高品质医院网络建设指南V2.0 2025

i第1章智慧医院发展趋势与挑战 11.1智慧医院发展趋势 11.2智慧医院网络面临的挑战 5 102.1智慧医院网络特征 102.2方案简介 122.3方案价值 15 233.1方案概述 233.2方案价值 303.3关键技术 33 564.1方案概述 564.2方案价值 614.3关键技术 68 755.1方案概述 755.2方案价值 805.3关键技术 85 916.1北京协和医院，构建智慧化转型“新中枢” 91 946.3南京鼓楼医院，打造智慧化极简数据中心网络 966.4武汉协和医院，推动智能化网络部署 986.5南方医科大学深圳医院，零漫游全无线网络提升诊疗效率 100 1037.1AirEngineWi-Fi6系列AP 1037.2AirEngineWi-Fi7系列AP 1087.3CloudEngine系列交换机 1117.4HiSecEngineUSG6525E防火墙 1147.5ASG5000系列上网行为管理产品 115 116A术语 117B参考文献 1211智慧医院发展趋势与挑战智慧医院发展趋势与挑战摘要本章主要介绍智慧医院业务的发展趋势，同时分析这些变化给智慧医随着经济快速发展，生活水平不断提高，人民群众对高质量医疗服务的需求也在持续增长，但我国当前医疗卫生服务体系结构性问题依然突出，主要体现在优质医疗资源总量不足且区域配置不均衡，医疗卫生机构设施设备现代化、信息化水平不高等方面。为提升公共卫生和人民健康水平，我国政府制定了一系列法律法规和政策规范，指导和引领智慧医院建设发展方向。2021年6月国务院办公厅印发《国务院办公厅关于推动公立医院高质量发展的意见》指出，加快优质医疗资源扩容和区域平衡布局，力争通过5年努力，公立医院发展方2智慧医院发展趋势与挑战式从规模扩张转向提质增效，运行模式从粗放管理转向精细化管理。2021年9月，国家卫健委印发《关于印发公立医院高质量发展促进行动（2021-2025）的通知》，进一步明确在“十四五”期间，以改革创新为动力，以国家医学中心和国家区域医疗中心建设和设置为引领，以学科、人才队伍和信息化建设为支撑，以医疗质量、医疗服务、医疗教学、临床科研、医院管理提升为重点，以公立医院高质量发展指数为标尺，促进我国公立医院医疗服务和管理能力再上新台阶。通过打造一批医疗技术顶尖、医疗质量过硬、医疗服务高效、医院管理精细、满意度较高的公立医院，推动我们公立医院整体进入高质量发展阶段。到2025年，初步构建与国民经济和社会发展水平相适应，与居民健康新需求相匹配，上下联动、区域协同、医防融合、中西医并重、优质高效的公立医院体系，为落实基本医疗卫生制度提供更加有力的保疾病发病率和地区、人群分布等情况，进一步扩大区域医疗中心建设地区、输出医院和专科范围，同步将承担输出任务的高水平医院纳入区域医疗中心建设。2022年，到2023年覆盖所有省份，完成全国范围的规划布局，到2025年基本完成区域医疗中心建设，推动优质医疗资源扩容和区域均衡布局，群众危急重症、疑难病症基本在省域内得到解决。在优质医疗资源薄弱地区建设高水平医院分中心、分支机构，坚持“按重点病种选医院、按需求选地区，院地合作、省部共建”的思路，定向放大国家顶级优质医疗资源。对纳入设置规划的国家区域医疗中心，重点加强业务用房建设、医学装备购置、信息化和科研平台建设，建立远程医疗和教育平台，加快诊疗装备智能化改造升级，使其具备作为输出医院所要求的技术水平、人才储备、临床教学和科研能力，发挥区域医疗卫生服务体系“头雁”作用。当前不同院区的独立管理为主模式，很可能无法适应未来2~3年头部三甲医院跨省多院区的规模建设，在医护资源无法快速对齐老院区的客观现实下，通过院区间高效的远程协同，快速提升新院区的医疗服务水平，实现多院区一体化管理、医疗质量同质化将成为关键问题。为统筹推动全民健康信息化建设，进一步推进新一代信息技术与卫生健康合，将数字技术与系统思维贯穿到健康中国、数字中国建设的全过程，充分发挥信息3智慧医院发展趋势与挑战康信息化规划》，以新一代信息技术为有力支撑，以数字化、网络化、智能化促进行业转型升级。规划明确了8大重点任务：一是集约建设信息化基础设施支撑体系；二是健全全民健康信息化标准体系；三是深化“互联网+医疗健康”服务体系；四是完善健康医疗大数据资源要素体系；五是推进数字健康融合创新发展体系；六是扩展基层信息化保障服务体系；七是强化卫生监控统计调查分析应用体系；八是夯实网络与规划中要求全面推进医院信息化建设提档升级：将信息化作为医院基本建设的优先领域。按照《全国医院信息化建设标准与规范》和《全国公共卫生信息化建设标准与规范》，要求二级及以上医院持续完善医院信息平台功能，整进医院新一代数据中心建设，实现医疗业务协同一体化、惠民医疗服务一站式、精准决策支持一门户、信息资源管理一张图、数据分析利用一平台、数据强化对医院精细化运行管理和全视角决策评价的技术支撑和数据保障。鼓励医院信息系统云上部署，推进医学影像数据存储、互联网服务和应用信息系统分步上云。规划明确要求推进医疗物联网应用试点。发挥物联网泛在连接、低能耗、智能感知的技术优势，围绕智慧病房、远程会诊、重大疫情防控救治等需求，优化远程医疗通信网络基础设施，重点推进智能个人定位、个人可穿戴健康智能监测、具备医疗诊断级加速医学科技创新转化医学发展的历史表明，探索与创新精神是推动医学发展的第一动力。解剖、麻醉、消毒与无菌、输血、抗生素等重大发现与发明，挽救了人类生命，促进了人类医学文明的进步。可以说，医学领域中，疾病预防与临床诊疗的任何一项新技术、新装备、新药品的应用都是医学科技创新与成果转化的结果[1]。创新相关的内容包括两个方面。一是提升医疗技术应用能力，推动技术创新转化。支持相关临床专科不断拓展诊疗方法，提升医疗技术能力和诊疗效果，形成技术优势。二是坚持技术创新的发展思路，加强临床诊疗技术创新、应用研究和成果转化，特别是再生医学、精准医疗、生物医学新技术等前沿热点领域的研究，争取在关键领域实现重大突破。4智慧医院发展趋势与挑战十年来，我国卫生健康科技创新不断取得重大进展：在20个常见病、多发病领域中建成了50家国家临床医学研究中心；在生物医药领域建成75家国家重点实验室，这在各学科领域中居首位；在北京协和医院等5家医疗机构建设转化医学国家重大科技基础设施，布局建设109家委级重点实验室，省级行政区域实现全覆盖；为强化病原微生物实验室体系建设，全国从事人间传染病原微生物实验室活动的P3、P4实验室63个，P2实验室4.6万个，为科学研究、疾病防控和产业发展提供了强有力的支撑[2]。随着我国医学科技创新的不断发展，相关成果也反映在自2016年以来，国际权威学术期刊Nature每年都会根据前一年的高质量学术论文和科研成果对全球各大医院进行排名，中国医院科研排名逐年稳步上升，2022全球医疗机构科研百强榜中22家中国医院上榜，其中华西医院位列14名，但与发达国家相比仍有较大差距[3]，我国医疗科研工作仍然任重道远。2024年政府工作报告强调，要深化大数据、人工智能等研发应用，开展“人工智能+”行动，打造具有国际竞争力的数字产业集群。医疗行业是强数据积累的行业，非常契合AI应用领域的发展。