医院通信系统改造设计方案

王艳芬，李承安

昆明医科大学第二附属医院 后勤服务中心，云南 昆明 650101

我院是一所集医疗、教学、科研、预防、保健为一体的大型综合性三级甲等医院，现有建筑面积50000 m2，拥有1200张床位，改扩建后医院总体建筑面积达238000 m2，是集门诊、急诊、住院为一体的综合性大楼，投入使用后床位将达到2500余张，现有通信设备已不能满足医院发展的需求。

1 医院通信系统使用现状

医院早期使用磁石式插塞交换设备，1989年更换为400门HJ-905型纵横制交换机，1998年更新为北电OPT-61程控数字交换机，系统配置容量为800线（包括中继线），现实际使用量为510线（包括450线用户，60线中继）。

现有设备通过50条中继方式接入中国电信电话网，采用直接拨出转接拨入的方式，即全部来话通过接入中继号码呼入，呼出电话可以直接拨出。设备现有2个M2250型号人工转接话务台，由话务员转接电话，配置有计费系统、维护系统、备用电源系统等[1]。

主设备中主要有两个备份CPU（中央处理单元）机柜，一个为主用，一个为备份用，外围机框共4个，每个机柜容量为240线，第四个机框卡板有部分空闲，总计设备容量约为800线。

2 医院通信系统改造的原因

（1）交换设备损耗件需要更新。交换机及附属设备使用时间已超过10年，投入运行时间过长，部分设备的损耗件需要进行更换。

（2）交换机容量需要增加。医院新综合大楼投入使用，规模扩大，需要的分机数量有较大的增长，现有交换机设备容量已不能满足使用需求，需扩展到1500线容量（用户线1300线，中继线200线）。

（3）随着新技术的发展和医院管理要求的提升，交换机部分功能需要升级，并需把现有电缆模拟接入方式更新为光缆数字接入方式。

（4）需提供一组自动接入的号码，供医院内部人员拨打，现有话务员主要为就诊病人和外来人员服务，通过话务量的合理分配，可以减轻分机数量增加及接入中继线增加给话务员带来的压力，提高话务员的服务质量。

（5）增加通信的增值业务。为配合医院的新业务开展，可通过增加语音留言系统，开设电话预约挂号工作；增加对IP数据的接入，可配合医院的网络建设，实现客户网上直接和话务员或者科室人员进行沟通，提供咨询、预约服务。

3 系统要求和功能

我院技术人员和北电网络公司技术人员进行初步方案认证后，把方案提交医院专家小组研究讨论，专家组要求此改造方案既能满足现有通信功能和将来信息化建设的需求，又能较好地利用医院原有设备、节约购置费用，具体要求如下：

（1）系统结构要求：① 系统容量大，具备良好的可扩展性。② 新建系统能保护现有设备投资，支持多种终端的接入，如模拟终端、数字终端、IP终端和电脑终端等。③系统在支持基本语音业务的同时，可以提供多种综合业务，如电话会议、语音留言、多媒体应用等。④ 能实现网络的集中管理和计费。⑤ 支持灵活的组网方式。⑥ 支持目前常用中继，包括7号信令、PRI（基群速率接口）中继、SIP（会话启动协议）中继等[2]。

（2）系统功能：统一编号、来电显示功能、统一消息系统、语音信箱、移动办公、远程办公、电话会议、缩位编号、三方通话、转移呼叫、遇忙回叫、免打扰服务、闹钟服务、强拆、强插、呼叫代答等业务功能。

灵活的中继组网方式，可在数字网、模拟网、数模混合网中使用，具有各种数字与模拟接口，支持数字中继接口，支持7号信令、ISDN（综合业务数字网）等各种信令协议。

系统支持SIP、MGCP（媒体网关控制协议）等协议。

4 系统设计的先进性

（1）高可靠性：在项目设计中，中心节点交换机关键部分采用冗余备份,保证系统稳定性和可靠性，各分支节点具有独立的中央控制器，保证中心节点的交换机出现故障时，不会影响其他分支节点交换机正常工作。所涉及的服务器应采用高可靠性结构、容错结构或其他可靠性技术；通信系统软件自身能够提供99.999%的高可用性，当网络出现故障时，保证电话业务正常运营，能够无缝进行故障切换和恢复，不会因为单点故障而影响到语音的呼叫建立和连接。

（2）安全性：系统平台必须支持应用层面及网络层面的安全设置，确保满足整个系统的安全性要求。实时沟通系统必须要确保不被非授权用户侵入，用户在系统上传递的信息不丢失，传输时数据不会被非法获取、篡改；系统能够确认发送和接收者的身份，信息传输能够被保存以便有需要时对其进行审计等。实时沟通平台的使用，不会对医院IT系统的整体安全性造成负面影响，系统必须提供良好的病毒控制和垃圾信息防范机制。

（3）高扩展性：系统的设计不仅要满足目前的容量和功能需求，还必须能够快速支持与现有语音通信系统连接、设备扩容和多种媒体协同通信功能，设备远端满足支持单台系统从几个用户扩展到上万用户。

