CN102333056B - 控制双偏振正交相移键控调制器相位偏置点的方法及*** - Google Patents
控制双偏振正交相移键控调制器相位偏置点的方法及*** Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种控制双偏振正交相移键控(DP-QPSK)调制器相位偏置点的***,包括:检测控制设备,用于进行差频信号检测,检测结果是无差频信号时,不做操作;检测结果不是无差频信号时,根据检测结果调整DP-QPSK调制器的相位偏置点;DP-QPSK调制器,用于接收检测控制设备的调整。本发明还同时公开了一种控制DP-QPSK调制器相位偏置点的方法,采用本发明能避免检测中的各种干扰和检测的不准确,从而保证DP-QPSK调制器的稳定度。
Description
技术领域
本发明涉及信号处理技术中的信息安全领域,尤其涉及一种控制双偏振正交相移键控(DP-QPSK,Dual Polarization-QPSK)调制器相位偏置点的方法及***。
背景技术
近几年来,随着光传输***速度的提高和容量的增大,光传输***的传输速率已提升为40Gbit/s。速率为40Gbit/s的光传输***的相关技术中,以差分正交相移键控(DQPSK,Differential Quadrature Phase Shift Keying)为代表的光相位调制方式越来越受到业界的重视。由于DQPSK的码元速度只有传统光幅度调制方法的一半,对于光器件的要求小了许多;并且,由于DQPSK调制方式具有优越的色散容限和偏振模色散容限性能,所以,DQPSK调制方式适用于大容量、长距离的光传输***。
随着光传输***的发展,下一代光传输***的速率也将提升到100Gbit/s。要实现100Gbit/s的传输速率,需要有更高效的光学信号调制方式,超高速的模数转换,以及超高速的数字信号处理技术。DP-QPSK调制方式将成为传输速率为100Gbit/s的光传输***调制方式的首选,根本原因是DP-QPSK调制方式比DQPSK调制方式有更大的光谱利用效率,且DP-QPSK调制方式利用了相位调制技术应对传输速率的大幅提升而带来的色散、非线性、偏振模式色散(PMD)的影响。
DP-QPSK调制器,通常采用铌酸锂材料制作。由于铌酸锂这种材料的特性,使得DP-QPSK调制器对温度及应力等外界因素都比较敏感,所以,要使DP-QPSK调制器的相位控制不受外界因素的影响,对DP-QPSK调制器的精准相位控制,就必须通过***控制电路,产生直流电压来控制DP-QPSK调制器的相位偏置点。
目前,控制DP-QPSK调制器相位偏置点的方法,是通过DP-QPSK调制器内部两路偏振态上分别集成光电检测管(PD)来实现,具体为:在DP-QPSK调制器的两个相位偏置点上分别外加不同频率的导频信号,从两个PD外接检测控制设备检测信号;当检测出差频信号时,根据差频信号的情况,由检测控制设备产生直流电压对相位偏置点进行调整;当没有检测出差频信号时,就认为相位偏置点锁定到了正常的相位偏置点上。但是,由于PD为高集成度的器件,经常会受外界因素的影响,出现检测不到差频信号或检测不准确的情况,这就对控制DP-QPSK调制器相位偏置点的效果产生了极大影响。
可见,目前已有的控制DP-QPSK调制器的相位偏置点的方法,无法避免高集成度器件导致的检测不准确等因素的影响,从而降低了DP-QPSK调制器的稳定度。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的在于提供一种控制DP-QPSK调制器相位偏置点的方法及***,能避免检测中的各种干扰和检测的不准确,从而保证DP-QPSK调制器的稳定度。
为达到上述目的,本发明的技术方案是这样实现的:
本发明提供了一种控制DP-QPSK调制器相位偏置点的***,该***包括:检测控制设备和DP-QPSK调制器;其中,
检测控制设备,用于进行差频信号检测,检测结果是无差频信号时,不做操作;检测结果不是无差频信号时,根据检测结果调整DP-QPSK调制器的相位偏置点;
