本发明涉及分组交换设备（例如一个系统中交换台之间的ATD（模拟-时间-数字）交换设备）的一种故障检测和带宽监测装置。 在可能不设重复交换平面（switch plane）或若设有的话彼此互不同步的纯异步ATD交换设备中，故障检测是根据差错相关技术而不是根据直接的平面比较进行的。
这种交换设备中通信业务的管理涉及带宽监测，以测定各通信线路的应用相对于计划或协商应用的有效程度。在这种情况下，计划应用与交换的联接建立状态（connection set-up phase）有关，该交换地交换路径是根据基于数据速率和联接的统计性质对交换链路的负荷情况进行的预测而选择的。协商应用则与可按服务质量标准付费的用户的服务等级有关。
由于新的联接是在目前进行的联接的占用时间期间以不能精确预测的方式建立起来的，因而出现偏离计划占用率的偏差是预料中的事。此外，故障情况会促使通信业务的重新分配，这是因为需要围绕故障点重新选择路由，包括自行排除故障的技术。
如果交换时完全知道其交换联接关于峰值对平均值带宽类型和信息流源或信息组源类型，则可以减小偏离计划占用率的偏差。
同样，由于不正当使用或误操作也会产生对协商占用率的偏差。
本发明的一个目的是提供一种能有效地解决上述问题的故障检测和带宽监测装置。
本发明的另一个目的是提供一种用以履行故障检测和通信业务监测两种完全不同的功能的逻辑机构。该逻辑机构是个计数装置，其中由可预定的不同阈值起动各报警器，并消除故障，还促使在交换设备之内或之外重新选择路由，或甚至还能迫使产生断开状态。
按照本发明，提供一种用于分组交换设备的故障检测和带宽监测装置，该设备具有多个输入端口和多个输出端口，所述各输入和输出端口是由多个交换单元互连进行配置的，各交换单元包含许多虚拟电路交换交叉点，其特征在于，各虚拟电路具有一相应的计数装置，该计数装置用以测定各相应输入和输出端口处纯净数据流（net data flows）之间的差值，且具有可预定的阈值，在出现超阈值的情况时促成报警信号的产生。
现在参看附图说明本发明的一个实施例。附图中：
图1示出了一个512个端口交换设备的典型结构;
图2示出了安置在一个外交换端口处计数装置的一个例子，该装置包括一输入端口和图1在一个传输方向上通信用的相应的输出端口。
参看图1，图中示出了512个端口交换设备的典型结构。该设备包括许多交换单元，例如0-7，各交换单元有八个输入端。各交换单元含有一些用以使送往各输出端口的数据流变得平稳的队列。各交换单元系互连得使任一输入端口可连接到任一输出端口。图中的结构以折叠的形式表示，因而各输入端口是和各输出端口在同一侧的。
在交换设备输入端或通到交换设备结构的外端口的输出端（例如包括图1上左输入端口和上右输出端口的端口）处，各虚拟电路设有构成本发明基础的各种计数元件。设置的各自动记录器（register）用以记录传送到某一虚拟电路上的交换设备的数据量与从该交换设备在通过该交换设备的通路的另一端接收的数据量之间的差值。为了这样做，必须配备有将数据接收端口所收到的数据量通知给数据发送端口的装置。各端口既是接收数据的端口又是向交换设备发送数据的端口，因此在各虚拟电路的各传输方向上必须配备有在交换结构内的对称的信息通路。鉴于交换设备是用来给交换设备各端口之间的虚拟电路提供交互的数据通信通路，因此作为第二种用途，有关横贯各虚拟电路中交换设备所传送的数据量的信息传输最好采用同样的通信装置。
这里假设所有虚拟电路在交换设备中是双向的，尽管虚拟电路实际上是单向的。双向传输时采用同样的标号值。前面已经说过本交换设备实际上是折叠式的，而且是单侧的，因此虚拟电路的各方向是通过交换设备的单独通路，就是说，从端口X至端口Y，和从端口Y至端口X，如一般系统X型交换设备情况一样。
各分组头标拥有附加信息组，表示从传送最后一个分组起在虚拟电路上所收到的分组数。该信息组的值来自有关表示所收到的分组数的各虚拟电路的计数装置。对于多达31个所收到的分组而言，信息组的大小和计数值约为5个二进制位。应该指出，计数值在两个传输方向上容许有很大的差别。为给单向虚拟电路提供必要的条件，若计数值累积到信息组的大小，则可由数字线路终端单元产生一个分组。在接收端，从所发送的分组值减去该计数值。这个差值应大于信息组的大小，例如7个二进制位。该计数值累积到预定值以上时就会导致报警指示的触发。预定值可以存储在虚拟电路的翻译程序存储器中，因此各虚拟电路的预定值可能不同，从而可以使与两个方向上分组率（packet rates）预期的比值有关的故障检测时间为最小。
