Le nouvel hôpital de Cannes est le premier hôpital de France à être câblé quasiment en tout optique et à profiter de la convergence vers le tout ip. Ce fut une longue genèse aboutissant à des dizaines d’applications effectives grâce à des savoir-faire technologiques. Visite guidée…








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date de publication09.07.2017
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« Inauguration du Centre Hospitalier de Cannes, premier hôpital tout fibre optique et tout IP de France et de l’Europe du sud »
Le nouvel hôpital de Cannes est le premier hôpital de France à être câblé quasiment en tout optique et à profiter de la convergence vers le tout IP. Ce fut une longue genèse aboutissant à des dizaines d’applications effectives grâce à des savoir-faire technologiques. Visite guidée…

Depuis Mai 2011, le nouvel hôpital de Cannes qui accueille les activités de médecine-chirurgie-obstétrique et de psychiatrie, sur quelques 60.000m2 et 510 lits (sur un total de 882 lits pour l’établissement), est opérationnel, est opérationnel et sera inauguré le 24 septembre prochain.
Quasiment câblé en tout optique et utilisant au mieux la transmission tout IP, c’est le premier hôpital de France de la sorte. Jérôme Bousquet, responsable du service informatique hospitalier, confirme : « À ma connaissance, c’est même le premier et le seul hôpital, à ce jour, à être ainsi équipé dans toute l’Europe du Sud ». Et ce ne fut pas facile. Historiquement, pourtant, tout avait bien commencé puisque dès le préprogramme en 1997 (!), le Centre Hospitalier et son conseil, le Bureau d’Etude SNC Lavalin, avaient choisi la fibre optique pour ses nombreux avantages : distance, bande passante, insensibilité aux parasites électromagnétiques, faible encombrement…

Mais d’attente d’investissement en attente d’investissement, ce n’est qu’en 2006/2007 que les choses commencèrent à bouger. Et alors, il fallut rentrer dans le concret : Quelle architecture de câblage ? Quels débits ? Et donc, quels types de fibres ? Quels équipements ? Quels chemins de câbles dans des plafonds techniques super encombrés ? Etc. De fait, c’est la variété des applications et la nécessité de rester ouvert à d’autres possibilités qui ont guidé les réflexions.
Problématique des applications

Dans un hôpital, la complexité de la transmission des informations tient au fait que quatre grands domaines applicatifs, très différenciés, sont à couvrir : le médical, l’administratif, le confort des malades et la vie du bâtiment lui-même. Jérôme Bousquet pose le cadre : « Aujourd’hui, il faut avoir une approche globale de toutes les applications en courants faibles car tout cela converge. Mais, cela ne converge pas encore naturellement et on ne peut pas réaliser un hôpital tout IP ». Trois exemples… En téléphonie pure, l’autocommutateur dessert les chambres et les télécopieurs avec un câblage classique en paires torsadées en cuivre alors que les postes téléphoniques des bureaux seront eux en tout IP. En cardiologie, les réseaux supportant les applications sont « propriétaires », c’est-à-dire propres à certaines marques et nécessitent un câblage en paires torsadées en cuivre de catégorie 6. Pour la diffusion de l’appel des malades vers les infirmières, les bornes Wi-Fi nécessaires sont câblées en tout optique alors que les bases des combinés DECT – digital european cordless telephone – sont en filaire cuivre.

Et quand les équipements peuvent supporter le tout optique et le tout IP, d’autres contraintes surgissent. Un exemple avec le matériel biomédical type IRM – imagerie à résonance magnétique – pour lequel le débit de transmission d’informations doit être figé afin que les dialogues entre les équipements d’évaluation et de régulation de débits ne viennent pas perturber la diffusion de l’image et donc sa réalité. Tout cela contribue au choix d’une architecture de réseau…
Architecture du réseau

La première approche était classique et basée sur la topologie en étoile héritée de l’informatique. Pour chaque étoile, un lien en 24 fibres optiques arrivait sur un boîtier d’éclatement passif, situé dans le faux plafond, qui les distribuait vers les équipements. L’avantage majeur de la simplicité était contrebalancé par une rigidité concernant les changements d’équipements et, surtout, la difficulté d’ajouts. Aussi, la solution retenue est toute autre et s’appuie sur une architecture en boucle. Plus précisément et pour plus de souplesse d’innervation des équipements et de sécurité de fonctionnement, le choix s’est porté sur deux boucles optiques par demi-niveau reliées à chacune de leurs extrémités à un local technique différent.

