JP2013085214A - 偏波モード分散生成装置、偏波モード分散補償装置、及び偏波モード分散エミュレーター、並びに偏波モード分散生成方法、偏波モード分散補償方法、及び偏波モード分散エミュレート方法 - Google Patents
偏波モード分散生成装置、偏波モード分散補償装置、及び偏波モード分散エミュレーター、並びに偏波モード分散生成方法、偏波モード分散補償方法、及び偏波モード分散エミュレート方法 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】偏波面コントローラ903、第1DGD発生部929と第1モードミキサ908と第2DGD発生部930とを備える単位機能ブロック931、第2モードミキサ913、反射鏡914、光路長を変化させるための駆動ステージ915を備えるPMD生成装置である。入力信号光11-1は偏波面コントローラで偏光変換され第1DGD発生部に入力され、順次単位機能ブロック、第2モードミキサ、反射鏡に至る光路を往復する。適用波長帯域に応じて第1DGD発生部と第2DGD発生部で発生するDGD量を、駆動ステージによって変化させて設定する。
【選択図】図5
Description
τ=(τ12+τ22+2τ1τ2cos2θ)1/2 (1)
|τω|=τ1τ2sin2θ (2)
上述した非特許文献2に開示された方法によれば、連続的にDGDの大きさを変化させ、かつ高次PMDの発生を抑えることが可能である。それぞれの単位機能ブロックでは、可変偏光回転子によって偏光状態を回転させ、上述の式(1)に従ってDGDの値を変化させる。この動作に伴って上述の式(2)で与えられる2次PMDが発生するが、1次PMDベクトルと2次PMDベクトルとはストークス空間で直交する性質を利用して、1次PMD成分のみを残し2次PMD成分を相殺することが可能である。
この発明の解決すべき課題及び、この発明のPMD生成装置、PMD補償装置、及びPMDエミュレーターの理解に資するため、図1〜図4を参照して、PMDの発生メカニズム、1次、2次及び高次PMD等に関して具体的に説明する。
図5を参照して、この発明の実施形態の第1のPMD生成装置の構成及びその動作について説明する。図5は、この発明の実施形態の第1のPMD生成装置の概略的ブロック構成図である。
図6を参照して、この発明の実施形態の第1のPMD補償装置の構成及びその動作について説明する。図6は、この発明の実施形態の第1のPMD補償装置の概略的ブロック構成図である。
DOP={S1 2+S2 2+S3 2}1/2/S0 (3)
従って、ストークスパラメータ(S0, S1, S2, S3)が算出されれば、DOPは式(3)を用いて算出される。
図7を参照して、この発明の実施形態の第1のPMDエミュレーターの構成及びその動作について説明する。図7は、この発明の実施形態の第1のPMDエミュレーターの概略的ブロック構成図である。
図8を参照して、この発明の実施形態の第2のPMD生成装置の構成及びその動作について説明する。図8は、この発明の実施形態の第2のPMD生成装置の概略的ブロック構成図である。
図9を参照して、この発明の実施形態の第2のPMD補償装置の構成及びその動作について説明する。図9は、この発明の実施形態の第2のPMD補償装置の概略的ブロック構成図である。
図10を参照して、この発明の実施形態の第2のPMDエミュレーターの構成及びその動作について説明する。図10は、この発明の実施形態の第2のPMDエミュレーターの概略的ブロック構成図である。
図11を参照して、この発明の実施形態の第3のPMD生成装置の構成及びその動作について説明する。図11は、この発明の実施形態の第3のPMD生成装置の概略的ブロック構成図である。
図12を参照して、この発明の実施形態の第3のPMD補償装置の構成及びその動作について説明する。図12は、この発明の実施形態の第3のPMD補償装置の概略的ブロック構成図である。
図13を参照して、この発明の実施形態の第3のPMDエミュレーターの構成及びその動作について説明する。図13は、この発明の実施形態の第3のPMDエミュレーターの概略的ブロック構成図である。
