JPH11341153A - ディジタル加入者線伝送システム - Google Patents

ディジタル加入者線伝送システム

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JPH11341153A
JPH11341153A JP10144913A JP14491398A JPH11341153A JP H11341153 A JPH11341153 A JP H11341153A JP 10144913 A JP10144913 A JP 10144913A JP 14491398 A JP14491398 A JP 14491398A JP H11341153 A JPH11341153 A JP H11341153A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】標準方式と大きく異なることなく、標準方式を
採用するハードウェアに対して、ソフトウェアを一部変
更することでTCM Cross-talk対策を行うことが可能とな
る加入者線伝送システムを提供すること。 【解決手段】局側のＡＤＳＬ通信装置がＩＳＤＮピンポ
ンの４００Ｈｚの位相を加入者側ＡＤＳＬ通信装置に通
知し、局側／加入者側それぞれのＡＤＳＬ通信装置がそ
れぞれＮＥＸＴ、ＦＥＸＴ区間を検出できる機構を備え
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、既設の電話回線を
高速データ通信回線として利用するディジタル加入者線
伝送システムに関し、特に上記伝送システムに供される
伝送装置の変復調方式の改良に関する。近年、インター
ネット等のマルチメディア型サービスが一般家庭を含め
て社会全体へと広く普及してきており、このようなサー
ビスを利用するための経済的で信頼性の高いディジタス
加入者線伝送システムの早期提供が強く求められてい
る。
【０００２】
【従来の技術】［１］ＡＤＳＬ技術の説明 既設の電話回線を高速データ通信回線として利用する加
入者線伝送システムを提供する技術としては、ｘＤＳＬ
（Digital Subscriber Line)が知られている。ｘＤＳＬ
は電話回線を利用した伝送方式で、かつ、変復調技術の
一つである。このｘＤＳＬは、大きく分けて加入者宅
（以下、加入者側と呼ぶ。）から収容局（以下、局側と
呼ぶ）への上り伝送速度と、局側から加入者側への下り
伝送速度が対称のものと、非対称のものに分けられる。
【０００３】非対称型のｘＤＳＬにはＡＤＳＬ（Asymme
tric DSL) があり、下り伝送速度が６Ｍビット／秒程度
のＧ．ＤＭＴと１．５Ｍビット／秒程度のＧ．ｌｉｔｅ
があるが、どちらも変調方式としてＤＭＴ（Discrete M
ultiple Tone) 変調方式を採用している。 ［２］ＤＭＴ変調方式の説明 ＤＭＴ変調方式をＧ．ｌｉｔｅを例にとり、図１１を用
いて説明する。また、本説明および説明図は局から加入
者への下り方向の変復調についてのみ記す。
【０００４】まず、装置に送信データが入力されSerial
to Parallel Buffer １０に１シンボル時間（１／４ｋ
Ｈｚ）分ストアされる。ストアされたデータは送信ビッ
トマップ６０（後述）で前もって決められたキャリア当
たりの伝送ビット数毎に分割して、Encoder ２０に出力
する。Encoder ２０では入力されたビット列をそれぞれ
直交振幅変調するための信号点に変換してIFFT３０に出
力する。IFFT３０は逆高速フーリエ変換を行うことでそ
れぞれの信号点について直交振幅変調を行い、Parallel
to Serial Buffer ４０に出力する。ここで、IFFT出力
の２４０〜２５５ポイントの１６ポイントをCyclic Pre
fix としてＤＭＴシンボルの先頭に加える。Parallel t
