医院信息系统典型故障案例解析
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案例1 医疗场境下无线网络受微波治疗仪干扰

【案例概述】

案例关键字:WiFi 微波治疗仪 信号干扰
在部署无线网络时,网络管理员首先要考虑的便是尽量减少环境因素对WiFi信号质量的影响,然而在实际应用中,各种无线信号发射和信号接收常常发生着“无声的较量”。小L最近碰到了一个微波治疗仪干扰WiFi信号导致PDA无法连接无线网络的问题,最后通过更换不同工作方式的微波治疗仪、规划WiFi信道等措施,最终解决了问题。

【案例还原】

小L任职的医院,内科楼的无线场景如图2-1-1所示,无线网络拓扑图如图2-1-2所示,无线核心设备包括无线控制器AC、PoE交换机、无线AP等。某日小L到病房巡检网络时,康复科一名护士反映了一个“诡异”的现象,一段时间以来,该科室经常出现在一段时间内移动护理系统使用的PDA和医生查房系统使用的平板电脑均无法连接无线网络,但过一段时间网络又恢复正常。
图2-1-1无线场境示意图
图2-1-2 无线系统拓扑图
该科室再次出现网络不稳定的现象时,小L立即到现场排查故障,首先检查了无线系统的硬件和软件,均运行正常,再进一步抓包分析,发现无线连接期间,无线信号不连续、失真严重,终端无法接收解调信号。经小L在现场观察、询问、分析后发现了一个规律,即在无线信号失效期间,该科室某一病房正在使用某型号的医用微波治疗仪为病人做康复治疗,当关闭微波治疗仪电源后,无线网络信号就会恢复正常。
小L通过上网查找关于微波治疗仪的相关资料,终于找到了这个“偷走WiFi信号的元凶”。医用微波有三个工作频率,分别为2450Mhz、915Mhz、433Mhz,能够干扰WiFi的微波治疗仪主要是工作在2450Mhz频点,微波治疗仪的输出功率一般可以达到100W。由于普通的射频器件无法做到只在一个频点发射信号,所以微波往往会覆盖整个2.4~2.5G频段,导致WiFi 2.4G信道的底噪超标,所有2.4G频段均会被微波治疗仪干扰,而且WiFi功率只有100mW,由于两个功率相差可能达到1000倍,所以微波治疗仪能够单方面压制的干扰。
目前市面上微波治疗仪射频辐射分为连续式和脉冲式。连续式的微波治疗仪会不间断发射高信号强度的干扰信号,干扰率为100%,导致WiFi系统完全无法工作;脉冲式的微波治疗仪会发射一段时间,停止一段时间,干扰率为50%,这样只要脉冲的频率足够高,WiFi系统就可以在微波治疗仪停止的那段时间进行通信,而不会完全无法通信。2.4G的微波治疗仪在工作期间产生非常强的干扰,无线信号beacon帧严重失真(信号不连续,失真严重),终端无法正常接收解调信号,直接导致无线终端体验时断时续。该科室用电设备如图2-1-3所示。
图2-1-3 微波治疗仪
找到故障原因后,小L与康复科医生、设备科工程师、网络厂家工程师等专业人员一起制订解决方案并分期进行优化:
1.使用脉冲式微波治疗仪,脉冲式微波治疗仪不管是医疗效果还是对网络方面的干扰,都优于连续微波治疗仪。
2.使用915Mhz的微波治疗仪取代2.4G的微波治疗仪。
3.屏蔽隔离,建立隔离室,通过物理上的强隔离实现无线系统和医疗器械之间的相互隔离。
4.通过部署双频零漫游方案,由于医疗设备干扰源一般在2.4G频段,为无线终端提供多个无干扰5G频段的无线网络。

【案例总结】

1.在医疗场境下,应合理规划无线覆盖方案,净化无线信号环境,减少对信号源的干扰风险。
2.建设部署双频零漫游方案,支持2.4G频段和5G频段,无线终端可选择未被干扰的信道接入。
3.医用微波治疗仪更换成脉冲式或使用915Mhz的微波治疗仪,避免不必要的信号干扰。
4.医院在采购微波治疗仪等医疗设备时,要充分做好技术调研和规划工作,尽量避免医疗设备的频率和WiFi信号的频率之间的互相干扰。