医疗大模型应用领域，一方面是针对医生，在常见的问诊、病历生成、患者病史分析等场景，都需要医生基于历史信息进行这正是大模型的长项。利用大模型的总结摘要能力，可以快速对多类数据进行总结并形成摘要，帮医生完成繁琐、重复性高的工作，提升效率。医疗大模型在辅助决策、治疗方案生成等应用上的准确性，一再得到科学研究的证实。另外一方面，医疗大模型的价值在于能够惠及大量缺少顶级医疗资源的普罗大众，谷歌搜索每天都会有10亿个健康相关的搜索，医疗广告收入也是国内搜索引擎的重要收入来源。听得懂“人话”，又更懂医学知识的大模型医生，比以前更靠谱。它还可以是导诊台，帮助患者进行初步的分诊，将只需简单处理就可以解决问题的患者，分流至社区医院，减轻上智慧医院，承载着维护人民群众生命安全和身体健康的重要功能，智慧医院建设水平是我们治疗服务高质量发展的依托。为加强智慧医院建设水平，国家卫健委明确智慧医院的概念，并针对智慧医院建设给出了明确的评价体系和标准。智慧医院是“通过信息技术手段不断提高医院治理水平，形成线上线下一体化的现代医院服务与管理模5智慧医院发展趋势与挑战慧管理“三位一体”的智慧医院系统，聚焦“智慧为患者提供更高质量、更高效率、更加安全、更加体贴的医疗服务。智慧医院建设是中国医疗服务高质量发展的重要引擎，医院信息化提档是高品质医院建设的基石。网络作为智慧医院信息化建设的基础设施，高品质智慧医院建设对智慧医院网络提出了更高的要求。结合智慧医院发展趋势和国内多家三甲医院的现状调研发现，面向未来的智慧医院网络建设仍存在以下问题。挑战一：移动护理场景粘性终端不漫游，移动查房系统依托无线网络，将之前医生和护士在工作站才能完成的业务功能，通过手持终端PDA（PersonalDigitalAssistant，个人数字助理）或者移动查房车等延伸至患者的床边。医护在查房时通过移动终端接入医院信息管理系统，可快速查询患者病历、检查报告、特别护理单等诊疗数据，还可拍摄患者临床图像或录制谈话音频上传系统，为制定适合的诊疗方案提供数据基础，大大简化了医疗工作流程，提高工作WLAN技术体系下存在粘性终端问题，即这些终端在移动后不能漫游到信号强度更好的新AP上，无线信号强度低通信速率低误码率高，严重影响查房业务体验。以PDA为例，其供应链存在多个供应商，且每个供应商的PDA可能包括安卓5.1.1、7.1.2、8.1.0、10.0等各种版本。这就导致在一个病区的PDA实际网络性能参差不齐，某三甲医院移动查房业务调研发现，两个PDA在同样的使用条件下，5.1.1版本的PDA终端漫游7次，远少于7.1.1版本的43次。从终端侧整改粘性终端费时费力，而且新的设备采购或者版本更新，该问题还会反复出现。因而移动查房业务，迫切需要新的无线解决方案以从根本上解决该问题。6智慧医院发展趋势与挑战医院新建时，设备带内为每个床位预留的信息点位数量通常只有2~3个。而随着信息终端、呼叫器、监控仪、输液监护仪等设备的逐步引入，已有的信息点位不足问题就会凸显出来。而如果需要增加信息点位时，就需要对病房停业和弱电施工改造，从弱电间到病房铺设新的铜缆，铜缆路径长达30~50米。即当前病房增加信息点位方案，存在建设周期长、布线成本高（以北京某三甲医院，每年病床新增布线的直接成本超20万改造期间可能影响病房业务开展等弊端。除病房外，再以一个完整配置的护士站为例，通常包括护士使用的电脑和打印机；患者使用的自助机、排队叫号机；公共区域的电视显示大屏和投影设备。通常护士和患者使用的终端是建设时就一次配置齐全，但公共区域的电视、投影等设备，可能需要在后期升级配置，导致对信息点的灵活增加也存在诉求。总结：随着医院信息化和智能化改造的不断深入，大量场景如门诊大厅、病房、护士站等都对信息点位的灵活扩展存在诉求。挑战三：协同类业务保障压力大多学科会诊（Multi-disciplinaryTeam，MDT）是以多学科资深专家以共同讨论的方式，为患者制定个性化诊疗方案，在医院急症、难症救治中发挥了重要作用。与单学科诊疗业务相比，MDT需要同时完成结构化数据和图像类数据传输，还需保证会议系统音视频质量，对网络带宽资源、时延、抖动等提出了更高要求。远程超声、远程心电诊断、远程影像诊断、远程病理诊断等远程协同业务意义重大。对于上级医院，可以提升经济效益，跨院远程协同减少差旅费用；对于分院，可以快速提升医疗服务水平，防止患者流失；对于患者，可以就近获得优质医疗资源，把握最佳诊治时机，降低异地就医费用；国家层面，可以解决医疗资源分布不匀的问题。但相应地，院间网络资源抢占愈加频繁，院间挂号结算流量等关键业务和远程门诊、远程超声等远程协同实时类业务，对业务的快速开通、网络质量、网络稳定性等业务利用医疗物联网技术，构建柔性物流和数字孪生运营系统，对药品、标准、器械、耗材等医疗物资的出入库、运输、储存和使用进行精细化管理，同时对库存进行精确预7智慧医院发展趋势与挑战测，保证供应连续性。资产管理系统实现资产可管（快速盘点）、资产可视（资产利治疗数据、资源消耗等数据，可以全面分析科室医生贡献、工作强度、医疗器械效益，在ICU病房中，基于实时生命体征数据构建智能化患者病情预测预警模型，可提前预测患者病情恶化。医疗物联网将ICU病房的监护仪、呼吸机、麻醉机、输注泵、血气分析仪等各类生命体征监测与支持类设备联网，获取设备运行参数、患者体征和波形数据，以统一接口和数据标准对接各种智慧ICU应用，实现病情预测预警，对提高患者生存率和预后质量具有重要的临床价值。同时，临床医疗物联网也是医疗科研创新的重要数据来源。但是医疗物联网建设时存在较多困难。例如，传统大型医疗设备接口以串口等有线连接为主，不具备无线能力，在设备移动时非常不方便；物联网通常缺乏BLE、RFID、Zigbee、Lora等各类协议的引入导致站之间的无线干扰、弱电施工等给医院信息化建设带来了更多挑战；同时部分物联网络承载了如生命体征监测等关键业务，但通信可靠性无法保障。挑战五：数据中心建设不足以支撑业务开展和大数据基于高性能数据中心，推动创新疗法、药物、技术、诊断试剂在临床的应用实践；基于精准医学检测、精准成像评价、细胞治疗产品研发和制备平台，为临床转化的精准决策、个体化治疗提供支撑，缩短生物治疗成果从基础研究到临床应用的时间周期。构筑“基础发现-临床研究-成果转化-产业发展”全流程。基于医学知识库，如诊疗监测、脑电图、肌电图、步态分析等）、其它重症基因组学数据等，通过大数据与人工智能技术实现临床智能辅助如诊断推荐、相似病历、对比分析、建议治疗方案等，辅助临床医生进行决策。同时我们可以看到在医学领域，ChatGPT已经可以用于辅助医生进行疾病诊断、医疗保健管理等方面，对ChatGPT医疗能力评价：1.ChatGPT具备合格的医学水平，能够对患者的医疗咨询问题提供准确的回复。8智慧医院发展趋势与挑战2.ChatGPT能够处理多科室的复杂病例，克服了不同科室之间的专业壁垒。3.ChatGPT在使用上没有时间和空间的限制，回复速度快，内容丰富，患者满意度同时，国内TOP医院医疗创新对高性能数据中心建设提出了诉求：通过基因测序、组学技术和生物信息分析，连接基础医学研究和药物开发，将研究成果快速应用到临床治疗上；同时，也会带来新的医疗模式转变，预测预防、早期干预和个性化诊疗，这些都已经成为临床医学发展的新方向。