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(luò)構(gòu)建

王美江，劉靜君

戰(zhàn)時(shí)野戰(zhàn)醫(yī)院需要快速構(gòu)建信息管理網(wǎng)絡(luò)，以便爭(zhēng)分奪秒地?fù)尵葌T。電力貓的出現(xiàn)，使網(wǎng)絡(luò)借助電力線(xiàn)就能實(shí)現(xiàn)雙向互通，僅僅需要布設(shè)一次電力線(xiàn)就能快速構(gòu)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(yíng)得了寶貴時(shí)間。

電力貓；野戰(zhàn)醫(yī)院；網(wǎng)絡(luò)

戰(zhàn)時(shí)戰(zhàn)傷者需要爭(zhēng)分奪秒快速高效的救護(hù)，野戰(zhàn)醫(yī)院信息管理網(wǎng)絡(luò)就需要快速組建。電力貓的出現(xiàn)，使網(wǎng)絡(luò)借助電力線(xiàn)就能實(shí)現(xiàn)雙向互通，僅僅需要布設(shè)一次電力線(xiàn)就能快速構(gòu)建醫(yī)院信息管理網(wǎng)路，戰(zhàn)時(shí)可以快速組建網(wǎng)絡(luò)，縮短野戰(zhàn)醫(yī)院部署時(shí)間，有效提高軍隊(duì)作戰(zhàn)效能［1］。

1 野戰(zhàn)醫(yī)院信息管理網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀

目前，野戰(zhàn)醫(yī)院信息管理網(wǎng)絡(luò)大多沒(méi)有建立，還處于紙質(zhì)書(shū)寫(xiě)和人工傳達(dá)階段，沒(méi)有很好地利用網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建信息管理系統(tǒng)。部分起點(diǎn)高的野戰(zhàn)醫(yī)院，信息管理網(wǎng)絡(luò)都是依靠交換機(jī)、路由器、中繼器、網(wǎng)線(xiàn)等，獨(dú)立布設(shè)了一個(gè)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。該模式的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)存在一些不利于戰(zhàn)時(shí)組網(wǎng)的缺點(diǎn)：（1）傳輸距離短?，F(xiàn)在的網(wǎng)線(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)只能傳輸100米，想要傳輸遠(yuǎn)距離就要另架設(shè)中繼器或路由器等。（2）依賴(lài)電力網(wǎng)絡(luò)。交換機(jī)、路由器、中繼器等都需要電力的支持，需要另外鋪設(shè)電力支持線(xiàn)路。（3）維護(hù)難度大。網(wǎng)絡(luò)線(xiàn)的連接頭容易脫落松動(dòng)，并且不容易發(fā)現(xiàn)；網(wǎng)線(xiàn)被炸斷后，重新連接難度大；網(wǎng)絡(luò)的鋪設(shè)、撤收、維護(hù)需要專(zhuān)人甚至是數(shù)人共同完成。

