DE2614334B2 - Verfahren zur Überwachung eines Peripheriegerätenetzes und Anordnung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents
Verfahren zur Überwachung eines Peripheriegerätenetzes und Anordnung zur Durchführung des VerfahrensInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Überwachung eines Netzes aus Peripheriegeräten, die
von einer elektronischen Steuereinheit gesteuert werden, sowie auf eine Anordnung zur Durchführung dieses
Verfahrens, insbesondere zur Anwendung in Fernsprechvermittlungen.
In einer Fernsprechzentrale muß periodisch der Betriebszustand von Teilnehmerleitungen überprüft
werden, damit insbesondere festgestellt wird, ob an der Teilnehmerleitung ein Schleifenschluß vorliegt oder
nicht. In der DE-AS 10 83 345 ist ein System beschrieben, bei dem Fernmeldeleitungen abgetastet
werden, die über eine Anrufzentrale mit einem Fernsprechamt verbunden sind. Dabei werden Gruppen
aus η Teilnehmerleitungen überwacht, indem auf η Übertragungswegen η wiederkehrende Testimpulse
ausgesendet werden; die Aussage, ob ein Schleifenschluß vorliegt oder nicht, wird durch Aussenden oder
Nichtaussenden der Testimpulse zu den im System enthaltenen Überwachungsorganen ausgedrückt. Eine
matrixartige Anordnung von zu überwachenden Geräten liegt in diesem System jedoch nicht vor.
Aufgabe der Erfindung ist die Entwicklung eines Verfahrens zum Fernhalten von Netzstöreinflüssen von der elektronischen Steuerung bei einem Netz aus peripheren Geräten mit zentraler Steuerung mit einer über Drahtleitungen an die Geräte des Netzes angeschlossenen Zentraleinheit vom Typ eines elektronischen Rechners, wenn in dem Netz Gleich- und/oder Wechselspannungen mit einer weit über der Größenordnung der Versorgungsspannung der Zentraleinheit liegenden Größenordnung vorhanden sind. Dies gilt insbesondere dann, wenn es sich um Leitungen eines (mit 48 V gespeisten) Fernsprechnetzes handelt, das elektronisch durch eine Zentraleinheit gesteuert wird, deren digitale Schaltungsorgane mit Spannungen in der Größenordnung von einigen Volt gespeist werden. Das Netz und seine Organe stellen im Betrieb Störimpuls-
Aufgabe der Erfindung ist die Entwicklung eines Verfahrens zum Fernhalten von Netzstöreinflüssen von der elektronischen Steuerung bei einem Netz aus peripheren Geräten mit zentraler Steuerung mit einer über Drahtleitungen an die Geräte des Netzes angeschlossenen Zentraleinheit vom Typ eines elektronischen Rechners, wenn in dem Netz Gleich- und/oder Wechselspannungen mit einer weit über der Größenordnung der Versorgungsspannung der Zentraleinheit liegenden Größenordnung vorhanden sind. Dies gilt insbesondere dann, wenn es sich um Leitungen eines (mit 48 V gespeisten) Fernsprechnetzes handelt, das elektronisch durch eine Zentraleinheit gesteuert wird, deren digitale Schaltungsorgane mit Spannungen in der Größenordnung von einigen Volt gespeist werden. Das Netz und seine Organe stellen im Betrieb Störimpuls-
quellen dar, deren Übertragung über die Verbindungsieitungen
die Arbeitsweise der digitalen Schaltungen der Zentraleinheit stören können, indem sie zum
Auftreten einer großen Anzahl von Fehlen führen, die
mit der Sicherheit der Vermittlung unvereinbar sind.
Es ist somit angebracht, die Versorgungsspannungen des Netzes und der Zentraleinheit voneinander zu
trennen, damit die Zentraleinheit den momentanen Zustand der Geräte des Netzes überwachen kann, was
für ihre richtige Steuerung unerläßlich ist. Insbesondere müssen Vorkehrungen getroffen werden, damit die
Übertragung der Störimpulse über die Verbindungsleitungen vermieden wird.