医疗创新研究背后都有着大数据分析和高性另一方面，随着一院多区进入大规模建设期，新的分院是否建设数据中心，新建设数据中心的选址、布局，多个院区间不同数据中心定位和协作关系（如主数据中心、备用数据中心、灾备数据中心和大数据科研数据中心等）等种种问题，考虑到医院勒索病毒问题，还需要考虑离线数据中心的建设。挑战六：医疗数据安全已经越来越关键勒索病毒通过骚扰、恐吓、绑架用户文件等方式，使用户数据资产或计算资源无法正常使用，以此为条件向用户勒索钱财，已经给世界各地的企业造成了灾难性的经济和声誉损失。据业界云端检测，2022年全网遭受勒索攻击高达3583万次，相比2021年增加了60%。医院数据价值高、信息敏感，且系统停摆可能会对需要治疗的生命带来影响，因此也成为勒索病毒攻击的主要目标之一，医疗行业受勒索病毒攻击比例已达全行业的6.13%，明显高于行业市场份额占比；与金融行业8.89%差别不大，明显高于政府、餐饮等行业。传统安全防护系统风险识别效率低、处置时间长，一旦遭受攻击，医院将面临巨大的经济损失，因此迫切需要新的威胁分析与检测技术。医疗数据的安全访问和患者隐私数据的防泄漏，越来越受到业内人士的关注，例如医疗设备自带无线网关进行远程运维，相当于在严密的医疗内网开了一个天窗，极易受到攻击和造成患者数据泄露；再如“医疗云”平台的建设和访问，在提升就医效率的同时，也带来了安全风险。9智慧医院发展趋势与挑战挑战七：医院网络复杂度增加，带来的自动化和智能随着医院业务的多元化发展，除了传统的有线网络外，无线网络和物联网都已经进入大规模建设阶段，目前医院网络已经形成内网、外网、无线网、物联网、设备网、安防网等多张网络。传统多张物理网络建设模式，给医院数据流转形成了壁垒：例如医疗物联设备生成的数据，通常需要接入到内网中；安防、设备网的数据也需要在医院内网大屏智慧端进行统一呈现。因而越来越多的医院都在考虑引入SDN（Software-definedNetworking，软件定义网络）虚拟化网络来实现多个业务网的快速部署和灵活调整，构建全院一张网、多网融合、高度自动化和智能化的一体化网络。既满足医院多样化的业务场景需求，也提升了网络的运维体系效率，解决传统多张网络带来的数据分散不成体系，网络间数据壁垒等问题。智慧医院网络解决方案摘要本章主要介绍了智慧医院网络的典型特征和总体架构，即利用“端-边-网-管控-应用”的业务连接能力和管控析一体的策略能力，结合零漫游、以太光纤接入、切片、临床医疗物联、一体安全、无损以太等创新技术，为全院提供畅通连续、泛在感知、安全可靠的高质量业务访问体验。为应对上述医院网络建设中的各项挑战，支撑智慧医院业务开展，下一代高品质智慧应用零漫游分布式Wi-Fi技术，保证移动查房时护士或医生的手持PDA、移动查房车等设备始终接入同一个AP，避免PDA移动过程中的跨AP漫游流程，实现查房零漫游、零丢包，大幅提升医护人员的工作效率和工智慧医院网络解决方案以太全光，通过灵活选用不同端口密度的小行星交换机，实现信息点位灵活扩展，无需弱电施工。传统方案中光纤不支持供电、铜缆不支持带宽升级，而基于光电复合缆的以太全光方案可以同时支持远程供电及带宽平滑升级。同时，小行星设备具备免规划、免配置的优势，即插即用、上电可用，真正实现基于安全态势感知、网安联动等技术，构建网络威胁自动检测、近源阻断、网安端一体化多层次纵深方案体系，构建全网一体化安全，满足医院安全等保要求；通过网络和存储联动，实现勒索病毒的快速检测，并协同保护医疗数据安全；针对大型医疗设备实现医疗数据泄露快速溯源，在保证设备运维效率的同时提升防护能力，保障系统应用SDNVXLAN（VirtualExtensibleLocalAreaNetwork，虚拟扩展局域网）技术，实现虚拟网络的快速开通和智能运维，提供科室级的虚拟网络隔离，提升网络隔离性和安全性。基于网络切片技术实现业务间隔离，避免如医疗影像等大流量业务影响挂号、诊疗等小流量业务。基于物联插卡技术，实现物联网网关和Wi-FiAP融合，避免物联网重复布线和同站址多台实体物联网关问题。通过Wi-Fi实现传统医疗设备的无线接入，保护医院既有投资。基于Telemetry秒级采集技术、大数据和AI分析技术，对海量运维数据进行计算学习和特征分析，应用智能故障识别算法提供即时定界和根因定位能力；同时提供无线射频调优、应用及业务可视、预测性运维等关键能力，使能医院网络的智能大幅消减信息科网络运维的人力投入和压力。智慧医院网络解决方案将智能算法引入到数据中心以太网络中，用算法代替专家经验实现实时精准控速。通过真实业务样本训练和随机样本训练，实现业务场景自适应和网络规模自适应，保证数据中心网络0丢包，实现规模不变、算力翻番。智慧医院网络解决方案采用“端-边-网-管-用”五层架构，满足各类医疗终端设备的快速入网需求，并通过高速超宽的园区、数据中心网络互联骨干实现医院内部信息互联互通，结合网安融合的统一管控措施为医院业务提供安全可靠的运行环境，打造无线有线物联融合的网络，逻辑架构如图2-1所示。智慧医院网络解决方案智慧医院网络解决方案程的信息化业务能力。各类数据汇集后，通过医疗大数据系统支持基于人工智能的辅助诊疗，并通过临床科研大数据系统进行科研转化。l管控层：部署各类管理、控制、分析服务软件和安全分析平台等，用于对下层的各类网络设备、物联设备进行全生命周期管理，并作为安全策略管理平台实现网络准入。l网络层：区域内部署核心、汇聚、接入设备堆叠、链路Trunk等技术，提升网络可靠性和可用性。同时，有线核心层规划带宽100G，核心层至汇聚层40G，汇聚层至接入层10G，接入层至终端1G，并将光缆延伸到用户桌面。无线Wi-Fi7具备大带宽、低时延、高并发等关键能力，能各类终端接入，支持蓝牙、RFID（RadioFrequencyIdentification，射频识别）和Zigbee等短距无线通信、IP（InternetProtocol，互联网协议）等接入方式。同时进行准入认证，将IoT（InternetofThings，物联网）和Wi-Fi网络融合。物联网关上安装物联业务处理软件进行协议转换和应用支撑，提供支持连接各厂商医疗设备。l接入层：包括需要接入网络的各类终端设备，如手持PDA、（PersonalComputer，个人计算机）婴儿手环、患者床卡、输液检测等物联终端和CT、MRI、DSA（DigitalSubtractionAngiography，数字减影血管造影）、摄像头等设备终端。根据医院网络的不同业务需求和组成，智慧医院网络解决方案可分为园区网络（含有l园区网络：智慧医院园区网络解决方案旨在建设一张基于SDN架构的医疗综合承载网，实现医疗业务网、物联网、安防网络的快速开通和业务布放。将光纤延伸至用户桌面，满足超宽接入要求。应用零漫游方案，实现医护查房业务零中断。基于大数据分析和人工智能技术，实现智能化、自动化运维，做到分钟级故障定位。关于智慧医院园区网络解决方案的详细介绍，可参见下文第3章。智慧医院网络解决方案l数据中心网络：为了实现计算和存储资源的高速互通，智慧医院数据中心网络解决方案基于智能芯片和无损以太技术，突破传统以太网络承载高速计算和存储服务的技术瓶颈，实现全以太网络运维架构统一。关于智慧医院数据中心网络解决方案的详细介绍，可参见下文第4章。