醫院無線網絡方案設計探索

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1無線網絡方案頂層技術架構

1.1AP架構方案設計

瘦AP架構包括無線控制器(AccessController,AC)和無線訪問接入點(WirelessAccessPoint,AP),AP配置由AC自動下發,并進行集中管理和維護,非常適合進行大規模組網。瘦AP架構主要有5種組網方式,考慮到我院主網絡采用BGPMPLSVPN方式進行網絡隔離,因此選擇采用三層VPN集中數據轉發方式。該方式可使無線網絡簡單、無縫接入醫院網絡,隔離、安全、路由策略均保持同步。在該方式中,AC通過CAPWAP(ControlAndProvisioningofWirelessAccessPoints)協議對AP進行集中管理和維護。AP加電啟動后,通過CAPWAP協議完成AC自動發現、安全認證、軟件映像檢查、無線配置參數下載等一系列操作。CAPWAP隧道中承載兩種類型的消息:控制消息和數據消息,控制信息中傳輸的是無線配置信息和狀態信息,數據消息中傳輸的是用戶無線數據幀。控制消息流實現AC對AP的管控;數據消息流根據無線SSID,由AC解封裝后轉發到該SSID所綁定的VLAN虛接口網關,實現通過同一個AP的不同SSID對內、外網的訪問。

1.2高帶寬實現

高帶寬實現主要依靠3點:所采購的AP均支持802.11g、802.11n、802.11ac協議。最高理論傳輸速率可達1Gbps;對重點區域進行密集布點,使用5G信號進行全覆蓋;POE交換機到AC間上行鏈路保證2Gbps帶寬。

1.3穩定性實現

無線網絡穩定性主要包括主干網絡穩定性和無線連接穩定性。主干網絡設備之間均采用雙鏈路聚合連接,且AC等核心設備設置主備,在整個網絡中配置STP協議,保證主干網絡的健壯性。無線連接穩定性通過對綜合布線的全面測試和調整,保證任何區域的無線信號強度大于-65db;并且在AC上禁用低速率協商,實現終端在AP間快速漫游并保證網絡帶寬。

1.4安全性實現安全性實現

主要包括三個部分:行為審計、接入認證、訪問控制。行為審計主要依賴于上網行為管理系統。接入認證根據設備廠商不同,有客戶端認證、證書認證、Portal認證、MAC綁定等幾種形式,這幾種形式各有優點,使用場合并不相同,例如移動查房設備使用客戶端認證、普通員工使用portal認證、門診患者使用短信+portal認證、住院患者可與HIS對接,自動生成具有有效期的portal認證賬號。就安全性而言,客戶端認證、證書認證安全性相對較高,Portal和MAC綁定安全性相對較低,可在無線網絡邊界網關,設置防火墻,對每種認證方式,設置獨立的訪問控制權限,限制對非授權區域的訪問,實現風險管控。

1.5無線網絡綜合布線

綜合布線是網絡系統的重要基礎。醫院內部安裝工程極為復雜,水、強電、弱電、暖通、凈化、空氣等系統施工面很大,且相互干擾。因此在建設前期需對綜合布線進行細致設計,防止后期大范圍改動。無線AP的信號強度應滿足一定的標準才能保證AP與之間信號的有效交互,從而保證無線覆蓋的效果。覆蓋區信號強度不僅要在終端的靈敏度以上,更重要的是達到漫游切換的要求。根據醫院無線網絡設定的目標,需實現2.4G信號全覆蓋、5G對放射、手術、示教等重網絡需求區域覆蓋、智能終端接收信號強度大于-60dBm,重點區域信號強度應大于-50dBm進行在平面設計時,必須考慮建筑結構和材質,減少信號斜射,防止信號過度衰減,在同一AP影響區域內,盡量避免超過3個AP,防止信道沖突。AP布線應適當預留2-3米線纜余量,便于后期位置微調。在施工過程中,因瘦AP架構的特性,無法對AP所在區域進行準確識別,因此必須在AP線纜兩端設置永久性標簽、并在圖紙上注明線纜編號。因為POE供電的特性,一般情況下,AP距離弱電井線纜距離不應超過80米(經驗值,視設備而定),否則將影響AP穩定性。因每個區域AP數量較少,應對每個弱電井的AP數量進行合理規劃,提高設備使用率,使POE交換機端口使用率超過80%為宜。在后期勘測過程中,建議使用回傳信號較弱的智能終端進行信號強度及漫游測試,如手機、PDA等;并盡量使用不同的終端、操作系統對認證方式進行測試。根據測試結果對AP布設位置、網絡配置等進行實時細微調整。

2結語

本文對我院無線網絡建設中的一些重要注意點進行了總結描述。本院無線網絡建設,經過一段時間的全面運行,對AP位置、認證方式、流量管控方式進行了一系列的調整,可完全滿足醫院BYOD建設及物聯網應用的需求。

作者：唐杰 單位：浙江大學醫學院附屬第四醫院