Eine Möglichkeit besteht darin, eine drahtlose Übertragung anzuwenden. Diese Möglichkeit zwingt
zur paarweisen Einrichtung von Sendern und Empfängern im Verhältnis von wenigstens einem Paar pro
gesteuertem Gerät Wenn die Geräte sehr zahlreich sind, wie es insbesondere in einer Vermittlungszentrale
der Fall ist, in der zahlreiche Fernsprechleitungen gesteuert werden müssen, würde die Einrichtung sehr
teuer sein. Außerdem unterdrückt diese Lösung die von den Störimpulsen gebildete Störung nicht vollständig,
da ein Teil des Frequenzspektrums mit Sicherheit in den von gewissen Sender- und Empfängerpaaren benutzten
Kanal fällt
Eine andere Möglichkeit besteht darin, zwischen der Netzseite und der Zentralseite in die Überwachungsleitungen
Optokoppler einzufügen. Diese Möglichkeil stellt aber keinen Ausweg aus dem Problem des
Schutzes gegen Störimpulse dar, für die die Optokoppler selbst empfindlich sind. Außerdem sind die üblichen
Optokoppler langsam, und sie weisen eine relativ kurze Lebensdauer auf.
Die erfindungsgemäße Lösung weist die oben angegebenen Nachteile nicht auf.
Das erfindungsgemäße Verfahren, bei dem vorgeschlagen wird, den Zustand von π Gruppen aus m (m
ganzzahlig >1) Peripheriegeräten in Form von m Binärformationen auszudrücken, die auf m getrennten
Kanälen erfaßt werden, ist dadurch gekennzeichnet,
—daß auf η getrennten Zweidraht-Kanälen wiederholte Testimpulse übertragen werden, die um ein Zeitintervall gegeneinander versetzt sind, dessen Dauer wenigstens gleich dem n-ten Teil ihrer Folgeperiode ist, wobei jeder Zweidraht-Kanal-Gleichspannungs-Entkopplungsvorrichtungen enthält,
—daß der Zustand des Geräts j(/ganzzahlig zwischen 1 und m) der Gruppe von m Peripheriegeräten in einen mit einem Testimpuls synchronen »Schleifen«-Zustand oder in einen »schleifenfreien« Zustand einer Zweidraht-Leitung übersetzt wird, wobei die »Schleifen«-Zustände und die »schleifenfreien« Zustände der Zweidraht-Leitung durch einen bipolaren Transistor bestimmt werden, dessen Emitter und dessen Kollektor jeweils an eine der Adern der Zweidraht-Leitung angeschlossen sind und dessen Basis von Potentialimpulsen gesteuert wird, die von den Testimpulsen ausgelöst werden, und
—daß die »schleifenfreien«-Zustände synchron mit den Testimpulsen in Impulse mit der für die elektronische Steuerung geeigneten Spannungsampütude umgewandelt werden.
—daß auf η getrennten Zweidraht-Kanälen wiederholte Testimpulse übertragen werden, die um ein Zeitintervall gegeneinander versetzt sind, dessen Dauer wenigstens gleich dem n-ten Teil ihrer Folgeperiode ist, wobei jeder Zweidraht-Kanal-Gleichspannungs-Entkopplungsvorrichtungen enthält,
—daß der Zustand des Geräts j(/ganzzahlig zwischen 1 und m) der Gruppe von m Peripheriegeräten in einen mit einem Testimpuls synchronen »Schleifen«-Zustand oder in einen »schleifenfreien« Zustand einer Zweidraht-Leitung übersetzt wird, wobei die »Schleifen«-Zustände und die »schleifenfreien« Zustände der Zweidraht-Leitung durch einen bipolaren Transistor bestimmt werden, dessen Emitter und dessen Kollektor jeweils an eine der Adern der Zweidraht-Leitung angeschlossen sind und dessen Basis von Potentialimpulsen gesteuert wird, die von den Testimpulsen ausgelöst werden, und
—daß die »schleifenfreien«-Zustände synchron mit den Testimpulsen in Impulse mit der für die elektronische Steuerung geeigneten Spannungsampütude umgewandelt werden.