2 電力貓技術(shù)簡(jiǎn)介

電力貓技術(shù)已有幾十年的發(fā)展歷史，世界各國(guó)都致力于利用覆蓋率最廣的電力線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行不斷攻關(guān)研究，在技術(shù)發(fā)展的各個(gè)階段，電力線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)都得到不同應(yīng)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(gè)領(lǐng)域，數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾什粩啾桓倪M(jìn)提高?，F(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(dá)300 m。目前市場(chǎng)主流電力貓為200 Mbps和300 Mbps兩種速率，都能輕松實(shí)現(xiàn)上網(wǎng)以及大文件的傳輸需求，且具有不用布線(xiàn)、覆蓋范圍廣、鏈接便捷等顯著特點(diǎn)，被認(rèn)為是提供“最后1公里”解決方案最具競(jìng)爭(zhēng)力的技術(shù)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(hào)。在發(fā)送時(shí)利用正交頻分復(fù)用技術(shù)OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM）將傳輸數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)制，通過(guò)電力線(xiàn)進(jìn)行傳輸，在接收端經(jīng)過(guò)濾波器將調(diào)制信號(hào)濾出，再經(jīng)解調(diào)就可得到原通信信號(hào)。電力貓?jiān)O(shè)備分局端和調(diào)制解調(diào)器，局端負(fù)責(zé)與電力貓內(nèi)部調(diào)制解調(diào)器的通信和與外部網(wǎng)絡(luò)的鏈接，通信中用戶(hù)的數(shù)據(jù)進(jìn)入調(diào)制解調(diào)器調(diào)制后，利用用戶(hù)的電力線(xiàn)傳輸?shù)骄侄嗽O(shè)備，局端再將信號(hào)解調(diào)出來(lái)。主流電力貓能夠提供AP（無(wú)線(xiàn)接入點(diǎn)）、Router（路由器）、Repeater（中繼器）、Client（客戶(hù)端）、Bridge（網(wǎng)橋）五種工作模式，用戶(hù)可以任意設(shè)置。電力貓必須配對(duì)使用，一個(gè)電力貓連接互聯(lián)網(wǎng)或是服務(wù)器后插入任何一個(gè)電源插座，另一只電力貓也插在任何一個(gè)電源插座上，用戶(hù)就能通過(guò)這個(gè)電力貓用有線(xiàn)和無(wú)線(xiàn)的方式連接互聯(lián)網(wǎng)或是服務(wù)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(shù)優(yōu)勢(shì)考慮到戰(zhàn)場(chǎng)復(fù)雜的電磁環(huán)境和保密工作，筆者沒(méi)有采用無(wú)線(xiàn)布設(shè)，同時(shí)也僅采用電力貓的有線(xiàn)傳輸功能。采用電力貓與網(wǎng)線(xiàn)兩種組網(wǎng)方式對(duì)比結(jié)果，見(jiàn)表1。

通過(guò)與網(wǎng)線(xiàn)布設(shè)網(wǎng)絡(luò)相比較，電力貓具有以下優(yōu)勢(shì)：（1）功能集成度高。電力貓能夠提供五種工作模式，用戶(hù)可以任意設(shè)置。（2）安裝設(shè)置簡(jiǎn)單。電力貓能把電線(xiàn)變?yōu)榫W(wǎng)線(xiàn)，實(shí)現(xiàn)智能互聯(lián)，不需要重新布設(shè)線(xiàn)路，無(wú)須挖溝和穿墻打洞，避免對(duì)建筑物和公共設(shè)施的破壞，同時(shí)也節(jié)省了人力物力，切實(shí)做到了“有電就有網(wǎng)絡(luò)信號(hào)”。數(shù)據(jù)傳輸是利用現(xiàn)有電力線(xiàn)傳輸，不需要另設(shè)線(xiàn)路，使用時(shí)不需要安裝軟件驅(qū)動(dòng)，也不需要任何調(diào)試，有效滿(mǎn)足了用戶(hù)一個(gè)插頭解決電力和網(wǎng)絡(luò)的需求，能夠充分實(shí)現(xiàn)智能互聯(lián)互通。（3）信號(hào)穩(wěn)定可靠。電力貓可以集成無(wú)線(xiàn)和有線(xiàn)功能，傳輸速率目前可達(dá)1000 Mbps，普遍達(dá)到了200～300 Mbps。電力線(xiàn)載波信號(hào)不會(huì)損壞，應(yīng)用廣覆蓋范圍大，是其他任何網(wǎng)路都無(wú)法比擬的［3］。（4）傳輸距離較遠(yuǎn)。電力貓是利用電流也就是電力回路傳送網(wǎng)絡(luò)的，目前電力貓最大回路長(zhǎng)度可達(dá)300 m，如果電力貓?jiān)谕浑姳硐?，不受距離限制，非常適合戰(zhàn)時(shí)布線(xiàn)使用。（5）組網(wǎng)方式靈活。電力貓能與現(xiàn)有任何網(wǎng)絡(luò)兼容，接入網(wǎng)絡(luò)方式靈活。能夠有效地將計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、醫(yī)療設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)電視等設(shè)備通過(guò)普通電源插座由電力線(xiàn)連接起來(lái)，組成一個(gè)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(xiàn)進(jìn)行組網(wǎng)，組網(wǎng)時(shí)僅僅需要一個(gè)即插式的電力貓就能完成組網(wǎng)，有效節(jié)約了施工費(fèi)用和時(shí)間，維護(hù)時(shí)只需要更換一個(gè)電力貓就可以，有效降低了維護(hù)成本。

