卡弱 为确保无

5、线设备对人体和其他医疗器械不会造成辐射和信号干扰，PDA等手持 终端的功率普遍为2030mw，相对较小，这样就对AP的部署位置和密度提出 了一定要求。同时从病区未来高密度上网的负载分担和增加接入用户量角度以及 新型医疗终端技术的发展带来的扩展性考虑，建议采用802.11 n双频AP。 1. 楼宇呈板型建筑布局，病房均匀分布在两侧 w * 阳. 7 1丄 血i JEM eh f:* WT UM ICT IW 图1非字型病房布局 如图1所示，对此类病房布局结构，无线AP的部署主要有三种式，如表1所示 (1) 式一：走廊吊顶 rfl* .11 缺点：因每个病房均存在卫生间，信号衰减大，跨楼层干扰比较

6、重，导致信 号不够稳定。 (2) 式二：室功分(推荐) 也口止 尊门 *14 Mi， -lift1加 优点：每病房信号覆盖均匀、稳定、无死角，不容易受到外界干扰，能够满 足所有业务的需求 缺点：布线繁杂，施工成本最高，天线入室后需要配套的隐蔽案或者美化案。 (3) 式三：室吊顶 mnn 优点：每病房覆盖强度较好、无死角, 缺点：病房安装AP，隐蔽工作复杂、AP部署数量较多导致设备成本增加 2. 楼宇呈不规则建筑布局，病房不均匀的分布在一侧 图2 E字形病房布局 如图2所示，对此类病房布局结构，无线AP的部署主要有三种式，如表2所示 (1) 式一：走廊吊顶 Mil R曲 优点：布线施工便，布线成

7、本最低，同频干扰对信号稳定性造成的影响较大。 缺点：AP部署数量较多，整体成本较高 (2) 式二：室功分 i! 优点：每病房信号覆盖均匀、无死角 缺点：布线施工复杂，进入室的天线需要美化或者隐藏 (3) 式三：室吊顶(推荐) i_I J 1 优点：每病房覆盖强度较好、无死角， AP部署数量最少。 缺点：迁线入室布线较式一复杂些，AP需要隐蔽。 鉴于上，综合性价比，可以得出如下结论： （1）对于病房均匀分布于两侧的房间布局，采用室功分的部署式性价比最高。 （2）对于病房不均匀分布于单侧的房间布局，采用室吊顶的部署式性价比最高。 在完成无线AP的点位设计部署后，还需要考虑的就是 AP的供电问题，由

8、于病 区房间密集，如避免故障点及其降低馈电成本和增加病区的布线美观性也是我们 需要重点考虑的畴。 3.无线AP馈电式 目前主流的三种供电式有三类，如表 3所示。 式一：PoE馈电交换机，鉴于802.11 n理论速率为300M600M，建议采 用千兆PoE馈电交换机，适用于同一楼层无线 AP较多的场合。 * tJ 优点：故障点最少，楼层配线间极为整洁，支持供电期管理 缺点：PoE交换机较普通交换机成本偏高一些。 (2)式二：PoE馈电盒，适用于同一楼层无线 AP较少的场合 W 优点：馈电盒较PoE交换机成本低廉 缺点：增加了单点故障点，楼层配线间整洁性较差。 式三：强电供电，适用于边1米已存在强

9、电接入点的场合 优点：如果顶部已存在强电接入点时，成本最低。 缺点：如果顶部不存在强电接入点时，重新顶部强电布线工作量大，且易造 成安全隐患。 鉴于上，综合性价比，从避免增加单点故障点和避免影响楼层配线间整洁性角度 考虑，建议采用PoE交换机式进行部署。 三、病区可视化无线管理案 对于病区的无线网络，如果没有一套合理完善的无线管理案，AP的无线覆盖围、 位置空间、频谱状态、终端定位等需求都无法进行可视化操作和管理， 这种看不 见摸不着的状态，必然会加大后期的维护难度，可见，合理的无线管理解决案应 该具备以下几个特点。 直观可视化的图形化管理界面 如图3所示，每个病房的AP的物理位置、覆盖强度、