o Serial Buffer ４０からD/A Converter ５０へ１．１
０４ＭＨｚのサンプリング周波数でアナログ信号に変換
され、メタリック回線１００を経由して加入者側に伝送
される。
【０００５】加入者側では、A/D Converter １１０によ
り、１．１０４ＭＨｚのディジタル信号に変換され、Se
rial to Parallel Buffer １２０に１ＤＭＴシンボル分
ストアされる。同BufferでCyclic Prefix が除去され、
FFT １３０に出力される。FFT １３０では高速フーリエ
変換を行い、信号点を発生（復調）する。復調した信号
点はDecoder １４０により送信ビットマップ６０と同じ
値を保持している受信ビットマップ１６０に従ってデコ
ードする。デコードしたデータはParallel toSelial Bu
ffer １５０にストアされ、ビット列として受信データ
となる。 ［３］ビットマップの詳細説明 ＤＭＴ変調方式で記したビットマップについて、図１２
を用いて、より詳細に説明する。
【０００６】局側の装置と加入者側の装置は、通信を行
うためのトレーニング時に回線の変調信号とノイズの比
（以下、Ｓ／Ｎと呼ぶ。）を測定し、各変調キャリアで
伝送するビット数を決定する。図１２に示すように、Ｓ
／Ｎが大きいキャリアでは伝送ビット数を多く割り当
て、Ｓ／Ｎが小さいところでは伝送ビット数を少なく割
り当てる。
【０００７】これにより、受信側では測定したＳ／Ｎか
ら、キャリア番号に対応した伝送ビット数を示すビット
マップが作成される。受信側ではこのビットマップをト
レーニング中に送信側に通知することで、定常のデータ
通信時に送受信側とも同じビットマップを用いて変復調
を行うことが可能となる。 ［４］ＩＳＤＮピンポン伝送からの漏話対策 ＩＳＤＮピンポン伝送からの漏話（以下、TCM Cross-ta
lkと呼ぶ。）がある場合に、ＡＤＳＬでは前述のビット
マップを２個使用することで伝送特性を向上しようとし
ていた。このビットマップを２個使用する方法を図１３
を用いて説明する。
【０００８】ＩＳＤＮピンポン伝送では、図１３に示す
４００Ｈｚに同期して、局側が４００Ｈｚの前半のサイ
クルで下りデータを送信し、加入者側は下りデータ受信
後、上りデータを送信する。このため、局側のＡＤＳＬ
では４００Ｈｚの前半のサイクルでＩＳＤＮからの近端
漏話（以下、ＮＥＸＴと呼ぶ。）の影響を受け、後半の
サイクルで加入者側ＩＳＤＮの上りデータからの遠端漏
話（以下、ＦＥＸＴと呼ぶ。）の影響を受ける。
【０００９】加入者側ＡＤＳＬでは、局側とは逆に４０
０Ｈｚの前半でＦＥＸＴの影響を受け、後半のサイクル
でＮＥＸＴの影響を受ける。局と加入者の間のメタリッ
クケーブルが長くなると、受信信号とＮＥＸＴとのＳ／
Ｎが小さくなり、場合によっては受信信号よりもＮＥＸ
Ｔのほうが大きくなる。
【００１０】この場合でもＦＥＸＴの影響はあまりない
ことから、従来はＮＥＸＴ区間受信用のビットマップ
（ＤＭＴシンボルＡ）と、ＦＥＸＴ区間受信用のビット
マップ（ＤＭＴシンボルＢ）を２個用意して、ＮＥＸＴ
区間では伝送ビット数を小さくして、Ｓ／Ｎ耐力を向上
し、ＦＥＸＴ区間で伝送ビット数を大きくして、伝送容
量を大きくする手法を採っていた。
【００１１】また、このとき、４００ＨｚのTCM Cross-
talkの周期に合わせるため、本来なら１６ポイントのCy
clic Prefix で１ＤＭＴシンボル当たり２４６μＳであ
るのに対し、Cyclic Prefix を２０ポイントとして、１
ＤＭＴシンボル当たり２５０μＳとし、TCM Cross-talk
の１周期とＤＭＴシンボル１０個分の時間を合わせてTC
