Rețele de comunicație din sănătate sunt cele mai dinamice în acest moment. Transformarea echipamentelor și a serviciilor medicare de la distanță presupune o viziune în viitorul apropiat care să acopere nu numai necesitățiile lățimii de bandă, dar și vitezei necesare funcționării acestora în condiții de siguranță.
Sectorul sănătății publice sau private va fi unul dintre cele mai impactate de migrația către acestă nouă tehnologie, unde chiar în acest moment sunt spitale din lume în care roboții execută operații asistați de medici. După cum deja se anticipează, nu mai este decât un pas de operațiile actuale, la integrarea inteligenței artificiale cu ajutorul roboților.
Din păcate, încă sunt proiecte noi de unități medicale (spitale sau policlinici) care iau în calcul numai rețelele tradiționale de cablare data-voce (Cat5e, Cat6, Cat6a sau Cat7), cu toate că acestea pot fi depășite în următorii 3 - 5 ani, în special datorită necesității crescute de lățime de bandă, viteză dar și de propagarea semnalor la distanță (latency). Spre exemplu, va fi nevoie de 8ms (0.008 sec.) de a transmite un pachet de 1500 octeți (byte) pe un link electric de 1,5Mbps - în timp ce va fi nevoie de numai 1,2us (0.0000012 sec) pe link de 10Gbps la transmisia pe un link cu semnal optic.
În lume sunt multe spitale unde rețelele Passive Optical LAN sunt deja instalate, iar cele noi implementează noua tehnologie pentru asigurarea comunicației pentru cel puțin 30 de ani de acum încolo. Menționăm câteva dintre acestea: Guizhou Zunyi Traditional Hospital (China), Assisi Hospice (Singapore), Guthrie Corning Hospital (USA) sau Clinica de las Américas: video aici:
.
Ce este Passive Optical LAN?
Rețeaua POL este bazată pe o soluție funcțională de mai bine de 19 ani, având la bază tehnologia pe fibră optică GPON (Gigabit Optical Network), existentă aproape în fiecare casă din România, implementată și operată de marii operatori de telecomunicații, exe: RDS&RCS, UPC sau Telekom. Cu ajutorul producătorilor de echipamente, cum este Nokia Network, acestă tehnologie similara este adaptată acum și aplicațiilor speciale din unitățiile medicale, instituțiilor guvernamentale, hotelurilor, sediilor de birouri, stadioanelor, aeroporturilor, gărilor, etc.
Arhitectura POL implică un singur echipament central (OLT), o rețea pasivă de fibră optică din punctul central, distribuție pe fibră optică către mai multe puncte finale, unde există un echipament de linie (OLT) în care se conectează la Ethernet: computerul, imprimanta, camera de supraveghere, access point-ul WiFi®, dar poate asigura semnal de voce pentru telefon sau semnal video pentru televizor analogic, digital sau IP.
La o rețea de tip POL, datorită eliminării switchurilor de distribuție și înlocuirea acestora cu simple splittere de fibră optică, ce nu au nevoie de alimentare cu energie electrică și nici nu au nevoie de programare sau intervenții de mentenață, fac ca instalarea și operarea soluției să fie mult mai eficientă, rapidă și mai ieftină decât o rețea tradițională Cat5e, Cat6 sau Cat6a. Cum rețeaua POL are un singur punct de management central, intreaga rețea se administrează, upgradează și se securizează extrem de eficient, dar și cu costuri mult mai mici.
O viteză superioară
În acest moment rețeaua POL poate transporta simultan 2,5Gbps download/1Gbps upload (simultan) GPON sau 10Gbps download/10Gbps upload (simetric) XGS-PON și protocol avansat IEEE Ethernet. În analiză comparativă, capacitatea de transfer de date pe o rețea tradiționala de cupru pe Cat5, spre exemplu, este limitată la 1Gbit, iar cea mai mare viteză poate fi atinsă de 10Gbit pe Cat6a. Orice cerință suplimentară pe cupru presupune înlocuirea rețelei, pe când o rețea de fibra optică nu este necesar a fi înlocuita chiar și pentru viteze superioare datorită capacității mari de multiplexare simetrică.
Mai multe porturi, mai multe cabluri, cerințe mari...
Conform Standardului ANSI/TIA 1179 Heathcare există cerințe speciale de capacitate, altele decât la standardul normal de cablare data-voce ANSI/TIA 568x. Conform standardului, 45% din camerele unei unități sanitarea trebuie să aibă minim două până la șase porturi, 25% șase până la 12 porturi, iar restul de 30% minim 14 porturi de Ethernet. La o calculație simplă de 100 de camere a unui unități sanitare 45 de camere trebuie să aibă minim două porturi, 25 de camere minim șase porturi iar 30 dintre acestea un minim de 14 porturi.