l网络安全：智慧医院网安一体安全解决方案应用云网安一体协同防御、零信任动态防御、“终端、网络、云”立体纵深防御等技术方案，构建立体、分层、智能的防护体系，在满足等级保护要求的基础上，为医院提供更加可靠的安全屏障。关于智慧医院网安一体安全解决方案的详细介绍，可参见下文第5章。住院业务是综合医院的重要关键医疗业务[4]。大型三甲医院通常包括几十个病区，每个病区建有20~40个病房，医护查房工作量非常大。无线移动查房支持医护人员在患者床旁询问病情的同时，在PDA上实时调阅历史医嘱化验单等信息，并记录、上传当天的病情变化。患者当天所需治疗现场即可安排妥当，省略了查房后回到工作站再次补录医嘱、记录病程的工作，提升医护人员工作效率。目前，无线移动查房已成为医院住院业务开展的主要模式。传统无线部署方案在每个房间分别部署AP。为了尽量减少邻近AP之间的同频或邻频干扰，相邻AP之间规划非重叠的信道组合。以2.4G频段为例，如图2-2所示，病区终端包括PDA、移动查房车、护理车等，数量从几台到十几台不等。多家医院的实际调研情况显示，几乎每个医院内都存在粘性终端导致的移动查房业务体验差的问题，影响医护工作效率和患者就医体验。智慧医院网络解决方案为解决上述问题，零漫游无线方案将病区内所有病房都接入同一个动过程中的跨AP漫游。该方案的关键是要解决AP传统馈线的衰减为0.6db/米，当馈线长度超过100米时，无线功率会下降到不可用的程度（-90dbm以下同时馈线还存在部署成本高、弱电施工部署复杂等问题。业界目前最新方案是通过将射频进行光电/电光转换后，即通过光纤传递射频信号，其衰减可以控制到0.3db/千米，从根本上解决馈线方案的所有问题。医疗影像业务是以CT、MRI、DR、胃肠镜检查等大型影像设备为依托，使用射线或核磁扫描病患身体部位并生成相关图像，为确认患者病情、明确治疗方案提供重要支撑[5]。随着技术发展，传统二维影像也逐渐演进至三维影像图片数据，通过更加立体丰富的成像，降低了复杂病历场景下的阅片难度。目前，临床诊疗中约有75%~85%智慧医院网络解决方案的数据来源于影像，医学影像已经由临床辅助检查手段发展为诊断疾病的主要方法之智慧医院网络解决方案应用以太网络基础架构，为影像系统提供超宽、极简的网络传lGE/2.5GE/10GE超大带宽接入能力和100GE无阻塞核心交换能力能够同时满足l两层极简网络架构替代传统三层网络架构支撑影像传输，降低网络复杂度和故障极致流畅的高清多学科会诊MDT即由内外科、影像科等多相关学科的资深专家共同讨论、评估并制定患者个性化治疗方案的过程，尤其适用于肿瘤、肾衰、心衰等复杂疾病的诊疗[6]。MDT系统基于高速网络、智能终端、云平台、呼叫系统等部件建立，逻辑架构图如图2-3所示。其中，医院内网和跨院区VPN专网、专线内的业务流以低时延、低抖动的音视频流智慧医院网络解决方案基于上述MDT业务的特点和需求，智慧医院网络解决方案以以太网络为基础架构，建设跨院区骨干网，为多学科远程会诊提供稳定、可靠的网络传输通道。其关键特点l引入网络切片技术，实现不同业务间隔离。在网络中为MDT业务划分专用通道和带宽资源，保障其网络质量。l基于随流检测技术，实时保障MDT音视频质量。网络故障实时快速定分钟级故障修复，极大地减少会诊过程中由网络问题引起的业全无线实时感知的医疗数据采集智慧医疗场景中，基于覆盖多病种、多学科的病历和检查数据建立智能算法模型，能够提供专病智能辅助诊疗服务，帮助医生快速做出诊疗决策[7]。因此，能实现自动、智慧医院网络解决方案实时、全面、准确化数据采集的医疗物联网已成为智慧医疗不可或缺的基础设施和信息底座，在医疗诊疗数据采集、分析等方面正在发挥越来越大的作用，如图2-4所示。20智慧医院网络解决方案智慧医院网络解决方案中，采用Wi-Fi&物联融合AP实现Wi-Fi、物联终端统一接入，通过引入Wi-FiCPE，变医疗设备有线连接为无线连接，助力医院轻松高效构建医疗物联网，实现易部署、高可靠、高安全的医疗l易部署：医疗物联设备无线连接，引入Wi-FiCPE（Customer-premisesEquipment，客户终端设备将RS232串口、RJ45网口等有线接入方式统一转化为Wi-Fi无线接入，实现临床医疗设备数据采集从有线到无线、从手工到自动的重要转变。同时，AP支持多物联协议统一接入，大大降低了医院物联网络的l高可靠：应用无线空口双发选收技术，保障医疗数据传输实时连续，实现数据回传零丢包，极大提升上层医疗应用的可用性。l高安全：应用无线传输的数据加密、隔离技术和终端设备安全准入认证技术，确保数据端到端传输安全，防止数据被篡改、侦听或算力充分释放的医疗高性能计算医院科研大数据建设主要包括多组学研究平台和综合性医疗健康大数据平台等[8]。前者以基因测序生信分析为代表，主要建设基因检测生信分析超算平台，从血液或唾液中分析测定基因全序列，完成提取、分析、解读，从而预测罹患多种疾病的可能性。后者则基于疾病临床数据、人群体检数据、环境健康数据、生物医学研究数据等建设综合性医疗健康大数据平台，完成全院数据资产统一建设与管控，不仅能为临床精准医疗提供更多诊疗依据，还能为医学研究提供切实可行的疾病机制研究方向和由于处理数据量大、分析时间长，传统科研大数据平台和基因测序数据分析解决方案建设均面临效能低、可靠性和安全性差、扩展差、数据难共享等问题，难以匹配业务诉求。数据中心应用智能无损算法构建可满足HPC（High-performanceComputing，高性能计算）业务、全闪存业务所需的超高性能网络，充分释放算力和全闪存潜能。在同等服务器集群规模下，可显著缩短临床基因分析等高性能业务的运行时间，加快医疗和科研大数据分析进程，激活智慧医院数据价值资产，面向患者和科研提供更多l基于人工智能的智能无损算法iLossless-DCN能够在以太网上实现HPC，提升整体算力水平。l超融合数据中心面向全闪架构和高性能服务器搭建数据中心网络，实现通用计算21智慧医院网络解决方案l通过网络控制器实现基于SDN的多数据中心一体化管理，完成跨数据中心的容不可就医等风险，严重影响社会秩序和民众的正安全解决方案结合网络安全等级保护及医疗行业信息安全建设标准和规范，采用多层次化纵深防御体系，保障系统安全，具体可参见第5章l在分析层部署安全态势感知、安全沙箱和蜜罐系统，基于勒索病毒的文件行为和流量行为进行分析和检测，勒索病毒检测精确率高达99%以上。同时，医院网络服务等信息模拟大量陷阱，主动引诱勒索病毒的攻击和扩散，捕获攻击行为，保障系统安全。l在控制层部署网络控制器、安全控制器和终端管控平台，用户可以自由选取安全处置策略。在网络层面，通过交换机隔离失陷主机，通过防火墙阻断外部攻击者入侵；在主机层面，联动EDR（EndpointDetectionandResponse，终端检测响应）完成查杀勒索病毒文件、终止恶意进程等动作。索病毒入侵和横向传播，查杀主机层面的勒索病毒和恶意进程。传统医院网络中，不同科室的访问控制通过配置ACL策略完成，部署复杂且工作量大。应用基于SDN的多网融合方案，通过VXLAN技术在一套物理网络中虚拟出不同的逻辑专网以对应不同科室，并基于SDN控制器的图形化界面管控科室间互访策略，配置自动下发，分钟级完成网络调整，实现科室间安全隔离，不同科室业务调整互不影响，如图2-5所示。