M Cross-talkに同期していた。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ビットマップを使う方法では標準方式である１個のビッ
トマップを使う方法と大きく異なる。ビットマップを２
個使うことにより、トレーニングで受信側がＳ／Ｎから
求めたビットマップを送信側に通知するシーケンスを変
更しなければならず、加えて、通知時間も２倍となりト
レーニング時間の増大を招く。
【００１３】装置を作る上でもビットマップを記憶する
ためのメモリ容量が大きくなり、コスト上問題である。
また、Cyclic Prefix 長を変更することも標準方式と大
きく異なり、標準方式を採用する装置のハードウェアで
上述のTCM Cross-talk対策を行うことは不可能である。
【００１４】したがって、本発明は標準方式と大きく異
なることなく、標準方式を採用するハードウェアに対し
て、ソフトウェアを一部変更することでTCM Cross-talk
対策を行うことが可能となる加入者線伝送システムを提
供することを目的とする。また、本発明の別の目的は、
TCM Cross-talkがあるなしに依らず最適な伝送速度で通
信可能な加入者線伝送システムを提供することを目的と
する。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明は、電話回線を高
速データ通信回線としても利用するディジタル加入者線
伝送システムにおいて、局側のＡＤＳＬがＩＳＤＮピン
ポンの４００Ｈｚの位相を加入者側ＡＤＳＬに通知し、
局側／加入者側それぞれのＡＤＳＬがそれぞれＮＥＸ
Ｔ、ＦＥＸＴ区間を検出できる機構を持つことを特徴と
している。
【００１６】また、本発明では、TCM Cross-talkと受信
信号のＳ／Ｎのにより最適な伝送容量を確保する伝送方
法を決定することを特徴としている。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の実施例を説明する。図１は、初期トレーニング時に、
ＴＣＭ ４００Ｈｚに同期したＮＥＸＴ区間とＦＥＸＴ
区間を通知するシンボルを示している。この４００Ｈｚ
の通知は、局側から加入者側に対して行い、TCM Cross-
talkが少ない周波数のキャリアを選択して、４値ＱＡＭ
の信号点のうち、位相を９０°ずらした２つの信号点を
変調して伝送する。
【００１８】加入者側は初期トレーニング時、ＤＭＴシ
ンボル境界が分からないため、復調するためのＦＦＴ区
間を正しくＤＭＴシンボル区間に合わせることができな
い。このため、復調後の信号点が正しい位相（象限）に
現れないが、９０°異なる信号を用いることにより、復
調した信号点の位相は誤りがあっても、復調した２種類
の信号点が９０°の位相差を持つことによりＮＥＸＴ区
間ＦＥＸＴ区間を識別することが可能となる。
【００１９】図２は、前述の４００Ｈｚ情報を伝送する
際の、ＮＥＸＴ区間とＦＥＸＴ区間を定義している。局
側ＡＤＳＬは１度４００Ｈｚの位相を検出した後、サン
プル単位でカウントするＤＭＴシンボルカウンターとＮ
ＥＸＴ／ＦＥＸＴ区間を識別するカウンターを動作させ
ることにより、ＤＭＴシンボルを４００Ｈｚに合わせる
ことなくＤＭＴシンボルがＮＥＸＴ／ＦＥＸＴのどちら
の区間に該当するかを識別できる。
【００２０】図２では、ＮＥＸＴ区間、ＦＥＸＴ区間の
定義で、ＮＥＸＴ／ＦＥＸＴ区間を識別するカウンター
の値を定義しており、この値はＩＳＤＮ ピンポン伝送
の伝達遅延により発生するラウンドトリップディレイも
考慮する値とする。1 シンボル目のDMT シンボルが400H
z の先頭に同期している場合,n個目のシンボルが加入者
側で何れの区間となるかは次式で与えられる。
【００２１】S = (256 * (n-1)) mod 2760 としたとき if ｛ ( S < (a-256)) or (S > (a+b))｝ then FEXT区