Rezultă un total minim de 33km de cablu necesar celor 660 de cabluri de Cat6, pentru a asigura 1Gbit la o lungime medie de 50 de metri de fiecare port .
Dimensiune și greutate redusă cu până la 7x mai mică al o rețea POL
În comparație cu o cablare pe fibră optică de tip Passive Optical LAN, pentru a asigura 660 de porturi 1Gbit avem nevoie de doar 210 cabluri cu o lungime totală de 10,8 km de cablu. Astfel, dimensiunea totală este de 7x ori mai mică la fibră optică folosită in proiectul exemplu, iar greutate totală este de 3x mai mică pentru același tip de cablu folosit. O greutate mai mică de cablu presupune redimensionarea suportului folosit, iar faptul că fibra optică se poate instala în paralel cu alte cabluri electrice - fiind imună la interferențele electrice, acesta se poate instala în paralel cu acestea, pe același suport (se recomandă un despărțitor pentru delimitarea si protejarea traseelor).
POL - pret și timp de instalare redus
Valoarea totală a investiției într-o rețea de 660 de porturi pe fibră optică de tip Passive Optical LAN, comparativ 1Gigabit cu o cablare pe cupru, este cu 45% mai mică și se realizează într-un timp mai scurt cu 53%. Explicația vine din costurile reduse ale fibrei optice precum și timpului scurt în care se realizează acesta. Specialiștii necesari instalării fibrei optice nu au nevoie de specializare mai mare decât cei care instalează în mod uzual rețele de cablare pe cupru, de tip Cat5e, Cat6 sau Cat6a.
Fibra optică elimină EMI (Electromagnetic Interference)
Când ai de livrat date, voce, automatizări (BMS), servicii de wireless, supraveghere video sau semnal TV, cablul de fibra optică are marele avantaj că este imună la interferențele electromagnetice, în special pentru mediul medical acolo unde există extrem de multe echipamente ce pot afecta semnalele: RMN, CT, X-Ray, precum și alte echipamente de radiologie. Comparativ, pentru o cablare cu cablu de cupru traseele de rutare a cablului trebuie extrem de bine alese deoarece pulsurile electromagnetice (EMP) pot afecta echipamentele medicale sensibile, dar și invers, echipamentele de radiologie pot afecta trasmisia de semnale pe cablul de cupru. Asta este și motivul pentru care standardul ANSI/TIA-1179 (ANSI/TIA-1179 Healthcare Infrastructure Standard) recomandă minim Cat6, ideal instalat de un specialist în cabluri sau trasee ecranate.
Flexibilitatea rețelei: mutări, schimbări, instalări noi
Într-o unitate medicală tipică, mutările, schimbările și cerințele de noi echipamente sunt foarte frecvente. Într-o rețea de tip Passive Optical LAN, datorită centralizării terminalelor conectare într-un punct central, dar și cu ajutorul utilizării programelor de tip User Friendly, aceste operații sunt extrem de facile și de ușoare, unde la o rețea tradițională pe cupru fiecare mutare implică reprogramarea echipamentelor de comunicație, caz în care există priorități sau comunicări speciale. Un exemplu de astfel de program predictibil și ușor de utilizat vine de la Nokia. Modificările de rețea pot fi făcute de orice tehnician de rețea, iar poziționarea geografică în spațiu este monitorizată în timp real de către softul Nokia PCC Command Center.
În contextul upgradării, modificării sau dezvoltării rețelei unei unități medicale, fibra optică reduce cu mult impactul la o nouă instalare sau modificare a porturilor fizice. Cu mai puține cabluri instalate, mai puțin spațiu ocupat în spatele pereșilor sau in plafoane. O rețea de fibră optică simplificată va genera mult mai puțin praf sau mizerie odată cu aceste modificări necesare, însemnând la final un risc mai mic de infecții.
În acest moment o rețea pe fibră optică suportă viteză de 1Gbit sau 10Gbit, dar poate în viitorul apropiat 40Gbit sau 100Gbit prin tehnologie WDM (Wavelength Division Multiplexing). Teoretic, prin sistem de multipelxare simetrică viteza este aproape nelimitată.
