CN112771994A - 3gpp(第三代合作伙伴计划)upf(用户平面功能)和边缘计算应用程序服务器的关联 - Google Patents
3gpp(第三代合作伙伴计划)upf(用户平面功能)和边缘计算应用程序服务器的关联 Download PDFInfo
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Abstract
本文所讨论的技术可以结合5GC(第五代核心网络)***架构来促进EC(边缘计算)。各种实施方案可以促进以下中的一者或多者：(1)向非3GPP(第三代合作伙伴计划)EC管理***提供与至少一个AS(应用程序服务器)相关联的一个或多个UPF(用户平面功能)的位置；(2)向3GPP管理***提供与一个或多个UPF相关联的至少一个AS的位置；和/或(3)建立一个或多个UPF与至少一个AS之间的关系。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求于2018年8月2日提交的名称为“用户平面功能(UPF)和边缘计算应用程序服务器的关联(ASSOCIATION OF USER PLANE FUNCTION(UPF)AND EDGE COMPUTINGAPPLICATION SERVER)”的美国临时专利申请号62/713980的权益，该专利申请的内容全文以引用方式并入本文。
背景技术
第五代(5G)网络旨在基于网络切片技术支持各种新服务，诸如物联网(IoT)、基于云的服务、工业控制、自主驾驶、任务关键通信等。例如，出于安全和性能方面的考虑，一些服务(例如，自主驾驶)可具有超低延迟和高数据容量目标。如3GPP(第三代合作伙伴计划)TS(技术规范)23.501中定义的5G核心网络(5GC)***架构支持边缘计算以通过更靠近用户设备(UE)的附接接入点托管的应用程序来实现此类服务，以便减小端到端延迟和传输网络上的负载。
附图说明
图1是示出根据本文讨论的各个方面的可在3GPP(第三代合作伙伴计划)管理***或非3GPP EC管理***处采用的***的框图，该***有利于UPF(用户平面功能)与边缘计算AS(应用程序服务器)之间的关系以及相关联的位置信息的共享。
图2是结合各个方面示出UE(用户设备)如何经由gNB(下一代节点B)和UPF的3GPP网络功能来连接到托管应用程序的非3GPP AS的图。
图3是示出根据各种实施方案的5G边缘计算网络架构的图，示出了3GPP网络元件如何与非3GPP网络元件(诸如AF和AS)一起工作以提供本文所讨论的服务。
图4是示出根据各种实施方案的示例性管理架构的图，其中3GPP管理***和非3GPP EC管理***可一起工作以支持边缘计算。
图5是在各个方面中示出可由3GPP管理***和非3GPP EC管理***采用的示例性方法的流程图，该方法有利于提供与AS相关联的UPF位置信息。
图6是在各个方面中示出可由3GPP管理***和非3GPP EC管理***采用的示例性方法的流程图，该方法有利于提供与UPF相关联的AS位置信息。
图7是示出根据各种实施方案的针对其中一个或多个UPF可连接到AS的场景的UPF与AS的关系的图。
图8是示出根据各个方面的可由3GPP管理***和非3GPP EC管理***采用的示例性方法的流程图，该方法有利于一个或多个UPF和一个或多个AS之间的关系的配置。
具体实施方式
可使用任何适当配置的硬件和/或软件将本文所述的实施方案实施到***中。参见图1，示出了根据本文描述的各个方面的可由3GPP(第三代合作伙伴计划)管理***(例如，***1001)或非3GPP EC(边缘计算)管理***(例如，***1002)采用的***100的框图，该***有利于建立UPF(用户平面功能)与边缘计算AS(应用程序服务器)之间的关系以及相关联的位置信息的共享。***100可包括一个或多个处理器110(例如，每个处理器可包括处理电路和用于向/从彼此或其他电路发送/接收数据的一个或多个接口，诸如用于向/从存储器130发送/接收数据的存储器接口、用于向/从通信电路120发送/接收数据的通信电路接口等)、通信电路120(其可有利于经由一个或多个参考点、网络等传送数据，并且可包括通信资源等)，以及存储器130(其可包括各种存储介质中的任一种并且可存储与一个或多个处理器110或通信电路120中的至少一者相关联的指令和/或数据，并且可包括处理器110的高速缓存存储器和/或一个或多个存储器/存储设备等)。在一些方面，一个或多个处理器110、通信电路120和存储器130可以包括在单个设备中，而在其他方面，它们可以包括在不同的设备中，诸如分布式架构的一部分。如下文更详细地描述，在各种实施方案中，3GPP管理***或非3GPP EC管理***可采用***200，以基于连接UPF和AS并共享其位置信息来有利于边缘计算。