（4）高服务质量：由于话音和视频对延迟敏感，所以必须有一定的服务质量(Quality of Service，QoS)，使业务流畅而平稳地传输，从而防止业务拥挤及由此产生的会话、图像丢失或故障。通过QoS，网络管理人员能够全面管理网络的带宽、延迟、抖动和包丢失等各种机制[3]。

（5）系统成熟性：采用通信领域的最新技术，保护初期投资，遵守无代演进的设计思想，通过升级保持系统的先进性，延长其生命周期，同时要保证先进的技术稳定、成熟，支持现有的多种业务功能。

（6）协议开放性：为了保证系统开放性，医院实时沟通和协作平台必须建立在相关标准协议的基础之上。系统需要提供对如SIP协议、H.323等工业标准的支持。同时也要制定并遵守必需的应用接口规范以利于各个业务系统与该平台的协作，基于工业标准的系统，反映了未来的发展趋势，同时也使得系统更容易与其他系统相整合[4]。

5 系统设计方案

（1）系统配置：从经济实用角度出发，在我院新综合大楼交换机房对现有的程控交换机进行升级扩容（含硬件及软件），除保留现有交换机的基本功能外，还需增加新数字程控交换机功能，包括留言系统、IP（Internet Protocol）数据接入系统、和医院信息管理系统的对接开发接口，另配置1套网管系统、计费系统用于对程控交换机管理与计费[5-7]。系统配置，见表1。

（2）功能描述：程控交换机由原来的Meridian 61设备升级为北电CS1000型设备，在升级过程中，对原有的核心设备进行升级，更换两套核心处理机框、CPU卡板、存储器卡板、输入/输出接口卡板等，并对支持容量进行扩容，最大可以支持到16000线传统话机和15000线IP用户。该方案由我院技术人员和北电网络公司技术人员共同实施完成。CS1000技术参数如下：

表1 系统配置

设备型号：CS1000。

系统容量：可平滑扩容到最大16000线传统用户（模拟话机、数字话机）和15000线IP用户。

处理器：CP PIV。

处理能力：840000BHCC。

内存：冗余，512M。

外存：冗余配置，软驱、40G硬盘、光驱。

中继方式：模拟中继：市话中继、增强型通用中继、2/4线E&M中继。数字中继：中国No.1信令、中国NO.7信令、ISDN PRI、ISDN BRI、IP中继网关/关守，虚拟中继（配Signaling Server）VoIP中继侧接口/虚拟中继（H.323和 SIP Virtual Trunk）。

连接话机：数字话机：Nortel M2000 M3900数字话机系列。可选择数据适配器与PC机或终端相连、模拟终端适配器与Fax、Modem等相连；模拟话机：500/2500型双音多频及第三方双音多频或脉冲话机；IP话机：Nortel IP Phone 2001、2002、2004、2007、1110e、1120e、1140e 等多种IP电话终端及2050软电话；移动终端：Voice Client 2050（可安装于PDA）、北电无线IP手机2210/2211。

语音信箱：北电CallPilot统一消息系统。

输入电压：DC：-40～-57 V。

工作环境：室温建议15～30℃，允许范围10～45℃，温度变化≤10℃/h。相对湿度建议20%～55%，允许范围20%～80%。

功耗和热耗见表2。

表2 功耗和热耗

6 更新改造工程网络拓扑架构

此通信系统基本功能是实现医院外部用户与医院之间、医院内部各部门之间、以及医院内部与公用电话交换网及其他专网连接，主要业务包括话音通信、电传及传真等，同时随着医院信息化的进展，完成和医院信息化系统的连接，实现语音、数据的共享和交互，为医院的现代化管理提供重要技术保障。更新改造工程网络拓扑架构，见图1。

此改造方案在不增加大的资金投入的前提下，对现有系统进行升级改造，改造后的交换系统扩展性强，功能丰富，可靠性高，实现与分支办公机构、医院信息化管理系统的汇接联网，能满足未来医院发展和综合业务的需求。

[1]袁静,吴丹.基于医院信息系统数据资源的短信平台开发[J].中国医疗设备,2011,26(9):55-60.

[2]郎为民.下一代网络技术原理与应用[M].北京:机械工业出版社,2007.

[3](美)多伊尔(Doyle,J),(美)卡罗尔(Carroll,J.D)著.TCP/IP路由技术[M].夏俊杰,译.北京:人民邮电出版社,2009.

[4]范兴娟,张震强,韩静,等.程控交换与软交换技术[M].北京:北京邮电大学出版社,2011.

[5]黄艳华,冯友谊.现代通信工程制图与概预算[M].北京:电子工业出版社,2011.

[6]翟红,孙卫华,高贵德,等.短信服务子系统的设计与应用[J].中国医疗设备,2009,24(3):32-33,24.

[7]汪鹏,李刚荣,熊志勇,等.“医事通”短信平台在数字化医院中的应用[J].中国医疗设备,2009,24(1):60-62.