JP2019176290A - 低速光通信装置および低速光通信方法 - Google Patents

Abstract

【課題】高速通信用の光モジュールを利用して低速光信号の送受信動作を可能にする低速光通信装置を提供する。【解決手段】低速光通信装置１０は、対向装置との間で送受信する光信号と電気信号の高速通信信号との間の変換を行う高速通信用の光モジュール１と、低速送信信号および低速送信クロックを生成し出力する信号処理部８と備える。装置１０は、さらに、信号処理部８からの低速通信クロックの立ち上がり部を立ち上がり検出部４が検出していない間は、光帯域信号部３からの光モジュール１用の前記高速通信信号を光モジュール１に出力し、一方、前記立ち上がり部を検出した場合は、検出した時点から前記高速通信信号の１ビット幅に相当する時間をマスク時間として、該マスク時間の間、当該高速通信信号の信号成分をマスクして、信号処理部８からの低速送信信号を光モジュール１に出力する切替部２を備える。【選択図】 図１

Description

本発明は、低速光通信装置および低速光通信方法に関し、特に高速通信用の光モジュールを利用して低速光信号の送受信動作に可能にする低速光通信装置および低速光通信方法に関する。

光通信システムは、長距離大容量の通信を実現する技術として重要性が益々増大してきている。大容量の通信は、光信号の送受信に用いられる光モジュールおよび光信号の伝送路になる光ファイバの広帯域特性を用いて実現される。高速かつ大容量の光アクセスネットワークの構築を目指す技術として、特許文献１の国際公開第２００８／０３５４１４号「通信装置および信号送信方法」等に記載の技術が知られている。この特許文献１等に記載されている技術は、低速な信号とその整数倍の速度の高速な信号とを時分割多重して同一の光回線に送信することにより、高速かつ大容量の光アクセスネットワークを構築するものである。このような高速かつ大容量の光アクセスネットワークの技術は、インターネット等に代表されるデータトラフィックの爆発的な増大にも対応することを目指している。

かかる状況を反映して、光通信システムの市場は、通信の高速化への変化が急速に進んでいる。この市場の変化に伴い、光通信装置で使われる光モジュールも高速化に対応した製品へと移行し、既存の低速光通信用の光モジュールは、生産中止や価格上昇に向かって進んでいる。

したがって、このような市場環境の中で、低速の光通信装置を開発しようとする場合、低速通信用の光モジュールを入手することが困難になってきている。また、市場に出回っている高速通信用の光モジュールを低速の光通信装置に導入しようとしても、低速の光通信装置で使われる信号処理回路の開発にさらなる投資が発生する等の理由から再開発することが困難な状況が生じている。

国際公開第２００８／０３５４１４号

前述したように、前記特許文献１等の本発明に関連する現状の技術においては、市場に出回っている高速通信用の光モジュールを利用して、低速光通信装置を開発することが困難な状況にあるという、解決するべき課題がある。

（本開示の目的）
本開示の目的は、かかる課題に鑑み、高速通信用の光モジュールを利用して低速光信号の送受信動作に可能にする低速光通信装置および低速光通信方法を提供することにある。

前述の課題を解決するため、本発明による低速光通信装置および低速光通信方法は、主に、次のような特徴的な構成を採用している。

（１）本発明による低速光通信装置は、
対向装置との間で送受信する光信号と電気信号の高速通信信号との間の変換を行う高速通信用の光モジュールと、該光モジュール用の高速通信信号を出力する光帯域信号部と、低速送信信号および低速送信クロックを生成し出力する信号処理部とを有し、
前記低速送信クロックの変化点の検出がされない間は、前記光帯域信号部が出力する前記高速通信信号を前記光モジュールに対して出力し、一方、前記低速通信クロックの変化点の検出をした場合は、前記低速通信クロックの変化点の検出時点から前記高速通信信号の１ビット幅に相当する時間をマスク時間とし、該マスク時間の間、前記光帯域信号部が出力する前記高速通信信号の信号成分をマスクし、前記信号処理部が出力する前記低速送信信号を前記光モジュールに対して出力する
ことを特徴とする。

（２）本発明による低速光通信方法は、
対向装置との間で送受信する光信号と電気信号の高速通信信号との間の変換を行う高速通信用の光モジュールと、該光モジュール用の高速通信信号を出力する光帯域信号部と、低速送信信号および低速送信クロックを生成し出力する信号処理部とを有する低速光通信装置により低速光通信を行い、
前記低速送信クロックの変化点の検出がされない間は、前記光帯域信号部が出力する前記高速通信信号を前記光モジュールに対して出力し、一方、前記低速通信クロックの変化点の検出をした場合は、前記低速通信クロックの変化点の検出時点から前記高速通信信号の１ビット幅に相当する時間をマスク時間とし、該マスク時間の間、前記光帯域信号部が出力する前記高速通信信号の信号成分をマスクし、前記信号処理部が出力する前記低速送信信号を前記光モジュールに対して出力する
ことを特徴とする。

本発明の低速光通信装置および低速光通信方法によれば、主に、既存の低速光通信装置の信号処理部等の論理回路を変更することなく、入手が容易な高速通信用の光モジュールを用いて、低速光通信装置を容易に開発することができるという効果を奏することができる。

本発明に係る低速光通信装置の内部構成の一例を示すブロック構成図である。 図１に示す低速光通信装置の信号処理部から出力される低速送信クロックと低速送信信号とに関する送信側の各信号のタイミングの一例を示すタイムチャートである。 図１に示す低速光通信装置の信号処理部に入力されてくる低速受信クロックと低速受信信号とに関する受信側の各信号のタイミングの一例を示すタイムチャートである。 本発明に係る低速光通信装置の内部構成の図１とは異なる例を示すブロック構成図である。 図４に示す低速光通信装置の信号処理部から出力される低速送信クロックと低速送信信号とに関する送信側の各信号のタイミングの一例を示すタイムチャートである。 図４に示す低速光通信装置の信号処理部に入力されてくる低速受信クロックと低速受信信号とに関する受信側の各信号のタイミングの一例を示すタイムチャートである。

以下、本発明による低速光通信装置および低速光通信方法の好適な実施形態について添付図を参照して説明する。なお、以下の各図面に付した図面参照符号は、理解を助けるための一例として各要素に便宜上付記したものであり、本発明を図示の態様に限定することを意図するものではないことは言うまでもない。