10、覆盖围等均进行了图形化 的展示，这必然大大降低了日后的设备维护和管理的难度。 图3可视化图形管理 终端位置定位功能 未来医院的无线应用不仅仅会局限于无线查房的病例查阅、医嘱录入等局限的 畴，还会扩展到资产管理、病号定位等功能上，所以基于终端的位置定位也应该 是无线管理软件应该具备的功能。如图4所示，病人的位置信息进行了基于房间 的准确定位，这也可以延伸到医院的资产管理畴中去。 图4终端位置定位示例 终端接入状态管理。 由于无线是一个看不见摸不着的网络， 如对终端进行基于流量和在线的监控， 是 需要考虑的。对某个AP下面接入终端的数量、接入速率、在线时长等信息的收 集对于简化网络的管理和降低网络

11、运营成本是很有必要的（如图5所示）。 10 tetoae* 傀 eg小鈕 (4) STA 向 AP1 发送关联请求报文( Association Request )进行关联， AP1 回应关联 响应报文(Association Response)。STA与AP间建立链路层连接； (5) STA 不需要进行身份认证，通过 AP1 成功连入网络。 (6) 当STA从AP1往AP2向移动，感知到 AP2的信号强度渐大，AP1强度渐弱，当 AP2与AP1的信号强度差达到一定门限时，STA开始向AP2发起认证和关联请求，(通过 Probe Request/Response， Authentication

12、 Request/Response 以 及 Association Request/Response 报文)； (7) STA 与 AP2 的链路层连接建立成功后，成功连入网络。 、 AC+FIT AP 架构下， AC 上不做认证时： (1) AP1 与 AP2 分别与 AC 建立 CAPWAP 隧道； (2) API , AP2发送Beacon帧，向STA通告支持的无线服务； (3) STA搜索到AP1的信号，向AP1发Probe Request，请求获取AP1所提供的无线 服务； AP1 回应 Probe Response ； (4) STA 向 AP1 发送认证请求报文( Authent

13、ication Request )请求接入， AP1 透传 报文到 AC ， AC 通过 AP1 回应认证响应报文 (Authentication Response); (5) STA 向 AP1 发送关联请求报文( Association Request )进行关联， AP1 透传报文 至AC，AC回应关联响应报文(Association Response)。 STA与AP1间建立链路层连接； (6) STA 不需要进行身份认证，通过 AP1 成功连入网络。 (7) 当STA从AP1往AP2向移动，感知到 AP2的信号强度渐大，AP1强度渐弱，当 AP2与AP1的信号强度差达到一定门限时，S

14、TA开始向AP2发起认证和关联请求，(通过 Probe Request/Response， Authentication Request/Response 以 及 Association Request/Response 报文)，建立无线链路连接； (8) AC通过AP1向STA发送一个去认证报文，通知STA从AP1下线； (9) STA 通过 AP2 成功连入网络。 三、 FAT AP 架构下，在 AP 上进行 802.1X 认证时： API , AP2正常工作，发送 Beacon 帧，向STA通告支持的无线服务； (2) STA搜索到AP1的信号，向AP1发Probe Request，请求

15、获取AP1所提供的无线 服务； AP1 回应 Probe Response ； (3) STA 向 AP1 发送认证请求报文( Authentication Request )请求接入， AP1 回应 认证响应报文 (Authentication Response); (4) STA 向 AP1 发送关联请求报文( Association Request )进行关联， AP1 回应关联 响应报文(Association Response)。STA与AP间建立链路层连接； (5) AP1向STA发起802.1X协商，用户输入用户名、密码， AP1通过Radius协议把 用户名、密码发到 Radi

16、us 服务器上进行认证。 (6) 802.1X认证成功后，STA与服务器间协商出 PMK，同时服务器把 PMK下发到AP1 上。 (7) STA与AP1进行四次握手协商，通过PMK协商得到STA与AP1间数据加密所用的 PTK。 (8) STA 通过 AP1 成功连入网络。 (9) 当STA从AP1往AP2向移动，感知到 AP2的信号强度渐大，AP1强度渐弱，当 AP2与AP1的信号强度差达到一定门限时，STA开始向AP2发起认证和关联请求，(通过 Probe Request/Response， Authentication Request/Response 以 及 Association R