参看图2，图中只示出了那些与故障检测计数器有关的头标翻译程序的输出情况。为清楚起见，这里没有示出其它基本操作头标的翻译程序。图中只示出了X接收至Y发送的通信话务方向的线路。为检验Y接收至X发送的通信话务方向，可能要配备另一完全相同的装置。可以看到，计数装置如附图1中所示的那样，通过分组交换网1进行连接。
首先看设备的发端接收虚拟电路和发端发送虚拟电路侧，各数据分组沿线路2和3传送，头标信息分别由电路4和5检测和提取，检测到某一头标时，电路4就产生输出，传送到组合器6，使发端加法电路7获得一个增量。电路4提取虚拟电路标号，将其传送到组合器8，使其可形成头标翻译程序存储电路9地址的一部分。同样，电路5提取终端加法器值∑TD，再经由反相器电路10传送到组合器6，以便使发端加法电路7获得一个增量。虚拟电路标号也由电路5提取，传送到组合器8，以便访问头标翻译程序存储电路9。头标翻译程序存储电路9还加有预置阈值信息组，并产生两个输出信号：输出n和输出m。输出n表示负荷计数值信息组，用以控制发端加法电路7，电路7包含有7位数据。发端加法电路7的输出∑FC，传送到阈值检测器11。此输出也传送到头标翻译程序存储电路9，以便保持现行的和值∑FC，该∑FC表示交换设备中各单元的视在数目（apparent number）。头标翻译程序存储电路9的输出也传送到阈值检测电路11，当发端加法电路7和头标翻译程序存储电路9测定故障情况时，就促使阈值检测电路11产生报警信号。
现在看设备的终端接收虚拟电路和终端发送虚拟电路侧，沿线路12和13传送的各数据分组的头标信息分别由电路14和15检测和提取。电路14产生两个输出信号，一个输出信号表示VC标号，这个输出信号即刻被传送到头标插入电路16，该头标插入电路16促使头标再插入线路12上的数据分组中。另一个信号明确表示有头标检测出，且系传送到延迟电路17和“与”门18。延迟电路17的输出于是使终端加法电路19复位。终端加法电路19包含5位数据。头标检测和提取电路15产生两个输出信号，第一个信号表示识别了头标，此信号传送到终端加法电路19，使该电路的计数值增加1。电路15所产生的第二个信号表示虚拟电路的地址，用以访问头标翻译程序存储器20，存储器20的输出信号则用以装入终端加法电路19。电路19的输出∑TD传送到“与”门18的另一个输入端，并传送到“与”门21的一个输入端。该输出也传送到门22，该门22的第二输入端永久地接到逻辑1输入信号流，该门22的输出端连接到“与”门21的另一输入端。“与”门18和21的输出加到组合器23相应的输入端上，组合器23的输出则用作头标插入电路16的另一个输入信号。电路16由组合器23的输出、以及从电路14收到的虚拟电路标号信号控制。电路16工作时促使头标和信息组在线路12的数据分组中结合起来。
信息组∑TD含有终端加法器在从相应线路收到数据分组时读出的值，例如∑TD是自发送最后一个分组起在终端虚拟电路上所收到的各分组的差值。应该理解的是，只有当传输是单向路径传输时，且只有当∑TD的值达最大计数值31时，∑TD才会在终端至发端的方向上发送。
此外，可以使各计数器安排可调节的各种阈值从而起动下列各种操作：
调换保密计划（或程序块），
持续性检查，
重选交换路径，
重新配置，
网络重选路由，和
拒绝通信业务。
此外，在计数器各输出端应用相关技术有助于交换装置内部和网络各节点中各故障的诊断。
上述检测故障和监测带宽的计数器法具有易于实施和能避免现有技术存在的各种缺点的优点。它为交换设备所需要进行的监视提供了简单而高效的方法。
上述故障检测设备能比任何已知的设备（例如，根据平面对比和所有序数进行检测的设备）更全面地检测头标翻译功能。如果在访问同一个头标翻译程序存储单元以获取加法器信息组的同时，在两个传输方向上使用同一个虚拟电路，则这种效果更显著。