智慧医院F5G全光网应用产业白皮书

中心思想 智慧医院建设的核心驱动力与F5G全光网的关键作用 本报告的核心观点在于，在《健康中国2030规划纲要》和“十四五”规划的指引下，我国医院正面临全面转型为智慧医院的关键时期。智慧医院建设旨在通过信息化手段提升医疗服务水平、优化管理效率，并最终提高国民整体健康水平。F5G全光网络作为新一代固定网络基础设施，以其大带宽、低时延、全光联接、多业务承载和易于演进的特性，成为支撑智慧医院“三位一体”（智慧医疗、智慧服务、智慧管理）建设的核心网络底座。 市场需求与技术创新的双重推动 报告强调，我国医院体量和卫生总费用持续增长，人口老龄化加速，以及优质医疗资源分布不均等因素，共同催生了对高品质医疗服务的巨大市场需求。同时，国家政策大力推动信息化技术创新和“光进铜退”战略，为F5G全光网在医疗领域的应用提供了强大的技术创新驱动和政策支持。尽管F5G全光网在行业认知度和标准化方面仍面临挑战，但其在医院内网、外网、安防网及多院区互联等场景的广泛应用潜力，预示着其巨大的市场增长空间和对智慧医院高质量发展的赋能作用。 主要内容 智慧医院F5G全光网的技术优势与发展环境 F5G全光网的技术特性与架构优势 F5G，即第五代固定网络，由中国提出并获得ETSI接纳，具备增强型固定宽带（eFBB）、全光联接（FFC）和极致体验（GRE）三大关键特征，主要采用10G PON和Wi-Fi 6等技术。智慧医院的F5G全光网主要指F5G无源光局域网（POL）和F5G全光承载。POL是一种基于PON技术的局域网组网方式，其中XGS-PON技术因其上下行对称10Gbit/s的传输速率，被推荐用于医院建设。 F5G全光网相较于传统以太网具有显著的技术优势： 光纤性能优异：采用石英光纤替代铜网线，更节能环保，碳排放低。光纤带宽超过1Tbps，远高于传统网线，传输距离可达40公里，远超传统网线的100米限制。单模光纤重量轻，体积小，便于布线升级。 网络架构简单：F5G全光网采用OLT和ONU的二层架构，通过无源分光器替代传统有源汇聚交换机，减少了有源设备，节省了大量电能消耗和弱电机房空间。与全光以太网方案相比，F5G全光网可减少约43.75%的光模块数量，显著降低投资和功耗，提升网络可靠性。 支持多业务承载：一根光纤可承载数据、语音、视频及IoT等多种业务，完美兼容传统以太网业务，并支持WiFi6 AP、CT/DR/MRI等医疗设备、IPTV、视频监控等接入。通过时隙/波长隔离和数据加密，提供更高的安全性。 未来平滑演进：光纤本身具备Tbit/s级别的带宽能力和30年以上的寿命，无需更换。无源ODN在带宽升级时也无需变更，仅需升级两端的OLT和ONU设备。F5G全光网可通过叠加新波长（如50G PON、100G PON）实现带宽和业务的平滑演进，且可与传统以太网共存，支持分期改造。 运维简单便捷：ONU设备由OLT集中管理和统一配置，实现即插即用和免配置部署，业务分钟级开通。提供可视化的网络设备管理系统，支持光纤诊断功能，大大减轻运维工作量。 市场需求与政策驱动下的发展机遇 我国智慧医院F5G全光网的发展环境受到市场需求和技术创新的双重驱动： 市场需求持续增长： 医院体量扩张：截至2020年末，全国医疗卫生机构达102.3万个，其中医院3.5万个。2009-2019年，我国医院数量持续增长，总床位数增长120.03%。人口老龄化加速，预计“十四五”末期（2025年）全国医院总床位数将达到881.76-1020.28万张，新增床位166.50-287.83万张。 卫生总费用攀升：2010年至2019年，我国卫生总费用从1.998万亿元增至6.584万亿元，年均复合增长率14.17%，占GDP比重从4.85%增至6.64%。