基于電力貓的野戰(zhàn)醫(yī)院信息管理網(wǎng)絡構建

王美江，劉靜君

基于電力貓的野戰(zhàn)醫(yī)院信息管理網(wǎng)絡構建

王美江，劉靜君

戰(zhàn)時野戰(zhàn)醫(yī)院需要快速構建信息管理網(wǎng)絡，以便爭分奪秒地搶救傷病員。電力貓的出現(xiàn)，使網(wǎng)絡借助電力線就能實現(xiàn)雙向互通，僅僅需要布設一次電力線就能快速構建醫(yī)院信息管理網(wǎng)路，其覆蓋范圍寬泛，為戰(zhàn)傷員救治贏得了寶貴時間。

電力貓；野戰(zhàn)醫(yī)院；網(wǎng)絡

戰(zhàn)時戰(zhàn)傷者需要爭分奪秒快速高效的救護，野戰(zhàn)醫(yī)院信息管理網(wǎng)絡就需要快速組建。電力貓的出現(xiàn)，使網(wǎng)絡借助電力線就能實現(xiàn)雙向互通，僅僅需要布設一次電力線就能快速構建醫(yī)院信息管理網(wǎng)路，戰(zhàn)時可以快速組建網(wǎng)絡，縮短野戰(zhàn)醫(yī)院部署時間，有效提高軍隊作戰(zhàn)效能［1］。

1 野戰(zhàn)醫(yī)院信息管理網(wǎng)絡現(xiàn)狀

目前，野戰(zhàn)醫(yī)院信息管理網(wǎng)絡大多沒有建立，還處于紙質書寫和人工傳達階段，沒有很好地利用網(wǎng)絡構建信息管理系統(tǒng)。部分起點高的野戰(zhàn)醫(yī)院，信息管理網(wǎng)絡都是依靠交換機、路由器、中繼器、網(wǎng)線等，獨立布設了一個網(wǎng)絡架構。該模式的網(wǎng)絡架構存在一些不利于戰(zhàn)時組網(wǎng)的缺點：（1）傳輸距離短。現(xiàn)在的網(wǎng)線點對點只能傳輸100米，想要傳輸遠距離就要另架設中繼器或路由器等。（2）依賴電力網(wǎng)絡。交換機、路由器、中繼器等都需要電力的支持，需要另外鋪設電力支持線路。（3）維護難度大。網(wǎng)絡線的連接頭容易脫落松動，并且不容易發(fā)現(xiàn)；網(wǎng)線被炸斷后，重新連接難度大；網(wǎng)絡的鋪設、撤收、維護需要專人甚至是數(shù)人共同完成。

2 電力貓技術簡介

電力貓技術已有幾十年的發(fā)展歷史，世界各國都致力于利用覆蓋率最廣的電力線網(wǎng)絡進行不斷攻關研究，在技術發(fā)展的各個階段，電力線網(wǎng)絡都得到不同應用。在高壓輸電網(wǎng)（35 kV以上）、中壓輸電網(wǎng)（10～35 kV）以及低壓輸電網(wǎng)（10 kV以下）的各個領域，數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾什粩啾桓倪M提高。現(xiàn)階段，在低壓配電網(wǎng)上（100～220 V）傳輸速率已由1 Mbps發(fā)展到1000 Mbps，傳輸距離可達300 m。目前市場主流電力貓為200 Mbps和300 Mbps兩種速率，都能輕松實現(xiàn)上網(wǎng)以及大文件的傳輸需求，且具有不用布線、覆蓋范圍廣、鏈接便捷等顯著特點，被認為是提供“最后1公里”解決方案最具競爭力的技術之一［2］。