表1 電力線(xiàn)與網(wǎng)線(xiàn)組網(wǎng)方式對(duì)比

3 網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)

野戰(zhàn)醫(yī)院信息管理網(wǎng)絡(luò)架設(shè)根據(jù)展開(kāi)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(jìn)行快速組網(wǎng)?？紤]到戰(zhàn)場(chǎng)保密和復(fù)雜電磁的影響，接收端電力貓到設(shè)備之間的末端傳輸全部采用有線(xiàn)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(xiàn)從電源電力貓?zhí)幰桓娏€(xiàn)走到頭，電力貓僅需要在電力線(xiàn)路過(guò)的地方鏈接到電力線(xiàn)的火線(xiàn)和零線(xiàn)上。在野戰(zhàn)醫(yī)院展開(kāi)地幅不大、功能區(qū)一線(xiàn)配置的情況下，可采用此種方式組網(wǎng)。優(yōu)點(diǎn)：（1）簡(jiǎn)單快捷。從電源處一根線(xiàn)拉到底，布線(xiàn)撤收快捷，電力貓鏈接電力線(xiàn)簡(jiǎn)單。（2）維護(hù)方便。電線(xiàn)既是網(wǎng)線(xiàn)，容易發(fā)現(xiàn)斷網(wǎng)點(diǎn)并維修。如果單一電力貓損壞，僅需要更換一個(gè)電力貓就能迅速維護(hù)網(wǎng)絡(luò)，不需要專(zhuān)業(yè)網(wǎng)絡(luò)人員維護(hù)，保持戰(zhàn)斗力最大化。不足：電力線(xiàn)串聯(lián)，一旦電力線(xiàn)被炸斷，整個(gè)線(xiàn)路將會(huì)沒(méi)有電流和網(wǎng)絡(luò)信號(hào)，特別是當(dāng)電力線(xiàn)上有大功率電器使用時(shí)，對(duì)大功率電器以后的電力線(xiàn)信號(hào)傳輸有一定的影響。所以在串聯(lián)時(shí)，盡量將大功率設(shè)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(xiàn)從電源電力貓?zhí)幍浇邮斩穗娏ω埐捎貌煌碾娏€(xiàn)連接。在野戰(zhàn)醫(yī)院展開(kāi)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(diǎn)是信號(hào)穩(wěn)定。各個(gè)功能區(qū)相對(duì)獨(dú)立，電流和信號(hào)較為穩(wěn)定，相互之間不存在影響，部分電線(xiàn)炸斷不影響其他功能模塊的使用。不足是電力線(xiàn)布設(shè)上存在重復(fù)，布設(shè)和撤收時(shí)速度相對(duì)串聯(lián)方式不夠快速。見(jiàn)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(shù)作為一項(xiàng)有潛力的寬帶網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)［3］，能夠憑借即插即用的方便性，將電力線(xiàn)瞬間變?yōu)榫W(wǎng)線(xiàn)，為野戰(zhàn)醫(yī)院信息管理網(wǎng)路組建節(jié)約了寶貴時(shí)間?；陔娏ω埥M建網(wǎng)絡(luò)是通過(guò)有線(xiàn)的形式實(shí)現(xiàn)雙向數(shù)據(jù)傳輸，能夠有效地適應(yīng)戰(zhàn)場(chǎng)復(fù)雜電磁場(chǎng)的干擾，為戰(zhàn)時(shí)快速組建穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)支撐提供了一種新技術(shù)，擁有更大的應(yīng)用拓展空間。

［1］馮 至，李 強(qiáng)．電力貓網(wǎng)絡(luò)性能測(cè)試［J］．空軍預(yù)警學(xué)院學(xué)報(bào)，2015，28（5）：368-371．

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

［3］熊興無(wú)，鄭家林．淺談“電力貓”寬帶接入技術(shù)的應(yīng)用［J］．科技廣場(chǎng)，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）