22智慧医院网络解决方案23智慧医院园区网络解决方案智慧医院园区网络解决方案摘要本章主要介绍智慧医院园区网络解决方案的架构与组成、方案价值和方案使用的关键技术。园区网络覆盖医院所有接入点位，同时连接数据中心和网络出口，是医院网络的核心。园区网络基于SDN技术规划多张虚拟网络，实现业务之间的隔离和管控，同时应用极简架构并部署医疗物联网，满足超宽连接需求。智慧医院园区网络分为内网和外网两部分，二者间通过网闸等设备实现隔离，以确保LIS、EMR、RIS等核心业务系统访问安全，其物理架构如图3-1所示。24智慧医院园区网络解决方案智慧医院园区内网主要包含以下两部分：Fi7AP，支撑全院办公终端、医疗设备和物联终端等设备接入。其中，核心、汇聚等框式交换机双机部署集群，多速率交换机/小行星交换机和汇聚、汇聚和核25智慧医院园区网络解决方案心交换机之间可以采用双链路，提高整网可靠性。无线接入层部署Wi-FiAP，上行最高带宽可达23Gbps，满足各种高带宽、低时延业务应用，且支持物联扩展能力。部署小行星交换机，通过光纤入室，降低布线成本，提升带宽传输速率和室内网络点位的扩展能力，同时远端单元免管理，即插即用，实现网络架构极简，节省TCO（TotalCostofOwnership，总运营成本）。部署多速率交换机（使Multi-GE端口首次支持1000/2500/5000/10000Mbps，可以同时满足Wi-Fi7、大放设备、阅片终端，以及普通办公终端对于带宽速率的接入要求。l网络出口区：通过运营商专线连接卫健委、医保局、银行等委办局及其他业务配合单位，完成财务上报、医保结算、银行支付等业务。在一院多区背景下，专线也用来连接其它分院区。由于专线资源限制性，院间网络应用切片技术，实现对智慧医院园区外网主要包含以下三部分：l园区承载网：同内网园区网络类似，分为有线和无线两种接入方式，优选极简架构部署（如图3-1的园区外网部分所示满足医护人员访问互联网的需求。通过部署防DDoS（DistributedDenialofService，分布式拒绝服务）、ASG（ApplicationSecurityGateway，应用安全网关）、防火墙、IPS（IntrusionPreventionSystem，入侵防御系统）等设备，增强对外网的安全防护能力。lDMZ区：通过医院网页、挂号、邮箱服务器等，为患者提供医院主页访问等应同时，园区内网还需连接数据中心，即医院的计算存储资源池。该区域内部PACS、LIS等核心应用和院内管理系统等，支撑需连接网络运维和安全管理区，该区域负责部署网络管理服务器（例如网管系统、认证服务器等）及安全态势感知、日志审计、数据库审计等设备，通过控制器主动扫描和终端信息上报两种方式，对哑终端（打印机、IP话机、IP摄像头等）基于终端类型自动下发准入和授权策略，实现哑终端设备的业务自动发放，即插即用，能够发现终端仿冒并输出告警，实现对接入终端的精细化管控。Wi-Fi7在上一代Wi-Fi6的基础上，空口性能有了很大的提升，理论空口极限性能18.67Gbps，实测最大空口速率超13Gbps，可以支持30用户平均100Mbps的并发或者60用户平均50Mbps的并发。此时再部署GE交换机，有线侧将成为瓶颈，严重影响用户的体验。mGE交换机下行端口2.5GE起，RTU按需升级接口带宽，无需更换线缆，节省客户建网成本。在满足Wi-Fi7业务的同时，mGE交换机对于大放类26智慧医院园区网络解决方案设备、PACS阅片终端可提供10GE速率接入，对于普通终端可提供1GE速率接入，具备多场景业务适配能力。园区内网中，应用SDN和VXLAN技术将物理网络划分不同虚拟网络（VirtualNetwork，VN包括医疗VN、普通办公VN和物联VN等，如图3-2所示。各VN可应用独立的访问策略，实现业务精细化管控，降低越权访问、病毒扩散的安全风险。同时，控制器统一集中管控多个VN，自动下发配置，提升业务开通效率，降低运维27智慧医院园区网络解决方案智慧医院园区网络解决方案支持极简架构和医疗物联网部署，助力构建高可靠、广覆极简架构极简架构的核心组件是楼栋汇聚交换机和远端单元（即小行星交换机，下文简称小行星）。应用光纤或光电混合缆将远端单元布放到网络中任意所需位置，并通过汇聚交换机实现对远端单元的自动化和集中化管理，如图3-3所示。l各楼栋中心交换机位于楼栋弱电间，通过光纤或光电混合缆与小行星互联。例如楼栋中心交换机通过光纤与诊室内小行星直连，小行星部署于室内多媒体柜，本地取电。楼栋中心交换机通过光电混合缆与走廊远端的小行星互联，为小行星供电并且支持通过小行星为部署在走廊的摄像头二28智慧医院园区网络解决方案l医护办公室场景中，小行星交换机主要接入办公PC。智慧病房场景中，小行星交换机提供床旁点位覆盖。l医院病区移动护理业务依赖无线网络开展。传统方案通过在室内和走廊布放面板AP或放装AP完成对病区的网络覆盖，但护理终端在不同AP间的漫容易因为粘性终端问题造成丢包，导致业务中断，影响医护使用体验。分布式AP（DistributedAccessPoint，DAP）方案通过一台中心AP，连接覆盖走廊的ORU（OpticalRadioUnit，光射频单元）和入室AU（AntennaUnit，天线单元）实现整个病区的无线信号覆盖，所有病区使用同一无线信道，不存在终端在AP间的漫游，实现业务的连续性体验。mGE+Wi-Fi7灵活超宽组网以大型三甲医院单院区为例，一般按照“核心-汇聚-接入”+“独立AC”架构进行组网，如图3-4所示。图3-4mGE+Wi-Fi7典型组网29智慧医院园区网络解决方案mGE+WiFi7组网，核心层推荐选择40GE高端框式交换机，汇聚层推荐10GE/25GE等具备SAC（SmartApplicationControl，智能应用控制）应用识别卡款型的交换机，以提供端到端极致体验保障、应用体验可视以及应用质差定界。接入交换机选择具备GE/2.5GE多速率mGE交换机，无需更换网线即可实现网络带宽灵活升级，节省网络如图3-5所示，医疗物联网应用基于Wi-Fi无线网络、通过AP融合多种制式的物联插卡或USB扩展卡以及蓝牙、RFID、Zigbee等物联信号，大大降低医院物联网络的部署难度，并衍生出多种针对医疗护理和医疗管理的场景化物联应用，例如生命体征检测系统、婴儿守护系统、输液管理、废弃管理等，减轻医护人员工作压力，提升患30智慧医院园区网络解决方案光纤入室，信息点位扩容零布线传统医院网络方案中信息点位固定且数量有限，扩展时需要进行弱电施工改造，影响业务的持续开展。应用小行星方案实现光纤入室，室内可灵活选用不同端口密度的小行星交换机，快捷预留信息点位，网络线缆部署工作量减少80%、管理节点减少80%。信息点位不足时，更换更高密度的小行星交换机即可完成扩充，无需扩充楼层水平布线，节省网络扩容改造成本，总建网成本节省37%，且整网能耗降低30%。光纤入影像室，回传带宽提升10倍医疗影像科室内含CT、DR和MR等大型影像设备。随着扫描精度不断提升，探测器物理分辨率也持续增加，例如CT探测器的宽度已由16排增长至到32排、64排、256排甚至520排。图像回传所需带宽也逐步增大，传统网络带宽瓶颈日益凸显。光纤具备大带宽的传输优势，布设至影像科室后，只需更换光模块即可实现从GE到10GE的回传带宽平滑扩容，无需重新布线，缩短影像设备升级改造周期。