Die Erfindung wird nun an Hand der Zeichnung beispielshalber erläutert Es zeigt
F i g. 1 eine schematische Darstellung einer Anordnung zur Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens,
F i g. 2 ein Ausführungsbeispiel der Anordnung von F i g. 1 und
F i g. 3 Impulsdiagramme.
In einer Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind allgemein folgende Einheiten vorhanden:
In einer Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind allgemein folgende Einheiten vorhanden:
—Auf Seiten der Zentraleinheit, die in Fig. 1 mit Hilfe
des gestrichelt dargestellten Rechtecks 10 angegeben ist η »Sender« £,(/ganzzahlig und zwischen 1 und n)
und m »Empfänger« R1(J ganzzahlig zwischen 1 und
m);
— auf Seiten der Peripheriegeräte, die eine (mittels eines Rechtecks 14 dargestellte) Gruppe bilden, zwei Schnittstelleneinheiten 11 und 12 (Fig. 1), die die später beschriebenen Verbindungsorgane zwischen den »Sendern« und der Gruppe 14 einerseits sowie zwischen der Gruppe 14 und den »Empfängern« andererseits enthalten.
— auf Seiten der Peripheriegeräte, die eine (mittels eines Rechtecks 14 dargestellte) Gruppe bilden, zwei Schnittstelleneinheiten 11 und 12 (Fig. 1), die die später beschriebenen Verbindungsorgane zwischen den »Sendern« und der Gruppe 14 einerseits sowie zwischen der Gruppe 14 und den »Empfängern« andererseits enthalten.
In Fig. 1 sind die Zweidrahtleitungen mit Hilfe eines einfachen Strichs dargestellt
Jeder Sender £} sendet über eine Zweidrahtleitung
LEi kurze Impulse mit großer Folgeperiodendauer. Als
Beispiel ist in F i g. 3 im Diagramm (a) mit der V-Achse
für die Spannungen und mit der f-Achse für die Zeit der Verlauf eines solchen Testimpuises W\ mit einer
Amplitude von 5 V und einer Dauer von 4 μ5 dargestellt,
wie er alle 10 ms vom Sender E, erzeugt wird. Das Verhältnis zwischen der Folgeperiodendauer und der
Impulsdauer beträgt 2500, so daß eine maßstäbliche Darstellung nur mit einer Unterbrechung der f-Achse
zwischen zwei Impulsen erfolgen konnte.
Die Testimpulse W] aus η Sendern Ej sind untereinander
beispielsweise um einige MikroSekunden so versetzt, daß die Gruppe der m geprüften Geräte
identifiziert werden kann.
Jeder Empfänger .R, wird von einer nicht dargestellten
mit dem Sender Ei synchronisierten Impulsquelle mit Impulsen Wa gespeist, die im Diagramm (d) von F i g. 3
dargestellt sind. Diese Impulse haben die gleiche Folgeperiodendauer wie die Impulse Wi, jedoch ist ihre
unter der Dauer der Testimpulse Wl liegende Dauer vollständig in der Impulsdauer der Impulse Wi
enthalten.
Die in die Schnittstelleneinheit 11 führenden Leitungen
LEi enthalten Transformatoren 77,-und Impulsgeneratoren
Gi. Jeder Transformator 77, ist ein Impulstransformator,
was bedeutet, daß er ein ziemlich hohe Frequenzen umfassendes Durchlaßband aufweist, damit
die Testimpulse Wi nicht zu stark verformt werden. Der
Ausgang des Transformators 77, ist mit dem Eingang des Generators G, verbunden. Dieser Generator, der ein
an sich bekannter Generatortyp ist, erzeugt mit den Testimpulsen Wi synchrone Impulse Wi, und er
so gewährleistet gleichzeitig die Spannungsverstärkung und die Verschiebung des Gleichspannungspotentials.
Beispielsweise zeigt das Diagramm (b) von F i g. 3 den Impuls Wi in Form eines Rechtecks zwischen den
Ordinatenpunkten 0 und -48 V. In F i g. 1 ist mit Hilfe des Rechtecks 14 eine Menge mit η Gruppen von m
Peripheriegeräten dargestellt. Die Menge der Peripheriegeräte enthält η Eingänge, die über die Leitungen LG1
an die Ausgänge der Generatoren G, angeschlossen sind, sowie m Ausgänge, die über die Leitungen LDj an
die Schnittstelleneinheit 12 angeschlossen sind.