間 if ｛ (a-256)≦ S≦ (a+b)｝ then NEXT 区間 図３は、トレーニングシーケンスの切り換えを示す信号
を送信するタイミングを示している。
【００２２】ＡＤＳＬでは、トレーニングシーケンスを
切り換えるタイミングを相手側へ通知するためにシーケ
ンス切り換えシンボルを送信することにより行ってい
る。このとき、シーケンス切り換えシンボルの先頭を受
信側が認識できないと、トレーニングを正常に行うこと
が不可能となる。このため、シーケンスの切り換えを相
手側へ確実に通知するために、受信側がＦＥＸＴ区間に
シーケンス切り換えシンボルの先頭をを受信できるよう
なタイミングで送信する。
【００２３】図３では局側から加入者側へ通知する場合
を示している。ＡＤＳＬでは、また、トレーニング中に
受信信号から各変調キャリア毎のＳ／Ｎを測定して各変
調キャリア毎に伝送するビット数を決定する。TCM Cros
s-talk環境下では、このＳ／Ｎの測定もＮＥＸＴ、ＦＥ
ＸＴの影響を考慮して、ＮＥＸＴ区間、ＦＥＸＴ区間毎
にＳ／Ｎを測定しなければならない。
【００２４】図４では、このＳ／Ｎ測定用のＮＥＸＴ区
間、ＦＥＸＴ区間を定義している。ＮＥＸＴ区間で測定
したＳ／Ｎから算出した伝送ビット数は、ＮＥＸＴ区間
で、前もって決められたビットエラーレート（以下、Ｂ
ＥＲと呼ぶ。）を保証できる値でなくてはならない。こ
のため、図４に示すように、ＮＥＸＴ区間でＳ／Ｎを測
定するＤＭＴシンボルは、そのシンボル全てがＮＥＸＴ
区間に入っているもののみを用いる。ＦＥＸＴ区間での
Ｓ／Ｎの測定も同様にそのシンボル全てがＦＥＸＴ区間
に入っているもののみを用いる。また、ＮＥＸＴ区間も
しくは、ＦＥＸＴ区間に完全に入らないＤＭＴシンボル
は、伝送ビット数を決定するための情報としては意味を
持たないため、Ｓ／Ｎ計算の対象外とする。
【００２５】1 シンボル目のDMT シンボルが受信400Hz
の先頭に同期している場合,n個目のシンボルを何れの区
間としてS/N 計算を行うかは次式で与えられる。 S = (272 * (n-1)) mod 2760としたとき if ｛ ( S < (a-272)) or (S > (a+d+e+f))｝ then FE
XT 区間(B区間用S/N 測定) if ｛ (a+d) < S < (a+d+e-272)｝ then NEXT区間 (A
区間用S/N 測定) 何れの条件も満たさない受信シンボル→ S/N測定対象外 なお, d+e+f は図2,図10のb に等しい。
【００２６】図５に加入者側ＡＤＳＬでＳ／Ｎを測定す
る形態を示す。受信データが復調器２１０に入り復調デ
ータとして各キャリア毎の信号点を出力する。また、リ
ファレンス２２０からは本来受信すべきキャリア毎の信
号点が出力される。このリファレンスからの信号点と復
調した信号点の差をＥＲＲＯＲとし各キャリア毎のＥＲ
ＲＯＲをセレクタ２６０に入力する。
【００２７】また、装置内クロック２３０を分周器２４
０で４００Ｈｚに分周して、位相判定器２５０に入力す
る。ここで、４００Ｈｚは復調器から局側で伝送された
４００Ｈｚの情報により、位相が前もって局側の４００
Ｈｚと合わされている。位相判定器２５０では入力され
た４００Ｈｚにより、受信したＤＭＴシンボルがＦＥＸ
Ｔ区間かＮＥＸＴ区間かそれ以外かを判定し、セレクタ
２６０に入力する。セレクタ２６０では、前述の入力さ
れたＥＲＲＯＲを判定器から入力された情報によりＮＥ
ＸＴ区間Ｓ／Ｎ測定器２７０もしくはＦＥＸＴ区間Ｓ／
Ｎ測定器２８０へ出力する。各Ｓ／Ｎ測定器はＥＲＲＯ
Ｒを積分してＳ／Ｎを算出して、それぞれ、各キャリア
毎に伝送ｂｉｔ数換算器２９０に出力する。伝送ｂｉｔ
数換算器２９０では、入力された各キャリア毎のＳ／Ｎ
から各キャリア毎に伝送するビット数（ビットマップ）