参见图2，示出了示例性图200，其结合本文讨论的各个方面示出了UE(用户设备)210如何经由gNB(下一代节点B)220和UPF(用户平面功能)(示例200中的上行链路分类器2301和PDU(协议数据单元)会话锚定器2302)的3GPP网络功能连接到其中托管应用程序(例如，在本地数据网络250处)的非3GPP AS(应用程序服务器)240。UE与AS之间的端到端延迟可通过使UPF和AS在地理上彼此接近来减小。
因此，各种实施方案可解决以下问题中的一个或多个问题：(1)向边缘计算(EC)管理***提供UPF位置(如果部署的话)，使得EC管理***可将AS部署在可满足端到端延迟目标(或QoS(服务质量)要求等)的该位置；(2)向3GPP管理***提供AS位置(如果部署的话)，使得GPP管理***可将UPF部署在可满足端到端延迟目标的该位置；以及(3)提供UPF与AS之间的关系，其中一个或多个UPF可连接到AS(例如，当UE移动时，例如从第一UPF(UPF#1)到第二UPF(UPF#2)，UPF与AS的关系可指示UPF#2连接到哪个AS。如果AS不是UE先前连接的AS，则其可将UE流量重定向到新AS)。
各种实施方案可采用5G边缘计算网络架构来有利于与3GPP网络功能交互的非3GPP边缘计算功能(诸如AF(应用程序功能)、AS等)。下面讨论的示例性使用案例和能力涉及以下三种场景：(1)UPF位置检索；(2)AS位置检索；以及(3)UPF与AS的关系。
边缘计算概念/技术
如上所述，5G网络旨在基于网络切片技术支持各种新服务，诸如IoT(物联网)、基于云的服务、工业控制、自主驾驶、任务关键通信，以及更多。例如，出于安全和性能方面的考虑，一些服务(例如，自主驾驶)可具有超低延迟和高数据容量目标。5GC***架构支持边缘计算以通过更靠近UE的附接接入点托管的应用程序来实现此类服务，以便减小端到端延迟和传输网络上的负载。
参见图3，示出了根据本文所讨论的各种实施方案的5G边缘计算网络架构300的图，示出了3GPP网络元件如何与非3GPP网络元件诸如AF(应用程序功能)和AS(应用程序服务器)一起工作以提供EC服务。元件210至250类似于上文结合图2所讨论的那些。AF 330可经由PCF(策略控制功能)320或NEF(网络暴露功能)(未示出)向SMF(会话管理功能)310发送请求以影响UPF(用户平面功能)选择/重新选择和/或流量路由。SMF 310可在UPF(例如，2301、2302等)中***上行链路分类器，以将一些用户平面流量从UE 210转移到本地AS 240以便满足由服务施加的超低延迟目标。
从UE行进到AS的流量的端到端延迟包括3GPP网络内部和外部两者的延迟。3GPP网络内的延迟与5G网络中的QoS(服务质量)目标/目的/要求相关，而3GPP网络外的延迟与UPF和AS的地理位置相关。因此，各种实施方案可能以满足服务的端到端延迟目标的方式有利于AS和UPF的部署。
3GPP网络中的边缘计算的部署可涉及与其他SDO(标准定义组织)的协作，因为AF和AS不是3GPP定义的节点。因此，为了支持边缘计算部署，3GPP管理***可与非3GPP边缘计算(EC)管理***通信，例如，如在ETSI(欧洲电信标准协会)GS(组规范)MEC(多接入边缘计算)003或另一个非3GPP EC管理***中所述。
参见图4，示出了示出根据各种实施方案的示例性管理架构400的图，其中3GPP管理***(例如，采用第一装置1001)和非3GPP EC管理***(例如，采用第二装置1002)可一起工作以支持边缘计算。
以下是各种实施方案的使用案例和条件或特性以及相关联的架构的示例。