DP-QPSK调制器,用于接收检测控制设备的调整。
上述方案中,
所述检测控制设备,还用于产生导频信号,将导频信号发送给DP-QPSK调制器,然后接收DP-QPSK调制器发来的调制后的光信号,将光信号转换为待测信号;
相应的,所述DP-QPSK调制器,还用于接收检测控制设备发来的信号,将调制后的光信号发送给检测控制设备。
上述方案中,所述检测控制设备,具体用于根据接收到的待测信号的时长,查到与该待测信号相应时隙的导频信号;然后利用相应时隙的导频信号计算待测信号的误差,如果误差为零,则检测结果为无差频信号;如果误差不为零,则检测结果为调整相位偏置点的电压。
上述方案中,
所述检测控制设备,具体用于当检测结果为提升相位偏置点的电压时,根据已确定的该待测信号来自于DP-QPSK调制器的两个相位偏置点中的哪个,将直流电压提升固定的步长值调整DP-QPSK调制器相应的相位偏置点;当检测结果为降低相位偏置点的电压,将直流电压降低固定的步长值调整DP-QPSK调制器相应的相位偏置点,然后重新检测控制设备进行差频信号检测;
相应的,所述DP-QPSK调制器,具体用于接收检测控制设备的调整。
上述方案中,所述检测控制设备,包括:差频信号检测与处理模块和驱动电路模块;其中,
差频信号检测与处理模块,用于进行差频信号检测,检测结果是无差频信号时,不做操作;检测结果不是无差频信号时,根据检测结果将调整直流电压的指令发送给驱动电路模块;
驱动电路模块,用于接收差频信号检测与处理模块发来的调整直流电压的指令,根据调整直流电压的指令进行直流电压的调整后,将直流电压发送到DP-QPSK调制器的相位调制点。
上述方案中,所述检测控制设备,还包括:分光模块和光电检测模块;其中,
所述分光模块,用于接收DP-QPSK调制器发来的调制后的光信号,将调制后的光信号分为两部分,其中一部分作为检测光信号发送给光电检测模块,另一部分作为DP-QPSK调制器的正常输出发往DP-QPSK调制器后端所连接的设备;
相应的,所述光电检测模块,用于接收分光模块发来的检测光信号,将检测光信号转换为电信号,将所得电信号作为待测信号发送给差频信号检测与处理模块;
所述差频信号检测与处理模块,还用于接收光电检测模块发来的待测信号。
本发明还提供了一种控制DP-QPSK调制器相位偏置点的方法,该方法包括:检测控制设备进行差频信号检测,检测结果是无差频信号时,不做操作;检测结果不是无差频信号时,根据检测结果调整DP-QPSK调制器的相位偏置点。
上述方案中,所述检测控制设备进行差频信号检测之前,该方法还包括:检测控制设备产生导频信号,将导频信号发送给DP-QPSK调制器;检测控制设备接收DP-QPSK调制器发来的调制后的光信号,将光信号转换为待测信号。
上述方案中,所述检测控制设备进行差频信号检测,包括:检测控制设备根据接收到的待测信号的时长,查到与该待测信号相应时隙的导频信号;然后利用相应时隙的导频信号计算待测信号的误差,如果误差为零,则检测结果为无差频信号;如果误差不为零,则误差不为零,则检测结果为调整相位偏置点的电压。
上述方案中,所述根据检测结果调整DP-QPSK调制器的相位偏置点,包括:当检测结果为提升相位偏置点的电压时,检测控制设备根据已确定的该待测信号来自于DP-QPSK调制器的两个相位偏置点中的哪个,将直流电压提升固定的步长值调整DP-QPSK调制器相应的相位偏置点;当检测结果为降低相位偏置点的电压,检测控制设备将直流电压降低固定的步长值调整DP-QPSK调制器相应的相位偏置点,然后重新检测控制设备进行差频信号检测。
本发明所提供的控制DP-QPSK调制器相位偏置点的方法及***,具有以下的优点和特点:在DP-QPSK调制器的输出端外接检测控制设备,通过检测控制设备检测出调制光信号上携带的差频信号,根据检测控制设备的检测结果,对调整直流电压进行控制,对DP-QPSK调制器的相位偏置点进行控制;从而有效的避免检测中的各种干扰及不确定性,如高集成度器件导致的检查不准确;本发明具有更高的可靠性和稳定度。
附图说明
图1为本发明控制DP-QPSK调制器相位偏置点的***组成结构示意图;