2.1 電力貓的工作原理電力貓利用1.6 M～30 M頻帶范圍傳輸信號。在發(fā)送時利用正交頻分復用技術OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM）將傳輸數(shù)據(jù)進行調制，通過電力線進行傳輸，在接收端經(jīng)過濾波器將調制信號濾出，再經(jīng)解調就可得到原通信信號。電力貓設備分局端和調制解調器，局端負責與電力貓內(nèi)部調制解調器的通信和與外部網(wǎng)絡的鏈接，通信中用戶的數(shù)據(jù)進入調制解調器調制后，利用用戶的電力線傳輸?shù)骄侄嗽O備，局端再將信號解調出來。主流電力貓能夠提供AP（無線接入點）、Router（路由器）、Repeater（中繼器）、Client（客戶端）、Bridge（網(wǎng)橋）五種工作模式，用戶可以任意設置。電力貓必須配對使用，一個電力貓連接互聯(lián)網(wǎng)或是服務器后插入任何一個電源插座，另一只電力貓也插在任何一個電源插座上，用戶就能通過這個電力貓用有線和無線的方式連接互聯(lián)網(wǎng)或是服務器了。電力貓鏈接方式如圖1所示。

圖1 電力貓鏈接方式

2.2 電力貓技術優(yōu)勢考慮到戰(zhàn)場復雜的電磁環(huán)境和保密工作，筆者沒有采用無線布設，同時也僅采用電力貓的有線傳輸功能。采用電力貓與網(wǎng)線兩種組網(wǎng)方式對比結果，見表1。

通過與網(wǎng)線布設網(wǎng)絡相比較，電力貓具有以下優(yōu)勢：（1）功能集成度高。電力貓能夠提供五種工作模式，用戶可以任意設置。（2）安裝設置簡單。電力貓能把電線變?yōu)榫W(wǎng)線，實現(xiàn)智能互聯(lián)，不需要重新布設線路，無須挖溝和穿墻打洞，避免對建筑物和公共設施的破壞，同時也節(jié)省了人力物力，切實做到了“有電就有網(wǎng)絡信號”。數(shù)據(jù)傳輸是利用現(xiàn)有電力線傳輸，不需要另設線路，使用時不需要安裝軟件驅動，也不需要任何調試，有效滿足了用戶一個插頭解決電力和網(wǎng)絡的需求，能夠充分實現(xiàn)智能互聯(lián)互通。（3）信號穩(wěn)定可靠。電力貓可以集成無線和有線功能，傳輸速率目前可達1000 Mbps，普遍達到了200～300 Mbps。電力線載波信號不會損壞，應用廣覆蓋范圍大，是其他任何網(wǎng)路都無法比擬的［3］。（4）傳輸距離較遠。電力貓是利用電流也就是電力回路傳送網(wǎng)絡的，目前電力貓最大回路長度可達300 m，如果電力貓在同一電表下，不受距離限制，非常適合戰(zhàn)時布線使用。（5）組網(wǎng)方式靈活。電力貓能與現(xiàn)有任何網(wǎng)絡兼容，接入網(wǎng)絡方式靈活。能夠有效地將計算機、打印機、醫(yī)療設備、網(wǎng)絡電視等設備通過普通電源插座由電力線連接起來，組成一個穩(wěn)定可靠的局域網(wǎng)。（6）組網(wǎng)成本較低。電力貓組網(wǎng)都是利用現(xiàn)有電力線進行組網(wǎng)，組網(wǎng)時僅僅需要一個即插式的電力貓就能完成組網(wǎng)，有效節(jié)約了施工費用和時間，維護時只需要更換一個電力貓就可以，有效降低了維護成本。

表1 電力線與網(wǎng)線組網(wǎng)方式對比

3 網(wǎng)絡實現(xiàn)

野戰(zhàn)醫(yī)院信息管理網(wǎng)絡架設根據(jù)展開地域地形、醫(yī)院功能模塊、戰(zhàn)傷員就診方便等因素，因地制宜地采取電力貓接收端串聯(lián)和并聯(lián)兩種方式進行快速組網(wǎng)。考慮到戰(zhàn)場保密和復雜電磁的影響，接收端電力貓到設備之間的末端傳輸全部采用有線傳輸。

