基于5G技术的医院网络建设标准（MEC分册）.pdf

国家 远 程 医 疗 与 互 联 网 医 学 中 心 1 2020-06 基于 5G 技术的医院网络建设标准 （ MEC 分册 ） Specification for Hospital Network Construction Based on 5G Technology (MEC) 国家 远 程 医 疗 与 互 联 网 医 学 中 心 2 标准起草指导单位： 国家卫生健康委员会 标准牵头起草单位（排名不分先后）： 中日友好医院 中国信息通信研究院 中国电信集团 有限 公司 中国移动通信集团 有限 公司 中国联合网络通信集团有限公司 华为技术有限公司 上海联影医疗科技有限公司 北京深睿博联科技有限责任公司 中国移动 (成都 )产业研究院 5G 确定性网络产业联盟 广东省 广东省第二人民医院 中山大学附属第八医院 浙江省 浙江省新昌县人民医院 河南省 河南省人民医院 国家 远 程 医 疗 与 互 联 网 医 学 中 心 3 目录 基于 5G 技术的医院网络建设标准 （ MEC 分册） . 1 1 范围 . 5 2 规范引用文件 . 6 3 术语、定义及缩略语 . 7 4 基于 5G 技术的医院网络架构 . 8 4.1 基于 5G 技术的医院应用系统逻辑架构 . 8 4.2 5G 医疗网总体架构 . 8 4.3 基于 MEC 的 5G 医疗网 . 9 4.4 5G 院前覆盖网络架构 . 11 5 5G 医疗网院前建设规范（即院外，含 5G 宏站和 5G 智慧杆小微站等） . 12 6 5G 医疗网 MEC 建设规范 . 13 6.1 功能规范 . 13 6.2 性能规范 . 14 6.3 安全规范 . 14 6.4 可靠性规范 . 14 6.5 可维护性规范 . 15 6.6 环境友好性规范 . 15 6.7 可演进性规范 . 16 7 医院典型应用对 5G 网络的基本要求 . 16 7.1 重症监护类 . 16 7.2 移动医护终端类 . 17 7.3 动态监测类 . 17 7.4 信息便民类 . 17 7.5 影像远程诊断类 . 18 7.6 视频交互会诊类 . 18 7.7 远程病理类 . 18 8 5G 医疗模组通用要求 . 19 国家 远 程 医 疗 与 互 联 网 医 学 中 心 4 8.1 多模多频段要求 . 19 8.2 网络接入能力要求 . 20 8.3 模组的分类方式 . 20 8.4 模组温度要求 . 21 8.5 模组通用接口的要求 . 21 8.6 5G 医疗应用初期，视频类对速率要求高，模组支持速率的要求 . 23 国家 远 程 医 疗 与 互 联 网 医 学 中 心 5 1 范围 本标准 制定 了医院 5G网络 的建设指导原则 ， 5G室内小站的标准已经在第一阶 段无线接入网分册中涵盖， 因此 本分册 主要 包含 MEC的内容 。 医院 5G网络中包含 的 MEC应满足本标准规定的功能、性能、安全性、可靠性、可维护性、 环境友好 性 、可演进性的要求。 本标准同时规定了 基于 5G网络承载的典型医疗应用场景下， MEC应满足的技术配置指标 。 国家 远 程 医 疗 与 互 联 网 医 学 中 心 6 2 规范引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期 的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改 单）适用于本文件。 GB/T 1.1-2009 标准化工作导则 第 1部分：标准的结构和编写 GB/T 20000.1-2014 标准化工作指南 第 1部分：标准化和相关活动的通用术语 GB/T 20000.2-2009 标准化工作指南 第 2部分：采用国际标准 GB/T 20000.3-2014 标准化工作指南 第 3部分：引用文件 卫办发 2002 116号 医院信息系统基本功能规范 卫办综函 2010 1046号 2010年远程会诊系统建设项目管理方案 卫办综函 2011 102号 2010年远程医疗系统项目技术方案 GB3096-2008 声环境质量标准 ETSI EN 300 019-1-1 Classification of environmental conditions Storage ETSI EN 300 019-1-2 Classification of environmental conditions Transportation ETSI EN 300 019-1-3 Classification of environmental conditions Stationary use at weatherprotected locations 国家 远 程 医 疗 与 互 联 网 医 学 中 心 7 3 术语、定义及缩略语 下面所列 术语、定义和缩略语适用于本规范 ： 中文全称 英文全称 缩写 第三代合作伙伴计划 3rd Generation Partnership