（本発明の特徴）
本発明の実施形態の説明に先立って、本発明の特徴についてその概要をまず説明する。本発明は、低速光通信装置における通信クロックの変化点のみに着目して、該変化点の情報を高速光通信の通信信号に重畳する方式を採用することを主要な特徴としている。而して、今後も高速化が進んでいく光モジュールの通信速度に左右されることなく、光モジュールを選択することが可能になり、また、低速光通信装置を開発するときの開発投資を抑制することができる。すなわち、既に運用されている低速光通信方式を用いた通信システムを再構築したり、新規に導入するときに、使用する光モジュールの選択の自由度を高めたり、既存の低速光通信方式の技術資産を活用したりすることを可能とし、低速光通信装置の開発を容易にすることができる。

つまり、本発明は、光加入者線を用いた低速光通信装置の代替開発を行う場合に好適に適用される技術であって、入手がし易い高速通信用の光モジュールと既存の低速光通信装置の信号処理部との接続を容易に行い、かつ、高速通信用の光モジュールの送受信信号は、高速通信用の光モジュールの適応周波数を使って送受信を行うことを主要な特徴としている。そして、かかる状況下において、光モジュールの適応周波数からなる高速通信信号の列を、低速通信クロックの立ち上がりまたは立ち下がりの変化点に位置する高速通信信号の列の一部をマスクすることによって、低速通信クロックの立ち上がりまたは立ち下がりの変化点の位置を、光加入者線を介して対向装置に通知し、かつ、マスクするときの論理レベルを、信号処理部からの低速送信信号の論理レベルと同じにすることにより、低速通信信号を該対向装置に転送することを、主要な特徴としている。

本発明の特徴をさらに説明すると、次の通りである。すなわち、本発明は、前述したように、光加入者線を通信路にする既存の低速光通信装置を代替開発するときなどに用いることを可能にする技術であり、現在、市場に多く流通する高速光通信用の光モジュールの使用帯域と既存の低速光通信装置に使われる光モジュールの使用帯域との相違を解決することによって、高速光通信用の光モジュールを使って既存と同等の低速光通信装置を開発することを実現している。

すなわち、光加入者線の通信路においては、高速光通信用の光モジュールの使用帯域の周波数を使った高速通信信号にて送受信を行う。そして、高速通信信号の送信側においては、低速光通信装置において用いられる低速通信クロック変化点を検出し、検出した箇所における高速通信信号の論理レベルを低速通信信号の論理レベルに固定する。一方、高速通信信号の受信側においては、高速通信信号の論理レベルが低速通信信号の論理レベルに固定されている位置を検出し、検出した位置の信号の論理レベルを読み取ることにより、低速通信信号用の低速クロックと低速通信信号とを生成する。かくのごとき技術を採用することにより、既存の低速光通信装置の信号処理部等の論理回路を変更することなく、入手が容易な高速通信用の光モジュールを用いて、低速光通信装置を容易に開発することができる。

（本発明の実施形態の構成例）
次に、本発明に係る低速光通信装置の実施形態における内部構成について、その一例を、図１を用いて詳細に説明する。図１は、本発明に係る低速光通信装置の内部構成の一例を示すブロック構成図である。本発明の一実施形態として図１に示す低速光通信装置１０は、光加入者線３０を介して、対向装置２０と接続されている。そして、低速光通信装置１０は、内部に、光モジュール１、切替部２、光帯域信号部３、立ち上がり検出部４、共振回路５、信号有無検出部６、リタイミング部７、および、信号処理部８、を少なくとも含んで構成されている。ここで、光モジュール１は、高速光通信用のモジュールを用い、信号処理部８は、既存の信号処理部と同じ回路構成のものを用いる。

図１の低速光通信装置１０において、信号処理部８は、光加入者線３０への低速送信信号を、低速送信クロックとともに生成して、出力し、光加入者線３０からの低速受信信号、低速受信クロックを受け取る。すなわち、信号処理部８は、生成した低速送信信号を切替部２に対して出力し、生成した低速送信クロックを立ち上がり検出部４に対して出力する。そして、低速受信信号をリタイミング部７から受け取り、低速受信クロックを信号有無検出部６から受け取る。

立ち上がり検出部４は、信号処理部８が生成して出力した低速送信クロックの立ち上がり部の検出を行い、その結果を、切替部２に対して出力する。なお、本実施形態においては、立ち上がり検出部４を用いるが、低速送信クロックの立ち下がり部を検出する立ち下がり検出部を採用するようにしても良い。つまり、低速送信クロックの立ち上がり部または立ち下がり部のいずれか一方の変化点を検出するものであれば良い。そして、低速送信クロックの変化点を検出した場合、該変化点を検出した時点から高速通信信号の１ビット幅に相当する時間をマスク時間として、該マスク時間の間、光帯域信号部３が出力する高速通信信号をマスクする信号を、切替部２に対して出力する。また、光帯域信号部３は、高速通信用の光モジュール１が使用することができる周波数帯域の高速通信信号（すなわち光帯域信号）を送信用の高速通信クロックとして生成して、切替部２に対して出力する。

切替部２は、立ち上がり検出部４からの検出結果として低速送信クロックの立ち上がり部を検出していない場合には、光帯域信号部３が出力した高速通信信号（すなわち光帯域信号）を光モジュール１に対して出力し、立ち上がり検出部４からの検出結果として低速送信クロックの立ち上がり部を検出していた場合には、信号処理部８が生成した低速送信信号を光モジュール１に対して出力する。

光モジュール１は、切替部２からの電気信号（光帯域信号部３が生成した高速通信信号または信号処理部８が生成した低速送信信号）を光信号に変換して、光加入者線３０を介して対向装置２０へ出力する。また、光モジュール１は、対向装置２０から光加入者線３０を介して入力されてきた光信号を受け取って、電気信号に変換して、受信信号として、共振回路５と信号有無検出部６とリタイミング部７とに対して出力する。

