Файл: Р азработка информационного комплекса для лечебного учреждения.doc

3. 2. Постановка задачи.

Разработать проект сети для лечебного учреждения с выходом в Internet, которая позволит внедрить безбумажную технологию документооборота на всех этапах ведения пациентов. Первоначально пациент обращается в регистратуру поликлиники, далее, получив талон пациента, он идет к лечащему врачу амбулаторного приема. Врач может дать направление на различные виды анализов или направить пациента на стационарное лечение. Выходным документом является выписной эпикриз. Этапы ведения пациента представлены на рис. 3. 2.





Рис. 3. 2. Этапы ведения пациентов.

3. 3. Решение задачи.

3. 3. 1. Выбор топологии сети.

Для построения локальной сети необходимо определиться с задачами, которые будет решать проектируемая сеть, перечень проектируемых задач в сети и взаимосвязи между ними приведены в п. 3.1.

В данном проекте предполагается внедрение компьютерной истории болезни в лечебном учреждении, компьютерного талона пациента, с помощью чего можно отказаться от бумажных документов и перейти к электронному документообороту, тем самым повышая эффективность работы медицинских работников. Все данные, начиная с поступления пациента в приемное отделение, заведения истории болезни, лечения на всех этапах, лабораторного наблюдения, и заканчивая выпиской, оформляются в электронном виде и могут быть доступны в любой момент медицинскому работнику.

Проектируемая сеть будет построена на основе сервера, так как необходим сервер баз данных и шлюз в Internet, примеры моделей серверов приведены в таблице 1 Приложения 1.

В процессе работы сеть расширится, планируется завершение строительства диагностического центра, а значит, увеличение количества пользователей в сети. Соответственно, скорость передачи данных в сети увеличится до 100 Мбит/с, а значит, эффективнее выбрать топологию сети «звезда», которая при добавлении нескольких концентраторов (3Com16722) будет преобразована в топологию «звезда – шина». Для прокладки сети наиболее рационально выбрать витую пару категории 5 (UTP-5).

---

В настоящее время наиболее распространены три основные разновидности сетей Ethernet, отличающиеся по стомости, надежности и пропускной способности:

• 
  традиционная сеть Ethernet на базе тонкого коаксиального кабеля со скоростью передачи данных 10 Мбит/с;
  
• 
  традиционная сеть Ethernet на базе концентратора и кабеля с витыми парами со скоростью передачи данных 10 и 100 Мбит/с;
  
• 
  коммутируемая сеть Ethernet на базе коммутатора и кабеля с витыми парами со скоростью передачи данных 10 и 100 Мбит/с [10].
  

Компьютеры традиционной сети Ethernet конкурируют между собой за доступ к коаксиальному кабелю или к внутренней шине концентратора. Когда несколько компьютеров пытаются начать передачу данных почти в одно и то же время, то сигналы, отправленные ими в коаксиальный кабель или в концентратор, накладываются друг на друга, что приводит к уменьшению скорости в передаче данных, - возникает так называемая коллизия [10]. Чем больше компьютеров работает в сети, и чем больше данных они пытаются передать, тем выше вероятность коллизий.

При 25-45 компьютерах для нормальной работы приложений, работающих в среде MS Windows и использующих графический интерфейс пользователя, потребуется более высокая пропускная способность. Для увеличения пропускной способности рациональнее использовать концентраторы и сетевые адаптеры FastEthernet, обеспечивающие скорость передачи данных 100 Мбит/с (такие сети получили обозначения 100BaseT или 100 BaseTX). Качество розеток и кабеля для них должно быть более высоким, чем для сетей со скоростью передачи данных 10 Мбит/с.

Итак, предлагаемая сетевая архитектура 100BaseTX. Платы сетевых адаптеров и концентраторов необходимо брать также стандарта 100BaseТХ.

Одним из вариантов может служить сеть среднего масштаба с большим количеством информации, хранящейся на файл-сервере. Загрузка сети – средняя. В сети лечебного учреждения идет постоянная интенсивная работа с базами данных, обмен информацией между различными отделениями стационара, кабинетами поликлиники, лабораторными службами, поэтому могут потребоваться большие затраты аппаратных ресурсов. Целесообразно выделить для этого отдельный сервер баз данных, что повысит обработку запросов и эффективность работы. Данный вариант локальной сети представлен на рис. 3. 3.



Рис. 3. 3. Сеть среднего масштаба.

---

Другой вариант - сеть среднего масштаба, загруженность сети максимальная, большой объем печатных работ на принтере, включающий в себя истории болезни, талоны амбулаторных пациентов, различные направления на исследования и результаты данных исследований.

Для увеличения эффективности работы сети целесообразно создать конфигурацию сети «звезда – кольцо», где головным концентратором поставить свитч, за счет аппаратной маршрутизации которого увеличится скорость передачи данных в сети. Используем в сети принт – сервер. Это решение освободит сетевую операционную систему от необходимости обрабатывать запросы на печать. Данный вариант представлен на рис. 3. 4.



Рис. 3. 4. Сеть с максимальной загруженностью.

В сети функционирует 35 компьютеров, сеть с большим количеством информации, хранящейся на файл-сервере, загруженность сети максимальная, то есть большой трафик к файл-серверу и серверу баз данных, большой объем печатных работ на принтере. Для увеличения эффективности работы сети рационально использовать свитч. Свитч можно добавить вместо концентратора или преобразовать топологию «звезда» в топологию «звезда – кольцо» и головным концентратором поставить свитч.

Для повышения эффективности работы с базами данных в сетях, где идет интенсивная работа, рекомендуется выделить отдельный сервер под приложения баз данных.