示例性使用案例：
UPF位置检索
问题：运营商决定部署一个或多个AS以支持已部署在3GPP网络中的UPF。关于UPF位置的信息可有利于运营商确定应在何处部署AS以便满足服务的端到端目标。
预置条件：部署要连接到AS的UPF。
描述：参见图5，示出了根据各个方面的可由3GPP管理***(例如，采用装置1001)和非3GPP EC管理***(例如，采用装置1002)采用的示例性方法500的流程图，该方法有利于提供与AS相关联的UPF位置信息。示例性方法500示出了可由3GPP管理***采用以执行图5中指示并在下文讨论的动作的第一方法，以及可在非3GPP EC管理***处采用以执行图5中指示并在下文讨论的动作的单独的第二方法。在其他方面，机器可读介质可存储与这些方法中的任一者或两者相关联的指令，该指令在被执行时可致使3GPP管理***和/或非3GPP EC管理***执行其相关联方法的动作。
在510处，非3GPP EC管理***可向3GPP管理***请求提供旨在连接到AS的UPF的位置(例如，其中从非3GPP EC管理***到3GPP管理***的信号可经由处理器1102生成，由通信电路1202通过相关接口或参考点发送，由通信电路1201接收，并且由处理器1101处理)。在各个方面，请求可指示AS和/或托管AS的数据中心/本地数据网络的位置。
在520处，3GPP管理***可通过UPF位置的列表来对非3GPP EC管理***作出响应(例如，其中从3GPP管理***到非3GPP EC管理***的信号可经由处理器1101生成，由通信电路1201通过相关接口或参考点发送，由通信电路1202接收，并且由处理器1102处理)。
在530处，非3GPP EC管理***可确认已经接收到UPF位置信息。
后置条件：在540处，非3GPP EC管理可将AS部署在满足服务的端到端目标的位置。
AS位置检索
问题：运营商决定向5GC添加新UPF或改变现有的UPF以连接到已经部署在非3GPP网络中的一个或多个AS。关于AS位置的信息可有利于运营商确定应在何处部署UPF以便满足服务的端到端目标。
预置条件：部署新UPF连接到的AS。
描述：参见图6，在各方面中示出了可由3GPP管理***和非3GPP EC管理***采用的示例性方法的流程图，该方法有利于提供与一个或多个UPF相关联的AS位置信息。示例性方法600示出了可由3GPP管理***采用以执行图6中指示并在下文讨论的动作的第一方法，以及可在非3GPP EC管理***处采用以执行图6中指示并在下文讨论的动作的单独的第二方法。在其他方面，机器可读介质可存储与这些方法中的任一者或两者相关联的指令，该指令在被执行时可致使3GPP管理***和/或非3GPP EC管理***执行其相关联方法的动作。
在610处，3GPP管理***可请求非3GPP EC管理***提供UPF要连接到的AS的位置。在各个方面，请求可指示UPF和/或托管UPF的数据中心的位置。
在620处，非3GPP EC管理***可通过AS的位置来对3GPP管理***作出响应。
在630处，3GPP管理***可确认已经接收到AS位置信息。
后置条件：在640处，3GPP管理***可选择更靠近UPF的AS，并且在650处，3GPP管理***可将UPF部署在AS到UE的流量延迟满足端到端延迟目标的位置。
UPF与AS的关系
问题：参见图7，示出了示例性图700，其在实施方案中示出了针对其中一个或多个UPF 230i-j可连接到相关联的本地数据网络250i处的AS 240i的场景的UPF与AS的关系。当UE210从第一gNB 2201移动到可经由UPF 230i-j连接到相同或不同的AS 2401(托管在第一本地数据网络2501处)或AS 2402(托管在第二本地数据网络2502处)的第二gNB 2202或第三gNB2203时。如果目标gNB 2202或2203连接到与源gNB 2201所连接的AS 2401不同的AS 2402，则来自UE 210的流量可重定向到新AS 2402。因此，3GPP管理和非3GPP EC管理***都可有利于UPF与AS的关系的管理。
预置条件：已部署UPF和AS。