图2为本发明检测控制设备的组成结构示意图;
图3为本发明控制DP-QPSK调制器相位偏置点的方法流程示意图。
具体实施方式
本发明的基本思想是:通过外接的检测控制设备进行差频信号检测,检测结果是无差频信号时,不做操作;检测结果不是无差频信号时,根据检测结果调整DP-QPSK调制器的相位偏置点。
下面结合附图及具体实施例对本发明再作进一步详细的说明。
如图1所示,本发明提供了一种控制DP-QPSK调制器相位偏置点的***,包括:检测控制设备11和DP-QPSK调制器12;其中,
检测控制设备11,用于进行差频信号检测,检测结果是无差频信号时,不做操作;检测结果不是无差频信号时,根据检测结果调整DP-QPSK调制器12的相位偏置点;
DP-QPSK调制器12,用于接收检测控制设备11的调整。
所述检测控制设备11,还用于产生导频信号,将导频信号发送给DP-QPSK调制器12;相应的,所述DP-QPSK调制器12,还用于接收检测控制设备11发来的导频信号;
这里,所述导频信号为:低频小幅度的正弦信号,比如,可以为幅度不超过125mV的500Hz正弦信号。
所述检测控制设备11,具体用于产生导频信号后,选取导频信号的两个时隙;周期性的提取一个时隙的导频信号,将该时隙的导频信号发送给DP-QPSK调制器12的一个相位偏置点,间隔一段时长后,周期性的提取另一个时隙的导频信号,将该时隙的导频信号发送给DP-QPSK调制器12的另一个相位偏置点;相应的,所述DP-QPSK调制器12,具体用于分别在两个相位偏置点上接收检测控制设备11发来的不同时隙的导频信号;
其中,所述周期性:为根据实际情况预设在检测控制设备中的一个时长;所述导频信号的两个时隙,选取的原则根据实际情况预置在检测控制设备中,比如,可以在检测控制设备中设置周期为T=0.3s,预设第一个时隙为TS1=0.01s,第二个时隙为TS2=0.015s,相隔一段时长为0.1s,则:第一个时隙的导频信号发出后0.1s,发送第二个时隙的导频信号。
所述检测控制设备11,还用于接收DP-QPSK调制器12发来的调制后的光信号;相应的,所述DP-QPSK调制器12,还用于将调制后的光信号发送给检测控制设备11。
所述检测控制设备11,还用于将调制后的光信号分为两部分,其中一部分作为检测光信号,另一部分作为DP-QPSK调制器12的正常输出发往DP-QPSK调制器12后端所连接的设备。
所述检测控制设备11,还用于将检测光信号转换为电信号,将所得电信号作为待测信号进行差频信号检测,如果检测结果是无差频信号,则结束操作;如果检测结果不是无差频信号,则根据检测结果对相位偏置点做调整。
所述检测控制设备11,具体用于根据接收到的待测信号确定该待测信号来自于DP-QPSK调制器12的两个相位偏置点中的哪个,然后利用相应时隙的导频信号计算待测信号的误差,如果误差为零,则检测结果为无差频信号;如果误差不为零,则检测结果为调整相位偏置点的电压;
其中,所述根据接收到的待测信号确定该待测信号来自于DP-QPSK调制器12的两个相位偏置点中的哪个,可以利用已有的现场可编程门阵列(FPGAField-Programmable Gate Array)技术来实现,在此不做赘述;
所述计算待测信号的误差使用的为计算差频信号的方法,为已有技术,在此不做赘述。
所述检测控制设备11,具体用于预置当误差不为零时,根据误差产生检测结果的原则:可以为当误差为负值时,检测结果为提升相位偏置点的电压,当误差为正值,检测结果为降低相位偏置点的电压;也可以为当误差为负值时,检测结果为降低相位偏置点的电压,当误差为正值时,检测结果为提高相位偏置点的电压。
所述检测控制设备11,具体用于当检测结果为提升相位偏置点的电压时,根据已确定的该待测信号来自于DP-QPSK调制器12的两个相位偏置点中的哪个,将直流电压提升固定的步长值发送给DP-QPSK调制器12相应的相位偏置点;当检测结果为降低相位偏置点的电压,将直流电压降低固定的步长值发送给DP-QPSK调制器12相应的相位偏置点;