既に説明したように、この発明の第1〜第3のPMD生成装置において、第1DGD発生部及び第2DGD発生部で生じるDGDの値によってFSRが決定され、FSRの中心波長は第2DGD発生部で発生させる偏光回転量によって任意にシフトさせることができる。この中心波長をWDMのグリッドの中心波長に一致させれば、WDM信号を一括して評価可能なエミュレーターとして利用することができる。
52:モードミキサ
54:反射鏡
60:第1ブロック
62、72:第1複屈折媒体
64、74:第1モードミキサ
66、76:第2複屈折媒体
68:第2モードミキサ
70:第2ブロック
102、402、902:光サーキュレータ
103、403、903:偏波面コントローラ
104、431、929:第1DGD発生部
104-1C、104-2C、104-3C、104-4C、106-1C、106-2C、106-3C、106-4C:複屈折結晶
104-1R、104-2R、104-3R、106-1R、106-2R、106-3R:90度可変偏光回転子
105、409、908:第1モードミキサ
106、432、930:第2DGD発生部
107、415、913:第2モードミキサ
108、406、408、412、414、416、905、906、910、911、914:反射鏡
109:418、916:光分岐器
110、417、917:偏波解析器
111、420、918:演算器
112、421、919:ドライバ
120:第3のPMD生成装置
140、435、940:PSP制御部
404、410、904、907、909、912:偏光ビームスプリッタ
405、407、411、413:1/4波長板
433、931:単位機能ブロック
437、915:駆動ステージ
430:第2のPMD生成装置
928:第1のPMD生成装置
Claims (30)
- 第1微分群遅延発生部、第1モードミキサ、第2微分群遅延発生部、第2モードミキサ、及び反射鏡をこの順に配列して具え、、
前記第1微分群遅延発生部及び前記第2微分群遅延発生部は、当該第1微分群遅延発生部及び当該第2微分群遅延発生部で発生する直交固有偏波モード間の微分群遅延量を調整可変とする微分群遅延調整機構をそれぞれ備えており、
入力信号光が前記第1微分群遅延発生部から入力されて、前記第1微分群遅延発生部、前記第1モードミキサ、前記第2微分群遅延発生部、前記第2モードミキサ、及び前記反射鏡にいたるまでの光路を往復して、1次偏波モード分散が前記入力信号光に付加され、かつ前記1次偏波モード分散の生成に伴い発生する2次偏波モード分散が相殺されて、偏波モード分散付加光信号が生成されて出力される構成とされている
ことを特徴とする偏波モード分散生成装置。 - 前記第1微分群遅延発生部の前段に、前記第1微分群遅延発生部へ入力される前記入力信号光の偏波状態を任意に調整する偏波面コントローラが更に配置されている
ことを特徴とする請求項1に記載の偏波モード分散生成装置。 - 前記第1モードミキサは、前記第1微分群遅延発生部の側から前記第2微分群遅延発生部の側に向けて順に第1の1/4波長板、第1移相子、及び第2の1/4波長板が配置されて構成されており、
前記第2モードミキサは、第2移相子が配置されて構成されている
ことを特徴とする請求項1または2に記載の偏波モード分散生成装置。 - 前記第1移相子は、カー効果による直交偏波成分間の屈折率変化を利用して構成される透過性光学セラミック製の偏波面回転素子であることを特徴とする請求項3に記載の偏波モード分散生成装置。
- 前記微分群遅延調整機構は、前記第1微分群遅延発生部で発生する微分群遅延量を調整する第1微分群遅延調整機構と、前記第2微分群遅延発生部で発生する微分群遅延量を調整する第2微分群遅延調整機構とが一体化されて当該微分群遅延量を調整することが可能な構成とされていることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の偏波モード分散生成装置。
- 前記第1微分群遅延調整機構及び前記第2微分群遅延調整機構は、マッハツェンダー干渉計の形態に形成されている
ことを特徴とする請求項5に記載の偏波モード分散生成装置。 - 前記第1微分群遅延調整機構及び前記第2微分群遅延調整機構は、マイケルソン干渉計の形態に形成されている