Ces boucles sont composées de deux câbles de douze tubes, chacun contenant douze fibres optiques, soit deux fois 144 fibres optiques. Le vrai plus vient d’une astuce de fabrication de ces câbles, initiée par le câblier Acome, astuce digne de figurer au concours Lépine : les câbles et les tubes peuvent être « ouverts » afin d’avoir accès aux fibres optiques en tout point et ils ne sont pas ronds mais ovoïdes afin que les fibres s’étalent légèrement à l’intérieur facilitant leur saisie. Ainsi, jusqu’à 288 points d’accès pourront être fournis, dans des boîtes de dérivation, tout au long de chaque boucle. La structure en anneau permet en effet d’utiliser deux fois un même câble, une fois dans le sens A vers B, une autre dans le sens B vers A et de faire des gains substantiels sur la mise en œuvre. Des fibres pourront être mise en attentes, disponibles à la demande et en tout point du bâtiment, offrant par le même une véritable pérennité.

Les fibres choisies sont des fibres multimodales de type OM3 ayant un cœur de 50 µm de diamètre et une gaine de 125 µm, fibres appelées 50/125. Leur bande passante autorise des débits de 1 Gibt/s sur 550 mètres et 10 Gibt/s sur 300 mètres. Compte tenu du choix d’architecture du réseau, ces distances seront suffisantes pour quelques années. En effet, sachant que cette architecture permet une liaison directe point à point, il n’y a pas de goulot d’étranglement liés à la présence de sous répartiteurs d’étage. De fait, le débit offert est un véritable Giga Bit Ethernet au point terminal et offre de fait pérennité d’investissement.

Les sept boucles réalisées, d’environ 550 mètres chacune, contiennent ainsi l’équivalent de plus de mille cinq cents kilomètres de fibre optique ou de câble cuivre unitaire. À cela s’ajoutent les jarretières optiques qui sont fabriquées avec le même type de fibre optique multimodale mais avec un surgainage pour une meilleure résistance. Leur connectique correspond à celle des équipements à relier et se composent soit de fiches LC duplex, soit de fiches SC simplex.

De par ce procéder de pose, le temps de mise en œuvre est de l’ordre de 1 à 10 par rapport à la mise en place classique de mille cinq cent kilomètres de câbles cuivres. Les effets de leviers sont nombreux : réduction du nombre de chemins de câbles, de carottages, du temps de main d’œuvre, …. mais également simplification de l’installation du fait de la séparation galvanique des réseaux permettant de se libérer des contraintes de séparation des réseaux courant fort, courant faible.
Concernant l’interconnexion des locaux techniques et les deux salles de machines informatique et télécoms, le choix du média a été guidé par la nécessité de supporter des débits gigabitaires, actuellement 10 Gbit/s. Aussi, le choix s’est porté sur des fibres optiques unimodales ayant un cœur de 9 µm de diamètre et une gaine de 125 µm. Leur bande passante sera à même de supporter, à terme, l’arrivée du 100 Gbit/s. Le souci de sécurité a fait que ces fibres sont installées sous forme de rocades de deux fibres par liaison inter-local et deux chemins différents pour desservir chaque local. En tout, cela représente plusieurs centaines mètres de fibres unimodales.

Cela étant, entre les fibres et les équipements, il y a un produit clé : le commutateur d’extrémité qui permet à la fibre optique de desservir plusieurs matériels. Dans le cas de l’hôpital de Cannes, ce rôle est dévolu à un micro-commutateur, le micro-switch de Microsens.
Le produit-clé : le micro-switch.

La solution repose sur le concept FTTo, Fiber To The Office, qui consiste à amener la fibre optique au plus proche de l’utilisateur et de créer une distribution vers les produits d’extrémités fondée sur le cuivre. L’intérêt majeur est naturellement économique par une mutualisation du lien fibre sur 4 à 5 ports RJ45.

De plus, la majorité des produits réseaux étant livrés avec une carte réseau cuivre, l’idée est de s’appuyer sur une structure pérenne FO tout en offrant la possibilité de connecter l’ensemble des produits IP du marché : micro-ordinateurs, téléphones, imprimantes, scanners, caméras… sans ajout de cartes réseaux dédiées et donc sans surcoût.

Administrable, le micro-switch est équipé de la fonction PoE (Power Over Ethernet) qui permet de fournir, via le cordon RJ45 cuivre, la tension électrique nécessaire au fonctionnement du produit d’extrémité auquel il est connecté. Ainsi, dans son application standard, le switch alimente un téléphone IP lui-même cascadé à un ordinateur. La gestion des flux est gérée via la qualité de service et priorité de service ; IEEE 802.1p & q.