Die Geräte der zu steuernden Menge können zwei unterschiedliche Zustände annehmen die mit »1« und
»0« bezeichnet werden können und die beispielsweise ihren Anschlußzustand oder ihren Trennzustand kennzeichnen.
Im Zustand »1« wird ein über eine Leitung LGi ankommender Impuls Wi in Form eines Impulses
Wi (Fig.3, Diagramm c) auf eine Leitung LDj
übertragen, die mit einem Gerät der Ordnung j in einer
Spalte der von der Leitung LG1 gespeisten Geräte
angeschlossen ist. Im Zustand »0« wird der Impuls W)
nicht zu diesem Gerät übertragen. Die Schnittstelleneinheit 12 enthält später noch zu beschreibende Detektoren
Dj, die die Impulse Wj in »Schleifenw-Zustände (im
Verlauf der Dauer des Impulses W3) und in »schleifenfreie«
Zustände (in den Impulsintervallen) umwandeln können; die Zustände entsprechen dabei einem
Kurzschluß bzw. einer Unterbrechung einer Zweidrahtleitung LRj, die über einen Impulstransformator TIj an
den Eingang eines Empfängers R, angeschlossen ist. Der
später noch zu beschreibende Empfänger Rj kann an seinem Ausgang 5,-einen Impuls IV4 liefern, je nachdem,
ob die Leitung LA, offen oder geschlossen ist.
Im Fall der Verdopplung der Zentraleinheit, d. h.
wenn zur Steuerung der Peripheriegeräte zwei Steuereinheiten vorgesehen sind, dann kann in einfacher
Weise ein zweiter Satz von Sendern £", und von
Empfängern /fyohne irgendeine zusätzliche Vermittlung
auf dem Niveau der Leitungen LEi und LRj eingefügt werden. In F i g. 1 sind die Abzweigungspunkte 15 und
16 zu einer zweiten Steuereinheit angegeben. Auf Grund der peripherieseitigen Gleichspannungstrennung
und auf Grund der Tatsache, daß die Verzweigungsimpedanzen an diesen Punkten kein
Hindernis für die Impulsübertragung darstellen, ist eine solche Verzweigung ohne Entkopplung möglich.
Im Ausführungsbeispiel von Fig.2 wird angenommen, daß die zu steuernden Peripheriegeräte Fernsprechteilnehmerleitungen
sind, die mit einer Gleichspannung von 48 V gespeist werden.
Es handelt sich beispielsweise um Teilnehmer, die Zugang zu einer Vermittlungsmatrix mit m Zeilen und η
Spalten haben. Am Kreuzungspunkt der Spalte /und der Zeile j befindet sich eine Teilnehmerleitung, von der nur
die zwei Punkte /und /dargestellt sind, die zu den zwei Drähten der Leitung gehören, zwischen die eine
Versorgungsbrücke mit einem Kondensator Cx in der
Größenordnung von Mikrofarad eingefügt ist. Überdies ist im Fall der erfindungsgemäßen Anordnung in Serie
mit dem Kondensator Cx auf der Zugriffsseite der
Leitung LDj ein Gleichrichter 20 mit einer solchen Orientierung angebracht, daß nur positive Impulse zu
dem Detektor D, gelangen können, bei dem die Leitung LDj endet. Am Eingang des Gleichrichters 20 ist ein
Ableitwiderstand 21 gegen die gemeinsame Masse der Einheit 14, der Generatoren G, und der Detektoren Dj
geschaltet.
Wenn die Teilnehmerleitung offen ist, ist der Kondensator Cx nicht geladen, was mittels eines offenen
Schalters Ix dargestellt ist; der gegenteilige Schleifenzustand
entspricht der geschlossenen Stellung des Schalters.
Es werden nun die Organe Ej, Gi, Dj und Rj in dem
nicht einschränkenden Ausführungsbeispiel von F i g. 2 unter gleichzeitiger Angabe ihrer Funktionsweise
beschrieben.
