·40·20卷8期 2005.8
无线局域网在医院网络环境中的应用探讨
李友章
(山东省立医院信息网络中心,山东济南250021)
[摘要]本文从抗干扰性、传输性能、安全性、与医疗设备的互作用等方面探讨了无线局域网在医院网络环境中的应用。作为
对有线网络的补充,对WLAN在医院内应用的优势和应用前景进行了分析。
[关键词]无线局域网;医院;网络;信息;干扰
[中图分类号]TP393.17 [文献标识码]A [文章编号]1007-7510(2005)07-0040-02
The application research of WLAN in hospital network environment
LI You-zhang
[收稿日期] 2005-04-26 [修回日期] 2005-06-08
在计算机网络中离不开线缆,架构在有线网络上的局域网
具有快速、稳定、安全性好的特点,满足了医院信息化建设中大
多数应用的需求;但是也存在着某些场合不适合布线、接入用
户规模受信息插座的数量限制、信息插座不能移动使用、布线
与改造的工程量大等问题。随着医院网络应用的快速发展,有
线网络对新应用的不适应性越来越显现出来。而一种基于无线
的网络技术-无线局域网(Wireless Local-Area Network
简称WLAN)就能有效解决这些问题。
无线局域网是采用无线通讯技术代替传统电缆,提供设备
接入功能的网络,是计算机网络与无线通信、移动通信技术相
结合的新生技术。它采用扩频调制方式,实现了OSI模型中的
物理层和链路层功能,为移动计算机网络提供了必要的物理接
口。在无线局域网的发展中,形成了包括IEEE802.11a、
802.11b、802.11g、HiperLAN/ 2等在内的国际标准,能够提
供的网络接入速率从11Mbps,22Mbps到54Mbps不等。
根据无线接入点(AP)的功率与天线的不同传输距离也由
100米以内延伸到数十公里。无线局域网是我们常说的“最后
一公里”或“最后一百米”网络接入解决方案中的无线接入技
术,是实现移动计算机网络的关键技术之一,现已广泛应用于
学校、宾馆以及家庭等网络用户。
但是医院内的电磁环境复杂,大功率、强辐射、强干扰的医
疗设备集中,高灵敏度、易受干扰的如呼吸机、麻醉机、心电图
机、脑电图机、心脏起搏器、心电监护仪等精密医疗设备比比皆
是;同时医院业务对通信设备的应用可靠性要求也比学校、宾
馆、家庭用户高得多,通信时不仅不允许出现错误数据,还要保
证数据不被窃听,保证网络不能中断与阻塞,不可影响到医院
医疗工作的进行。
因此,无线局域网能不能满足医院信息化建设的要求,会
不会与医疗设备相互影响,是不是能保证医院信息化系统中的
安全性,是无线局域网能不能在医院内可靠使用的关键。
首先,无线局域网能够满足医院信息交互的需要。
(1)医院信息系统、办公自动化系统、实验室信息系统、电
子邮件等系统主要与数据库交互,以文本为主要处理对象,只
要满足基本传输速率,就对网络传输性能的变化不敏感。按照
IEEE的设计标准,在保证基本信号强度的前提下,无线局域
网的传输速率至少能达到11Mbps,传输距离达到100米,因
此,对接入层来说,这样的传输速率能够满足医院实时文本数
据传递的需求。
(2)对于医学图像系统(PACS)、远程医疗系统以及其他大
数据量传输的系统来说,占用网络带宽资源相对较多,实时性
很强,在局部传输数据量过大与设计不合理的情况下,容易出
现网络性能低下、传输缓慢的问题。这种系统中尽量使用有线
网络。无法使用有线网络时,部署无线局域网需要经过优化设
计,专门使用54M以上传输速率的WLAN产品,适当划分
VLAN,限制广播数量,保证每个接入点AP接入的计算机较
少,也能满足医学图像系统和视频传输的需要。
其次,无线局域网设备不会与医疗设备产生明显的相互影
响。
(1)在调制方式、所用频段上不会与医疗设备产生冲突。
无线局域网采用了扩频的调制方式,扩频通信系统是将要
传送的信息在比信息带宽宽十倍甚至数百倍的频带上传送,在
接收端通过相关接收进行解扩,将传输的信号进行恢复的通信
系统。由于其具有一定的抗干扰性能力,故扩频通信系统的使
用频率选在了自由开放的2.4GHz和5GHz频段。该频段属微
波段,是工业、科学以及医疗设备的污染频段。医院内医疗设备