描述：参见图8，在各方面中示出了可由3GPP管理***和非3GPP EC管理***采用的示例性方法的流程图，该方法有利于一个或多个UPF和一个或多个AS之间的关系的配置。示例性方法800示出了可由3GPP管理***采用以执行图8中指示并在下文讨论的动作的第一方法，以及可在非3GPP EC管理***处采用以执行图8中指示并在下文讨论的动作的单独的第二方法。在其他方面，机器可读介质可存储与这些方法中的任一者或两者相关联的指令，该指令在被执行时可致使3GPP管理***和/或非3GPP EC管理***执行其相关联方法的动作。
在810处，3GPP管理***可请求一个或多个UPF与一个或多个AS建立连接。可经由与非3GPP EC管理***的通信来有利于UPF和AS之间的连接建立。
在620处，3GPP管理***可在已建立连接之后配置UPF与AS之间的关系。
后置条件：UPF与AS的关系可供使用。
潜在条件
以下是采用本文所讨论的实施方案的***的潜在条件或特性，其可有利于本文所讨论的各种实施方案。
REQ-ECM_CON-1：3GPP管理***应具有允许非3GPP EC管理***检索UPF位置的能力。
REQ-ECM_CON-2：3GPP管理***应具有请求非3GPP EC管理***提供AS位置的能力。
REQ-ECM_CON-3：3GPP管理***应具有请求在UPF和AS之间建立连接的能力。
REQ-ECM_CON-4：3GPP管理***应具有配置UPF与AS之间的关系的能力。
附加实施方案
本文的示例可包括主题，诸如方法，用于执行该方法的动作或框的构件，至少一个包括可执行指令的机器可读介质，这些指令当由机器(例如，具有存储器的处理器、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)等)执行时使得机器执行根据所述的实施方案和示例的使用多种通信技术的并发通信的方法或装置或***的动作。
实施例1是一种被配置为在3GPP(第三代合作伙伴计划)管理***中采用的装置，包括：一个或多个处理器，该一个或多个处理器被配置为：从EC(边缘计算)管理***接收对于提供与本地数据网络中的EC资源要连接到的一个或多个UPF(用户平面功能)相关联的信息的第一请求；以及将与该一个或多个UPF相关联的该信息提供给该EC管理***。
实施例2包括实施例1中任一项的任何变型的主题，其中与该一个或多个UPF相关联的该信息包括该一个或多个UPF的位置信息。
实施例3包括实施例1至2中任一项的任何变型的主题，其中该一个或多个处理器被进一步配置为从该EC管理***接收已接收到与该一个或多个UPF相关联的该信息的第一确认。
实施例4包括实施例1至3中任一项的任何变型的主题，其中该EC资源包括至少一个AS(应用程序服务器)。
实施例5包括实施例4中任一项的任何变型的主题，其中该一个或多个处理器被进一步配置为：向该EC管理***发送对于提供与该至少一个AS相关联的信息的第二请求；以及从该EC管理***接收与该至少一个AS相关联的该信息。
实施例6包括实施例5中任一项的任何变型的主题，其中与该至少一个AS相关联的该信息包括该至少一个AS的位置信息。
实施例7包括实施例5至6中任一项的任何变型的主题，其中该一个或多个处理器被进一步配置为向该EC管理***发送已接收到与该至少一个AS相关联的该信息的第二确认。
实施例8包括实施例5至7中任一项的任何变型的主题，其中该一个或多个处理器被进一步配置为基于延迟目标来选择该至少一个AS中的第一AS。
实施例9包括实施例8中任一项的任何变型的主题，其中该一个或多个处理器被进一步配置为将该一个或多个UPF部署在足够接近该第一AS的位置以满足该延迟目标。
实施例10包括实施例1至9中任一项的任何变型的主题，其中该EC管理***是非3GPP EC管理***。
实施例11是一种被配置为在EC(边缘计算)管理***中采用的装置，包括：一个或多个处理器，该一个或多个处理器被配置为：向3GPP管理***发送对于提供与本地数据网络中的EC资源要连接到的一个或多个UPF(用户平面功能)相关联的信息的请求；以及从该3GPP管理***接收与该一个或多个UPF相关联的该信息。
实施例12包括实施例11中任一项的任何变型的主题，其中与该一个或多个UPF相关联的该信息包括该一个或多个UPF的位置信息。