信息化移动查房，零漫游零丢包随着病房业务量不断增加，管理难度和繁琐程度也日益增大，急需应用高效、移动化的信息处理方式提高病房管理效率，信息化移动查房系统已成为病房中的主要护理方式。然而，目前PDA供应商较多，且设备版本各异，部分Android5.1.1版本的PDA表现为粘性终端，即始终不漫游。医护人员在实际使用时无法及时发现网络信号差的问题，经常出现丢包、掉线等情况，需要重新登录，影响查房业务开展。本方案应用零漫游分布式Wi-Fi技术，保证护士或医生的手持终端在病区内查房时始终接入同一个AP，避免PDA移动过程中的跨AP漫游流程，实现查房零漫游、零丢包，大幅提升医护人员的工作效率和工作体验，真正实现信息化31智慧医院园区网络解决方案依托头部三甲医院优质医疗资源，目前医院多院区建设和国家区域医疗建设，以及分诊诊疗和区域医疗等医疗业务的展开，医疗协同如远程诊疗、 都已经成为当前高质量医疗业务发展的常见医疗手段。包括PC端、手机端、智真会议端、数字手术室等不同位置需要保证随时随地接入，在有线无线不都需要保障音视频业务的体验。传统院内医疗网络一般不识别具体业务类型，在网络轻载时业务体验较好；在业务高峰期就可以导致阅片、音视频会议卡顿等关键应用快车道保障通过智能识别、智能调度、体验度量三大能力可同时识别全网3万台终端、6千余应用并针对关键业务进行优先调度，还可以通过多媒体智能调度技术主动抑制占用大量网络资源的贪婪流量。特别是无线空口为共享介质，需要针对VIP用户和终端，开辟独家VIP专车道服务享受专属服务。通过超帧抢占技术提前预留VIP的带宽资源，实现VIP用户随时随地优先抢占。实现VIP业务和终端，在整体网络拥塞下平均时延从200ms降低至50ms以下，时延下降75%，大延时扱文消減99.9%。另一方面，基于数字地图功能通过多维数据统一治理，分别从网络物理层、应用层、用户/终端层多个层面呈现园区网络的拓扑能力，同时集成大屏、分层拓扑、体验可视、流量监控、告警日志、诊断工具、配置管理的多维互视等能力，驱动园区网络运维变被动为主动，实现统一监控、统一运维。切片助力一院多区建设，大幅降低院间互联费用一院多区目前主要采用统一财务、统一规划、统一信息系统的多院区一体化不仅带来了HIS、LIS访问和视频会议、MDT需求等大量跨院区流量访问，跨院区广域互联还将网络建设成本提升至同园区局域网互联的数倍至数十倍。因此，如何高效利用广域互联资源，平衡建设成本和业务质量成为一院多区建设 持续时间长，具有群体效应和定时触发效应，业内通常将其定义为贪婪业务。而MDT业务中所需的视频传输业务对网络时延、抖动和丢包十分敏感，属于传输质量敏感类业务。两类业务叠加时，贪婪业务会挤占大量广域带宽，导致传输质量敏感类业务体验无法保障。为解决上述问题，消除业务叠加影响，传统方案通常大幅增加院间互联带宽，控制互联链路使用率，导致院间互联成本大智慧医院园区网络解决方案应用网络切片技术，在院间部署多个传输切片分别承载不同互联业务，多个切片共享院间互联资源，且切片间带宽隔离，各自享有独立的带宽32智慧医院园区网络解决方案资源，能够彻底消除业务间的带宽挤占问题。相比传统方案，使用切片技术为MDT类业务提供相同的网络传输体验，互联线路成本可降低30%。用户体验全程可视，医院网络透明化管理现代数字化医院正逐步迈入无纸化、无胶片化、无线化的发展阶段。在提高医疗服务质量和效率，为业务带来便捷的同时，快速变化的开放无线网络也大大增加了网络的复杂性和不稳定性。CHIMA2021年调研显示，三级医院信息部门全职职工数量一般为6~15人，无线网络中单AP配置脚本参数超100个，且网络故障频发，定位周期长，给运维人员带来了不小的挑战。无线网络中应用的Wi-Fi技术迅速演进，也导致以设备为中心的传统网络管理系统主要提供设备管理、拓扑管理、告警配置等功能，医院运维人员需要通过网管监控告警获知网络异常，被动响应故障发生。智慧医院网络应用以体验为中心的智能运维，实时呈现用户接入成功率、接入耗时、信号与干扰、漫游达标率、容量健康度、吞吐达标率等指标，提供网络级、用户级全程可视的透明化管理，并基于健康度管理实时给网络“体检”，实现主动运维，如智能运维可以针对单个无线终端用户绘制用户画像，端到端呈现用户旅程，如图3-733智慧医院园区网络解决方案Wi-Fi与IoT融合，医疗物联终端全场景接入Wi-FiAP提供内置或者USB外置IoT插卡能力，医院采用Wi-Fi&物联融合AP进行无线组网后，可以实现Wi-Fi网关与IoT网关共址部署，物联模块与无线Wi-FiAP完全融合，物联数据可以完全复用Wi-Fi网络。医院只需一次建网，即可实现Wi-Fi、蓝牙、ZigBee、RFID协议的全场景接入，医院后续在新增物联终端时无需二次打孔和二次布线，仅需在原有的Wi-FiAP上增加IoT物联插卡即可完成物联终端的接入，不打扰病患的正常休息也不影响医院的正常运转。新增物联终端可完全基于已经建设的Wi-Fi网络进行灵活扩展，无需增加额外的无线设备，实现网络分批投资，Wi-Fi网络平滑演进到无线物联融合网络。传统PoE（PoweroverEthernet，以太网供电）通过以太链路供电。随着PACS影像数据上传下载对带宽要求的不断提升，以太线缆的代际更换也被迫加快，施工布线和购买线缆的成本较高。同时，以太链路在34智慧医院园区网络解决方案限制了供电覆盖范围。因此，智慧医院园区网络解决方案应用创新极简架构，通过光电复合缆和光电模块相结合的方式，解决高速数据传输和供电距离限制问题，满足医疗场景下的高速数据传输需求。光电PoE是业界领先的创新特性，通过独家光电协同技术配套光电混合缆实现超远距PoE++，让接入设备（远端模块/AP）的部署变得更为灵活，彻底摆脱本地取电难题，让网络真正具备平滑提速演进能力。光电混合缆应用如图3-8所示，主要特点如下：l光电混合缆通过光纤介质完成数据传输。基于当前光纤介质的带宽支持能力，布线后10~15年无需更换，节省重布线成本。l创新性光电模块支持300米、90W的PoE++供电能力，供电距离远，输出功率35智慧医院园区网络解决方案Wi-Fi6Wi-Fi6也被称为802.11ax，是继Wi-Fi5（802.11ac）之后的最新一代Wi-Fi标准。如图3-9所示，通过引入一系列新技术，Wi-Fi6性能实现了跨越式提升，主要体现在以下几个方面：Wi-Fi6在160MHz信道宽度下的理论最大速率已经达到9.6Gbps。l低时延：Wi-Fi6在提升频谱利用率的同时减少同频干扰，满足典型音视频业务的低时延要求，支撑VR/AR阅片、MDT、远程超声等传输时延敏感类业务发展。l高并发：Wi-Fi6引入一系列全新的多用户技术，进一步提升频谱利用率，相比于Wi-Fi5并发用户数提升4倍。l低耗电：随着IoT设备广泛应用，在提升终端速率的同时，Wi-Fi6也更加关注终端的耗电情况。应用按需唤醒终端Wi-Fi等各项节能新技术，终端功耗可降低30%。Wi-Fi7Wi-Fi7是下一代Wi-Fi标准，对应的是IEEE802.11新的修订标准IEEE802.11be。Wi-Fi7在Wi-Fi6的基础上引入了320MHz带宽、4096-QAM、Multi-RU、多链路操作、多AP协作等技术，使得Wi-Fi7相较于Wi-Fi6将提供更高的数据传输速率和更低的时延。