17、equest/Response 报文)； (10) STA与AP2的链路层连接建立成功后，因AP2上没有STA的身份信息，因此还需 要与STA进行802.1X协商，并得到 STA与AP2之间的PMK ； (11) 802.1X协商成功后，STA与AP2进一步通过四次握手协商数据加密密钥PTK; (12) STA 通过 AP2 成功连入网络。 四、 AC+FIT AP 架构下， AC 上做 802.1X 认证时： (1) AP1 与 AP2 分别与 AC 建立 CAPWAP 隧道； (2) AP1，AP2发送Beacon帧，向STA通告支持的无线服务； (3) STA搜索到AP1的信号，向AP1

18、发Probe Request，请求获取AP1所提供的无线 服务； AP1 回应 Probe Response ； (4) STA 向 AP1 发送认证请求报文( Authentication Request )请求接入， AP1 透传 报文到 AC ， AC 通过 AP1 回应认证响应报文 (Authentication Response)； (5) STA 向 AP1 发送关联请求报文( Association Request )进行关联， AP1 透传报文 至AC , AC回应关联响应报文(Association Response)。 STA与API间建立链路层连接； (6) API与ST

19、A开始802.1X协商，用户输入用户名、 密码，AC通过Radius协议把用 户名、密码发到 Radius 服务器上进行认证。 (7) 802.1X认证成功后，STA与服务器间协商出 PMK，同时服务器把 PMK下发到AC 上。 (8) STA与AC之间进行四次握手协商，通过PMK协商得到STA与AP1间数据加密所 用的PTK, AC把PTK下发到AP1上。 (9) STA 通过 AP1 成功连入网络。 (10) 当STA从AP1往AP2向移动，感知到AP2的信号强度渐大，AP1强度渐弱，当 AP2与AP1的信号强度差达到一定门限时，STA开始向AP2发起认证和关联请求，(通过 Probe R

20、equest/Response, Authentication Request/Response 以 及 Association Request/Response 报文)； (11) STA与AP2的链路层连接建立成功后，因 AC上已经有STA的身份信息，因此不 需要再进行802.1X协商，而是直接使用之前得到的 PMK进行STA与AP2间的四次握手协 议协商AP2与STA间的数据加密密钥 PTK； (12) AC 通过AP1向STA发送一个去认证报文，通知STA从AP1下线； (13) STA 通过 AP2 成功连入网络。 2.4GHz 与 5GHz 特点 无线网络信号的本质是电磁波， 电磁

21、波的传播速率等于频率与波长的乘积， 而这个乘积 实际上是一个固定值，就是光速，换句话说电磁波的频率越高，波长就越短，因此5GHz 信号的波长显然要比 2.4GHz 信号的要短， 而波长越短的电磁波穿透力就越强。 对于 2.4GHz 和 5GHz 频段的电磁波来说， 其主要传播式是直线传播， 在碰到障碍物时会产生穿透、 反射、 衍射等多种现象， 其中穿透是主要现象， 只有小部分的信号会发生反射和衍射。然而电磁波 信号在穿透障碍物时会损失大量的能量， 有时候尚未穿透障碍物， 能量就已经消耗殆尽， 结 果接收端收到的是通过反射和衍射而来信号，简单来说就是绕过了障碍物的信号。5GHz 频 段的电磁波比

22、 2.4GHz 频段电磁波有更强的穿透力， 但相比之下反射和衍射的能力就不如后 者了。当两种频段的电磁波在碰到障碍物的时候， 5GHz 信号几乎全部能量都会用在穿透上， 而 2.4GHz 信号则有部分会产生反射和衍射， 绕过了障碍物继续传播。 因此 5GHz 信号虽然 选择了路程最短的传输路径，但是在传输过程中的会有很大的能量损失，2.4GHz 信号走得 路径会更长一些， 但是保留下来的能量却更多， 在我们看来就是信号强度更强了。 因此我们 不应该说“ 2.4GHz 信号穿墙能力比 5GHz 信号更强”，应该说“ 2.4GHz 信号绕墙能力比 5GHz 信号更强” 。第二关于信道的问题国规定可用的 5G 信道只有 149、 157、 161 、 165 这 5 个(民用)。 欧美采用的 36-64 、 100-144 我们未开放，因此我国最大可用是 100Mhz ， 并非答主说的5Ghz有22个HT,路由器802.11ac的标准最大支持到 160Mhz，这个我们 暂时用不到也就意味着 5Ghz