ことを特徴とする請求項5に記載の偏波モード分散生成装置。 - 前記第1微分群遅延発生部及び前記第2微分群遅延発生部は、それぞれ
発生する微分群遅延の量が相異なる複数の複屈折結晶が直列に配置され、該複屈折媒体の間には当該複屈折結晶を通過する光の進相軸及び遅相軸方向の電場成分を90度回転させて切り換える90度可変偏光回転子が配置されて形成されている
ことを特徴とする請求項5に記載の偏波モード分散生成装置。 - 偏波モード分散生成装置、偏波解析器、演算器、及びドライバを具え、
入力信号光を入力させて、該入力信号光の偏波モード分散を等化する等化偏波モード分散を発生させ、該等化偏波モード分散を前入力信号光に付加して偏波モード分散補償光信号を生成して出力する偏波モード分散補償装置であって、
前記偏波モード分散生成装置は、第1微分群遅延発生部、第1モードミキサ、第2微分群遅延発生部、第2モードミキサ、及び反射鏡がこの順に配列されて構成されており、
前記第1微分群遅延発生部及び前記第2微分群遅延発生部は、当該第1微分群遅延発生部及び当該第2微分群遅延発生部で発生する直交固有偏波モード間の微分群遅延量を調整可変とする微分群遅延調整機構をそれぞれ備えており、
前記入力信号光を前記第1微分群遅延発生部から入力して、前記第1微分群遅延発生部、前記第1モードミキサ、前記第2微分群遅延発生部、前記第2モードミキサ、及び前記反射鏡にいたるまでの光路を往復させて、暫定等化偏波モード分散を前記入力信号光に付加して暫定偏波モード分散補償光信号を生成し、
前記偏波解析器は、前記暫定偏波モード分散補償光信号の偏波モード分散の大きさを偏波モード分散補償パラメータとして数値化して出力し、
前記演算器は、前記偏波モード分散補償パラメータに基づいて、前記暫定偏波モード分散補償光信号の偏波モード分散の大きさが減少する方向に前記等化偏波モード分散を発生させるための偏波モード分散補償指示信号を算出して出力し、
前記ドライバは、前記偏波モード分散補償指示信号に基づいて、前記入力信号光に前記等化偏波モード分散を付加して前記偏波モード分散補償光信号を生成するように前記偏波モード分散生成装置を制御する
ことを特徴とする偏波モード分散補償装置。 - 前記偏波モード分散生成装置において、前記第1微分群遅延発生部の前段に、前記第1微分群遅延発生部へ入力される前記入力信号光の偏波状態を任意に調整する偏波面コントローラが更に配置されている
ことを特徴とする請求項9に記載の偏波モード分散補償装置。 - 前記第1モードミキサは、前記第1微分群遅延発生部の側から前記第2微分群遅延発生部の側に向けて順に第1の1/4波長板、第1移相子、及び第2の1/4波長板が配置されて構成されており、
前記第2モードミキサは、第2移相子が配置されて構成されている
ことを特徴とする請求項9又は10に記載の偏波モード分散補償装置。 - 前記第1移相子は、カー効果による直交偏波成分間の屈折率変化を利用して構成される透過性光学セラミック製の偏波面回転素子であることを特徴とする請求項11に記載の偏波モード分散補償装置。
- 前記微分群遅延調整機構は、前記第1微分群遅延発生部で発生する微分群遅延量を調整する第1微分群遅延調整機構と、前記第2微分群遅延発生部で発生する微分群遅延量を調整する第2微分群遅延調整機構とが一体化されて当該微分群遅延量を調整することが可能な構成とされていることを特徴とする請求項9〜12のいずれか一項に記載の偏波モード分散補償装置。
- 前記第1微分群遅延調整機構及び前記第2微分群遅延調整機構は、マッハツェンダー干渉計の形態に形成されている
ことを特徴とする請求項13に記載の偏波モード分散補償装置。 - 前記第1微分群遅延調整機構及び前記第2微分群遅延調整機構は、マイケルソン干渉計の形態に形成されている
ことを特徴とする請求項13に記載の偏波モード分散補償装置。 - 前記第1微分群遅延発生部及び前記第2微分群遅延発生部は、それぞれ
発生する微分群遅延の量が相異なる複数の複屈折結晶が直列に配置され、該複屈折媒体の間には当該複屈折結晶を通過する光の進相軸及び遅相軸方向の電場成分を90度回転させて切り換える90度可変偏光回転子が配置されて形成されている