Project 3GPP 第五代蜂窝通信技术 5th Generation Cellular Telecommunication Technologies 5G 5G无线接入网 5G Radio Access Network 5G RAN 5G核心网 5G Core 5GC 多接入边缘计算 Multi-access Edge Computing MEC 网站地址转换 Network Address Translation NAT 核心网用户面功能 User Plane Function UPF 数据网络名 Data Network Name DNN 网络接入点名 Access Point Name APN 数字化室内系统 Digital Indoor System DIS 5G基站 gNodeB gNB 小区 Cell Cell 用户面 User Plane UP 控制面 Control Plane CP 操作维护功能 Operation and Mantainance O支持 MEC 节 点级容灾满足 可靠性的要求 。 2. 医院应用系统 安全：应支持对访问进行认证和授权；应支持敏感数据安全 保护，防止非授权访问、篡改等。 3. 安全管理：应支持对其使用的操作系统、中间件、数据库以及 web 管理接 口进行安全加固，满足安全基线的要求；应支持使用标准格式的证书，支 持证书有效期管理、证书失效前预警；应支持流量过载控制；应支持使用 安全工具对 MEC 平台 进行扫描，保证不存在高危漏洞以及未使用、不必要 的端口和服务等。 6.4 可靠性规范 MEC 应 满足以下 可靠性 规范 要求 ： 1. 系统关键软件、硬件应有一定的备份措施，进行 N+1 或 1+1 冗余备份。保 证系统的不间断运行，系统应具有软件、硬件故障在线恢复的能力。 2. 当实际承担业务量达到标称容量的 150%时，设备处理能力不低于标称容量 的 90%。 3. MEC 需要达到 99.9997%及以上的电信级可靠性。可靠性和可用性指标要求 如表 2： 表 2 设备 可靠性和可用性指标列表 典型配置系统高可用度 HA 99.999 7% 国家 远 程 医 疗 与 互 联 网 医 学 中 心 15 平均故障间隔时间 MTBF 150000h 平均故障修复时间 MTTR 0.5h 主备板倒换成功率 95% 6.5 可维护性规范 MEC 应具备即插即用的能力，简化运维 ： 1. 简化部署，上电即用 ，减少施工布线时间，提高业务上线效率； 2. 考虑内置集成交换减少节点间连线和配置； 3. 部署拆装方便，可随着业务迁移变更部署位置； 6.6 环境友好性规范 MEC 应满足如下 工程 规范要求： 1. 机房温、湿度要求 ： 设备应在以下温、湿度条件下正常工作，见表 3： 表 3 机房温、湿度条件要求列表 设备及机房名称 温度（） 相对湿度（） 长期条件 短期条件 长期条件 短期条件 MEC 15 30 0 45 40 65 20 90 注： MEC 设备正常工作环境下，温、湿度的测量点指在地板以上 2m 和在 设备前 0.4m 处测量的数值（机架前后没有保护板时测量）。为保证 MEC 设备能正常工作，机房设计时要求按严格的温、湿度条件进行。这时其 测量点位置与上述略有不同，即在地板以上 1.5m 和在设备前方 0.4m 处 测量的数值。 短期工作条件是指连续不超过 48h 和每年累计不超过 15 天。 对于相对湿度较低的环境（特别是 20以下），应采用抗静电地板。 2. 防尘要求 设备应能在满足下述清洁度的机房里正常运行： 1) 直径 5m 灰尘的浓度 310 4 粒 /m3 灰尘粒子为非导电、导磁性和非腐蚀性的。 3. 抗 电磁干扰的能力 设备在受到频率在 0.01 10000MHz 范围内，电场强度为 140dBV/m 的外界 电磁干扰时，本身不出现故障和性能的下降。在交流、直流电源线对和信 国家 远 程 医 疗 与 互 联 网 医 学 中 心 16 号线受到表 4 所示（频率范围为 0.01 100MHz）的外界电磁干扰电流时， 设备应不出现故障和性能的下降。 表 4 外界电磁干扰电流列表 频率（ MHz） 最大导线电流（ dB VA） 0.01 0.8 -21.05logf+67.9 0.8 100 70 注： 1 f 为频率，以 MHz 为单位。 2 dB A 表示以微安（ A）为参考单位的分贝数。 6.7 可演进性规范 MEC 应满足如下可演进性要求 ： 1. 支持弹性扩容： 支持 通过软件方式扩充容量 。 2. 支持长期演进： 1) 支持一次性施工满足后期扩容、调整不增加新的基建工作。 2) 平滑支持后续版本的演进 。 7 医院典型应用对 5G 网络的基本要求 本章 规定 基于 5G网络承载的 典型医疗应用场景下，医院 5G无线接入网络应满 足的技术配置指标。 7.1 重症监护类 重症监护类应用是指对患者的实时监控、监护互动、床旁互动等多种重症监 护业务，业务过程中的数据通过 5G信息化网络传输。