を算出し、ＮＥＸＴ区間用のビットマップｂ−ＮＥＸＴ
とＦＥＸＴ区間用のビットマップのｂ−ＦＥＸＴを出力
する。
【００２８】受信側ＡＤＳＬは、伝送速度を、このｂ−
ＮＥＸＴとｂ−ＦＥＸＴから算出する。つまり、ｂ−Ｆ
ＥＸＴ区間の値はＦＥＸＴ区間のみ受信可能な伝送ビッ
ト数であること、ｂ−ＮＥＸＴは全ての区間で受信可能
な伝送ビット数であることから、 伝送速度１ ＝ （ｂ−ＦＥＸＴのトータルビット数）×α×変調速度 伝送速度２ ＝ （ｂ−ＮＥＸＴのトータルビット数）×１．０×変調速度 の２つの値を求めて、大きいほうの伝送速度で通信する
ことを決める。
【００２９】ここで、ビットマップｂ−ＮＥＸＴを用い
て全区間でデータ伝送する方式を標準方式と呼び、ビッ
トマップｂ−ＦＥＸＴを用いてＦＥＸＴ区間のみ伝送す
る方法をスライディング・ウィンドウ・ビットマップ
（以下、ＳＷＢと呼ぶ。）方式と呼ぶ。ここで、標準方
式とＳＷＢ方式の伝送速度を図６のグラフに示す。
【００３０】図６ではTCM Cross-talkがある環境下で
は、標準方式は、回線が長くなるとＮＥＸＴの影響が大
きくなり、伝送容量が極端に減っていくが、ＳＷＢ方式
では、回線の距離が短い場合は伝送速度が大きくないも
のの、距離が長くなっても伝送容量が落ちないことを示
している。図７に標準方式とＳＷＢ方式の送信ビットマ
ップを示す。
【００３１】図７では、前述のｂ−ＮＥＸＴをビットマ
ップＡ、ｂ−ＦＥＸＴをビットマップＢとして送信ビッ
トマップを示している。ＳＷＢ方式では図に示すよう
に、送信側はＮＥＸＴ区間のみ、つまり受信側がＦＥＸ
Ｔ区間であるときに、伝送ビットを各キャリアに割りつ
けるようにウィンドウをスライドさせ、受信側ではＦＥ
ＸＴ区間に受信データを復調するようにウインドウをス
ライドする。
【００３２】また、ＳＷＢ方式でのスライディング・ウ
ィンドウの外側のＤＭＴシンボルの送信波形はタイミン
グ同期用のパイロット・トーンを送信することとし、そ
れ以外のキャリアは任意とする。図８にＳＷＢ方式の局
側伝送パターンを示す。ＡＤＳＬでは、ＤＭＴシンボル
６９個を１つのＳｕｐｅｒ Ｆｒａｍｅとして、６９番
目にはＳｕｐｅｒ Ｆｒａｍｅ境界を示す、ユーザーデ
ータを含まないＳｙｎｃ Ｓｙｍｂｏｌを伝送してい
る。
【００３３】ＳＷＢ方式では、このＳｕｐｅｒ Ｆｒａ
ｍｅ５個を１つの単位とし、４００Ｈｚ（２．５ｍＳ）
の整数倍に合わせて、局側と加入者側のスライディング
・ウィンドウを同期させる。また、このＳｕｐｅｒ Ｆ
ｒａｍｅ５個の境界を加入者側に送信するために、５個
あるＳｙｎｃ Ｓｙｍｂｏｌのうち、４番目のＳｙｎｃ
ＳｙｍｂｏｌをＩｎｖｅｒｓｅ Ｓｙｎｃ Ｓｙｍｂ
ｏｌとして、ＳｙｎｃＳｙｍｂｏｌの１８０°信号点を
回転したものを送信する。４番目に送信することで、加
入者側はＦＥＸＴ区間にこのＳｙｍｂｏｌを受信でき、
確実に加入者側が局のＳＷＢに同期することが可能とな
る。同様に図９にＳＷＢ方式の加入者側伝送パターンを
示す。
【００３４】加入者側の伝送パターンは前述の局側伝送
パターンと対をなしており、局側がＦＥＸＴ区間に受信
できるようにスライデイング・ウィンドウを合わせる。
また、局側と同様にＳｕｐｅｒ Ｆｒａｍｅ５個を１つ
の単位とするが、境界を局側へ通知するために、５個あ
るＳｙｎｃ Ｓｙｍｂｏｌのうち、１番目のＳｙｎｃＳ
ｙｍｂｏｌをＩｎｖｅｒｓｅ Ｓｙｎｃ Ｓｙｍｂｏｌ
として、ＳｙｎｃＳｙｍｂｏｌの１８０°信号点を回転
したものを送信する。１番目に送信することで、局側は
ＦＥＸＴ区間にこのＳｙｍｂｏｌを受信でき、局側は加
入者側が正しくＳＷＢを同期していることを検出するこ
とが可能となる。図１０は、通信状態における送信シン
ボルの雑音区間を定義している。
【００３５】通信状態ではＤＭＴシンボル内のＣｙｃｌ