共振回路５は、光モジュール１から入力された受信信号を基にして共振させ、該受信信号の抜けの部分の信号成分を生成して、光モジュール１の適用周波数の光帯域信号に該当する高速通信信号として追加補正して、信号有無検出部６に対して出力する。信号有無検出部６は、光モジュール１からの受信信号と共振回路５によって受信信号の抜けの部分の信号成分を追加補正された信号（高速通信信号）との差を、低速受信クロックとして検出して、検出した該低速受信クロックを信号処理部８とリタイミング部７とに対して出力する。すなわち、信号有無検出部６は、受信信号において高速通信信号の信号成分がマスクされている部分を、高速通信信号がマスクされて低速受信信号が挿入されている受信マスク時間として検出するとともに、該検出した時点を低速受信クロックとして抽出する。リタイミング部７は、信号有無検出部６からの低速受信クロックによって、光モジュール１から入力された受信信号をリタイミングすることにより、前記受信側マスク時間における受信信号の信号レベルを有する低速受信信号として生成して、信号処理部８に対して出力する。

以上に説明したように、図１に示した低速光通信装置１０は、入手がし易い高速通信用の光モジュール１と既存の低速光通信装置の信号処理部との間の接続を容易に行うように構成されていて、高速通信信号で動作する光加入者線３０を用いた低速光通信装置の代替開発を行うことを可能にしている。

つまり、図１に示した低速光通信装置１０においては、高速通信用の光モジュール１の送受信信号は、高速通信用の光モジュール１の適応周波数を使って送受信を行う。そして、対向装置２０側に対して信号処理部８からの低速送信信号を送信する際に、対向装置２０に送信する高速通信信号（すなわち光モジュール１の適応周波数に該当する高速通信信号の列）の一部の高速通信クロック成分の信号レベルの変化をマスクして（すなわち、低速通信用の低速送信クロックの立ち上がり部に位置する高速通信信号の列の一部をマスクして）、その部分に、信号処理部８からの低速送信信号を挿入する（すなわち、信号処理部８からの低速送信信号が示すローレベルまたはハイレベルと同一レベルの信号レベルを継続した状態にする）ことによって、低速送信クロックの立ち上がり位置を、光加入者線３０を介して対向装置２０に対して通知する。かつ、マスクするときの論理レベルを、信号処理部８からの低速送信信号の論理レベルと同じにすることにより、低速送信信号そのものについても対向装置２０に対して転送する。

また、対向装置２０からの光信号を受信した光モジュール１は、前述したように、電気信号に変換して、光モジュール１の適応周波数に該当する高速通信信号列を受信信号として共振回路５、信号有無検出部６およびリタイミング部７に対して出力する。信号有無検出部６は、受け取った受信信号すなわち高速通信信号列の中から、高速通信信号無しの部分（すなわち光モジュール１の適応数周波数に該当する高速通信クロック成分の信号レベルの変化がなく、ローレベルまたはハイレベルの同一レベルの信号が、前記受信側マスク時間の間継続している部分）を検出することによって、受信信号すなわち高速通信信号列の中から低速受信クロックと低速受信信号とを抽出して、低速受信信号を処理する信号処理部８に対して出力する。

なお、本実施形態においては、光モジュール１への送信側において低速送信クロックの立ち上がり部を検出する場合について説明するが、前述したように、低速光通信装置１０に備える立ち上がり検出部４は、低速送信クロックの変化点（つまり、立ち上がり部または立ち下がり部のいずれか一方）を検出する機能を有するように構成しても構わない。

（本発明の実施形態の動作の説明）
次に、本発明の一実施形態として図１に示した低速光通信装置１０の動作の一例について、図２、図３のタイムチャートを参照して説明する。図２は、図１に示す低速光通信装置１０の信号処理部８から出力される低速送信クロックと低速送信信号とに関する送信側の各信号のタイミングの一例を示すタイムチャートであり、図３は、図１に示す低速光通信装置１０の信号処理部８に入力されてくる低速受信クロックと低速受信信号とに関する受信側の各信号のタイミングの一例を示すタイムチャートである。

なお、図２、図３に示すタイムチャートに関しては、図１に示したように、高速通信用の光モジュール１に対して既存の低速光信号装置に備えられている回路すなわち信号処理部８を接続して、低速光通信装置１０として構成している場合の動作例を示している。かかる低速光通信装置１０の構成としては、例えば、１００ＭＨｚの高速通信用の光モジュール１に対して接続する信号処理部８として例えばＩＮＳ１５００（登録商標）に接続する機能を有する低速通信信号用の信号処理部を想定しても良い。なお、ＩＮＳ１５００とは、２３本のＢチャネル（６４ｋｂｐｓ×２３データチャネル）と１本のＤチャネル（６４ｋｂｐｓ信号チャネル）とを１本の光加入者線で伝送する日本国内のＩＳＤＮ（Integrated Services Digital Network：サービス総合デジタル網）サービスを意味している。

まず、図２に示す送信側の各信号について説明する。信号処理部８は、図２に示すように、低速送信クロック２０１と該低速送信クロック２０１に同期したタイミングの低速送信信号２０４Ａ，２０４Ｂとを生成して出力している。ここで、低速送信信号２０４Ａは、ローレベル（ＬＯ）の送信信号であり、低速送信信号２０４Ｂは、ハイレベル（ＨＩ）の送信信号である。

信号処理部８が生成した低速送信クロック２０１は、立ち上がり検出部４に入力され、図２に示す時刻ｔ１において、該低速送信クロック２０１が立ち上がっている立ち上がり部が検出されると、立ち上がり検出結果として、光帯域信号２０３（高速通信信号）の１ビット幅分の間、すなわち、該光帯域信号２０３をマスクするための時間（マスク時間）だけハイレベルに設定した立ち上がり部検出信号２０２が出力される。なお、立ち上がり検出部４は、光帯域信号部３が出力した光帯域信号（すなわち高速光通信用の光モジュール１の使用帯域の周波数を使った高速通信信号）を使用して、低速送信クロック２０１の立ち上がり部を検出する。すなわち、図２に示す光帯域信号２０３の周波数を利用して、低速送信クロック２０１の立ち上がり部を検出する。そして、低速送信クロック２０１の立ち上がり部を検出すると、前述したように、光帯域信号２０３すなわち高速通信信号の１ビット幅の立ち上がり部検出信号２０２を生成して、切替部２に対して出力する。

この結果、切替部２は、立ち上がり部検出信号２０２が出力されている１ビット幅の間、光帯域信号部３が出力した光帯域信号をマスクして、信号処理部８が出力した低速送信信号を、光モジュール１に対して出力することになる。