Ce commutateur est dit « micro » car il s’installe sans outils dans les goulottes normalisées de taille 45 mm x 45 mm. Malgré cela, les rayons de courbure des fibres optiques, de quelques millimètres seulement, sont respectés. Un léger bémol lors de l’installation dans certaines structures des têtes de lit de chambres de malades où il faut faire attention à ne pas pincer la fibre optique. Bricoleurs s’abstenir.
C’est ainsi que près de 1 400 micro-switches de dernière génération sont opérationnels dans cet hôpital. Géraud Danzel d’Aumont, directeur France et Europe du Sud de Microsens, tient à préciser : « Le fait d’avoir été choisi par l’hôpital de Cannes nous a obligé à faire évoluer notre produit, au fur et à mesure des applications couvertes, vers des voies auxquelles nos services n’avaient pas pensé ». Quatre exemples d’améliorations vécues entre 2004/2005 et l’ouverture en 2011 : 1) le débit originel de 100 Mbit/s, prévu à l’époque pour supporter le débit du Fast Ethernet, a été monté à 1 Gbit/s afin de répondre au débit du gigabit Ethernet (GbE) ; 2) la possibilité de cascader les micro-switches a été développée, autorisant ainsi une plus grande souplesse comme dans les bureaux administratifs où il faut desservir un microordinateur, une imprimante et un téléphone IP pour chaque poste de travail voire un interphone, une borne Wi Fi ou une caméra de vidéo protection ; 3) lors d’une coupure d’électricité, il fallait à l’origine redémarrer manuellement chaque micro-switch, ceci étant synonyme de perte de temps pour se rendre sur place ; désormais, une couche logicielle supplémentaire effectue cela automatiquement ; 4) les adresses IP des équipements sont, classiquement, propres à chaque équipement et le micro-switch prend l’identification de connexion envoyée par la couche MAC (medium access control) pour la soumettre au serveur d’identification qui donnera le feu vert et ouvrira l’accès dédié. Mais, certains appareils biomédicaux ne peuvent pas se connecter d’eux-mêmes et ont besoin d’être « réveillés », aussi leurs adresses IP ont été intégrées dans les micro-switches qui ont été livrés préconfigurés. À noter que la procédure d’identification fondée sur les protocoles d’authenfication, IEEE 802 .1x, et ses déclinaisons, permet une gestion de l’inventaire des équipements et apporte une grande sécurisation contre l’intrusion de matériels pirates.
Et l’informatique dans tout cela ?

Il est vrai que les fibres optiques et les micro-switches sont nécessaires au bon fonctionnement du réseau mais ils ne sont pas suffisants. Ils sont complétés par des équipements informatiques. Sans être exhaustif, car dans le domaine informatique les choses évoluent très vite, qu’en est-il aujourd’hui dans cet hôpital ? Dans les grandes lignes, signalons que les deux salles machines Nortel sont reliées entre elles par des chemins en fibres optiques unimodales différents et elles travaillent en secours l’une de l’autre. Elles comprennent des batteries de serveurs dédiés à des applicatifs dont la vidéo protection et ses enregistrements, la gestion technique du bâtiment, le service Intranet, etc. Ajoutons 65 serveurs virtualisés installés sur un cluster de six machines et quatre machines en cluster sous Unix. Quant aux données, elles occupent des baies de disques dupliquées dans chacune des deux salles de machines. Ces baies sont reliées aux serveurs par un double attachement en fibres optiques sur des cartes supportant le protocole Fiber Channel à 4 Gbit/s. Chaque baie est composée de huit tiroirs de quinze disques chacun ce qui représente un potentiel de 100 Téraoctets de mémoire disponible. Une question reste en suspens – la sauvegarde des données sur un autre site – et une autre est en cours d’étude – la création de liaisons en fibres optiques entre divers hôpitaux d’une partie des Alpes-Maritimes.

Également à noter, un logiciel de gestion de câblage, plus que nécessaire pour ce type d’établissement, ainsi que trois contrôleurs reliés en fibre optique aux 535 bornes Wi Fi Aruba. Ce nombre impressionnant est dû au fait que la puissance d’émission autorisée de 100 mW a été abaissée à 10 mW par principe de précaution.

L’intégration de l’ensemble du réseau a été réalisée par la société Spie Communications, SSII à forte valeur ajoutée, qui a eu la lourde charge de pousser les configurations dans leurs limites.

L’administration et la gestion d’un tel réseau est confiée à un service informatique de moins de 10 personnes. Le temps consacré à l’administration est donc très faible. La solution d’administration a fait l’objet d’une attention toute particulière tant dans son ergonomie que dans sa capacité d’action lors d’incidents.
Et quoi d’autre ?