ことを特徴とする請求項13に記載の偏波モード分散補償装置。 - 偏波モード分散生成装置、偏波解析器、演算器、ドライバ、及び主偏波状態制御部を具え、
偏波モード分散を含まない入力信号光を入力させて、予め設定された大きさの偏波モード分散を付加したエミュレート偏波モード分散含有光信号を生成し、該エミュレート偏波モード分散含有光信号の主偏波状態を、予め設定された主偏波状態に調整して出力する偏波モード分散エミュレーターであって、
前記偏波モード分散生成装置は、第1微分群遅延発生部、第1モードミキサ、第2微分群遅延発生部、第2モードミキサ、及び反射鏡がこの順に配列されて構成されており、
前記第1微分群遅延発生部及び前記第2微分群遅延発生部は、当該第1微分群遅延発生部及び当該第2微分群遅延発生部で発生する直交固有偏波モード間の微分群遅延量を調整可変とする微分群遅延調整機構をそれぞれ備えており、
前記入力信号光を、前記第1微分群遅延発生部、前記第1モードミキサ、前記第2微分群遅延発生部、前記第2モードミキサ、及び前記反射鏡にいたるまでの光路を往復させて、暫定等化偏波モード分散を前記入力信号光に付加して暫定偏波モード分散含有光信号を生成し、
前記偏波解析器は、前記暫定偏波モード分散含有光信号の偏波モード分散の大きさを偏波モード分散パラメータとして数値化して出力し、
前記演算器は、前記偏波モード分散パラメータに基づいて前記暫定偏波モード分散含有光信号の偏波モード分散の大きさが予め設定された偏波モード分散の値に近づく方向に偏波モード分散付加指示信号を出力し、
前記ドライバは、前記偏波モード分散付加指示信号に基づいて前記エミュレート偏波モード分散含有光信号を生成するように前記偏波モード分散生成装置及び前記主偏波状態制御部を制御し、
前記主偏波状態制御部は、該暫定偏波モード分散含有光信号の主偏波状態を予め設定された主偏波状態に調整して出力する
ことを特徴とする偏波モード分散エミュレーター。 - 前記偏波モード分散生成装置において、前記第1微分群遅延発生部の前段に、前記第1微分群遅延発生部へ入力される前記入力信号光の偏波状態を任意に調整する偏波面コントローラが更に配置されている
ことを特徴とする請求項17に記載の偏波モード分散エミュレーター。 - 前記第1モードミキサは、前記第1微分群遅延発生部の側から前記第2微分群遅延発生部の側に向けて順に第1の1/4波長板、第1移相子、及び第2の1/4波長板が配置されて構成されており、
前記第2モードミキサは、第2移相子が配置されて構成されている
ことを特徴とする請求項17または18に記載の偏波モード分散エミュレーター。 - 前記第1移相子は、カー効果による直交偏波成分間の屈折率変化を利用して構成される透過性光学セラミック製の偏波面回転素子であることを特徴とする請求項19に記載の偏波モード分散エミュレーター。
- 前記微分群遅延調整機構は、前記第1微分群遅延発生部で発生する微分群遅延量を調整する第1微分群遅延調整機構と、前記第2微分群遅延発生部で発生する微分群遅延量を調整する第2微分群遅延調整機構とが一体化されて当該微分群遅延量を調整することが可能な構成とされていることを特徴とする請求項17〜20に記載の偏波モード分散エミュレーター。
- 前記第1微分群遅延調整機構及び前記第2微分群遅延調整機構は、マッハツェンダー干渉計の形態に形成されている
ことを特徴とする請求項21に記載の偏波モード分散エミュレーター。 - 前記第1微分群遅延調整機構及び前記第2微分群遅延調整機構は、マイケルソン干渉計の形態に形成されている
ことを特徴とする請求項21に記載の偏波モード分散エミュレーター。 - 前記第1微分群遅延発生部及び前記第2微分群遅延発生部は、それぞれ
発生する微分群遅延の量が相異なる複数の複屈折結晶が直列に配置され、該複屈折媒体の間には当該複屈折結晶を通過する光の進相軸及び遅相軸方向の電場成分を90度回転させて切り換える90度可変偏光回転子が配置されて形成されている