《“健康中国2030”规划纲要》预计2030年健康服务业总规模将突破16万亿元。 智慧医院高品质发展需求：医院信息化建设从单一系统向“三位一体”智慧医院转型，对网络基础设施提出更高要求。目前，全国三级医院网络主干带宽达到10G的仅占50%左右，三级以下医院不足20%，存在巨大升级空间。 技术创新与政策支持： 政策力推信息化技术创新：“十四五”规划、《中国制造2025》、《“双千兆”网络协同发展行动计划》等政策文件，明确鼓励超高速光纤传输、下一代光网络技术研发，推动宽带网络光纤化改造。 “光进铜退”大势所趋：ETSI成立F5G产业工作组，推动从光纤到户（FTTH）迈向光联万物。F5G全光网在带宽、时延、稳定性、传输距离、环保等方面优于铜线，是医院建筑智能化的理想基础设施。 面临的挑战： 行业认知度待提高：医院业主、基建/信息管理部门、设计单位对F5G全光网的了解不足，倾向于采用传统以太网技术。F5G厂商在智慧医院领域的应用案例相对较少。 标准规范尚需完善：现有F5G全光网工程建设标准多为通用性标准，缺乏针对医院建筑复杂功能和特殊网络系统性能要求的系统性指导文件。 F5G全光网在智慧医院的多元应用与市场潜力 智慧医院F5G全光网的典型应用场景 F5G全光网以其极简架构、无源介质、平滑演进和简单运维等优势，完美契合智慧医院对数据融合、快速部署的需求，实现多网合一，并通过时隙/波长隔离确保网络安全。 医院内网：作为医院核心工作网络，承载HIS、EMR、LIS、PACS、HRP等医疗专用信息系统。F5G全光网提供高速、安全的网络连接，覆盖诊区、病区、医技科室、办公区域等，支持PC、打印机、自助设备、PAD、AP及DR、CT、MRI等高端医疗设备接入。可根据场景选择GPON或XGS-PON，并采用Type B或Type C双归属保护，确保7x24小时稳定运行。 医院外网：用于互联网接入、外网WiFi及对外提供预约诊疗、线上复诊、信息公告、远程医疗等服务。F5G全光网覆盖行政办公、公共区域、医生办公室、病房等，提供高速Internet接入。可与内网共用物理网络，通过时隙隔离实现安全隔离。 医院安防网：构建实用可靠的安全防范系统，满足对重点部位和公共区域的视频监控、门禁控制及停车场管理需求。F5G全光网光纤传输距离长、带宽大，支持高清视频监控，并可通过PoE功能为摄像机供电。eMDI检测和摄像头黑头检测功能可快速定位视频故障。 医疗城域专网：通过OTN技术构建稳定的医疗城域专网，实现多院区之间的高速互联和数据共享，支持40波*100G的配置能力，为紧密型县域医疗共同体建设和区域人口健康信息平台建设提供基础。 F5G全光网的应用现状与市场规模预测 F5G全光网已在全国数十所大型医院得到应用，如华中科技大学协和深圳医院、山东大学齐鲁医院、遵义市中医院、贵州茅台医院等，这些先行者切实享受到了技术带来的便利。 华中科技大学协和深圳医院：改扩建项目，采用全光网络架构部署公共办公网、设备网等，覆盖办公、病区和公共区域无线覆盖，具备强可扩展性、无忧升级、长通讯距离、网络简化、高可靠性和高效管理等优势。 山东大学齐鲁医院：国内医疗行业最大的F5G全光网络改造项目，涉及25万平米，部署6台OLT、4500个ONU，新增23000多个信息点。采用GPON和XGS-PON混合部署，Type C和Type B双归属保护，实现空间节省、高速率、高可靠、易运维和长距离覆盖。 遵义市中医院：实行“一院四址”统一管理，采用GPON和10G PON混合组网，超过6000个信息点，一张网络承载内外网及语音网络，提升了网络可靠性、带宽和运维效率。 