对医院 5G信息化网络要求如 下： 重症监护类 代表性场景 急危重症监护与会诊等（特点：多源数据，复 杂数据集成） 典型数据 4K视频，图像 (GB 级 )，体征数据 网络技术配置要求 （单场景单设备） 上行速率 20Mbps 下行速率 5Mbps 网络时延 100ms 可靠性要求 99.999% 网络抖动要求 2Mbps 下行速率 20Mbps 网络时延 100ms 可靠性要求 99.999% 网络抖动要求 10Mbps 下行速率 10Mbps 网络时延 200ms 可靠性要求 99.999% 网络抖动要求 2Mbps 下行速率 20Mbps 网络时延 100ms 可靠性要求 99.999% 网络抖动要求 50Mbps 下行速率 80Mbps 网络时延 80ms 可靠性要求 99.999% 网络抖动要求 20Mbps 下行速率 20Mbps 网络时延 100ms 可靠性要求 99.999% 网络抖动要求 50% 网络技术配置要求 （单场景单设备） 上行速率 50Mbps 下行速率 80Mbps 国家 远 程 医 疗 与 互 联 网 医 学 中 心 19 网络时延 80ms 可靠性要求 99.999% 网络抖动要求 20ms 8 5G 医疗模组通用要求 8.1 多模多频段要求 5G 通用模组至少需支持 5G/4G 双模， 5G需支持 NSA/SA。 模组使用频段应符合国家无线电管理部门的相关规定。 UE 应支持的 NR 工作 频段如下表。 表 5 5G 通用模组 工作频段 工作频段 上行工作频段 下行工作频段 双工方式 等级 n41 2496 MHz 2690 MHz 2496 MHz 2690 MHz TDD 必选 n78 3300 MHz 3800 MHz 3300 MHz 3800 MHz TDD 必选 n79 4400 MHz 5000 MHz 4400 MHz 5000 MHz TDD 必选 对于 NSA模组，应支持如下 EN-DC工作 频段 组合 ： 表 6 EN-DC 工作 频段 组合 EN-DC组合 DC_1A_n78A DC_3A_n78A DC_5A_n78A DC_8A_n78A DC_1A-3A_n78A DC_3C_n78A DC_1A_3C_n78A DC_3A_n41A DC_39A_n41A DC_40A_n41A DC_8A_n41A DC_3A_n79A DC_39A_n79A DC_8A_n79A 注： 4G 频段应满足 LTE 数字蜂窝移动通信网终端设备技术要求（第四阶 段）。 表 7 5G 通用模组对 4G工作频段 需求 网络模式 工作频段 上行 工作频段 下行 工作频段 等级 TD-LTE Band 34 2010-2025MHz 2010-2025MHz 必选 Band 39 1880-1920MHz 1880-1920MHz 必选 国家 远 程 医 疗 与 互 联 网 医 学 中 心 20 Band 40 2300-2400MHz 2300-2400MHz 必选 Band 41 2496-2690MHz 2496-2690MHz 必选 LTE FDD Band 3 1710-1785MHz 1805-1880MHz 必选 Band 7 2500-2570MHz 2620-2690MHz 必选 Band 8 880-915MHz 925-960MHz 必选 Band 1 1920-1980MHz 2110-2170MHz 必选 Band 4 1710-1755MHz 2110-2155MHz 可选 Band 12 699-716MHz 729-746MHz 可选 Band 17 704-716MHz 734-746MHz 可选 Band 20 832-862MHz 791-821MHz 可选 8.2 网络接入能力要求 需支持具备在 SA/NSA 组网模式下的接入及业务能力。 表 8 网络接入能力要求 组网模式 描述 等级 5G SA Option 2 必选 5G NSA Option3x 必选 8.3 模组的分类方式 本 标准 除了明确 5G通用模组支持 的通信制式及工作频段外，还从封装方式、 尺寸型号及大小、供电电压类型、 I/O通信电压类型、适用范围（民用级、工业 级）及定位支持七个维度进行定义，如图 5-2所示。模组厚度应小于等于 2.8mm。 1） 封装方式 主要划分为 LGA和 M.2两大类， 具体编码： L（ LGA）、 M（ M.2） 2） 尺寸大小 尺寸大小为：模组长度 *模组宽度（ mm*mm） 3） 供电电压类型 供电电压类型目前分类如下：常规型、低电压型， 具体编码： A（常规型： 3.3-4.2V）、 B（低电压型 3.1-4.4V） 4） I/O通信电压类型，分类如下： 具体编码： A（ 2.8-3V）、 B（ 1.8V） 5） 适用范围 具体编码： A（民用级）、 B（工业级） 6） 定位支持 支持 GNSS 功能 国家 远 程 医 疗 与 互 联 网 医 学 中 心 21 8.4 模组温度要求 如下是对模组的要求： 1) 模组应能在 -45 95的范围内存储。 