Wi-Fi7预计能够支持高达23Gbps的吞吐量，大约是Wi-Fi6的3倍。36智慧医院园区网络解决方案Wi-Fi7协议的目标是将WLAN网络的吞吐率进一步提升，并且提供低时延的接入保障。为了满足这个目标，整个协议在PHY层和MAC层都做了相应的改变。相对于Wi-Fi6协议，Wi-Fi7协议带来的主要技术变革点如下：2.4GHz和5GHz频段免授权频谱有限且拥挤，现有Wi-Fi在运行VR/AR等新兴应用时，不可避免地会遇到带宽不足问题。为了实现最大吞吐量提升的目标，Wi-Fi7将继续引入6GHz频段，并增加新的带宽模式，包括连续240MHz，非连续160+80MHz，连续320MHz和非连续160+160MHz。支持Multi-RU机制在Wi-Fi6中，每个用户只能在分配到的特定RU上发送或接收帧，大大限制了频谱资源调度的灵活性。为解决该问题，进一步提升频谱效率，Wi-Fi7中定义了允许将多个RU分配给单用户的机制。当然，为了平衡实现的复杂度和频谱的利用率，协议中对RU的组合做了一定的限制，即：小规格RU（小于242-Tone的RU）只能与小规格RU合并，大规格RU（大于等于242-Tone的RU）只能与大规格RU合并，不引入更高阶的4096-QAM调制技术Wi-Fi6的最高调制方式是1024-QAM，其中调制符号承载10bits。为了进一步提升速率，Wi-Fi7将会引入4096-QAM，使得调制符号承载12bit。在相同的编码下，Wi-Fi7的4096-QAM比Wi-Fi6的1024-QAM可以获得20%的速率提升。引入Multi-Link多链路机制为了实现所有可用频谱资源的高效利用，迫切需要在2.4GHz、5GHz和6GHz上建立新的频谱管理、协调和传输机制。工作组定义了多链路聚合相关的技术，主要包括增强型多链路聚合的MAC架构、多链路信道接入和多链路传输等目前在802.11的协议框架内，AP之间实际上是没有太多协作的关系。自动调优、智能漫游等常见的WLAN功能都属于厂商自定义的特性。AP间协作的目的也仅是优化信道选择，调整AP间负载等，以实现射频资源高效利用、均衡分配的目的。Wi-Fi7中的多AP间的协同调度，包括小区间的在37智慧医院园区网络解决方案调，以及分布式MIMO，可以有效降低AP之间的干扰，极大的提升空口资源的利用如图3-10所示，智慧医院园区网络解决方案应用零漫游技术，将传统一体化AP从功能上解构为DAP、ORU和AU三部分。一个病区部署一套分布式AP，走廊内部署多个ORU单元，房间和走廊内部署天线。上述部署方式的主要特点如下：l单个AP覆盖范围可达1000平方米，天线入室能够保障每个房间的信号覆盖强l移动查房单终端300Mbps超大带宽，有效支持移动查房过程中，CT或增强CT38智慧医院园区网络解决方案1.智能应用控制SAC引入业务感知技术，对报文中的第4～7层内容和一些动态协议(如HTTP、RTP)进行检测和分类，然后根据分类结果实施精细化QoS策略控制，从而实现基于应用的流量控制。对于关键业务，优先保证其带宽，而对于非关键性业务则进行流量限制，从而保证关键业务的平稳高效运转，如图3-11所示。-不同的应用程序通常会采用不同的协议，而不同的应用协议具有各自的特征，这些特征可能是特定的端口、特定的字符串或者特定的比特序列，能标识该协议的特征称为特征码。-特征识别技术，即通过匹配数据报文中的特征码来确定应用。-协议的特征不仅在单个报文中体现，某些协议报文的特征是分布在多个报文中的，需要对多个报文进行采集分析，才能够识系统对流经设备的业务流进行分析，将分析结果加载到设备上的特征库进行对比，通过匹配数据报文中的特征码来识别出应用程序，根据识别结果实施精39智慧医院园区网络解决方案QoS策略控制或者对语音和视频应用进行优化，从而提高语音和视频的通信质2.多媒体智能调度在Wi-Fi技术中，传统QoS是通过EDCA（EnhancedDistributedChannelAccess，增强型分布式信道访问）竞争参数控制的，主要逻辑是对不同业务配置不同的随机回退参数，调整其空口抢占能力，从而实现不同业务的差异化调度能力。但在连续组网下，多AP前、后台业务并发，基于EDCA机制很难满足业务体验。为实现高品质医院音视频业务体验，首先通过智能应用控制来区分前、务，再对前台业务的时延进行监测，时延过大则说明业务受损。当发现这些业务受损时，通过拥塞控制算法抑制后台业务流量的带宽，让用户享受高速网络的同时，语音、视频等前台业务不受影响，如图3-12所示。40智慧医院园区网络解决方案3.iPCA随流检测传统网络基本是一个黑盒，运维人员只关注设备是否在线、端口是否up，对业务级质量无法感知。随流检测技术通过对业务流进行染色，再对流经医院网络多台网络设备进行时延和丢包检测，实现业务级的质量感知。−丢包检测方法如图3-13，路径中的每个设备分别在入端口、出端口统计业务IP报文，时间内，下图中的“2”口统计到出去的IP报文数为1000个,“3”口统计到的进入的报文数为900个，则经过计算可以确定在2->3这条链路上发生了丢包，且丢包率达到了10%，根据此分析结果，运维人员对2->3通过统计Switch_1发送业务流的时间、Switch_2收到业务流的时间，以及统计回程流Switch_2发送回程流的时间和Switch_1收到回程流的时间，获得网络报文转发时延。如图3-14所示的是一段时间内Switch_1发送报文，以及Switch_2收到报文的时延统计。41智慧医院园区网络解决方案nt0时刻：Switch_1对发送业务报文的染色位置1，计数器开始记录nt1时刻：经过网络转发及延迟后，Switch_2收到本测量周期内第一nt2时刻：Switch_2对发送回程报文的染色位置1，计数器开始记录nt3时刻：经过网络转发及延迟后，Switch_1收到本测量周期内第一两个方向的单向时延分别为：1d(Switch_1->Switch_2)=t1-t0，1d(Switch_2->Switch_1)=t3-t2；双向时延为：2d=(t1-t0)+(t3-t2)=(t3-t0)-(t2-t1)。4.业务质量呈现数字地图功能提供了医院园区网络运维和优化的统一入口，通过多维数据统一治理，分别从网络物理层、应用层、用户/终端层多个层面呈现园区网络的拓扑能力，同时集成大屏、分层拓扑、体验可视、流量监控、告警日志、诊断工具置管理的多维互视等能力，如图3-15所示。42智慧医院园区网络解决方案−网络数字地图：网络数字地图提供设备拓扑展示，支持拓扑折叠，支持拓扑中集成运维操作，如图3-16所示。43智慧医院园区网络解决方案网络数字地图也可以查看设备详情，包括设备面等，支持设备故障的诊断，如图3-16所示。−用户数字地图：通过GIS地图的用户列表功能，可以选择某个用户进入用户体验地图。用户体验地图基于空间维度呈现指定用户的体验旅程，提供用户终端信息查看、体验异常分析、访问应用列表等用户体验相关状态呈现、用户体验质差告警，常见故障自闭环等能力，如图3-18所示。44智慧医院园区网络解决方案−业务（应用）数字地图：应用数字地图支持指定应用，基于iPCA随流检测结果，在网络物理拓扑上呈现指定应用的路径。