Fibres optiques, micro-switches, équipements informatiques… tout cela pour quoi ? Les réponses foisonnent dans cet établissement permettant de le qualifier de « vrai hôpital numérique ». Voici un aperçu… Dès l’arrivée du patient, l’application dématérialisation prend en charge tout document papier qui est scanné grâce à des photocopieurs numériques – reliés en tout optique et tout IP – et entré automatiquement dans le dossier du malade. Ce dossier pourra être consulté par toute personne autorisée à l’intérieur de l’hôpital et même par des professionnels de santé à l’extérieur munis des mots de passe idoines grâce à un serveur de terminaux protégé par un firewall. Utilisant un néologisme, Jérôme Bousquet illustre ainsi : « En quelque sorte, nous avons Webisé le dossier du malade ».

Côté confort, de son lit, le malade a accès à un terminal multimédia (TMM) de la marque Lincor offrant de nombreuses possibilités comme le téléphone, accès à Internet, la radio, des jeux et un grand nombre de chaînes de télévision sur son téléviseur IP. Et 15 centrales font suivre les appels des malades vers la bonne infirmière qui est avertie par un SMS d’où vient l’appel et peut donc être plus réactive. Lors du départ, la facturation est établie grâce à un module du progiciel d’entreprise SAP. Dans les blocs chirurgicaux, là aussi la fibre optique et les micro-switches sont présents dans les bras des équipements pour les chirurgiens, ceux des anesthésistes, la connexion du téléviseur 16/9, etc.
Et si on parlait sécurité… Le côté physique est assuré par un réseau de vidéo protection de 120 caméras et un système de contrôle d’accès complété par un applicatif de suivi des horaires variables. Le côté intégrité des données s’appuie sur la technologie des réseaux locaux virtuels ou VLan (virtual local area network) combiné aux différentes déclinaisons des processus d’authentification de l’adresse Mac de l’appareil branché allant de l’autorisation (IEEE802.3x) au Port Access Control . Ainsi, en tout point de l’hôpital, en fonction des droits qui lui sont attribués, chaque utilisateur est identifié et peut avoir accès à ses propres données. Le plan permet d’aller jusqu’à 256 VLan et, à ce jour, on en compte 70 opérationnels tels que quatre pour les locaux techniques, un pour la vidéo protection, un pour les appels des malades avec des sectorisations différenciées entre les infirmières de jour et celles de nuit, un pour le contrôle d’accès avec 3 000 badges renseignés dans la base de données dont 1 800 permanents, un pour la télévision sur IP, un pour les interphones, etc.
Enfin, il est à noter que la vie du bâtiment lui-même, ascenseurs compris, est assurée par ce réseau tout optique à travers la gestion technique centralisée (GTC) pour la sécurité et l’alerte incendie, la partie chauffage-climatisation-ventilation, la surveillance des températures « biomédicales » des chambres froides avec leurs sérothèques et des réfrigérateurs et leurs produits cytotoxiques, la distribution des gaz médicaux, etc. Exemple de suivi de températures : lorsqu’une alarme se déclenche, elle transite par le micro-switch qui l’aiguille vers un serveur dédié – serveur de températures – qui, lui-même enverra un SMS sur le bon numéro de téléphone avec les détails nécessaires à une intervention efficace.
Le respect de l’environnement fait l’objet des plus grandes attentions. Même si la fabrication de la fibre optique a une empreinte carbone moins élevée que la fabrication du cuivre, ses véritables bénéfices pour l’environnement se font sentir plutôt dans son emploi.
En effet, de par le câblage en Fibre Optique, les répartiteurs intermédiaires ne sont plus requis : tous les répartiteurs actifs qui consommaient de l’énergie et devaient être climatisés disparaissent. De plus, les locaux techniques les abritant ont pu être supprimés. Dans cette même logique, les micro-switches sont équipés d’un programme de gestion de l’énergie permettant de programmer des plages de sommeil des téléphones connectés. Le green IP est ici réalité.
Traditionnellement, il fallait un réseau par service, la convergence IP et la bande passante disponible de la fibre optique ont permis une convergence des plus efficaces. On pourrait continuer ce catalogue digne de Prévert. Le mot de la fin sera laissé à Jérôme Bousquet : « Notre hôpital est une entreprise humaine au service de la population, la qualité de la prise en charge et sa performance dépend entre autre de la fluidité de la communication. Les solutions supports mises en place nous permettent de mieux répondre ces exigences tant en interne qu’avec les autres acteurs de santé publics et privés du territoire. »

Espérons que cette réalisation réussie donnera des idées à beaucoup d’autres…
Jean-Michel Mur / Géraud Danzel d’Aumont

Président et Vice-Président du Club optique

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