つまり、立ち上がり部検出信号２０２が出力されている１ビット幅の間（前記マスク時間の間）、信号処理部８が出力した低速送信信号がローレベル（ＬＯ）であった場合には、図２に示すように、ローレベル（ＬＯ）の低速送信信号２０４Ａが信号処理部８から切替部２に対して入力されてくる。その結果、切替部２からは、立ち上がり部検出信号２０２が出力されている１ビット幅の間は、本来の光帯域信号２０３の信号成分がマスクされて、低速送信信号のローレベル（ＬＯ）状態が継続する送信信号２０５Ａが、光モジュール１に対して出力される。したがって、光モジュール１から光加入者線３０を介して対向装置２０に対して、立ち上がり部検出信号２０２が出力されている１ビット幅の間、低速送信信号のローレベル（ＬＯ）状態が継続する光信号が送信される。

また、立ち上がり部検出信号２０２が出力されている１ビット幅の間（前記マスク時間の間）、信号処理部８が出力した低速送信信号がハイレベル（ＨＩ）であった場合には、図２に示すように、ハイレベル（ＨＩ）の低速送信信号２０４Ｂが信号処理部８から切替部２に対して入力されてくる。その結果、切替部２からは、立ち上がり部検出信号２０２が出力されている１ビット幅の間は、本来の光帯域信号２０３の信号成分がマスクされて、低速送信信号のハイレベル（ＨＩ）状態が継続する送信信号２０５Ｂが、光モジュール１に対して出力される。したがって、光モジュール１から光加入者線３０を介して対向装置２０に対して、立ち上がり部検出信号２０２が出力されている１ビット幅の間、低速送信信号のハイレベル（ＨＩ）状態が継続する光信号が送信される。

なお、立ち上がり部検出信号２０２が出力されていない期間については、切替部２は、光帯域信号部３が出力した光帯域信号２０３を光モジュール１に対して出力する．したがって、立ち上がり部検出信号２０２が出力されている１ビット幅の間以外の期間は、高速光通信用の光モジュール１の本来の光帯域信号２０３（高速通信信号）が、光加入者線３０を介して対向装置２０に対して送信される。

以上のように、図１に示した低速光通信装置１０においては、高速通信用の光モジュール１の適応周波数を使って送受信を行っている光帯域信号２０３の高速通信信号の列のうち、低速通信用の低速送信クロックの立ち上がり部に位置する高速通信信号の列の一部（１ビット幅分）を切替部２によりマスクすることによって、低速送信クロックの立ち上がり位置を、光加入者線３０を介して対向装置２０に対して通知するとともに、切替部２においてマスクするときの論理レベルを、信号処理部８からの低速送信信号の論理レベルと同じにすることによって、信号処理部８からの低速送信信号を対向装置２０に対して転送することができる。

次に、図３に示す受信側の各信号について説明する。光モジュール１から出力されてくる受信信号は、図３に示すように、高速受信クロック（つまり、高速通信用の光モジュール１の適応周波数の光帯域信号すなわち高速通信信号）に同期したタイミングの受信信号３０１Ａ，３０１Ｂとして出力している。ただし、図２において説明したように、対向装置２０側においては、低速送信信号の立ち上がり部を検出して立ち上がり部検出信号２０２が出力されている１ビット幅の間、本来の光帯域信号の信号成分がマスクされて、低速送信信号のレベル状態が継続する光信号を送信している。

したがって、光モジュール１が出力する受信信号３０１Ａ，３０１Ｂも、図３に示すように、時刻ｔ２において、本来の光帯域信号（高速通信信号）の１ビット幅に相当する受信側マスク時間の間、本来の光帯域信号（高速通信信号）の信号成分がマスクされて、低速信号のレベル状態が継続している。ここで、受信信号３０１Ａは、ローレベル（ＬＯ）の低速信号を受信した場合の受信信号であり、受信信号３０１Ｂは、ハイレベル（ＨＩ）の低速信号を受信した場合の受信信号である。

光モジュール１が出力した受信信号３０１Ａ，３０１Ｂを受け取った共振回路５は、本来の光帯域信号(高速通信信号)の信号成分が一部マスクされた状態の受信信号３０１Ａ，３０１Ｂを共振させて、マスクされていた部分の信号成分を追加補正して、図３に示すように、本来の光帯域信号の信号成分である高速の光受信クロック信号３０２(高速通信信号)を生成して、信号有無検出部６に対して出力する。

信号有無検出部６は、共振回路５によって生成された光受信クロック信号３０２と、光モジュール１から受け取った一部マスクされた状態の受信信号３０１Ａ，３０１Ｂとを常時比較していて、時刻ｔ２において、両者に差異があることを検出すると、差異が検出されたタイミングには低速受信信号が埋め込まれていた部分と見做す。そして、信号有無検出部６は、時刻ｔ２のタイミングすなわち差異を検出した時点を低速受信クロック３０３として抽出して、リタイミング部７と信号処理部８とに対して出力する。ここで、時刻ｔ２とは、対向装置２０側において低速送信クロックの立ち上がり部を検出した時刻に相当している。

リタイミング部７は、信号有無検出部６から出力されてきた低速受信クロック３０３によって、光モジュール１からの受信信号３０１Ａ，３０１Ｂをリタイミングすることにより、該受信信号３０１Ａ，３０１Ｂに含まれている低速信号成分を抽出して、低速受信信号として出力する。図３に示すように、ローレベル（ＬＯ）の低速信号成分が含まれている受信信号３０１Ａの場合には、低速受信信号（ＬＯ）の低速受信信号３０４Ａとして出力し、ハイレベル（ＨＩ）の低速信号成分が含まれている受信信号３０１Ｂの場合には、低速受信信号（ＨＩ）の低速受信信号３０４Ｂとして出力する。出力された低速受信信号３０４Ａ，３０４Ｂは、信号処理部８に対して出力される。

以上のように、高速通信信号の受信側においては、高速通信信号の論理レベルが固定されている位置（すなわち本来の光帯域信号の信号成分が一部マスクされている位置）を検出して低速信号用の低速受信クロックを生成するとともに、検出した位置の信号の論理レベルを読み取ることによって低速通信信号を生成している。一方、高速通信信号の送信側においては、低速光通信装置において用いられる低速送信クロックの変化点を検出して、該変化点を検出したタイミングにおける高速通信信号の論理レベルを低速通信信号の論理レベルに固定する（すなわち、本来の光帯域信号の信号成分をマスクして、その代わりに、該光帯域信号に１ビット幅分継続して低速通信信号の論理レベルに固定し続ける）。かくのごとき技術を採用することにより、既存の低速光通信装置の論理回路を変更することなく、入手が容易な高速通信用の光モジュールを用いて、低速光通信装置を容易に開発することができる。