通过应用数字地图可以基于站点粒度查看指定应用的所有流信息，以及每条流的逐跳质量信息（丢包、时延如图3-19所示。45智慧医院园区网络解决方案网络切片是指在同一个共享的网络基础设施上提供多个逻辑网络（切片每个逻辑网络可以灵活定义自己的逻辑拓扑、SLA需求、可靠性和安全等级，或用户的差异化需求。管理面由控制器根据组网规划切片并进行下发部署，控制面基于VXLAN，采用SliceID方案标识切片，转发面采用FlexChannel基于物理接口进行切片资源预留。在一院多区场景下，为确保跨院区重要业务（例如PACS、MDT、HIS）的业务质量，可以在交换机上划分出对应不同业务的切片，保障业务带宽资源不被抢占。同一张物理网络提供差异化SLA，在确保链路带宽的基础上保动等的需求，如图3-20所示。空口链路级保护技术——双发选收能够优化WLAN（WirelessLocalAreaNetwork，无线局域网）的丢包率和时延，满足智慧医院临床医疗物联场景下患者体征数据传输的高可靠性需求。如图3-21所示，传统隧道转发方式中，CPE下挂终端的数据通过CPE隧道转发至AP，之后通过直接转发或隧道转发方式透传至上层服务器。开启双46智慧医院园区网络解决方案发选收后，数据发送端的WAC（WirelessAccessController，无线接入控制器）或CPE将数据复制为双份，并通过两条并发数据链路同时发送。数据接收端优先处理先到的数据，丢弃冗余数据，保证无线数据可靠传输，降低时延。应用双发选收技术时，两条链路均由CPE隧道和CAPWAP（ControlandProvisioningofWirelessAccessPoints，无线接入点控制协议）隧道两部分构成。配套CPE需至少支持两个工作在不同频段的射频（例如2.双射频分别选择其工作频段内信号最好的AP射频关联，因此CPE为保障信息安全，医院中往往会划分不同用户群，实现基于用户角色和终端类型的精 细化管控，保证外部用户无法访问院内资源，且医护人员按需授予不同访问权限。为 此，智慧医院园区网络解决方案应用终端类型识别技术，保障系统安全。终端类型识 别是指iMasterNCE通过分析用户发送报文中的MAC、用户代理（UserAgent，UA）和DHCP（DynamicHostConfigurationProtocol，动态主机配置协议）Option等47智慧医院园区网络解决方案字段特征，识别出接入内部网络的终端类型，实现基于用户、设备类型、接入时间、接入地点和设备环境的认证和授权，做到精细化管控，如图3-22所示。iMasterNCE-CampusInsight网络智能分析平台基于大数据平台构建，采用StreamingTelemetry技术实时采集设备数据，并基于机器学习算法对海量数据进行基线运算和特征分析，应用智能故障识别算法及时定界故障位置及发生原因，精准保障用户体验。TelemetryTelemetry是一项远程从网络设备上高速采集数据的技术，用于网络设备与智能分析平台iMasterNCE-CampusInsight之间交互运维数据。网络设备通过推模式（PushMode）周期性地主动向智能分析平台采集器上送设备的各种运维数据，例如接口流量统计、CPU或内存数据、设备表项等信息，相对传统拉模式（PullMode）的一问一答式交互，提供了更实时高速的数据获取能力。48智慧医院园区网络解决方案人工智能动态基线动态基线主要用于预测某一指标的未来变化趋势，是基于历史大量数据通过人工智能机器学习算法（当前主要采用高斯回归算法）所得，已成为系统判定指标是否异常的标准之一。动态基线不是一条固定不变的基准线，而是会根据各时间点指标（如网络流量）不断变化。如图3-23所示，对比基于动态基线预测的范围（灰色阴影部分）与实际网络产生的数据（趋势折线图超出预测范围内的数据时刻将被初步判定为故障分析能力iMasterNCE-CampusInsight基于网络运维专家系统和多种智能算法，智能识别故障模式及影响范围，协助管理员定界问题。同时基于大数据平台分析问题可能的成因，l对于无线网络，可实现故障分钟级定位：基于动态基线识别85%潜在故障，并基于故障推理规则和专家知识库自动识别故障根因，提供修复建议。此功能覆盖的无线网络常见故障场景如表3-1所示。连接类关联失败、关联慢、认证失败、认证慢、认证超时、DHCP失败、DHCP慢、网关不可达空口性能类弱覆盖、高信道利用率、高干扰、非5G优先、终端容量、空口拥塞乒乓漫游、漫游异常49智慧医院园区网络解决方案设备类AP掉线、设备离线、高CPU利用率、高内存利用率、PoE供电故障、转发表项超限、CPUCAR（CommittedAccessRate，承诺接入速率）丢包、攻击、二层环路l对于有线网络，针对常见的五大类故障、近60小类的典型问题进行智能故障分析，帮助运维人员可视化、智能化地完成故障定位和处理。−设备环境类故障：聚焦于物理器件是否状态异常。−设备容量类故障：感知设备资源数量、容量是否够用。−网络性能类故障：分析数据传输是否异常，对吞吐的影响。−网络状态类故障：检查各种网络接口是否状态异常。−网络协议类故障：检查OSPF（OpenShortestPathFirst，开放最短通路优GatewayProtocol，边界网关协议）等网络协议是否异常。协议回放基于AP设备上报的用户接入三阶段（关联、认证、DHCP）协议报文，iMasterNCE-CampusInsight细化分析各个协议交互阶段结果与耗时，提供用户接入过程的精细化分析，帮助管理员快速定位故障原因，如图3-24所示。50智慧医院园区网络解决方案智能无线射频调优智能无线射频调优可以自动检查周边无线信号环境，动态调整信道和发射功率等射频资源并智能均衡用户接入，从而降低射频信号干扰，调整无线信号覆盖范围，使无线网络快速适应环境变化，确保用户接入无线网络的服务质量，保持最优的射频资源状l射频调优：当相邻AP的工作信道存在重叠频段时，某个AP的功率过大会对AP造成信号干扰。通过射频调优功能，动态调整AP信号干扰，保证设备的最佳工作状态。l弱信号或低速率用户的接入限制和强制下线：针对弱信号或低速率用户，禁止低于指定信号强度或接入速率的终端接入WLAN网络，减少对其他终端的影响。同时，AP检测到终端的信号强度或接入速率低于门限值后，将主动向终端发送解除关联报文，让终端重新连接或漫游，减少此类终端对整个无线网络性能的影51智慧医院园区网络解决方案l高密功能：在AP密集布放场景，通过配置高密功能，实现AP对天号接收门限值的调整，减少AP间的同频干扰，提l频谱分析：随着蓝牙、红外、微波等无线应用的增加，非WLAN设备对WLAN网络的干扰问题日益突出。频谱分析是指通过频谱分析服务器对采集到的无线信号进行特征分析，识别出非Wi-Fi的干扰设备并对其进行定位，实现WLAN网络调优，提升用户体验。通过iMasterNCE-Campus管理控制系统对网络中的设备部署iPCA（PacketConservationAlgorithmforInternet，网络包守恒算法）后，网络设备就会定时将指定流的流量数据和报文转发时延上报到智能运维平台iMasterNCE-CampusInsight。智能运维平台汇总每台设备的数据信息，通过对比分析，判断网络中哪台设备存在丢