基于WLAN技术的无线网络在医院的设计与实现

宋阳

摘要：随着WLAN技术的发展，移动医疗开始在医院普及。移动医护平台可以提高医生查房以及护理人员床旁操作的效率，有效地监控患者生理指标并实时传导数据。西南医科大学附属医院选用了基于瘦AP的无线解决方案，在现有网络基础上，搭建了基于WLAN技术的无线网络，完成了无线网络的设计和部署，形成了完整的管理方案，搭建测试环境对无线网络进行了测试，并根据测试结果完成优化。收集临床使用反馈，无线网络可稳定、安全地工作，有效提高医护人员工作质量。

关键词：无线局域网；瘦AP；移动医护平台

Abstract：Mhealth becomes popular in hospitals due to the development of WLAN technologies.Mhealth platform can improve the efficiency of daily rounds and nursing， and monitor the patients' physiological index.The Affliated Hospital of SouthWest Medical University chooses a wireless solution based on fit AP.On the basis of existing network frames， a wireless network is designed and built.besides， a management scheme is proposed to manage the wireless network.The wireless network has been test and optimized.It is safe and reliable according to medical staff.

Key words：Wireless LAN； Thin AP； Mobile healthcare platform

随着医院信息化的发展，移动医护平台在医院越来越普及。通过移动医疗平台，医生可以在床旁查阅患者病历记录，并实时更新医嘱，护理人员可以在床旁完成护理操作，或者采集患者生理指标，并实时更新到系统，有效地提高了医护人员的工作效率[1]。移动医护平台将成为医院信息系统的重要组成部分。无线局域网（WLAN）技术，适合在高数据业务的热点区域，提供高速接入率、低QoS的接入服务[2]。随着WLAN空中接口协议从802.11a发展到802.11n，无线覆盖的范围和传输速率显著提高，为移动医疗的实现提供了有效的解决方案。本文基于WLAN技术，选取了瘦AP的无线解决方案，完成了无线网络的设计与部署，形成了完整的管理方案，搭建测试环境测试无线网络并优化，最后在该解决方案的基础上测试了移动医护平台，并收集整理使用情况。

1 无线网络的设计与部署

我院医护人员在使用移动医护平台时，主要功能包括床旁电子病历查阅，医嘱查询与下达，PACS影像查看，输液与用药管理，床旁心电监护等。无线网络要求达到零漫游，零丢包，低延迟，高速率以满足上述功能。结合实际使用需求，选取的解决方案参数，见表1。

1.1无线网络的设计 我院的无线网络的部署，是在现有网络的基础上完成。在需要部署无线网络的外科楼，内科楼，肿瘤科，传染科以及综合楼等建筑中，垂直子系统采用两路4芯光缆，分别连接建筑底层的两台汇聚交换机，水平子系统使用五类双绞线，接入到各楼层弱电间交换机。无线网络基于802.11n协议，选取了无线接入POE供电交换机，瘦AP以及超柔馈线。接入无线网络之后的网络拓扑图，见图1。

1.2无线网络的部署 POE供电交换机作为接入交换机，连接到楼层的交换机。瘦AP通过超柔馈线，连接到接入交换机上。瘦AP作为无线漫游的基站，下联多个智分单元，以片区为单位，分布在楼层的各个位置。智分单元再通过超柔馈线，将美化天线延伸到各个房间。部署的方案，见图2。

智分单元可认为是瘦AP的延伸，美化天线是智分单元的延伸。故整个科室的信号都是由瘦AP发出。医护人员在科室内部移动时，不会出现漫游的情况。每个病室和走廊上都部署有美化天线，保证信号全覆盖。

为方便无线网络管理，为每栋楼划分一个VLAN，每个VLAN关联一个SSID，用于移动医护平台业务。考虑到扩展不同的业务，瘦AP可根据实际需求，发布多个SSID，分别对应不同的业务。我院目前在医护人员使用的基础上，还划分了单独的VLAN，用于监护仪器的使用。

2 无线网络的管理方案

在设计和部署无线网络的同时，我院也形成了一套无线管理的方案，主要包含安全性能管理、信号强度检测、流量监测、故障查找及排除、报表统计。

安全性能管理通过主动防御和被动防御完成。被动防御即给不同楼栋的设置不同SSID，同时设置不同的密码[3]，保证患者的移动终端不能连入无线网络。由于密码比较容易泄露，因此安全性较低。主动防御，即给医护人员使用的移动终端设备，安装监控软件，通过后台服务器检测连入无线网络的设备，禁止非内网用户接入。同时禁止终端设备修改接入的SSID和密码，保证设备只能在特定的科室环境中使用。主动防御的安全性较高。

信号强度的检测和流量检测，主要通过引入管理软件来完成。管理软件基于SNMP协议，通过无线接入控制器（AC），讀取POE接入交换机以及瘦AP的MIB信息库，获取当前连入的无线设备数目，数据流量以及相应的信号强度。并且可以根据科室的实际环境，制作无线热图，实时查看科室各个位置的信号质量。

通过AC，可以远程批量配置上线的瘦AP，根据不同的使用科室，将瘦AP命名。通过监控软件可以实时监控瘦AP的在线状态，在瘦AP退服时发出告警，并记录日志。还可以通过AC查看瘦AP天线的在线情况，以便在病室出现信号不稳定，但瘦AP正常工作时，迅速查找到工作状态异常的天线并进行处理。

最后，通过管理软件，可以记录瘦AP在一段时间内的退服时间，退服率，内存使用率，CPU使用率，流量使用情况等数据，并形成相应的报表，作为无线网络后续调整和维护的参数依据。

3 无线网络的测试与优化

在部署完成之后，需要对无线网络进行测试，保证移动医护平台上线之后正常的使用。测试的项目包括了ping包测试、信号强度测试、FTP上传和下载测试等。

Ping包测试，通过选取支持802.11n协议的PDA，在无线网络中进行ping包测试，记录丢包率以及平均ping包延迟。信号强度测试，是通过安装信号测试软件，在实际环境中测试信号强度并记录，同时对比管理软件读取的信号强度。FTP上传和下载测试，是通过搭建FTP服务器，在终端设备上传输文件，记录上传和下载的平均速度。以我院外科楼肝胆外科为例，测试结果，见表2。

在测试结果的基础上，可通过瘦AP的信道调整，功率调整，取消其他无线信号源等手段，对科室无线网络环境进行优化。

4 结论

我院无线网络部署和测试完成之后，已投入试用阶段。基于无线网络开展了相应的移动医护业务，可满足医护人员的实际使用需求，有效地提高了医护人员的工作效率。

参考文献：

[1]杨宏桥，吴元立，李学斯，等.移动医疗技术的研究与应用[J].中国数字医学，2011 6（11）：49-51.

[2]刘乃安.无线局域网：WLAN原理技术与应用[M].西安：西安电子科技大学出版社，2004.1.

[3]沈崇德.无线移动技术在现代医院管理中的应用[J].中国数字医学，2009，4（4）：14-16.

编辑/罗茗柯