贵州茅台医院：总建筑面积22万㎡，1000张床位。网络系统划分为内网、外网、物业网三个子网，整体采用全光网络设计，内网采用Type B双归属，外网连接AP，物业网承载智能安防设备。 市场规模预测： “十四五”时期（2021-2025年）： 新建和扩建项目信息点位总量：预计新增床位数166.50-287.83万张，新增建筑面积31096.52-32726.60万平米。综合医院和中医药系统医院单床信息点位量为4.3-5.3个/张，专科医院和护理院每万平米信息点位量为200-250个/万平米。预测新建和扩建项目信息点位总量为602.66-899.36万个。 改建项目信息点位总量：根据医院建筑投入使用时间（不足10年、10-14年、15-19年、20年及以上）和相应的改造比例（3-5%、15-20%、60-70%、50-60%）进行预测。综合医院和中医药系统医院单床信息点位量为2.4-3.0个/张，专科医院和护理院每万平米信息点位量为255-315个/万平米。预测改建项目信息点位总量为499.53-751.58万个。 总体潜在市场规模： “十四五”期间，我国医院建设项目信息点位总量预计为1102.20-1650.94万个，其中新建和扩建项目约占55%，改建项目约占45%。 按医院等级划分，三级医院信息点位量为477.55-752.46万个，二级医院为482.11-767.32万个，一级医院为112.37-180.91万个。 涉及建筑面积达49152.94-54512.13万平米，按照120-160元/平米的造价指标估算，市场整体规模在589.84-872.19亿元。 F5G全光网的市场增长率预计将持续处于45%以上。 智慧医院F5G全光网产业链与主要品牌 智慧医院F5G全光网产业链涵盖基础原材料、产品零部件、网络设备、光缆光纤、配线箱架、工程设计和施工安装等环节，国内市场具备完整的产能供给和自主研发能力，产业自主可控。 网络设备供应类：主要提供OLT、ONU和光传输设备，以及智能化网络运维软件。主要品牌包括华为技术有限公司、上海诺基亚贝尔股份有限公司、烽火通信科技股份有限公司。 光纤光缆及配套供应类：主要提供光分路器、光缆光纤、光纤活动连接器、光纤配线架、光纤配线箱/盒等无源光器件。主要品牌包括长飞光纤光缆股份有限公司、浙江一舟电子科技股份有限公司、江苏亨通光电股份有限公司、浙江光大通信设备有限公司。 这些企业提供多样化的产品和解决方案，满足智慧医院不同场景的需求，例如华为的OptiXaccess和OptiXstar系列，诺基亚贝尔的77360 ISAM平台和多种ONT，长飞的小直径大芯数光缆和模块化光配互连产品，烽火通信的OLT和ONU产品，一舟的园区融合光网络解决方案，亨通光电的ODN产品和智慧园区ONU网关，以及光大通信的光接入箱等。 总结 智慧医院F5G全光网络的建设正处于快速发展阶段，其技术优势、市场需求和政策支持共同构成了其蓬勃发展的最佳机遇期。F5G全光网以其卓越的性能，能够全面满足智慧医院在医疗、服务和管理各方面的数字化转型需求，包括支撑核心医疗信息系统、提供高速互联网接入、强化安防监控以及实现多院区互联互通。 尽管当前在行业认知度和标准化方面仍存在提升空间，但F5G全光网已在全国多家大型医院成功应用，并展现出巨大的市场潜力。根据预测，“十四五”期间，智慧医院F5G全光网的潜在市场规模将达到数百亿元，且年增长率有望持续保持在45%以上。未来，随着产业链上下游机构的协同努力，加强市场推广、完善标准体系并深化技术创新，F5G全光网络将为医疗行业的数字化和智能化升级提供更加坚实、高效、安全、绿色和智能的网络基础设施，助力实现“健康中国”的宏伟目标。