2) 对用于消费级应用的模组应能在 -20 +70范围内正常工作； 3) 对用于工业级应用的模组应能在 -40 +85范围内性能无损； 8.5 模组 通用接口的要求 表 9 模组 通用接口的要求 接口名称 接口名称 接口说明 接口特性 要求 VBAT 电源接口 外接直流电源 I 必选 VRTC 电源接口 模组时钟供电输入 I 必选 VDD_EXT 电源接口 标准电压输出接口 O 必选 USIM_DET SIM 接口 USIM DETECT 信号 I 必选 USIM_RST USIM RESET 信号 O 必选 USIM_CLK USIM CLK 信号 O 必选 USIM_DATA USIM DATA 信号 I/O 必选 USIM_VDD USIM 供电输出 O 必选 5G_ANT0 射频接口 5G 天线 0 I/O 必选 5G_ANT1 5G 天线 1 I/O 必选 5G_ANT2 5G 天线 2 I/O 必选 5G_ANT3 5G 天线 3 I/O 必选 4G_ANT0/5G_A NT4 4G 天线 0/5G 天线 4 I/O 推荐 4G_ANT1/5G_A NT5 4G 天线 1/5G 天线 5 I/O 推荐 4G_ANT2/5G_A NT6 4G 天线 2/5G 天线 6 I/O 可选 4G_ANT3/5G_A NT7 4G 天线 3/5G 天线 7 I/O 可选 WIFI_ANT0 WIFI 天线 0 I/O 可选 WIFI_ANT1 WIFI 天线 1 I/O 可选 国家 远 程 医 疗 与 互 联 网 医 学 中 心 22 GNSS_ANT GNSS 天线 I 可选 PCIE_CLK_REQ PCIe PCIe 时钟请求信号 O 必选 PCIE_HOST_RS T PCIe 重置信号 O PCIE_HOST_WA KE PCIe 唤醒信号 I PCIE_CLK_P PCIe 参考时钟信号 O PCIE_CLK_M PCIe 参考时钟信号 O PCIE_TX_P PCIE_数据发送信号 O PCIE_TX_M PCIE_数据发送信号 O PCIE_RX_P PCIE_数据接收信号 I PCIE_RX_M PCIE_数据接收信号 I GPIO 数据通信接 口 通用输入输出接口 I/O 必选 I2C_SCL 数据通信接 口 双向时钟线 I/O 可选 I2C_SDA 双向数据线 I/O SPI_CS SPI SPI 接口片选信号 O 可选 SPI_MISO SPI 接口 MISO 信号 I SPI_MOSI SPI 接口 MOSI 信号 O SPI_SCLK SPI 接口 SCLK 信号 O USB_VBUS USB USB 插入检测信号；有效电压范 围： 4.5V 5.25V I 可选 USB_DN USB 高速差分信号负极 I/O USB_DP USB 高速差分信号正极 I/O USB_ID USB 的 ID 检测信号 I PWRKEY 控制及状态 接口 电源开关，用于模组上电 /下电 I 必选 STATUS 控制及状态 接口 模组当前工作状态指示 O 必选 FLIGHTMODE 控制及状态 接口 模组飞行模式控制 I 必选 NETLIGHT 控制及状态 接口 模组网络状态指示 O 必选 RESET_N 控制及状态 接口 用于模组复位，低电平使能。 I 必选 WAKEUP_IN 控制及状态 接口 用于外部设备唤醒 5G 基本型通 用模组 I 必选 WAKEUP_OUT 用于 5G 基本型通用模组唤醒外 部设备 O ADC AD 转换接 口 AD 转换 I/O 可选 国家 远 程 医 疗 与 互 联 网 医 学 中 心 23 PCM_SYNC PCM 音频 PCM 同步信号 O 可选 PCM_DIN PCM 输入数据 I PCM_DOUT PCM 输出数据 O PCM_CLK PCM 时钟 I I2S_WS I2S 音频 I2S 字选信号 O 可选 I2S_DIN I2S 输入数据 I I2S_DOUT I2S 输出数据 O I2S_CLK I2S 时钟 O I2S_MCLK I2S 系统时钟 O 8.6 5G 医疗应用初期，视频类对速率要求高，模组支持速率 的要求 表 10 SA 模式模组 理论峰值速率 速率 网络配置 理论峰值速率 下行速率 带宽 100MHz，下行四流，下行 256 QAM 1.485Gbps 上行速率 带宽 100MHz，上行双流，上行 256QAM 支持超级上行 、 SUL、 SRS 天线轮发 2.3Gbps 表 11 NSA 模式模组 理论峰值速率 速率 制式 网络配置 理论峰值速率 下行速率 NR 带宽 100MHz，下行四流，下行 256QAM 1.635Gbps LTE 带宽 20MHz，下行双流，下行 64QAM 上行速率 NR 带宽 100MHz，上行 双 流，上行 256QAM 240Mbps LTE 带宽 20MHz，上行单流，上行 16QAM 支持超级上行 、 SUL、 SRS 天线轮发 （全文结束）