（本発明の実施形態の効果の説明）
以上説明したように、本実施形態においては、既存の低速光通信装置の信号処理部８等の論理回路を変更することなく、入手が容易な高速通信用の光モジュール１を用いて、低速光通信装置を容易に開発することができるという効果が得られる。さらに、具体的には、以下のような効果が得られる。

第１に、光モジュール１本来の光帯域信号（高速通信信号）をベースにして低速通信信号の変化点を重畳するので、低速光通信装置における低速光通信用の光モジュールを高速通信用の光モジュール１に変更することに容易に対応することができる。

第２に、低速の信号処理部８を既存の信号処理部から変更することなくそのまま使用することができる。

第３に、クロックの転送とデータの転送とを同一ビットにて転送するので、光加入者線３０上の信号使用量を削減することができる。

（本発明の他の実施形態）
次に、本発明に係る低速光通信装置の前述の実施形態とは異なる他の実施形態について説明する。本他の実施形態における低速光通信装置は、前述の低速光通信装置１０とは異なり、図４に示すように、低速光通信装置として複数個の信号処理部を備え、それぞれから出力される複数個の低速通信信号を多重化して、光モジュール１を用いて転送する構成としている。

図４は、本発明に係る低速光通信装置の内部構成の図１とは異なる例を示すブロック構成図である。図４に示す低速光通信装置１０Ａは、図１の低速光通信装置１０とは異なり、複数個の信号処理部８Ａを備えている。そして、複数個の信号処理部８Ａそれぞれからの低速送信信号を送信するために、送信側には、送信リタイミング部９Ａを追加するとともに、切替部２、立ち上がり検出部４の代わりに、それぞれ、切替部２Ａ、立ち上がり検出部４Ａを備え、また、受信側には、複数の低速受信信号を扱うことができるように、信号有無検出部６、リタイミング部７の代わりに、それぞれ、信号有無検出部６Ａ、リタイミング部７Ａを備えている。

つまり、図４に示す低速光通信装置１０Ａは、送信側においては、複数の信号処理部８Ａにより生成された低速送信信号、低速送信クロックそれぞれを多重化して光モジュール１に向かって出力し、受信側においては、光モジュール１からの受信信号に多重化されていた低速受信信号、低速受信クロックを抽出して、複数個の信号処理部８Ａそれぞれに振り分けて出力する。

まず、図４に示す低速光通信装置１０Ａの送信側の各構成要素について説明する。複数個の信号処理部８Ａ（図４は３個の信号処理部８Ａの場合を例示）それぞれは、光加入者線３０を介して対向装置２０に対して送信する低速送信信号と低速送信クロックとを生成して送信リタイミング部９Ａに対して出力する。なお、低速送信クロックは、立ち上がり検出部４に対しても出力する。ここで、低速送信クロックは、複数台の信号処理部８Ａのうちあらかじめ定めた特定信号処理部から出力すれば良い。なお、複数個の信号処理部８Ａそれぞれは、受信側の機能として、信号有無検出部６Ａが出力するそれぞれに該当する低速受信クロックと、リタイミング部７Ａが出力するそれぞれに該当する低速受信信号とを受け取る機能を有している。

光帯域信号部３は、図１の場合と同様、高速通信用の光モジュール１が使用することができる周波数帯域の高速通信信号（すなわち光帯域信号）を生成して、切替部２Ａに対して出力する。

立ち上がり検出部４Ａは、図１の立ち上がり検出部４の場合と同様、信号処理部８Ａから出力されてきた低速送信クロックの立ち上がり部の検出を行うが、図１の立ち上がり検出部４の場合とは異なり、さらに、複数個の信号処理部８Ａの個数分に応じた複数個のチャネル（ＣＨ）分の低速送信信号を挿入することができるように、高速通信信号（光帯域信号）の周波数に相当する時間間隔（すなわち１ビット幅分）ずつ離れた時間位置に、該立ち上がり部の検出時点から順次後方に向かって、低速送信信号用のチャネルとしてＣＨ１、ＣＨ２、ＣＨ３、…を確保する。そして、低速送信クロックの立ち上がり部および該立ち上がり部から順次後方に向かって確保したチャネルの位置（光帯域信号部３からの高速通信用の光帯域信号をマスクして低速送信信号を挿入するマスク時間となる位置）を示す信号を、立ち上がり部検出信号として、切替部２Ａに対して出力する。

切替部２Ａは、立ち上がり検出部４Ａからの検出結果として低速送信クロックの立ち上がり部が非検出であった場合には、図１の切替部２の場合と同様、光帯域信号部３が出力した高速通信信号（すなわち光帯域信号）を光モジュール１に対して出力する。一方、立ち上がり検出部４Ａからの検出結果として低速送信クロックの立ち上がり部を検出していた場合には、図１の切替部２の場合とは異なり、切替部２Ａは、複数の信号処理部８Ａそれぞれが生成した低速送信信号を、立ち上がり検出部４Ａから出力された立ち上がり部検出信号が示す各チャネル位置（すなわち立ち上がり部検出時点から後方に向かって確保された複数個のチャネル位置）それぞれに多重化する形で取り込んで光モジュール１に対して出力する。

すなわち、切替部２Ａは、立ち上がり検出部４Ａから出力された立ち上がり部検出信号により複数個の信号処理部８Ａの個数分に応じて確保されたチャネル位置（図４の場合は、３個の信号処理部８Ａそれぞれからの低速送信信号の場合であり、ＣＨ１、ＣＨ２、ＣＨ３の３個のチャネル位置）においては、光帯域信号部３が出力した高速通信信号（すなわち光帯域信号）をマスクする。そして、送信リタイミング部９Ａからリタイミングされて出力されてくる複数個の低速送信信号を、順次、高速通信信号をマスクして確保されたチャネルのうち該当するチャネル位置（ＣＨ１、ＣＨ２、ＣＨ３それぞれの位置）に挿入した形に多重化して光モジュール１に対して出力する。

送信リタイミング部９Ａは、信号処理部８Ａからの低速送信クロック（先頭のチャネル位置に挿入する低速送信信号を出力するようにあらかじめ定めた特定信号処理部８Ａから出力される低速送信クロック）に基づいて、複数個の信号処理部８Ａそれぞれから送付されてきた低速送信信号を位相合わせするようにリタイミングして、切替部２Ａに対して出力する。