ｉｃ Ｐｒｅｆｉｘを除いた部分が全てＦＥＸＴ区間に
入る場合をＦＥＸＴ区間のＤＭＴシンボルと定義し、そ
れ以外をＮＥＸＴ区間のＤＭＴシンボルとして定義して
いる。また、ここでの区間定義は前述のラウンドトリッ
プディレイを考慮し、かつシステムマージンを考慮した
値とする。
【００３６】1 シンボル目のDMT シンボルが400Hz の先
頭に同期している場合,n個目のシンボルが加入者側で何
れの区間となるかはcyclic prefix を除いたDMT シンボ
ルがNEXT区間に入るかどうかで決定されるため, 次式で
表現される。 S = (272 * (n-1)) mod 2760としたとき if ｛ ( S < (a-272)) or (S+16 > (a+b)) ｝ then FE
XT 区間 (B 区間) if ｛ ((a-272) ≦ S) and (S+16 ≦ (a+b)) ｝ then
NEXT区間 (A 区間) 図１１にスライディング・ウィンドウ外も伝送ビットを
マッピングする方法を示す。スライデイング・ウインド
ウの外側も伝送ビットを割りつける場合、図１１に示す
ようにビットマップを２個使い、ＮＥＸＴ区間受信用ビ
ットマップとＦＥＸＴ区間受信用ビットマップを使用し
て、データ伝送を行う。
【００３７】
【発明の効果】 【図面の簡単な説明】
【図１】同期信号の送信方法を示す図である。
【図２】初期トレーニング時の雑音区間通知のためのシ
ンボルパターン定義を示す図である。
【図３】シーケンス切り換えシンボルの送出タイミング
を示す図である。
【図４】S/N 測定時における受信シンボルの雑音区間定
義を示す図である。
【図５】NEXT/FEXT 区間毎にS/N を測定する形態を示す
図である。
【図６】伝送容量比較を示す図である。
【図７】標準方式/SWB方式の選択による送信ビットマッ
プを示す図である。
【図８】SWB 方式の局側伝送パターンを示す図である。
【図９】SWB 方式の加入者側伝送パターンを示す図であ
る。
【図１０】通信状態時における送信シンボルの雑音区間
定義を示す図である。
【図１１】ビットマップを2 個使用する場合のSWB 方式
を示す図である。
【図１２】DMT 変調方式による加入者伝送システムの機
能ブロックを示す図である。
【図１３】ビットマップの定義を示す図である。
【図１４】従来例を示す図である。
【図１５】DMT シンボル毎の送信パターンを示す図
【符号の説明】
２１０…復調器 ２２０…リファレンス ２６０…セレクタ ２３０…装置内クロック ２４０…分周器 ２５０…位相判定器 ２６０…セレクタ ２７０…ＮＥＸＴ区間Ｓ／Ｎ測定器 ２８０…ＦＥＸＴ区間Ｓ／Ｎ測定器 ２９０…伝送ｂｉｔ数換算器
フロントページの続き (72)発明者 村田 博康 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 (72)発明者 小泉 伸和 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 (72)発明者 佐々木 啓 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】電話回線を伝送路とするディジタル加入者
    線伝送システムにおいて、近接する前記伝送路上のピン
    ポン伝送信号の位相を示す同期信号を対向する加入者側
    通信装置へ送出する同期手段を局側通信装置に備え、対
    向する装置における前記近接する伝送路のピンポン伝送
    信号からの漏話雑音の区間分布を検出する雑音レベル検
    出手段を前記局側通信装置及び前記加入者側通信装置に
    備えたことを特徴とするディジタル加入者線伝送システ
    ム。
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