2022年9月8日上午9時45分，隨著一聲令下，一臺10層樓高的起重機(jī)緩緩啟動，世界第三套、亞太地區(qū)第一套Probeam360°質(zhì)子放射治療系統(tǒng)開始在華中科技大學(xué)附屬協(xié)和醫(yī)院（以下簡稱武漢協(xié)和醫(yī)院）金銀湖院區(qū)安裝。這標(biāo)志著湖北省乃至華中地區(qū)腫瘤診療掀開新篇章。 

質(zhì)子治療是目前世界上最先進(jìn)的放療技術(shù)，與傳統(tǒng)光子放射治療方法相比，質(zhì)子被譽(yù)為放療界的"屠龍刀"。通俗來說，這把"質(zhì)子刀"可將質(zhì)子射束加速到光速的70%，約20萬公里/秒，360度無死角實現(xiàn)腫瘤部位的"定點爆破"，同時最大限度地減少對周圍健康組織和器官的損害，治療精度可控制在1毫米以內(nèi)。

為了給這套系統(tǒng)安家，武漢協(xié)和醫(yī)院專門修建了質(zhì)子醫(yī)學(xué)中心，坐落于該院金銀湖院區(qū)旁，占地約50畝，一期建設(shè)面積2.55萬平方米，擬設(shè)4個治療倉及實驗室。2023年4月，協(xié)和醫(yī)院質(zhì)子醫(yī)學(xué)中心工程建設(shè)全面竣工，預(yù)計2024年1月開始招募患者開展臨床試驗，2025年實現(xiàn)全面收治。投入使用后，每年可為超過1000名患者服務(wù)。

為了匹配這樣一個全球領(lǐng)先的腫瘤治療系統(tǒng)，武漢協(xié)和醫(yī)院聯(lián)合華為在基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)上進(jìn)行了創(chuàng)新。

武漢協(xié)和醫(yī)院質(zhì)子醫(yī)學(xué)中心大樓

"超級工程"質(zhì)子醫(yī)院需要創(chuàng)新的網(wǎng)絡(luò)

建設(shè)一個質(zhì)子治療中心是一件非常復(fù)雜的工程，質(zhì)子重離子技術(shù)含輻射等特殊性，對質(zhì)子重離子醫(yī)院提出了堪比核電站的苛刻建設(shè)要求，即必須做好建筑的核級防護(hù)"四零一精一重"--厚大墻板零裂縫、建筑主體零沉降、建筑設(shè)備區(qū)零震動、預(yù)埋管道零堵塞，預(yù)埋件精準(zhǔn)預(yù)留到位、以及超厚重密度混凝土澆筑。因此，質(zhì)子重離子醫(yī)院被看作是醫(yī)療建筑中的"超級工程"，也是代表當(dāng)?shù)蒯t(yī)療水平的"城市地標(biāo)"。

網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)無疑也是這個超級工程配套建設(shè)的重要一環(huán)。華中科技大學(xué)附屬協(xié)和醫(yī)院信息與數(shù)據(jù)中心與系統(tǒng)生產(chǎn)廠家以及相關(guān)科室進(jìn)行了深入溝通，調(diào)研到底有哪一些網(wǎng)絡(luò)需求變化。經(jīng)過調(diào)研發(fā)現(xiàn)，武漢協(xié)和醫(yī)院質(zhì)子醫(yī)學(xué)中心基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)有三大訴求： 

首先，質(zhì)子醫(yī)學(xué)中心分為非質(zhì)子區(qū)及質(zhì)子區(qū)，其中非質(zhì)子區(qū)以核磁共振、CT等影像為主，對網(wǎng)絡(luò)帶寬以及時延的要求高；質(zhì)子區(qū)包含質(zhì)子治療系統(tǒng)，面臨未來FLASH治療技術(shù)升級需求，需要為帶寬的進(jìn)一步提升提供可能。因此，網(wǎng)絡(luò)要求大帶寬、低延時、高速率，并且要能平滑演進(jìn)。

第二，質(zhì)子區(qū)建設(shè)按照"四零一重一精"標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行施工，采用超重混凝土，最厚達(dá)6.5米，墻內(nèi)布有各類彎曲管道長達(dá)2萬米，要求網(wǎng)絡(luò)突破傳統(tǒng)布線界限，簡潔布線，經(jīng)久耐用，并且后期升級盡可能避免重新布線。 

第三，武漢協(xié)和醫(yī)院由主院區(qū)、腫瘤中心、西院區(qū)和金銀湖院區(qū)組成"一院四區(qū)"，希望質(zhì)子中心網(wǎng)絡(luò)與金銀湖院區(qū)原有園區(qū)SDN網(wǎng)絡(luò)設(shè)備兼容，實現(xiàn)統(tǒng)一管理統(tǒng)一運維。