相应的,所述DP-QPSK调制器12,具体用于接收检测控制设备11发来的直流电压来调整相应的相位偏置点;
这里,所述步长值为:直流电压调整幅度值,可以预置在驱动电路模块中;也可以在实际操作过程中,根据情况对驱动电路模块的步长值进行调整;
其中,所述调整相应的相位偏置点,为已有技术,在此不做赘述。
所述检测控制设备11,可以产生两种电压:一种为周期性输出的两个不同时隙的导频信号,该导频信号为交流电压,另一种为用于调整的直流电压。
如图2所示,所述检测控制设备包括:差频信号检测与处理模块21和驱动电路模块22;其中,
差频信号检测与处理模块21,用于进行差频信号检测,检测结果是无差频信号时,不做操作;检测结果不是无差频信号时,根据检测结果将调整直流电压的指令发送给驱动电路模块22;
驱动电路模块22,用于接收差频信号检测与处理模块21发来的调整直流电压的指令,根据调整直流电压的指令进行直流电压的调整后,将直流电压发送到DP-QPSK调制器的相位调制点。
所述差频信号检测与处理模块21,还用于产生导频信号,将导频信号发送给驱动电路模块22;相应的,所述驱动电路模块22,用于接收差频信号检测与处理模块21发来的导频信号,将导频信号发送到DP-QPSK调制器的相位调制点上。
所述驱动电路模块22,具体用于对导频信号进行限幅,比如:可以为将导频信号的幅度限制在125mV以内。所述驱动电路模块22,有两个,两个驱动电路模块的输出分别发送给DP-QPSK调制器的两个相位偏置点。
所述差频信号检测与处理模块21,具体用于先选取导频信号的两个时隙;然后周期性的提取一个时隙的导频信号,将该时隙的导频信号发送给一个驱动电路模块22;间隔一段时长后,再周期性的提取另一个时隙的导频信号,将该时隙的导频信号发送给另外一个驱动电路模块22;相应的,所述驱动电路模块22,还用于将差频信号检测与处理模块21周期性发来的一个时隙的导频信号进行电压放大后,发送到DP-QPSK调制器的相位偏置点。
所述检测控制设备,还包括:分光模块23和光电检测模块24;其中,
所述分光模块23,用于接收DP-QPSK调制器发来的调制后的光信号,将调制后的光信号分为两部分,其中一部分作为检测光信号发送给光电检测模块24,另一部分作为DP-QPSK调制器的正常输出发往DP-QPSK调制器后端所连接的设备;
相应的,所述光电检测模块24,用于接收分光模块23发来的检测光信号。
所述光电检测模块24,可以使用10G的低噪声PIN检测管实现光电检测;所述分光模块23,可以使用5%/95%的分光管实现,其中5%的光信号发送给光电检测模块,另外95%的光信号作为DP-QPSK调制器的调制光信号输出。
所述光电检测模块24,还用于将检测光信号转换为电信号,将所得电信号作为待测信号发送给差频信号检测与处理模块21;相应的,所述差频信号检测与处理模块21,还用于接收光电检测模块24发来的待测信号。
所述差频信号检测与处理模块21,具体用于对待测信号进行差频信号检测,如果检测结果是无差频信号,则结束操作;如果检测结果不是无差频信号,则根据检测结果对相位偏置点做调整。
所述差频信号检测与处理模块21,具体用于根据接收到的待测信号确定该待测信号来自于DP-QPSK调制器的两个相位偏置点中的哪个,然后利用相应时隙的导频信号计算待测信号的误差,如果误差为零,则检测结果为无差频信号;如果误差信号为负值,则检测结果为将提升相位偏置点的电压;如果误差不为零,则检测结果为调整相位偏置点的电压。
所述差频信号检测与处理模块21,具体用于预置当误差不为零时,根据误差产生检测结果的原则:可以为当误差为负值时,检测结果为提升相位偏置点的电压,当误差为正值,检测结果为降低相位偏置点的电压;也可以为当误差为负值时,检测结果为降低相位偏置点的电压,当误差为正值时,检测结果为提高相位偏置点的电压。
所述差频信号检测与处理模块21,具体用于当检测结果为提升相位偏置点的电压时,向驱动电路模块22发送将直流电压提升固定的步长值的指令,当检测结果为降低相位偏置点的电压时,向驱动电路模块22发送将直流电压降低固定的步长值的指令;相应的,所述驱动电路模块22,还用于接收差频信号检测与处理模块21发来的指令,如果指令为将电压提升固定的步长值,则将直流电压提升固定步长值、发送给DP-QPSK调制器,如果指令为将电压降低固定的步长值,则将直流电压降低固定步长值、发送给DP-QPSK调制器。