实施例13包括实施例12中任一项的任何变型的主题，其中该一个或多个处理器被进一步配置为基于该一个或多个UPF的该位置信息和延迟目标来部署至少一个AS(应用程序服务器)。
实施例14包括实施例11至13中任一项的任何变型的主题，其中该一个或多个处理器被进一步配置为向该3GPP管理***发送已接收到与该一个或多个UPF相关联的该信息的第一确认。
实施例15包括实施例11至14中任一项的任何变型的主题，其中该EC资源包括至少一个AS(应用程序服务器)。
实施例16包括实施例15中任一项的任何变型的主题，其中该一个或多个处理器被进一步配置为：从该3GPP管理***接收对于提供与该至少一个AS相关联的信息的第二请求；以及向该3GPP管理***发送与该至少一个AS相关联的该信息。
实施例17包括实施例16中任一项的任何变型的主题，其中与该至少一个AS相关联的该信息包括该至少一个AS的位置信息。
实施例18包括实施例16至17中任一项的任何变型的主题，其中该一个或多个处理器被进一步配置为从该3GPP管理***接收已接收到与该至少一个AS相关联的该信息的第二确认。
实施例19包括实施例11至18中任一项的任何变型的主题，其中该EC管理***是非3GPP EC管理***。
实施例20是一种被配置为在3GPP(第三代合作伙伴计划)管理***中采用的装置，包括：一个或多个处理器，该一个或多个处理器被配置为：向EC(边缘计算)管理***发送对于在一个或多个UPF(用户平面功能)与至少一个AS(应用程序服务器)之间建立连接的请求。
实施例21包括实施例20中任一项的任何变型的主题，其中该EC管理***是非3GPPEC管理***。
实施例22包括实施例20至21中任一项的任何变型的主题，其中该一个或多个处理器被进一步配置为在已建立该连接之后配置该一个或多个UPF与该至少一个AS之间的关系。
实施例23包括实施例20至22中任一项的任何变型的主题，其中该至少一个AS为单个AS。
实施例24包括实施例20至23中任一项的任何变型的主题，其中该一个或多个处理器被进一步配置为响应于与该一个或多个UPF相关联的UE(用户设备)从第一gNB(下一代节点B)移动到不同的第二gNB，将流量从该至少一个AS中的第一AS重定向到该至少一个AS中的不同的第二AS。
实施例25包括实施例1至24中任一项的任何变型的主题，其中该一个或多个UPF包括上行链路分类器或PDU(协议数据单元)会话锚定器中的一者或多者。
实施例26包括一种装置，该装置包括用于执行实施例1至25的所描述操作中的任一项的构件。
实施例27包括一种机器可读介质，该机器可读介质存储用于由处理器执行以执行实施例1至25的所描述操作中的任一项的指令。
实施例28包括一种装置，该装置包括：存储器接口；和处理电路，该处理电路被配置为：执行实施例1至25的所描述操作中的任一项。
包括说明书摘要中所述的内容的本公开主题的例示实施方案的以上描述并不旨在是详尽的或将所公开的实施方案限制为所公开的精确形式。虽然本文出于说明性目的描述了特定的实施方案和示例，但是如相关领域的技术人员可以认识到的，在此类实施方案和示例的范围内可以考虑各种修改。
特别是关于上述部件或结构(组件、设备、电路、***等)执行的各种功能，除非另有说明，否则用于描述此类部件的术语(包括对“构件”的引用)旨在与执行所述部件(例如，功能上等效)的指定功能的任何部件或结构对应，即使在结构上不等同于执行本文示出的示例性具体实施中的功能的公开结构。另外，虽然已经相对于多个具体实施中的仅一个公开了特定特征，但是对于任何给定的或特定的应用程序，此类特征可以与其他具体实施的一个或多个其他特征组合，这可能是期望的并且是有利的。
Claims (25)
1.一种被配置为在3GPP(第三代合作伙伴计划)管理***中采用的装置，所述装置包括：
一个或多个处理器，所述一个或多个处理器被配置为：
从EC(边缘计算)管理***接收对于提供与本地数据网络中的EC资源要连接到的一个或多个UPF(用户平面功能)相关联的信息的第一请求；并且
将与所述一个或多个UPF相关联的信息提供给所述EC管理***。
2.根据权利要求1所述的装置，其中与所述一个或多个UPF相关联的信息包括所述一个或多个UPF的位置信息。