Der Sender E/enthält eine Impulsgeneratorschaltung 27, die mittels Signalen aus einem hier nicht
dargestellten Taktgeber synchronisierbar ist, der einen Ausgang zum Punkt H von Fig.2 aufweist. Eine
einstellbare Verzögerungsleitung 28 ist zwischen die Klemme H und eine Klemme 271 zum Synchronisieren
der Impulsgeneratorschaltung 27 eingefügt. Die zwei Leiter der Leitung LF, sind an Masse bzw. an eine Quelle
einer positiven Spannung Vi ( + 5 V) angeschlossen, die
während der Dauer der Impulse W\ von der Schaltung 27 an die Leitung angelegt wird.
Der Generator G\ ist ein Impulsverstärker 29, dessen Eingang 291 von der Sekundärwicklung des Impuls-
transformators 77, (mit einem Übersetzungsverhältnis
1/1) versorgt wird; die Primärwicklung dieses Transformators ist zwischen die zwei Adern der Leitung LEi
angeschlossen. Der Ausgang 292 des Impulsverstärkers 29 ist mit dem Punkt / verbunden, und befindet sich
während der Dauer der Impulse Wi auf einer Spannung von -48 V, die aus einer den Verstärker 29 speisenden
Gleichspannungsquelle Vi kommt.
Der Detektor D, enthält einen Transistor Ti (einen
NPN-Transistor), dessen Basis mit dem Mittelpunkt K einer von den Widerständen 22 und 23 gebildeten und
zwischen dem Punkt / und Masse liegenden Brücke verbunden ist. Der Emitter und der Kollektor des
Transistors ΤΊ sind an jeweils eine Ader der Leitung LRj angeschlossen.
Es ist ohne weiteres zu erkennen, daß beim Auftreten eines positiven Impulses am Punkt /auf Grund des sehr
kleinen ohmschen Widerstandes zwischen dem Kolektor und dem Emitter eines NPN-Transistors bei
positiver Basis ein Schleifen-Zustand an der Leitung LRj vorliegt.
Der Empfänger Rj enthält zwei komplementäre Transistoren 7} und Ti, nämlich einen PNP-Transistor
Ti und einen NPN-Transistor 7i Der Emitter des
Transistors Ti wird direkt von einer positiven Gleichspannung
(der Spannung Vi von 5 V gespeist), während der Kollektor des Transistors Ti über einen Ladewiderstand
26 aus der gleichen Quelle versorgt wird. Die Schaltung ist so ausgebildet, daß Impulse, die den
Impulsen VV4 ähnlich sind, jedoch eine kleinere
ίο Amplitude aufweisen, über eine Klemme EW4 an die
Basis des Transistors Ti gelangen, auf Grund des
Ladewiderstandes 25 an der Basis des Transistors T3
Potentialimpulse erzeugen, jedoch nur unter der Bedingung, daß kein Schleifen-Zustand der Leitung LRj
vorliegt, da dieser einen Kurzschluß an der Basis des Transistors T3 erzeugen würde. Am Punkt S, treten
somit im schleifenfreien Zustand der Leitung LRj
Impulse W4 auf. Der Gleichrichter 24 ist zwischen den Transformator TIj und die Basis des Transistors T3
eingefügt, damit die Betriebssicherheit auch im Fall von Störimpulsen gewährleistet ist.
Von den nicht erwähnten Vorteilen der Erfindung sei auf die Tatsache hingewiesen, daß der Transistor Γι die
Primärwicklung des Transformators TIj kurzschließt, ohne daß eine Speisung dieses Transistors vorgesehen
ist. Auf diese Weise wird die Sättigung des Transformators TIj mittels des Gleichstroms vermieden.
Die Kürze der Impulse W4 vermeidet ebenfalls die
Sättigung des Transformators TIj, und sie begünstigt die Verminderung der Wahrscheinlichkeit des Auftretens
einer Störspannung zu einem falschen Zeitpunkt.
