波盘
张兴辉 赵志明 徐军 陈相助 吴京浩 王建刚 中国通信建设集团设计院有限公司第四分公司
摘要:5G在改变人们生活的同时也在引领科技的创新，5G的垂直应用非常广泛，其中5G医疗专网是5G技术在医疗健康行业的一个重要应用。5G与目前主流的大数据、云计算、人工智能、区块链等技术相结合，凸显出5G带来的便捷，5G医疗对于民生有很大的推动作用，与我们的生活息息相关，能够改变传统的医疗模式，更加方便、智能地服务社会，提高全民智慧医疗水平。
关键词：5G 智慧医疗 专网 应用场景
1 5G医疗专网概述
目前国家积极投入5G医疗专网建设，依托现有的5G技术优势，在部分区域推进5G远程医疗实验网，结合当地的网络现状以及医疗需求，本文提出超前且可行的5G智慧医疗专网解决方案。在5G智慧医疗建设中，需要结合患者和医院的需求，落地实施远程会诊、远程彩超、远程手术等医疗业务示范应用[1]。
在5G智慧医疗中，采用了网络切片技术，此技术可以为用户分配端到端网络资源，且能实现业务和网络通道的隔离。5G医疗专网通过5G网络的边缘路由器下沉，可以进行定制化网络部署，可以实现数据分流、隔离、低时延。
基于网络切片的5G医疗专网可分为三部分。
（1）切片专网：专用通道专网，提供端到端的低时延网络。
（2）一体化专网：从5G至医疗终端部署专用的医疗网络。
（3）运营支撑系统：一个基于5G医疗综合的运营和管理平台。
2 5G SPN切片
5G网络具有高带宽和高速率的特
性，能支持4K/8K超高清远程会诊，
支持诊断影像数据高带宽、高速率的
传输和数据共享[2]。5G网络具有低时
延的特性，因此在5G网络的支撑下，
能实现跨地市、跨省份的远程手术，
同时能保证对远程手术的精准操控和
指导，保证医学专家可以随时随地开
展远程会诊，大大提升诊断准确率和
医疗抢救的及时性。
SPN（切片分组网）作为5G 时代
中国移动主推的承载模式，不仅具备
支持大带宽、灵活连接、高精度时间
同步等新功能，还具备较高的网络分
组切片和时延压降能力，可较好满足
未来5G 网络的发展要求。
网络时延方面，SPN采用FlexE（灵人体检测
活以太网）技术的“分组交换+Client
交换”双平面转发架构，减少了数据
包处理时间，避免低时延业务拥塞；
分组交换省去了IP转发过程中的数据
成帧、缓存等处理过程，这样的分组
交换技术可实现数据转发的低时延。
在5G传送网中，SPN承载中提供专用
通道的切片功能，能够为uRLLC等需
求低时延的业务提供硬隔离管道，使
承载质量更加可靠高效。中远期规划
场景中的uRLLC 等业务时延更是达到
了惊人的1~10ms。
3 5G医疗专网总体架构
5G智慧医疗架构如图1所示，此
架构基于河南省内医疗机构以及省外
先进的医疗资源，与5G网络发展相结
合，大力发展远程医疗业务，推进远
程会诊、远程手术、远程超声、医学
影像上云。并以上述业务为契机，推
动5G技术在医疗领域的示范应用，推
动5G医疗专网的普及和应用。
5G智慧医疗应用场景可以推进医
疗机构与运营商的强力合作，地市及
县乡级相关医院应强化5G网络部署，
支持运营商在医院内或者附近进行5G
网络的覆盖，可以与河南省三级以上
医院合作开展4K/8K超高清远程手术
示教试点、远程会诊试点、远程超声航空母舰模型
试点、远程机器人手术等，在远程医
疗应急救援等方面探索省内外优质医
疗资源共享新模式，通过上述技术和
医疗的合作模式，进一步在其他医院
探针天线和医疗资源的共享。
4 5G 医疗专网业务场景
组网方案
4.1 医院内业务组网方案
医院内部应以建立数据采集监测分析类应用为主。医院及医疗机构内部有相当多的医疗器材、医疗设备、计算机终端设备等，医院、医疗机构的相关负责人对医疗仪器的定位追踪、使用管理的便捷和安全等要求也在不断提升。
经过需求调研，针对上述医疗仪器的管理需求，初步方案是对室内、室外的环境监测和图像采集可以通过
理[3]。通过整合资源，打通专用网络以及无线网络环境，实现医院及医疗机构的管理平台对医疗器械设备进行数字化管理，通过物联网技术实现对所有设备的可视化、数据化管理。
通过院内专网设备对业务承载进行VCN 隔离，分类承载如下。
（1）医院内业务：公众用户业务（2C）流量走普通通道，经过5G UPF 进行互联。
（2）医院远程重点业务：医院业务流量经MEC 进入医疗云，通过专享通道与公众用户流量隔离承载，降低远程医疗的时延。蜗轮滚刀
（3）不同类型的医院业务通过嵌套切片，保障业务SLA。
智慧医疗专网院内业务分类及组网示意图如图2所示。
4.2 医院间业务组网方案