ことを特徴とする請求項21に記載の偏波モード分散エミュレーター。 - 第1微分群遅延発生部、第1モードミキサ、第2微分群遅延発生部、第2モードミキサ及び反射鏡をこの順序に配置して構成される光路に入力信号光を入力させて、該光路を往復させることによって、偏波モード分散を発生させ該偏波モード分散を前記入力信号光に付加して偏波モード分散付加光信号を生成する偏波モード分散生成方法であって、
前記入力信号光の直交する偏波成分の間の伝播時間差である微分群遅延を生じさせ1次偏波モード分散を発生させる1次偏波モード分散発生ステップと、
前記1次偏波モード分散の発生に伴って発生する2次偏波モード分散を相殺させる2次偏波モード分散相殺ステップと
を含み、
前記1次偏波モード分散発生ステップ及び2次偏波モード分散相殺ステップにおいて、前記微分群遅延の量を前記入力信号光の波長帯域により定まる自由周波数領域に対応するように設定する自由周波数領域設定ステップを含む
ことを特徴とする偏波モード分散生成方法。 - 偏波面コントローラ、第1微分群遅延発生部、第1モードミキサ、第2微分群遅延発生部、第2モードミキサ及び反射鏡をこの順序に配置して構成される光路に入力信号光を入力させて、該光路を往復させることによって、偏波モード分散を発生させ該偏波モード分散を前記入力信号光に付加して偏波モード分散付加光信号を生成する偏波モード分散生成方法であって、
前記入力信号光の偏波状態を任意に調整する偏波調整ステップと、
前記入力信号の直交する偏波成分の間の伝播時間差である微分群遅延を生じさせ1次偏波モード分散を発生させる1次偏波モード分散発生ステップと、
前記1次偏波モード分散の発生に伴って発生する2次偏波モード分散を相殺させる2次偏波モード分散相殺ステップと
を含み、
前記1次偏波モード分散発生ステップ及び2次偏波モード分散相殺ステップにおいて、前記微分群遅延の量を前記入力信号光の波長帯域により定まる自由周波数領域に対応するように設定する自由周波数領域設定ステップを含む
を含むことを特徴とする偏波モード分散生成方法。 - 第1微分群遅延発生部、第1モードミキサ、第2微分群遅延発生部、第2モードミキサ及び反射鏡をこの順序に配置して構成される光路に入力信号光を入力させて、該光路を往復させることによって、偏波モード分散を等化する等化偏波モード分散を発生させ該等化偏波モード分散を前記入力信号光に付加して偏波モード分散補償光信号を生成する偏波モード分散補償方法であって、
暫定等化偏波モード分散を発生させ前記入力信号光に付加して暫定偏波モード分散補償光信号を生成する偏波モード分散生成ステップと、
前記暫定偏波モード分散補償光信号の偏波モード分散の大きさを偏波モード分散補償パラメータとして数値化して出力する偏波解析ステップと、
前記偏波モード分散補償パラメータに基づいて、前記暫定偏波モード分散補償光信号の偏波モード分散の大きさが減少する方向に前記等化偏波モード分散を発生させるための偏波モード分散補償指示信号を算出して出力する演算ステップと、
前記偏波モード分散補償指示信号に基づいて、前記偏波モード分散補償光信号の偏波モード分散の値を制御して、前記偏波モード分散補償光信号を出力する等化偏波モード分散制御ステップと
を含み、
前記偏波モード分散生成ステップにおいて、前記入力信号光の直交固有偏波モード間の微分群遅延の量を当該入力信号光の波長帯域により定まる自由周波数領域に対応するように設定する自由周波数領域設定ステップを含む
を含むことを特徴とする偏波モード分散補償方法。 - 偏波面コントローラ、第1微分群遅延発生部、第1モードミキサ、第2微分群遅延発生部、第2モードミキサ及び反射鏡をこの順序に配置して構成される光路に入力信号光を入力させて、該光路を往復させることによって、偏波モード分散を等化する等化偏波モード分散を発生させ該等化偏波モード分散を前記入力信号光に付加して偏波モード分散補償光信号を生成する偏波モード分散補償方法であって、
前記入力信号光の偏波状態を任意に調整する偏波調整ステップと、
暫定等化偏波モード分散を発生させ前記入力信号光に付加して暫定偏波モード分散補償光信号を生成する偏波モード分散生成ステップと、
前記暫定偏波モード分散補償光信号の偏波モード分散の大きさを偏波モード分散補償パラメータとして数値化して出力する偏波解析ステップと、