図５は、図４に示す低速光通信装置１０Ａの信号処理部８Ａから出力される低速送信クロックと低速送信信号とに関する送信側の各信号のタイミングの一例を示すタイムチャートであり、前述したように、３個の信号処理部８Ａそれぞれから出力される３個の低速送信信号の場合を例にして示している。

複数個の信号処理部８Ａうち、あらかじめ定めた特定信号処理部８Ａは、図５に示すように、低速送信クロック２０１を生成して出力するとともに、複数個の信号処理部８Ａそれぞれから出力される低速送信信号が送信リタイミング部９Ａによって該低速送信クロック２０１に同期したタイミングにリタイミングされて第１低速送信信号２０４１、第２低速送信信号２０４２、第３低速送信信号２０４３として出力される。ここで、第１低速送信信号２０４１、第２低速送信信号２０４２、第３低速送信信号２０４３それぞれは、立ち上がり検出部４Ａから出力された立ち上がり部検出信号によって確保されたチャネルのＣＨ１、ＣＨ２、ＣＨ３に重畳される信号である。

立ち上がり検出部４Ａは、信号処理部８Ａからの低速送信クロック２０１が立ち上がっている立ち上がり部を時刻ｔ３にて検出すると、立ち上がり検出結果として、当該特定信号処理部８Ａからの低速送信信号である第１低速送信信号２０４１用のＣＨ１のチャネル位置を示す信号の他に、他の信号処理部８Ａからの低速送信信号用のＣＨ２、ＣＨ３それぞれのチャネル位置を示す信号を含む立ち上がり部検出信号２０２Ａを生成して、切替部２Ａに対して出力する。

つまり、低速送信クロック２０１の立ち上がり部の検出結果に該当するＣＨ１用の信号を基準にして、高速通信信号（光帯域信号）の周波数に相当する時間間隔（すなわち１ビット幅分）ずつ順次後方に離れた時間位置に、他の信号処理部８Ａからの低速送信信号すなわち第２低速送信信号２０４２用のＣＨ２および第３低速送信信号２０４２用のＣＨ３の信号がさらに生成されて、立ち上がり部検出信号２０２Ａとして切替部２Ａに出力される。なお、立ち上がり検出部４Ａに関しても、前述した図１の立ち上がり検出部４の場合と同様に、低速送信クロック２０１の立ち上がり部を検出する代わりに、低速送信クロック２０１の立ち下がり部を検出するようにしても良い。すなわち、立ち上がり検出部４Ａは、低速送信クロック２０１の変化点（立ち上がり部または立ち下がり部のいずれか一方）を検出する機能を有していれば良い。

切替部２Ａは、立ち上がり検出部４Ａからの検出結果が低速送信クロックの立ち上がり部を検出していない場合には、図１に示した切替部２の場合と同様に、光帯域信号部３が出力した光帯域信号２０３（すなわち高速通信信号）を送信信号２０５として光モジュール１に対して出力する。

一方、立ち上がり検出部４Ａからの検出結果が低速送信クロックの立ち上がり部を検出した場合には、切替部２Ａからは、図１に示した切替部２の場合とは異なり、立ち上がり部検出信号２０２ＡのＣＨ１，ＣＨ２，ＣＨ３の各信号部分が出力されている１ビット幅の間は、本来の光帯域信号２０３の信号成分がマスクされて、複数個の信号処理部８Ａそれぞれからの低速送信信号を多重化した送信信号２０５を生成して、光モジュール１に対して出力する。

すなわち、複数個の信号処理部８Ａのうち、低速送信クロック２０１を立ち上がり検出部４Ａに対して出力している特定信号処理部からの第１低速送信信号２０４１については、立ち上がり部検出時点に相当するチャネル位置のＣＨ１の時間位置に多重化し、該特定信号処理部以外の他の信号処理部８Ａからの第２低速送信信号２０４２、第３低速送信信号２０４３それぞれについては、ＣＨ１の時間位置を基準にして１ビット幅ずつ後方のチャネル位置のＣＨ２、ＣＨ３それぞれの時間位置に多重化した送信信号２０５を生成して、光モジュール１に対して出力する。なお、前述したように、ＣＨ１、ＣＨ２、ＣＨ３それぞれの時間幅は、高速通信信号（すなわち光帯域信号部３が生成した光帯域信号）の１ビット幅に相当している。

光モジュール１は、切替部２Ａから送信信号２０５として出力されてくる電気信号を光信号に変換して、光加入者線３０を介して対向装置２０に対して送信する。

次に、図４に示す低速光通信装置１０Ａの受信側の各構成要素について説明する。対向装置２０から光加入者線３０を介して送信されてきた光信号は、光モジュール１に入力され、図１の場合と同様、光モジュール１において電気信号に変換された後に、受信信号として、共振回路５と信号有無検出部６Ａとリタイミング部７Ａとのそれぞれに対して出力される。なお、対向装置２０側に複数個の信号処理部８Ａが備えられていた場合には、該受信信号には、図５において説明したように、複数個のチャネル位置例えばＣＨ１,ＣＨ２，ＣＨ３の３つのチャネル位置に、それぞれの信号処理部８Ａが送信した低速送信信号が含まれている。

共振回路５は、図１の場合と同様、光モジュール１から入力された受信信号を基に共振させ、該受信信号の抜けの部分の信号成分を追加補正して、光受信クロック信号として信号有無検出部６Ａに対して出力する。信号有無検出部６Ａは、光モジュール１からの受信信号と共振回路５からの光受信クリック信号との差の位置を、低速受信クロックの変化点の位置として検出して、検出した該低速受信クロックを信号処理部８とリタイミング部７とに対して出力する。ここで、信号有無検出部６Ａは、図１の信号有無検出部６の場合とは異なり、該受信信号の複数個のチャネル位置例えばＣＨ１,ＣＨ２，ＣＨ３の３つのチャネル位置において、共振回路５によって追加補正された信号との差を検出するので、複数個のチャネル位置例えばＣＨ１,ＣＨ２，ＣＨ３の３つのチャネル位置それぞれの時間位置において低速受信クロックを検出して、検出したそれぞれの低速受信クロックをリタイミング部７に対して出力するとともに、該当する信号処理部８Ａそれぞれに対して出力する。