众多,但只有监护仪、微波治疗仪、微波炉等少量的设备工作在
以上频段(见表1),因而基于ISM频段的设备有足够的频率
资源实施通信,而不至于因频段拥挤造成通信失败的情况。
医疗设备信息
300M以下
B超(普通)
心电图机
脑电图机
心脏起搏器
呼吸机
高频电刀
短波治疗仪
脉冲治疗仪等
红外线以上
红外乳腺诊断仪
理疗仪
测温仪
X-刀
准分子激光治疗仪
二氧化碳激光治疗仪
X光机
γ刀等
300M~3G
监护仪
微波治疗仪
微波炉
表1医疗设备带宽占用
(2)WLAN不会与医院内多数精密设备造成影响,医院的
电磁干扰不会影响WLAN的正常运行。
医疗设备工作的环境比较复杂,所有精密设备都采取了防
干扰屏蔽措施,自身抗干扰能力很强,一般的电磁干扰不会影
响设备正常运行。而WLAN设备的输出功率都在60mW~
100mW之间,比GSM手机的功率都要小得多,对医疗设备更
不会产生影响。
根据国家关于无线通信的频段分配,无线局域网的设备都
工作于2.4GHz或5GHz这两个频段,而医疗设备多工作于
100MHz以下和红外线以上两个频段,由于在工作的频率和采
用的调制方式差异较大,因此二者不会产生相互信号干扰。像
磁共振机、X光机、CT机、高频电刀等虽然是强干扰源,产生
的干扰功率可观,频谱宽度大,但此类设备一般工作在良好屏
蔽的房间之内,并且产生的宽频干扰信号在空间扩散时衰减也
非常快,因此无线网络设备只要不处于同一房间之内,一般不
会造成受影响中断网络通信的问题。
对一些使用ISM频段甚至是使用无线局域网技术的医疗
设备如无线心电监护仪等,由于存在技术上的兼容性,在使用
时可以在参数设置上避免相互之间的数据干扰,保证双方设备
的正常通信。如在无线接入点上设计不同的网络密钥和不同的
加密方式就能保证双方通信数据的独立性。
另外实验也验证了以上观点。
第三, WLAN的安全机制能够保证数据医院数据传输的
安全。
医院业务网络上传输的数据多为病人相关的隐私数据或
通讯安全性使无线网络通信有了更安全的保障;另外医院信息
系统应用软件中所具有的安全验证功能也是数据不被监听、窃
取、篡改的保证手段之一。
从以上分析可以看出,能够在性能上满足医院信息化的要
求,在抗干扰方面不会与医疗设备相互影响,有加密和验证技
术保证医院信息系统中数据传输的安全性,因此无线局域网在
医院环境内应用是可行的。
与有线网络相比,无线局域网具有以下优势:
(1)安装便捷:无线局域网建设网络时一般只要安装一个
或多个接入点(AccessPoint)设备,就可建立覆盖整个建筑或
区域的局域网络。不像有线网络建设时需要破墙掘地、穿线架
管,从而使施工周期大大缩短。应用无线局域网对环境的影响
也微乎其微。
(2)使用灵活:无线局域网在信号覆盖范围内可以在任意
位置接入,而有线网络接入时只能在信息插座的附近。
(3)经济节约:由于无线接入点的可扩展性非常强,无线网
络的布置可以根据建筑物预先的功能简单设计就能满足应用
的需要。这不像有线网络,由于缺少灵活性,要求网络规划者尽
可能地考虑未来发展的需要,冗余设计许多利用率低甚至根本
用不到的信息点,导致投资效益低下。而一旦网络的发展超出
了设计规划,又要花费较多费用进行网络改造。
(4)易于扩展:无线局域网设备配置灵活,可以工作在点对
点、基于接入点、无线网桥等多种模式,以适应从只有几个用户
的小型局域网到上千用户的大型网络。
(5)能够提供跨接入设备的漫游功能等有线网络无法提供
的特性。
医院内移动查房、移动办公、远程医疗、远程教学等都提出
了有线网络无法满足的新的应用需求,而这些正是无线局域网
的优势所在。新型掌上电脑、平板电脑和带无线网络的笔记本
电脑更为无线局域网通信提供了移动接入终端,这些都为医院
信息化建设在降低成本的同时提供了更高的灵活性、可用性。
作为有线网络的补充和扩展,无线局域网应用在现代网络
中,将提供比有线网络更为丰富、快捷、高效的通信环境,使网
上的计算机通信实现移动化、个性化和多媒体应用,能快速方
便地解决有线网络存在的多种问题,较好地满足医院临床医
疗、教学、科研、办公的需要。无线局域网必将成为数字化医院
综合
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