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1、醫院計算機網絡系統改造工程方案的設計隨著醫院信息化管理的不斷深入，醫療設備數字化處理技術的不斷發展，要求醫院計算機網絡系統要有更大的容量、更快的速度，更合理的布局。因此，在醫院原有網絡系統已不能滿足醫院發展需求的情況下，對醫院網絡系統進行整體的結構化設計改造，使之適應醫院信息化建設發展的需要，已成為醫院建設的一個重要組成部分。 我院計算機網絡系統于1997年建成，整個網絡共有302個信息點，主要分布在院內七棟大樓，樓宇之間采用多模光纖連接。網絡核心交換機采用Intel ES 10/100 Switch，為100Mbps交換結構，10Mbps到桌面。網絡總體布局是根據“醫院信息管理系統”軟件開發2、提供的系統管理架構而確定。由于受當時客觀條件的限制，網絡站點設置及工作帶寬已嚴重不適應醫院業務發展的需要。當前網絡存在以下缺陷：1、網絡布局不合理，不能有效復蓋院區；2、信息點嚴重不足，制約信息資源的利用；3、網絡骨干的帶寬過窄，無法滿足大數據量的傳輸要求；4、核心網絡設備不具備容錯功能；5、核心網絡設備的可擴展性、可管理性差；6、用戶端10Mbps接入已無法滿足應用需要。1 網絡架構改造方案網絡是醫院信息系統（HIS）得以穩定、快速運行的基礎，網絡建設不但要考慮目前系統的要求，更要為今后發展保留足夠的可擴充余地。既要滿足門診、住院等系統的數據量傳輸需求，又要為PACS等大數據量傳輸的系統作好3、準備。針對我院目前的網絡狀況，結合醫院信息化建設的發展趨勢，網絡改造采用流行的三層網絡架構方案，全面升級為1000M交換式以太網。1.1 網絡結構設計1.1.1 網絡核心層通過更換網絡中心交換機和樓宇交換機構成醫院的網絡核心層。網絡主干線布設可有兩種方案：(1) 利用原有的光纖進行升級。核心層部署1000M網絡交換設備，提高網絡傳輸速率的帶寬；(2) 重新鋪設網絡中心至各樓宇1000M光纖，全面提升為1000Mbps快速以太網。1.1.2 網絡分布層樓宇的層間視為網絡分布層，樓宇交換機采用1000M光纖接入。根椐實際情況決定樓宇交換機至樓層交換機的連接，樓層信息點多、可采用1000M光纖引入各4、樓層交換機，反之，可采用超五類雙絞線100M引入到樓層交換機。1.1.3 網絡訪問層根據醫院規劃和各建筑物的醫療功能布局，全面擴容訪問層網絡信息點，采用1000M光纖接入樓層交換機，通過水平布線系統100M交換到桌面。為保護利用原有資源，對于訪問數據量不大的信息點可以考慮采用10M HUB或10M SWITCH到桌面。1.2 對網絡布線的要求1.2.1 網絡布線的總體規劃針對醫院目前的網絡現狀，我們認為對網絡布線應遵循“總體規劃，分步實施，水平布線盡量到位”的設計原則。在網絡結構上采用樓宇結構化綜合布線設計，盡量做到局部設計一步到位，減少日后的反復施工。由于醫院目前大多數樓宇是舊式建筑，新布線5、系統應與原網絡系統盡可能集成，與原來的設計統一起來，盡量減少管槽的重復鋪設，保持建筑物飾面的整體美觀。水平布線是網絡的基礎，相對固定和不宜改動，因此在設計時，要選用技術指標高的線纜和相關配件，在此次設計中采用了超五類雙絞線及系列產品。但也應從實際出發，不肓目追求高標準，以免造成浪費。1.2.2 布線工程質量控制網絡工程質量控制是工程組織和工程實施過程中十分重要的環節。網絡建設應注意以下幾點：進行科學設計和規范化管理，所謂“管理”，是從保證材料品質、安裝工藝要有一整套嚴格的管理制度。要保證網絡在較長時期內滿足醫院業務發展的需求，在工程中絕不允許摻“假”和粗制濫造。網絡工程對布線質量要求很高，比如6、在網線鋪設中要求線纜直順、不能扭曲更不能打結、拐角過渡不能小于90度、要避開電磁干擾源等。否則即使線路在低速率環境下工作正常，但在以后高速率工作下也會造成通信不暢。另外，網絡布線一般多為隱蔽工程，施工中的隱患往往不易被發現，比如線纜裸露或線槽沒有封閉，極易造成后期鼠患使網絡通訊中斷。