本发明控制DP-QPSK调制器相位偏置点的方法如图3所示,包括以下步骤:
步骤301:检测控制设备产生导频信号,将导频信号发送给DP-QPSK调制器。
这里,所述将导频信号发送给DP-QPSK调制器,包括:检测控制设备先选取导频信号的两个时隙;然后周期性的提取一个时隙的导频信号,将该时隙的导频信号发送给DP-QPSK调制器的一个相位偏置点,间隔一段时长后,周期性的提取另一个时隙的导频信号,将该时隙的导频信号发送给DP-QPSK调制器的另一个相位偏置点。
步骤302:DP-QPSK调制器将调制后的光信号发送给检测控制设备,检测控制设备将光信号转换为待测信号。
这里,所述将光信号转换为待测信号为:检测控制设备先将光信号分为两部分,其中一部分作为检测光信号,另一部分作为DP-QPSK调制器的正常输出发往DP-QPSK调制器后端所连接的设备;检测控制设备再将检测光信号转换为电信号,将所得电信号作为待测信号。
步骤303:检测控制设备对待测信号进行差频信号检测,如果检测结果是无差频信号,则结束处理流程;如果检测结果不是无差频信号,则执行步骤304。
这里,所述差频信号检测为:检测控制设备根据接收到的待测信号的时长,查到与该待测信号相应时隙的导频信号,确定该待测信号来自于DP-QPSK调制器的两个相位偏置点中的哪个;然后利用相应时隙的导频信号计算待测信号的误差,如果误差为零,则检测结果为无差频信号;如果误差不为零,则检测结果为调整相位偏置点的电压;
其中,所述如果误差不为零,则检测结果为调整相位偏置点的电压,具体为:当误差不为零时,使用预置的根据误差产生检测结果的原则得到最终检测结果,可以为当误差为负值时,检测结果为提升相位偏置点的电压,当误差为正值,检测结果为降低相位偏置点的电压;也可以为当误差为负值时,检测结果为降低相位偏置点的电压,当误差为正值时,检测结果为提高相位偏置点的电压。
步骤304:检测控制设备根据检测结果对相位偏置点做调整,然后返回步骤301;
本步骤具体为:当检测结果为提升相位偏置点的电压时,检测控制设备根据已确定的该待测信号来自于DP-QPSK调制器的两个相位偏置点中的哪个,将直流电压提升固定的步长值调整DP-QPSK调制器相应的相位偏置点;当检测结果为降低相位偏置点的电压,检测控制设备将直流电压降低固定的步长值调整DP-QPSK调制器相应的相位偏置点,然后返回步骤301。
可见,通过上述方法,将原来由从PD外接检测设备的检测方式,改变为在DP-QPSK调制器的输出端外接检测控制设备,通过检测控制设备检测出调制光信号上携带的差频信号,从而,有效的避免检测中的各种干扰及不确定性,具有更高的可靠性和稳定度。
以上所述,仅为本发明的较佳实施例而已,并非用于限定本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种控制双偏振正交相移键控DP-QPSK调制器相位偏置点的***,其特征在于,该***包括:检测控制设备和DP-QPSK调制器,所述DP-QPSK调制器的输出端外接所述检测控制设备;其中,
检测控制设备,用于产生导频信号后,选取导频信号的两个时隙;周期性的提取一个时隙的导频信号,将该时隙的导频信号发送给DP-QPSK调制器的一个相位偏置点,间隔一段时长后,周期性的提取另一个时隙的导频信号,将该时隙的导频信号发送给DP-QPSK调制器的另一个相位偏置点;并用于接收DP-QPSK调制器发来的调制后的光信号,将光信号转换为待测信号用于进行差频信号检测,检测结果是无差频信号时,不做操作;检测结果不是无差频信号时,根据检测结果调整DP-QPSK调制器的相位偏置点;
DP-QPSK调制器,用于接收检测控制设备发来的不同时隙的导频信号,将调制后的光信号发送给检测控制设备;还用于接收检测控制设备的调整。
2.根据权利要求1所述的***,其特征在于,