3.1 接收端電力貓串聯(lián)方式組網(wǎng)該種方式電力線從電源電力貓?zhí)幰桓娏€走到頭，電力貓僅需要在電力線路過的地方鏈接到電力線的火線和零線上。在野戰(zhàn)醫(yī)院展開地幅不大、功能區(qū)一線配置的情況下，可采用此種方式組網(wǎng)。優(yōu)點：（1）簡單快捷。從電源處一根線拉到底，布線撤收快捷，電力貓鏈接電力線簡單。（2）維護方便。電線既是網(wǎng)線，容易發(fā)現(xiàn)斷網(wǎng)點并維修。如果單一電力貓損壞，僅需要更換一個電力貓就能迅速維護網(wǎng)絡，不需要專業(yè)網(wǎng)絡人員維護，保持戰(zhàn)斗力最大化。不足：電力線串聯(lián)，一旦電力線被炸斷，整個線路將會沒有電流和網(wǎng)絡信號，特別是當電力線上有大功率電器使用時，對大功率電器以后的電力線信號傳輸有一定的影響。所以在串聯(lián)時，盡量將大功率設備放在串聯(lián)電路末端。如圖2。

圖2 接收端電力貓串聯(lián)方式組網(wǎng)圖

3.2 接收端電力貓并聯(lián)方式組網(wǎng)該種方式電力線從電源電力貓?zhí)幍浇邮斩穗娏ω埐捎貌煌碾娏€連接。在野戰(zhàn)醫(yī)院展開地幅較大、功能區(qū)分散配置的情況下，可采用此種方式組網(wǎng)。優(yōu)點是信號穩(wěn)定。各個功能區(qū)相對獨立，電流和信號較為穩(wěn)定，相互之間不存在影響，部分電線炸斷不影響其他功能模塊的使用。不足是電力線布設上存在重復，布設和撤收時速度相對串聯(lián)方式不夠快速。見圖3。

圖3 接收端電力貓并聯(lián)方式組網(wǎng)圖

總之，電力貓技術作為一項有潛力的寬帶網(wǎng)絡接入技術［3］，能夠憑借即插即用的方便性，將電力線瞬間變?yōu)榫W(wǎng)線，為野戰(zhàn)醫(yī)院信息管理網(wǎng)路組建節(jié)約了寶貴時間。基于電力貓組建網(wǎng)絡是通過有線的形式實現(xiàn)雙向數(shù)據(jù)傳輸，能夠有效地適應戰(zhàn)場復雜電磁場的干擾，為戰(zhàn)時快速組建穩(wěn)定的網(wǎng)絡支撐提供了一種新技術，擁有更大的應用拓展空間。

［1］馮 至，李 強．電力貓網(wǎng)絡性能測試［J］．空軍預警學院學報，2015，28（5）：368-371．

［2］吳小平，唐型基，彭天昊.關于教學樓PLC組網(wǎng)的思考［J］．凱里學院院報，2011，29（3）：131-133．

［3］熊興無，鄭家林．淺談“電力貓”寬帶接入技術的應用［J］．科技廣場，2012（3）：99-101．

［2016－08－15收稿，2016－09－12修回］

［本文編輯：王軍紅］

Construction of field hospital's information management network based on electric power cat

WANG Mei-jiang，LIU Jing-jun.Information Department，the 404th Hospital of PLA Navy，Weihai，Shandong 264200，China

The wartime field hospital needs quickly to set up the information management network，in order to race against time to rescue the wounded.The emergence of electric power cats makes the network getting achieved two-way interoperability，even once only needs to lay a power line just quickly building hospital information management network，and having wider coverage range thus for curing the wounded to win valuable time.

Electric power cat；Field hospital；Network

R252.8：R197.324

A

10.14172/j.issn1671-4008.2017.02.002

264200山東威海，解放軍海軍404醫(yī)院信息科（王美江，劉靜君）