必須按照國家有關智能化建筑中弱電系統施工的標準和技術規范對工程進行設計、施工和驗收。因此，選擇有專業設計和安裝施工隊伍，技術實力雄厚、經驗豐富、信譽良好的網絡系統集成公司，極其重要。1.3 設備選型目前以太網交換技術的主要特點集中體現在高速度、高帶寬、能適應不同的網絡規模和提供服務質量（QOS）保證，滿足Inter7、net/Intranet發展所需的高性能。1.3.1 核心層交換設備的選擇應考慮以下指標：1、提供10/100/1000M bps速率；2、提供無擁塞的交換鏈路；3、提供線速度IP路由功能，網絡能簡便地擴展到幾百個上行用戶；4、服務質量（QOS），采用包括帶寬管理、優先級、擁塞控制和帶寬預留技術，基于策略的服務質量保證；5、盡量選用同一品牌的網絡設備，并應注意與已有網絡設備兼容；6、支持多種容錯功能及基于策略的QOS功能；7、支持模塊的熱拔插功能并具有良好的可擴展性；8、具有三層交換功能并具有端口中斷能力；9、支持VLAN功能、全雙工半雙工操作，支持多生成樹、支持遠程管理。1.3.2訪問層交換8、設備的選擇應考慮以下指標：訪問層交換機直接連接用戶終端設備，對其性能要求和每一個參數都影響到交換機的性能、功能和不同集成特性，選擇應考慮以下指標：1、采用直通轉發或存儲轉發技術；2、交換機數據交換延時時間；3、交換機提供的可管理功能；4、端口提供的MAC地址數；5、交換機智能化管理功能；6、提供擴展樹算法或其他算法，檢測并限制拓撲環；7、允許端口同時收/發，全雙工通訊；8、提供高速端口連接關鍵業務服務器或上行主干；9、支持VLAN功能，支持多生成樹、支持遠程管理。2 網絡改造工程2.1 網絡主干改造我院占地面積較大，院內各建筑物地理位置分散，由于樓宇間距離較遠，因此原網絡在建筑物之間采用的是49、芯多模光纖連接，其拓撲結構是從網絡中心分別獨立拉至各樓。根據改造方案的設想，一種方案是在原來已鋪設的光纖基礎上，在網絡核心層和網絡分布層接入1000M的交換設備，提升原來網絡的傳輸速率，達到網絡升級的目的。利用4芯光纖中一對閑置的芯線接入原來的100M網絡設備作為醫院OA辦公網，并可外接Internet互聯網。該方案的好處是充分利用原有源資，減少網絡改造的工程投資，但采用該方案的前提是原有的多模光纖必須滿足1000Mbps傳輸速率對光纖長度的要求。不足是主干光纖無冗余，不能擴展；第二種方案是采用6芯單模光纜重新鋪設網絡中心至各樓宇的主干光纖，在網絡核心層和網絡分布層接入1000M的網絡交換設備10、，全面提升醫院主業務網絡的傳輸速率。原有的100M光纖及網絡設備保留不變，可以作為醫院OA與Internet網絡的基礎。從提高網絡的可靠性和安全性考慮，滿足醫院未來發展需要，根據1000Mbps傳輸速率對光纖長度的技術規范標準，我們選擇了第二種網絡方案。第二種方案拓撲圖如下：通過重新鋪設網絡主干后，可利用前期原有的網絡建立醫院內部互聯網Intranet，實現醫院辦公自動化和辦公無紙化。通過專用代理服務器將醫院內部的Intranet網與國際互聯網Internet網連接，實現院內國際互聯網的單口接入和集中管理。作為醫院內部業務網與連接Internet互聯網的外部網物理分離，可有效防止醫院內部網絡抵11、御外來入侵干擾的破壞。而且新舊網主干光纜可互為備份，提高了網絡風險生存能力。2.2 網絡分布層改造由于醫院目前大多數樓宇是舊式建筑，在結構設計上沒有設置弱電井和網絡間，因此，在樓宇干線布設和設備安放地點選擇上應根據樓宇結構，遵循既安全可靠又方便維護，不破壞大樓原設計功能的原則，在滿足綜合布線技術規范的前提下，盡可能簡化網絡分布結構。在實際改造工程中針對醫院各樓宇建筑規模不大的情況，網絡分布層結構基本是在樓宇的中間位置安放中心配線機柜，通過水平布線系統輻射到大樓的各處信息點，由1000M主干光纖接入到樓宇配線機柜，達到1000Mbps傳輸速率連接分布層交換機，100Mbps到桌面。2.3 網絡訪12、問層改造網絡訪問層布線系統是網絡系統中故障發生率相對較高的部份。因此，除了加強工程質量外，網絡產品應選用技術含量高，質量可靠的產品。