При предполагаемом большом объеме печатных работ в сети медицинского учреждения рационально будет использовать специализированное устройство – принт-сервер, подключенный к одному из концентраторов. Это решение освободит сетевую операционную систему от необходимости обрабатывать запросы на печать. Рабочие места пользователей рекомендуется также снабдить автономными принтерами, данные по которым приведены в таблице 5, 6 Приложения 1. На рис. 3. 5 функциональная схема сети.

---

С Е Р В Е Р


Рис. 3. 5. Функциональная схема проектируемой сети.

Будем строить сеть из расчета того, что она территориально расположена в разных корпусах. Если в разных корпусах будут решаться различные задачи, в связи с этим может оказаться необходимым наличие 2 – 3 серверов. Наибольший объем информации в таких отделениях, как терапевтическое, хирургическое, родильное, рентгенологическая лаборатория, биохимическая лаборатория. Сервер целесообразно расположить в отдельном помещении, непосредственно с сервером установить блок бесперебойного питания, к которому будет подключен сервер и концентратор. В отделениях стационара, диагностической и клинической лабораториях, в поликлинике, административном корпусе находятся рабочие станции. От концентраторов к рабочим станциям проведен кабель по периметру соответствующих помещений.

Суммарная длина сегментов кабеля составит около 500 метров. Практика показала, что прокладку кабеля рациональнее осуществить без специализированных кабельных каналов. Подключение компьютеров к концентраторам осуществляется с помощью коммуникационных розеток [15].



Рис. 3. 6. Структурная схема проектируемой сети.

Если компьютеры автоматизируемого подразделения расположены на разных этажах или далеко друг от друга, то целесообразно создать несколько простых сетей и соединить их между собой. Для соединения двух сетей Ethernet можно использовать специальное устройство – повторитель. С помощью повторителей можно соединить до 5 сетей, но при этом надежность полученного комплекса сетей будет весьма невысокой [10]. Для соединения двух сетей на базе концентратора дополнительные устройства не нужны. Достаточно соединить концентраторы между собой, используя специальный порт одного из них со стандартным кабелем или стандартный порт с перекрещенным кабелем [10]. Соединения концентраторов в деревья позволяет увеличить диаметр сети Ethernet до 1000 м, а если использовать вместо медных кабелей волоконно-оптические (для чего нужны и более дорогие концентраторы), то диаметр сети можно увеличить до 10 км. Число соединяемых компьютеров в этих случаях может достигать 100 и более [10]. На практике такая сеть работает при условии, что одновременно к сетевым серверам обращается не более 10-20 рабочих станций. Эта ситуация достаточно типична для поликлинической системы учета оказанной медицинской помощи, в которой компьютеры установлены в каждом врачебном или процедурном кабинете, но используются всего несколько минут в течение приема[10]. Виды концентраторов (12 и 24 порта) и свитчей приведены в Приложении 1. Исходя из вышеперечисленных соображений на рис. 3. 6 приведена структурная схема проектируемой локальной сети.

---

Для связи элементов сети, находящихся на расстоянии, превышающем 100 м (эффективная длина сегмента витой пары) будем использовать SBNI – карты. Примером SBNI – адаптера может служить адаптер Granch SBNI 12-05, который предназначен для соединения компьютеров по стандартным телефонным двухпроводным выделенным физическим линиям на расстояние до 8 км. С ее помощью можно связать удаленные рабочие станции с локальной сетью или связать несколько удаленных локальных сетей. Это быстрое и экономичное решение проблемы высокоскоростной передачи данных по стандартным физическим линиям, при этом по скорости и качеству связи SBNI не уступает, а по простоте установки превосходит зарубежное оборудование того же класса. Аппаратура SBNI относится к классу Short Range Modems (модемы для физических выделенных линий). Применение адаптеров серии SBNI12 позволяет примерно в 10 раз сократить расходы на органзацию сети. Максиамльная скорость передачи данных – 2000 Кбит/с, максимальное расстояние – 8 км, тип применяемого кабеля – ТПП, ТРП, КСПП, UTP, вид связи – полудуплексный, системный интерфейс – ISA PC, 8 бит, количество возможных скоростей обмена – 6. На основании таблицы 11 Приложения 1 остановим свой выбор на SBNI12-05. Несколько расположенных рядом компьютеров подключаются к SBNI – мосту, а мост, в свою очередь, подключается к серверу посредством аналогичной SBNI – карты.

Чтобы предотвратить возможную потерю данных в сети, связанную с перебоями питания, некорректными действиями пользователей, целесообразно установить RAID –массив – избыточный массив недорогих дисков, причем RAID – массив может быть использован как внутренний (RAID – массив(1)), так и внешний (RAID – массив(2)). Емкость носителя должна превышать объем резервируемых данных.

Для ввода изображений в компьютер в сети необходим сканер, который можно выделить как общий ресурс. Некоторые параметры сканеров приведены в таблице 8 Приложения 1.

Для шлюза в Internet желательно использовать отдельный сервер для обеспечения безопасности и эффективности работы с Internet. Подключение возможно через сетевую карту SBNI или маршрутизатор Cisco 1600 и синхронный модем. Виды маршрутизаторов приведены в таблице 3. 2.

Таблица 3. 2.

Вид маршрутизатора	Сетевая операц. система	Сеть
CISCO 800	IOS	IP
CISCO 1600	IOS	IP
CISCO 3600		IP, IPX
CISCO 7200VXR	NPE-300
CISCO 7204VXR	NPE-300
RAS 1500 (3Com)	DHCP	IP, IPX

---