医院间的业务场景主要有远程会诊、远程超声、远程手术、应急救援等，主要以视频辅助诊断与远程控制类应用为主。采用MEC 边缘部署和制定边缘计算能力的5G 网络解决方案，同时与物联网技术相结合，把一部分非核心的数据传送到云网络，通过边缘网关进行快速处理，可以降低数据的带宽需求。普通业务通过5G CPE 至就近的5G ，通过下沉的2C UPF 进行上联至CMNET 网络再到省会5G 医疗云专网。
针对医院内的接入设备，对时延需求较高的业务，可以采用在医院内或者就近部署MEC 的方式。借由5G 网络切片技术，根据医院用户需求与签约信息，自动选择接入的网络切片，让视频流快速传递到院区内的或者就近的。高速率、低延时的5G 网络，让远程的操作性越来越强，医生在操作机械的同时，还能实时监控环境等影像信息。
基层医院与省会医院、基层跨地市医院间分类承载如下。
（1）医院业务流量通过院间专享通道与公众用户流量隔离承载。
（2）医院间不同类型的业务通过嵌套切片，保障业务SLA。
（3）医院业务流量经过核心网医疗切片进入医疗云。
5G 智慧医疗专网基层医院与省会医院间网络架构示意图如图3所示，5G 智慧医疗专网跨地市医院间网络架构示意图如图4所示。
图5展示了基于某运营商网络的
5G 医疗专网(地市至省会)架构图及
图1 5G 智慧医疗架构示意图
图2 5G 智慧医疗专网院内业务分类及组网示意图
业务流向。从基层A、B 医院至省会重点医院间业务流向中可以看出，地市某医院院内医疗应用系统接入至就近5G 或者SPN 汇聚机房，通过地市汇聚骨干、核心SPN、地市L3 PTN，到达地市省干PTN、省干落地
PTN，再通过医疗云网络专线到达省会重点医院。
图6展示了基于某运营商网络的5G 医疗专网(地市间)架构图及业务流向：从地市A 某医院院内医疗应用系统接入至就近5G 或者SPN 汇
图3 5G 智慧医疗专网基层医院与省会医院间网络架构示意图
图4 5G 智慧医疗专网跨地市医院间网络架构示意图
图5 基层医院至省会医院间业务互联架构示意图
聚机房，通过地市A 汇聚骨干、核心SPN、地市A L3 PTN，到达地市A 省干PTN，然后通过省干OTN 到达地市B 省干PTN、地市B L3 PTN、地市B 核心SPN、地市B 汇聚骨干、地市/SPN 汇聚机房，最终达到地市B 某医院。
vb连接sql数据库4.3 院外紧急救援组网方案
5G 医疗救护主要是以移动视频诊疗和医疗数据回传应用为主，通过5G 网络实时传送医疗设备的监测信息、车辆实时定位信息、车内外视频画面
等，通过数据实时监测和计算可以快速匹配需要的患者。在医疗救护车内安装5G 物联网络、高清摄像系统以及急诊所用的医疗设备，通过车载物联网络可以快速连接就近5G ，快速高效实施远程会诊和远程指导。
对5G 医疗救护进行实测验证，验证方案如下：步骤一，将救护车开
到院外的道路环境下，开启心电检测
设备，进行远程心电监测；步骤二，救护车业务与公众用户业务都走普通通道，构造拥塞的高优先级的普通无线用户流量报文，此时救护车心电信号断断续续；步骤三，传输创建优享通道，并将救护车业务流量引流到专享通道承载，此时普通无线用户业务依然出现丢包、时延严重，而救护车内的心电监测流畅。
利用数据采集技术对院内急救信息进行采集和数据分析，在保密原则下对数据进行存储和传输，提高快速
救援的效率。5G 救援车辆的业务也主要分为两类：一类是普通业务，此种业务采用普通专线进入5G 医疗云专网；另外一类是特殊业务，需要低时延网络，该种业务通过5G 承载网络的SPN 切片通道，再经过MEC 等边缘计算进入5G 医疗云专网。
5G 医疗救护分类承载如下：移动救护业务在优享通道临时性传输，医院业务流量经核心网医疗切片进医疗云。
5G 智慧应急救援网络架构示意图
如图7所示。
5 总结
专网与5G 相结合，可帮助医疗欠发达地区百姓获得优质的医疗资源，可以有效缓解医疗欠发达地区医疗资源不足的情况。本文基于某运
营商的网络进行了5G 智慧医疗的专网规划，并在设计解决方案的同时进行了网络等级保护建设的落实。随着大数据、云计算的快速发展及逐渐普及，越来越多的医疗机构开始进行医疗云的搭建。
参考文献
[1]杨敬，葛涵涛，陆烨晔.5G 技术在智慧医疗领域的应用场景浅析[J].中国卫生信息管理,2020(6).
[2]祖俊，顾春静. 5G 网络技术在应急救援中的应用探索[J].网络安全技术与应用,2020(9).[3]盛煜，彭恒，冯毅.基于5G 移动网络的智慧医疗应用[J].邮电设计技术,2019(7).RTN
图7 5G 智慧应急救援网络架构示意图
图6 跨地市基层医院间业务互联架构示意图
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议