面對這樣的訴求，傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)很難滿足武漢協(xié)和醫(yī)院的要求。經(jīng)多方考察，F5G全光網(wǎng)絡(luò)進(jìn)入到醫(yī)院的視線。

"一光到底"的F5G全光網(wǎng)

針對上述三個核心需求，武漢協(xié)和醫(yī)院最終選擇了F5G全光網(wǎng)絡(luò)。全光網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢主要是介質(zhì)本質(zhì)安全，抗干擾性強(qiáng)、耐腐蝕，網(wǎng)絡(luò)可以平滑演進(jìn)升級。升級帶寬無需把線路進(jìn)行改動，只需要把平臺、設(shè)備板卡進(jìn)行擴(kuò)展。再加上本身就具有組裝的可靠性，利用全鏈路的雙歸屬保護(hù)，可以做到高冗余場景。

從網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)來看，F(xiàn)5G全光網(wǎng)絡(luò)有四大顯著優(yōu)勢：第一，實現(xiàn)統(tǒng)一管理、智能運維，使用金銀湖院區(qū)SDN控制器，把所有網(wǎng)絡(luò)配置進(jìn)行推送，無需人工到每一個ONU上面配置。第二，實現(xiàn)業(yè)務(wù)一網(wǎng)多用，配置自動下發(fā)，通過網(wǎng)絡(luò)虛擬化方式部署內(nèi)外網(wǎng)隔離。第三，極簡架構(gòu)穩(wěn)定可靠，兩層架構(gòu)，弱電間無源，用分光器替換了傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的機(jī)柜以及交換機(jī)，安全可靠經(jīng)久耐用。第四個優(yōu)勢就是超大帶寬，平滑演進(jìn)，光纖直接到終端，ONU即插即用即換即通，同時支持平滑升級，帶寬升級僅需升級OLT板卡，無需重新布線。

具體來看，"一光到底"的F5G全光網(wǎng)絡(luò)，是指直接將超小體積的萬兆光模塊插入到閱片主機(jī)和影像檢測設(shè)備中，不僅提供了萬兆的大帶寬，保證秒級閱片，同時也節(jié)省了設(shè)備占用空間，并且光纖直接到桌面也節(jié)省了大量網(wǎng)線布放的費用。

大帶寬：Probeam360°本身就帶有光接口。光模塊ONU體積小，中間沒有其他線纜，可以直接規(guī)避掉故障節(jié)點，適用于各種Type類型倒換，業(yè)務(wù)零中斷。使用光模塊ONU的終端網(wǎng)卡帶寬顯示為10Gbps，使用光模塊ONU的終端實際測試的帶寬速率達(dá)到1.53Gbits每秒，完全滿足秒級閱片的帶寬訴求。

好升級：F5G全光網(wǎng)優(yōu)勢在于，未來院區(qū)帶寬升級過程中，無需對當(dāng)前的布線結(jié)構(gòu)做大規(guī)模調(diào)整，即可從現(xiàn)網(wǎng)的10G升級到50G甚至100G。在此過程中，無需更換平臺，僅需擴(kuò)容業(yè)務(wù)板卡即可實現(xiàn)帶寬平滑升級，不需要重新布線。

易運維：傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)弱電井內(nèi)設(shè)備多，網(wǎng)線多，一般100米就是網(wǎng)線極限，如果院區(qū)樓棟稍微大一點，弱電井必然會增多，維護(hù)起來非常復(fù)雜，后期改造費用也很高。全光網(wǎng)絡(luò)采用PON技術(shù)，弱電間里無需部署有源設(shè)備及配套供電模組，光纖直接拉到末端點位，維護(hù)量大幅減少。同時，武漢協(xié)和醫(yī)院金銀湖院區(qū)的NCE系統(tǒng)可以進(jìn)行智能運維，可視化網(wǎng)絡(luò)可以及時發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中的問題，AI識別故障主動發(fā)現(xiàn)問題。

據(jù)了解，目前質(zhì)子中心已經(jīng)使用有線網(wǎng)（F5G全光網(wǎng)）及無線網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，未來金銀湖院區(qū)，包括后期分院西院區(qū)還有國家救治基地，也計劃以這樣架構(gòu)進(jìn)行拓展，將多院區(qū)網(wǎng)絡(luò)整體統(tǒng)一管理、互聯(lián)互通，保證業(yè)務(wù)的穩(wěn)定、安全可靠。 

圖片來源： 湖北日報全媒體記者倪娜拍攝