Viitorul este acum
Încă din 2005 autorii publicației Advance in Network, Computing and Communications, Doctorul Paul Dowland și Profesorul Steven M. Furnell, de la Scool of Computing, Communications & Electronics, din cadrul Universității din Plymouth anticipau că în următorii 20 de ani computerele vor fi conectare direct cu fibră optică (pag 136).
În acest moment sunt disponibile, chiar și în România, la vânzare plăci de servere integrate cu port SFP de fibră optică pentru comunicație pe 10Gbps, exe: Emag.ro. Cu siguranță că în viitorul apropiat porturile optice de GPON sau XPON vor fi integrate direct în echipamentele terminale de lucru (calculatoare, laptopuri, imprimante, etc), lucru ce se poate realiza numai cu ajutorul unei rețele de tip Passive Optical LAN sau Active Ethernet (mult mai scumpă decât POL).
Mai puțin spațiu ocupat - costuri mai mici
O unitate sanitară cu o rețea de tip Passive Optical LAN va face economie considerabilă de spațiu util. Odată cu distribuția semnalelor optice cu ajutorul splitterelor pasive, fără ca acestea să aibă nevoie de alimentare sau răcire, eliminând necesitatea instalării rackurilor de pe etaje - spațiul dedicat acestora poate fi relocat pentru alte utilizări, exe: saloane suplimentare.
Odată cu regândirea spațiului se exclud și necesități de consum de energie pentru alimentarea sau răcirea echipamentelor active, ce sunt necesare în cazul rețelelor tradiționale pe cupru. Deasemenea, securizarea acestor spații dispare, contribuind și acestea la economiile rezultate. Un studiu făcut de IBM arată că economiile rezultate astfel pot ajunge până la 81% la energia necesară răcirii echipamentelor, iar consumul general a rețelei de comunicație scade cu până la 58% la POL.
Un alt avantaj al POL este acoperirea pe distanță mare a transmisiei pe fibră optică, aducând implicit și optimizarea spațiului. În sensul că, o rețea de tip POL este capabilă să trimită și să primească semnale la 20km fără nici un alt echipament intermediar, contribuind astfel la reducerea spațiului în campusurile de clădiri, cum sunt de multe ori unitățiile sanitare. Un echipament (sasiu) central pentru POL (OLTul) ocupă numai 8U (360mm înălțime) este capabil să aigure comunicația a peste 8000 de porturi de Ethernet, cu o capacitate de backplane de 6,4Tbps (6400Gbps), putând să comuteze semnale de până la 2,5Tbps (2500Gbps).
O singură rețea pentru toate serviciile integrate
Tradițional, rețelele de video (CATV), supraveghere video (CCTV), transmisii de date, telefonie, management al clădirilor (BMS), wireless sau asistență medicală (nurce call) sunt construite și proiectate separat, determinate de tehnologia echipamentelor de comunicație și transmisiuni de la capetele acestor rețele. În schimb, la rețeaua POL acestea se pot integra într-o singură rețea cu multiple avantaje, nu numai cele legate de costurile reduse ale investiției inițiale și până la operarea întregii rețele care este mult mai facilă atunci când administrezi un singur echipament central.
Disponibilitatea rețelei în spitale însemnă viață
Redundanța întregii rețele POL se poate asigura la toate nivelurile predispuse la defecțiuni, de la alimentare de backup pe baterii sau UPS, fibră optică pe două trasee distincte protejate, carduri sau echipament central OLT redundant în două locații fizice distincte. Toate acestea pot face ca disponibilitatea tehnică să fie asigurată cu până la 99,999%, adică un timp de întrerupere maximă a comunicației pe rețea de doar 5 minute și 15 secunde. În comparație, o rețea tradițională de cupru poate asigura maxim 99,9% disponbilitate, rezultând un timp de întrerupere a rețelei estimat la 8 ore și 45 de minute.
Sustenabilitatea mediului înconjurător
Este demonstrat de studiul IBM, că o soluție de rețea POL reduce amprenta asupra mediului înconjurător datorită utilizării reduse a plasticului sau a cuprului în construcția acesteia. La o rețea POL de capacitate medie, comparativ cu una tradițională pe cupru se reduc cu aproximativ 1,5 tone de PVC și dublu pe atât o cantitate de cupru. Datorită acestor contribuții la reducerea amprentei asupra mediului înconjurător decizia de a opta pentru a rețea POL aduce - în Statele Unite cel puțin, clasificarea U.S. Green Building Council (USGBC) / Leadership in Energy and Environmental Design (LEED), însemnând impozite mai mici și o amplasare mai bună în zonele centrale din orașele aglomerate.