リタイミング部７Ａは、信号有無検出部６Ａからのそれぞれの低速受信クロックによって、光モジュール１から入力された受信信号のうち該当する受信信号をリタイミングすることにより、該当する信号処理部８Ａそれぞれに出力する低速受信信号に変換して、該当する信号処理部８Ａに対してそれぞれ出力する。

図６は、図４に示す低速光通信装置１０Ａの信号処理部８Ａに入力されてくる低速受信クロックと低速受信信号とに関する受信側の各信号のタイミングの一例を示すタイムチャートであり、送信側の説明において前述したように、３個の信号処理部８Ａそれぞれに対して入力される３個の低速送信信号の場合を例にして示している。

光モジュール１から出力されてくる受信信号は、図６に示すように、高速受信クロック（すなわち高速通信用の光モジュール１の適応周波数のクロック）に同期したタイミングの受信信号３０１として出力している。ただし、図５において説明したように、対向装置２０側においては、低速送信信号の立ち上がり部を検出して立ち上がり部検出信号２０２ＡとしてＣＨ１，ＣＨ２，ＣＨ３の３個のチャネル位置の各１ビット幅の間（すなわち受信側マスク時間の間）は、本来の光帯域信号の信号成分がマスクされて、３個の各信号処理部８Ａから出力された低速送信信号のレベル状態が継続する光信号を送信している。

したがって、光モジュール１が出力する受信信号３０１も、図６に示すように、共振回路５から出力された光受信クロック信号３０２との差異が検出される時刻ｔ４の時点に該当するＣＨ１のチャネル位置、さらに、該ＣＨ１のチャネル位置の１ビット幅ずつ後方に位置するＣＨ２，ＣＨ３の各チャネル位置において、本来の光帯域信号（高速通信信号）の信号成分がマスクされて、低速信号のレベル状態が１ビット幅で継続している。

なお、光モジュール１が出力した受信信号３０１を受け取った共振回路５は、本来の光帯域信号の信号成分が一部マスクされた状態の受信信号３０１を共振させて、マスクされていた部分の信号成分を追加補正して、図６に示すように、本来の光帯域信号の信号成分である高速の光受信クロック信号３０２を生成して、信号有無検出部６に対して出力する。

信号有無検出部６Ａは、共振回路５によって生成した光受信クロック信号３０２と、光モジュール１から受け取った一部マスクされた状態の受信信号３０１とを常時比較していて、時刻ｔ４および時刻ｔ４から１ビット幅ずつ後方の２つの時点のそれぞれにおいて、両者に差異があることを検出すると、差異が検出された３つのタイミングには複数個の信号処理部８Ａそれぞれからの低速受信信号が埋め込まれていた部分と見做す。そして、信号有無検出部６Ａは、時刻ｔ４および時刻ｔ４から１ビット幅ずつ後方の２つの時点のそれぞれのタイミングを、第１低速受信クロック３０３１、第２低速受信クロック３０３２、第３低速受信クロック３０３３として、リタイミング部７Ａと信号処理部８とに対して出力する。ここで、第１低速受信クロック３０３１、第２低速受信クロック３０３２、第３低速受信クロック３０３３のそれぞれは、ＣＨ１，ＣＨ２，ＣＨ３のチャネル位置に相当するタイミングであり、また、時刻ｔ４とは、対向装置２０側において低速送信クロックの立ち上がり部を検出した時刻に相当している。

リタイミング部７Ａは、信号有無検出部６Ａから出力されてきた第１低速受信クロック３０３１、第２低速受信クロック３０３２、第３低速受信クロック３０３３それぞれによって、光モジュール１からの受信信号３０１をリタイミングすることにより、該受信信号３０１に含まれている低速信号成分の信号レベル（論理レベル）を抽出して、第１低速受信信号３０４１、第２低速受信信号３０４２、第３低速受信信号３０４３のそれぞれに変換する。変換された第１低速受信信号３０４１、第２低速受信信号３０４２、第３低速受信信号３０４３のそれぞれは、複数個の信号処理部８Ａのうちそれぞれに該当する信号処理部８Ａに対して出力される。

以上、本発明の好適な実施形態の構成を説明した。しかし、かかる実施形態は、本発明の単なる例示に過ぎず、何ら本発明を限定するものではないことに留意されたい。本発明の要旨を逸脱することなく、特定用途に応じて種々の変形変更が可能であることが、当業者には容易に理解できよう。

１ 光モジュール
２ 切替部
２Ａ 切替部
３ 光帯域信号部
４ 立ち上がり検出部
４Ａ 立ち上がり検出部
５ 共振回路
６ 信号有無検出部
６Ａ 信号有無検出部
７ リタイミング部
７Ａ リタイミング部
８ 信号処理部
８Ａ 信号処理部
９Ａ 送信リタイミング部
１０ 低速光通信装置
１０Ａ 低速光通信装置
２０ 対向装置
３０ 光加入者線
２０１ 低速送信クロック
２０２ 立ち上がり部検出信号
２０２Ａ 立ち上がり部検出信号
２０３ 光帯域信号（高速通信信号）
２０４Ａ 低速送信信号（ＬＯ）
２０４Ｂ 低速送信信号（ＨＩ）
２０５ 送信信号
２０５Ａ 送信信号
２０５Ｂ 送信信号
３０１ 受信信号
３０１Ａ 受信信号
３０１Ｂ 受信信号
３０２ 光受信クロック信号
３０３ 低速受信クロック
３０４Ａ 低速受信信号（ＬＯ）
３０４Ｂ 低速受信信号（ＨＩ）
２０４１ 第１低速送信信号（ＣＨ１）
２０４２ 第２低速送信信号（ＣＨ２）
２０４３ 第３低速送信信号（ＣＨ３）
３０３１ 第１低速受信クロック（ＣＨ１）
３０３２ 第２低速受信クロック（ＣＨ２）
３０３３ 第３低速受信クロック（ＣＨ３）
３０４１ 第１低速受信信号（ＣＨ１）
３０４２ 第２低速受信信号（ＣＨ２）
３０４３ 第３低速受信信号（ＣＨ３）

Claims (8)