所述检测控制设备,具体用于根据接收到的待测信号的时长,查到与该待测信号相应时隙的导频信号;然后利用相应时隙的导频信号计算待测信号的误差,如果误差为零,则检测结果为无差频信号;如果误差不为零,则检测结果为调整相位偏置点的电压。
3.根据权利要求2所述的***,其特征在于,
所述检测控制设备,具体用于当检测结果为提升相位偏置点的电压时,根据已确定的该待测信号来自于DP-QPSK调制器的两个相位偏置点中的哪个,将直流电压提升固定的步长值调整DP-QPSK调制器相应的相位偏置点;当检测结果为降低相位偏置点的电压,将直流电压降低固定的步长值调整DP-QPSK调制器相应的相位偏置点,然后重新检测控制设备进行差频信号检测;
相应的,所述DP-QPSK调制器,具体用于接收检测控制设备的调整。
4.根据权利要求3所述的***,其特征在于,所述检测控制设备,包括:差频信号检测与处理模块和驱动电路模块;其中,
差频信号检测与处理模块,用于进行差频信号检测,检测结果是无差频信号时,不做操作;检测结果不是无差频信号时,根据检测结果将调整直流电压的指令发送给驱动电路模块;
驱动电路模块,用于接收差频信号检测与处理模块发来的调整直流电压的指令,根据调整直流电压的指令进行直流电压的调整后,将直流电压发送到DP-QPSK调制器的相位调制点。
5.根据权利要求4所述的***,其特征在于,所述检测控制设备,还包括:分光模块和光电检测模块;其中,
所述分光模块,用于接收DP-QPSK调制器发来的调制后的光信号,将调制后的光信号分为两部分,其中一部分作为检测光信号发送给光电检测模块,另一部分作为DP-QPSK调制器的正常输出发往DP-QPSK调制器后端所连接的设备;
相应的,所述光电检测模块,用于接收分光模块发来的检测光信号,将检测光信号转换为电信号,将所得电信号作为待测信号发送给差频信号检测与处理模块;
所述差频信号检测与处理模块,还用于接收光电检测模块发来的待测信号。
6.一种控制DP-QPSK调制器相位偏置点的方法,其特征在于,该方法包括:与DP-QPSK调制器的输出端外接的检测控制设备产生导频信号后,选取导频信号的两个时隙;周期性的提取一个时隙的导频信号,将该时隙的导频信号发送给DP-QPSK调制器的一个相位偏置点,间隔一段时长后,周期性的提取另一个时隙的导频信号,将该时隙的导频信号发送给DP-QPSK调制器的另一个相位偏置点;并用于接收DP-QPSK调制器发来的将不同时隙的导频信号进行调制后的光信号,将光信号转换为待测信号用于进行差频信号检测,检测结果是无差频信号时,不做操作;检测结果不是无差频信号时,根据检测结果调整DP-QPSK调制器的相位偏置点。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述检测控制设备进行差频信号检测,包括:检测控制设备根据接收到的待测信号的时长,查到与该待测信号相应时隙的导频信号;然后利用相应时隙的导频信号计算待测信号的误差,如果误差为零,则检测结果为无差频信号;如果误差不为零,则误差不为零,则检测结果为调整相位偏置点的电压。
8.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述根据检测结果调整DP-QPSK调制器的相位偏置点,包括:当检测结果为提升相位偏置点的电压时,检测控制设备根据已确定的该待测信号来自于DP-QPSK调制器的两个相位偏置点中的哪个,将直流电压提升固定的步长值调整DP-QPSK调制器相应的相位偏置点;当检测结果为降低相位偏置点的电压,检测控制设备将直流电压降低固定的步长值调整DP-QPSK调制器相应的相位偏置点,然后重新检测控制设备进行差频信号检测。
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- 2011-10-08 CN CN201110299925.7A patent/CN102333056B/zh active Active
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