在本次網絡改造工程中選用了美國的AVAYA非屏蔽超五類雙絞線系列布線產品。訪問層布線系統是網絡的基礎，工程確定后相對固定不會隨意改動。因此網絡訪問層布線應根據樓宇功能、使用要求和發展規劃，綜合設計網絡站點的布設以及工作區布點的合理安排，并留有一定的冗余量。在實際工程設計中一般留有1020%余量，以備應用擴展的需要。樓層交換機通過水平布線系統以100M連接到桌面，使網絡終端設備獨享100M交換帶寬，全面提升了工作站信息處理的能力。2.4 網絡設備改造網絡設備的選型可13、根據醫院網絡改造工程的最終設計方案來進行搭配，但應按中心交換設備與樓宇或樓層交換設備的以太星形結構方式選型，在設備性能上應滿足網絡設計中1000Mbps傳輸速率對設備功能的要求。2.4.1 設備選型考慮因素1、根據醫院網絡應用及今后56年內網絡設備技術儲備的應用空間，選擇網絡設備類型；2、以目前技術成熟的主流進口品牌為主，選擇性能和價格比較優的網絡產品；3、主干交換機應能滿足今后一段時期內醫院業務擴展的需要；4、網絡中心交換設備光/電接口應滿足使用要求，并有端口冗余；5、樓宇工作組交換機具備1000Mbps上連端口及10/100Mbps自適應接入端口；6、樓宇工作組交換機端口數量應以實際工作站14、點數為準，并有10%的端口冗余，要求可堆疊方便擴展；7、所有交換機應具備智能管理功能，可進行網絡遠程控制管理。2.4.2 設備選型(1) 核心交換機：在實際改造升級方案中選用美國3COM Switch 4007R機箱式帶擴展插槽交換機：具有無阻塞的第三層交換、Qos功能；事務優先級設置、組播過濾、VLAN、多點鏈路聚合等；48Gbps的交換矩陣，實現無阻塞的網絡交換性能和確保不間斷運行；智能化網絡管理功能；240Gbps容量的背板速度。(2) 樓宇交換機由于在樓宇網絡布局結構上基本采取設備集中管理的模式，在改造升級方案中選用美國3COM SuperStack 3 Switch 4400訪問層交15、換機，通過1000M光纖接口直接上連核心交換機：交換機配有24或48口10BASE-T/100BASE-TX自適應端口，1000M上行光纖端口；具有網絡質量服務（Qos），實現流量的優先級和帶寬預留功能；支持熱插拔堆疊便于維護和擴展；交換機結構性能17.6Gbps交換能力，10.1Mpps轉發速率。3 總結與討論在醫院計算機網絡系統改造方案設計中，應以總體發展的目光規劃系統的建設，不能只滿足當前使用的要求，適當超前可為醫院信息化建設的持續發展奠定一個長久堅實的基礎。網絡是上層信息應用的載體，網絡在規模和選型上應滿足醫院中遠期發展的需要，要考慮今后PACS等系統大數據量傳輸的要求，避免當發現不夠16、用時再建設，造成重復投資浪費，又使網絡縱橫交錯難以管理；醫院對信息系統的依賴性日益提高，更加重了對網絡安全的關注。醫院網絡布局中內部的業務網與外部的互聯網之間應實行隔離，因為互聯網上病毒、木馬以及黑客等入侵極易造成對醫院關鍵業務數據的破壞，一旦數據遭到破壞將造成不可挽回的損失。內外網可實行硬件隔離或軟件隔離。硬件隔離是兩個網物理分開，安全性和可靠性較高，缺點是硬件投資大；軟件隔離是采用在同一個網上實行邏輯分開網段的方式，優點是投資小。目前醫護人員的計算機水平普遍提高，醫生在互聯網上進行資料查詢和大流量的數據下載將會占用網絡的大量帶寬，直接造成業務網絡傳輸速度的下降； 網絡工程施工中要注重工程質量，尤其水平布線系統的工程質量直接影響日后網絡維護的工作量。根據醫院計算機日常維護統計：計算機故障的30%是網絡問題，網絡故障的80%是網絡線路問題；科學技術的進步使IT業發展迅速，加速了網絡設備技術的更新換代，網絡設備選型應根據需要稍有超前的原則，有5-6年的技術儲備即可。因為網絡設備是724小時常年工作，其穩定工作生命周期在6-7年間。設備選型不應一味追求高端配置，要根據醫院實際應用情況而定，避免功能強但用不上，造成浪費；網絡改造工程實施過程中應充分保護和利用前期投資的資源，做到物盡所用，以免造成浪費。