前記偏波モード分散補償パラメータに基づいて、前記暫定偏波モード分散補償光信号の偏波モード分散の大きさが減少する方向に前記等化偏波モード分散を発生させるための偏波モード分散補償指示信号を算出して出力する演算ステップと、
前記偏波モード分散補償指示信号に基づいて、前記偏波モード分散補償光信号の偏波モード分散の値を制御して、前記偏波モード分散補償光信号を出力する等化偏波モード分散制御ステップと
を含み、
前記偏波モード分散生成ステップにおいて、前記入力信号光の直交固有偏波モード間の微分群遅延の量を当該入力信号光の波長帯域により定まる自由周波数領域に対応するように設定する自由周波数領域設定ステップを含む
を含むことを特徴とする偏波モード分散補償方法。 - 第1微分群遅延発生部、第1モードミキサ、第2微分群遅延発生部、第2モードミキサ及び反射鏡をこの順序に配置して構成される光路に偏波モード分散を含まない入力信号光を入力させて、該光路を往復させることによって、予め設定された大きさの偏波モード分散が付加され、かつ予め設定された主偏波状態のエミュレート偏波モード分散含有光信号を生成する偏波モード分散エミュレート方法であって、
暫定等化偏波モード分散を発生させ、該暫定偏波モード分散が付加された暫定偏波モード分散含有光信号を生成する偏波モード分散生成ステップと、
前記偏波モード分散含有光信号の偏波モード分散の大きさを偏波モード分散パラメータとして数値化して出力する偏波解析ステップと、
前記偏波モード分散パラメータに基づいて、前記偏波モード分散含有光信号の偏波モード分散の大きさが前記予め設定された偏波モード分散の値に近づく方向に偏波モード分散付加指示信号を出力する演算ステップと、
前記偏波モード分散付加指示信号に基づいて、前記偏波モード分散含有光信号の偏波モード分散の値を制御してエミュレート偏波モード分散含有光信号を生成するエミュレート偏波モード分散制御ステップと
前記エミュレート偏波モード分散含有光信号の偏波面を回転させて、予め設定された主偏波状態のエミュレート偏波モード分散含有光信号を出力する主偏波状態制御ステップと
を含み、
前記偏波モード分散生成ステップにおいて、前記入力信号光の直交固有偏波モード間の微分群遅延の量を当該入力信号光の波長帯域により定まる自由周波数領域に対応するように設定する自由周波数領域設定ステップを含む
を含むことを特徴とする偏波モード分散エミュレート方法。 - 偏波面コントローラ、第1微分群遅延発生部、第1モードミキサ、第2微分群遅延発生部、第2モードミキサをこの順序に配置して構成される光路に偏波モード分散を含まない入力信号光を入力させて、該光路を往復させることによって、予め設定された大きさの偏波モード分散が付加され、かつ予め設定された主偏波状態のエミュレート偏波モード分散含有光信号を生成する偏波モード分散エミュレート方法であって、
前記入力信号光の偏波状態を任意に調整する偏波調整ステップと、
暫定等化偏波モード分散を発生させ、該暫定偏波モード分散が付加された暫定偏波モード分散含有光信号を生成する偏波モード分散生成ステップと、
前記偏波モード分散含有光信号の偏波モード分散の大きさを偏波モード分散パラメータとして数値化して出力する偏波解析ステップと、
前記偏波モード分散パラメータに基づいて、前記偏波モード分散含有光信号の偏波モード分散の大きさが前記予め設定された偏波モード分散の値に近づく方向に偏波モード分散付加指示信号を出力する演算ステップと、
前記偏波モード分散付加指示信号に基づいて、前記偏波モード分散含有光信号の偏波モード分散の値を制御してエミュレート偏波モード分散含有光信号を生成するエミュレート偏波モード分散制御ステップと
前記エミュレート偏波モード分散含有光信号の偏波面を回転させて、予め設定された主偏波状態のエミュレート偏波モード分散含有光信号を出力する主偏波状態制御ステップと
を含み、
前記偏波モード分散生成ステップにおいて、前記入力信号光の直交固有偏波モード間の微分群遅延の量を当該入力信号光の波長帯域により定まる自由周波数領域に対応するように設定する自由周波数領域設定ステップを含む
を含むことを特徴とする偏波モード分散エミュレート方法。
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