1. 対向装置との間で送受信する光信号と電気信号の高速通信信号との間の変換を行う高速通信用の光モジュールと、該光モジュール用の高速通信信号を出力する光帯域信号部と、低速送信信号および低速送信クロックを生成し出力する信号処理部とを有し、
   前記低速送信クロックの変化点の検出がされない間は、前記光帯域信号部が出力する前記高速通信信号を前記光モジュールに対して出力し、一方、前記低速通信クロックの変化点の検出をした場合は、前記低速通信クロックの変化点の検出時点から前記高速通信信号の１ビット幅に相当する時間をマスク時間とし、該マスク時間の間、前記光帯域信号部が出力する前記高速通信信号の信号成分をマスクし、前記信号処理部が出力する前記低速送信信号を前記光モジュールに対して出力する
   ことを特徴とする低速光通信装置。
2. 前記対向装置からの光信号を前記光モジュールが電気信号に変換した高速通信用の受信信号と、該受信信号を共振させて生成した高速通信信号との比較結果に基づいて、前記受信信号に前記高速通信信号の信号成分がマスクされていることの検出をした場合、該検出時点を低速受信クロックとして抽出するとともに、該検出時点から１ビット幅分の時間を受信側マスク時間として設定し、
   抽出した前記低速受信クロックに基づいて、前記光モジュールが出力した前記受信信号をリタイミングすることにより、前記受信側マスク時間における前記受信信号の信号レベルを有する低速受信信号を生成し、前記信号処理部に対して出力する
   ことを特徴とする請求項１に記載の低速光通信装置。
3. 前記信号処理部を複数個有し、
   複数個の前記信号処理部のうちあらかじめ定めた特定信号処理部から出力される前記低速通信クロックの変化点を検出した場合、前記マスク時間の間を、前記特定信号処理部が出力する前記低速通信信号用のチャネルとして割り当て、
   かつ、該マスク時間を基準にして前記高速通信信号の１ビット幅に相当する時間ずつ後方に順次移動したそれぞれの時間位置に、前記光帯域信号手段が出力する前記高速通信信号をマスクする前記マスク時間をさらに確保して、前記特定の信号処理部以外の他の信号処理部それぞれが出力する前記低速通信信号用のチャネルとして割り当てて、
   割り当てた各前記チャネルに、各前記信号処理部それぞれが出力する前記低速通信信号を多重化して、前記光モジュールに対して出力する
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の低速光通信装置。
4. 前記信号処理部を複数個有し、
   前記光モジュールが出力した前記受信信号と、該受信信号を共振させて生成した高速通信信号との比較の結果、前記受信側マスク時間が前記高速通信信号の１ビット幅に相当する時間間隔で複数個存在していることを検出した場合、検出したそれぞれの時点を複数個の前記信号処理部それぞれの低速受信クロックとして抽出するとともに、検出したそれぞれの時点から１ビット幅分の時間を複数個の前記信号処理部それぞれの受信側マスク時間として設定し、
   抽出した複数個の前記低速受信クロックそれぞれに基づいて、前記光モジュールが出力した前記受信信号をリタイミングすることにより、前記受信側マスク時間それぞれにおける前記受信信号の信号レベルを有する低速受信信号を生成し、それぞれに該当する前記信号処理部に対して出力する
   ことを特徴とする請求項２に記載の低速光通信装置。
5. 対向装置との間で送受信する光信号と電気信号の高速通信信号との間の変換を行う高速通信用の光モジュールと、該光モジュール用の高速通信信号を出力する光帯域信号部と、低速送信信号および低速送信クロックを生成し出力する信号処理部とを有する低速光通信装置により低速光通信を行い、
   前記低速送信クロックの変化点の検出がされない間は、前記光帯域信号部が出力する前記高速通信信号を前記光モジュールに対して出力し、一方、前記低速通信クロックの変化点の検出をした場合は、前記低速通信クロックの変化点の検出時点から前記高速通信信号の１ビット幅に相当する時間をマスク時間とし、該マスク時間の間、前記光帯域信号部が出力する前記高速通信信号の信号成分をマスクし、前記信号処理部が出力する前記低速送信信号を前記光モジュールに対して出力する
   ことを特徴とする低速光通信方法。
6. 前記対向装置からの光信号を前記光モジュールが電気信号に変換した高速通信用の受信信号と、該受信信号を共振させて生成した高速通信信号との比較結果に基づいて、前記受信信号に前記高速通信信号の信号成分がマスクされていることの検出をした場合、該検出時点を低速受信クロックとして抽出するとともに、該検出時点から１ビット幅分の時間を受信側マスク時間として設定し、
   抽出した前記低速受信クロックに基づいて、前記光モジュールが出力した前記受信信号をリタイミングすることにより、前記受信側マスク時間における前記受信信号の信号レベルを有する低速受信信号を生成し、前記信号処理部に対して出力する
   ことを特徴とする請求項５に記載の低速光通信方法。
7. 前記信号処理部を複数個有するときは、
   複数個の前記信号処理部のうちあらかじめ定めた特定信号処理部から出力される前記低速通信クロックの変化点を検出した場合、前記マスク時間の間を、前記特定信号処理部が出力する前記低速通信信号用のチャネルとして割り当て、
   かつ、該マスク時間を基準にして前記高速通信信号の１ビット幅に相当する時間ずつ後方に順次移動したそれぞれの時間位置に、前記光帯域信号手段が出力する前記高速通信信号をマスクする前記マスク時間をさらに確保して、前記特定の信号処理部以外の他の信号処理部それぞれが出力する前記低速通信信号用のチャネルとして割り当てて、
   割り当てた各前記チャネルに、各前記信号処理部それぞれが出力する前記低速通信信号を多重化して、前記光モジュールに対して出力する
   ことを特徴とする請求項５または６に記載の低速光通信方法。
8. 前記信号処理部を複数個有するときは、
   前記光モジュールが出力した前記受信信号と、該受信信号を共振させて生成した高速通信信号との比較の結果、前記受信側マスク時間が前記高速通信信号の１ビット幅に相当する時間間隔で複数個存在していることを検出した場合、検出したそれぞれの時点を複数個の前記信号処理部それぞれの低速受信クロックとして抽出するとともに、検出したそれぞれの時点から１ビット幅分の時間を複数個の前記信号処理部それぞれの受信側マスク時間として設定し、
   抽出した複数個の前記低速受信クロックそれぞれに基づいて、前記光モジュールが出力した前記受信信号をリタイミングすることにより、前記受信側マスク時間それぞれにおける前記受信信号の信号レベルを有する低速受信信号を生成し、それぞれに該当する前記信号処理部に対して出力する
   ことを特徴とする請求項６に記載の低速光通信方法。

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