Claims (7)
1. Verfahren zur Überwachung eines Netzes aus η
(η ganzzahlig, > 2) Gruppen von m (m ganzzahlig,
> 1) Peripheriegeräten, die von einer elektronischen Steuereinheit gesteuert werden, bei dem der
Zustand einer Gruppe von m Peripheriegeräten in Form von m Binärinformationen auf m getrennten
Kanälen erfaßt werden kann, dadurch gekennzeichnet,
— daß auf η getrennten Zweidraht-Kanälen wiederholte
Testimpulse (IVi) übertragen werden, die um ein Zeitintervall gegeneinander versetzt sind,
dessen Dauer wenigstens gleich dem n-ten Teil ihrer Folgeperiode ist, wobei jeder Zweidraht-Kanal
Gleichspannungs-Entkopplungsvorrich- tungen (TI) enthält,
— daß der Zustand des Geräts j (J ganzzahlig zwischen 1 und m) der Gruppe von m
Peripheriegeräten in einen mit einem Testimpuls (Wi) synchronen »Schleifen«-Zustand oder in
einen »schleifenfreien« Zustand einer Zweidraht-Leitung übersetzt wird, wobei die »Schleifen«-Zustände
und die »schleifenfreien« Zustände der Zweidraht-Leitung durch einen bipolaren Transistor (Tl) bestimmt werden, dessen Emitter
und dessen Kollektor jeweils an eine der Adern der Zweidraht-Leitung angeschlossen sind und
dessen Basis von Potentialimpulsen (W3) gesteuert wird, die von den Testimpulsen (Wt)
ausgelöst werden, und
— daß die »schleifenfreien« Zustände synchron mit den Testimpulsen in Impulse (VV4) mit der für die
elektronische Steuerung geeigneten Spannungsamplitude umgewandelt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die »schleifenfreien« Zustände
rückübertragenden Impulse eine wesentlich geringere Dauer als die Testimpulse aufweisen.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichspannungs-Entkopplungsvorrichtung
von einem Impulstransformator (TI)gebildet sind.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in jeden die Gruppen der
Geräte mit der Steuereinheit verbindenden Kanäle ein Impulstransformator (TI) eingefügt ist.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeder
Testimpuls (IVi, F i g· 3) in einen Impuls (IV2) mit der
gleichen Dauer, jedoch mit unterschiedlicher Amplitude durch Abschneiden einer das Peripheriegerätenetz
speisenden Spannung umgewandelt werden, wobei dieses Netz die Impulse (Wj) in Impulse (W3)
mit der Amplitude 0 oder mit einer von 0 verschiedenen Amplitude gemäß dem Zustand der
Peripheriegeräte umwandelt.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß es zur Steuerung des Schleifenzustandes
von Teilnehmerleitungen verwendet wird, die über eine Versorgungsbrücke mit einer Gleichspannung
gespeist werden, indem die Impulse (W2) über den Kondensator der Versorgungsbrücke übertragen
werden, der sie in Impulse (W3) umwandelt.
7. Elektronische Fernsprechvermittlungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach einem
der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch η
Testimpulse (W)) abgebende Testimpulssender (E),
die mit einer für jeden Sender unterschiedlichen Verzögerung durch einen Taktgeber synchronisiert
sind, der einen Teil der Steuereinheit (10) darstellt, von den η Testimpulssendern (E) gesteuerten
impulsgeneratoren (G), die Impulse (W2) erzeugen,
die die gleiche Dauer wie die Testimpulse (Wi) aufweisen, jedoch hinsichtlich der Amplitude und
bezüglich der Spannung versetzt sind, wobei die Impulsgeneratoren (G) einen Teil des Peripheriegerätenetzes
bilden, m Impulsdetektoren (D), die jeweils einen bipolaren Transistor (Ti) enthalten und
die einen Teil des Peripheriegerätenetzes bilden, und m Empfänger (R), die einen Teil der Steuereinheit
(10) bilden und jeweils über einen Impulstransformator (TI) an den Emitter und an den Kollektor des
bipolaren Transistors (Tl) angeschlossene Eingangsklernmen, eine Eingangsklemme für die mit
den Testimpulsen synchronisierten Impulse, eine Ausgangsklemrne für die Ausgangsimpulse (VK4),
sowie eine Impulsverstärkerschaltung mit zwei komplementären Transistoren (Ti, Tz) aufweisen.
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