3.根据权利要求1至2中任一项所述的装置，其中所述一个或多个处理器被进一步配置为从所述EC管理***接收已接收到与所述一个或多个UPF相关联的信息的第一确认。
4.根据权利要求1至2中任一项所述的装置，其中所述EC资源包括至少一个AS(应用程序服务器)。
5.根据权利要求4所述的装置，其中所述一个或多个处理器被进一步配置为：
向所述EC管理***发送对于提供与所述至少一个AS相关联的信息的第二请求；并且
从所述EC管理***接收与所述至少一个AS相关联的信息。
6.根据权利要求5所述的装置，其中与所述至少一个AS相关联的信息包括所述至少一个AS的位置信息。
7.根据权利要求5所述的装置，其中所述一个或多个处理器被进一步配置为向所述EC管理***发送已接收到与所述至少一个AS相关联的信息的第二确认。
8.根据权利要求5所述的装置，其中所述一个或多个处理器被进一步配置为基于延迟目标来选择所述至少一个AS中的第一AS。
9.根据权利要求8所述的装置，其中所述一个或多个处理器被进一步配置为将所述一个或多个UPF部署在足够接近所述第一AS的位置以满足所述延迟目标。
10.根据权利要求1至2中任一项所述的装置，其中所述EC管理***是非3GPP EC管理***。
11.一种被配置为在EC(边缘计算)管理***中采用的装置，所述装置包括：
一个或多个处理器，所述一个或多个处理器被配置为：
向3GPP管理***发送对于提供与本地数据网络中的EC资源要连接到的一个或多个UPF(用户平面功能)相关联的信息的请求；并且
从所述3GPP管理***接收与所述一个或多个UPF相关联的信息。
12.根据权利要求11所述的装置，其中与所述一个或多个UPF相关联的信息包括所述一个或多个UPF的位置信息。
13.根据权利要求12所述的装置，其中所述一个或多个处理器被进一步配置为基于所述一个或多个UPF的所述位置信息和延迟目标来部署至少一个AS(应用程序服务器)。
14.根据权利要求11至13中任一项所述的装置，其中所述一个或多个处理器被进一步配置为向所述3GPP管理***发送已接收到与所述一个或多个UPF相关联的信息的第一确认。
15.根据权利要求11至13中任一项所述的装置，其中所述EC资源包括至少一个AS(应用程序服务器)。
16.根据权利要求15所述的装置，其中所述一个或多个处理器被进一步配置为：
从所述3GPP管理***接收对于提供与所述至少一个AS相关联的信息的第二请求；并且
向所述3GPP管理***发送与所述至少一个AS相关联的信息。
17.根据权利要求16所述的装置，其中与所述至少一个AS相关联的信息包括所述至少一个AS的位置信息。
18.根据权利要求16所述的装置，其中所述一个或多个处理器被进一步配置为从所述3GPP管理***接收已接收到与所述至少一个AS相关联的信息的第二确认。
19.根据权利要求11至13中任一项所述的装置，其中所述EC管理***是非3GPP EC管理***。
20.一种被配置为在3GPP(第三代合作伙伴计划)管理***中采用的装置，所述装置包括：
一个或多个处理器，所述一个或多个处理器被配置为：
向EC(边缘计算)管理***发送对于在一个或多个UPF(用户平面功能)与至少一个AS(应用程序服务器)之间建立连接的请求。
21.根据权利要求20所述的装置，其中所述EC管理***是非3GPP EC管理***。
22.根据权利要求20至21中任一项所述的装置，其中所述一个或多个处理器被进一步配置为在已建立所述连接之后配置所述一个或多个UPF与所述至少一个AS之间的关系。
23.根据权利要求20至21中任一项所述的装置，其中所述至少一个AS为单个AS。
24.根据权利要求20至21中任一项所述的装置，其中所述一个或多个处理器被进一步配置为：响应于与所述一个或多个UPF相关联的UE(用户设备)从第一gNB(下一代节点B)移动到不同的第二gNB，将流量从所述至少一个AS中的第一AS重定向到所述至少一个AS中的不同的第二AS。
25.根据权利要求20至21中任一项所述的装置，其中所述一个或多个UPF包括上行链路分类器或PDU(协议数据单元)会话锚定器中的一者或多者。
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