CN101951418A - 一种基于Wimax基站实现上网的方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于Wimax基站实现上网的方法和装置，所述方法包括：在Wimax基站内设置虚拟终端，利用虚拟终端建立Wimax基站与AGW间的数据通道；当R6口协议栈模块通过所述数据通道接收数据包并判断是发送给虚拟终端的数据包时，将数据包转发给Debug口协议栈模块进行目的地址的网络地址转换后发送给用户终端；当Debug口协议栈模块接收数据包并判断是发送给Internet的数据包时，进行源地址的网络地址转换后转发给R6口协议栈模块，由R6口协议栈模块通过所述数据通道发送至Internet。本发明通过在Wimax基站内设置虚拟终端，使连接Wimax基站Debug口的PC实现Modem上网。
Description
技术领域
本发明涉及通讯领域，尤其涉及一种全球可运营微波接入(Worldwide Interoperability for Microwave Access，Wimax)基站实现上网的方法和装置。
背景技术
随着Wimax技术的快速发展，Wimax基站的部署将会大量增加。
目前，一个Wimax基站通常提供有两个用于数据传输的RJ-45网络接口，其中一个RJ-45网络接口是基站和接入网关(Access Gateway，AGW)进行信令交互和数据传输的专用接口，称为R6口；另一个RJ-45网络接口是设备提供商自用接口，在目前的基站实现中，通常仅是基站版本管理、本地网页管理等的接口，功能相对单一，对运营商来说没有实用价值，称为调试用Debug口。如何有效利用Wimax基站固有的Debug口，使Debug口能够充分为运营商服务，通过开发业务为运营商带来新的业务收入，提高运营商的业务质量，从而提高用户的满意度，成为部署Wimax基站的关键问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于Wimax基站实现上网的方法和装置，通过在Wimax基站内设置虚拟终端，使与Wimax基站的Debug口相连的用户终端实现上网，解决了Debug口功能单一的问题。
根据本发明的一个方面，本发明提供的一种Wimax基站实现Modem上网的方法包括：
步骤A)在全球可运营微波接入(Wimax)基站内设置虚拟终端，利用虚拟终端建立Wimax基站与AGW间的数据通道；
步骤B)当Wimax基站的R6口协议栈模块通过所述数据通道接收数据包并判断是发送给虚拟终端的数据包时，将数据包转发给Wimax基站的Debug口协议栈模块进行目的地址的网络地址转换后发送给用户终端；
步骤C)当Wimax基站的Debug口协议栈模块接收数据包并判断是发送给Internet的数据包时，进行源地址的网络地址转换后转发给所述R6口协议栈模块，由R6口协议栈模块通过所述数据通道发送至Internet。
虚拟终端建立Wimax基站与AGW间的数据通道前，进行虚拟终端接入网络处理，具体包括如下步骤：
虚拟终端通过R6口协议栈模块与AGW依次进行基本能力协商、鉴权能力协商和登记能力协商，并依次保存基本能力协商结果、鉴权能力协商信息和登记能力协商结果；
R6口协议栈模块将虚拟终端接入网络成功的消息通知Wimax基站的Debug口协议栈模块。
所述虚拟终端建立Wimax基站与AGW间的数据通道具体为：
虚拟终端通过Wimax基站的R6口协议栈模块获得AGW发送的建立数据通道请求消息后，建立Wimax基站与AGW间的数据通道，并通过R6口协议栈模块向AGW返回建立数据通道的响应。
步骤B)中，所述R6口协议栈模块通过数据通道接收数据包后，根据所述数据包的目的地址判断其是发送给虚拟终端的数据包。
步骤B)中，所述目的地址的网络地址转换具体为：
通过所述Debug口协议栈模块将数据包的目的地址填写为用户终端的网络间互联协议(IP)地址；
所述数据包是R6口协议栈模块转发的去掉GRE头的数据包。
步骤C)中，Debug口协议栈模块接收来自用户终端的数据包，并根据数据包的目的地址判断其是发送至Internet的数据包。
步骤C)中，所述源地址的网络地址转换具体为：
通过Debug口协议栈模块将数据包的源地址填写为虚拟终端的IP地址。
所述源地址的网络地址转换后，通过所述Debug口协议栈模块将数据包转发给R6口协议栈模块，由R6口协议栈模块为数据包封装GRE头，并将GRE头的目标地址填写为AGW的IP地址，通过数据通道发送至AGW上，由AGW转发到Internet。
还包括由所述虚拟终端发起的用户终端退网处理步骤，包括：
虚拟终端通过R6口协议栈模块接收Debug口协议栈模块发送的用户终端退网请求消息后，向AGW发送删除数据通道请求消息；
虚拟终端接收AGW发送的数据通道删除响应消息后删除数据通道；
R6口协议栈模块向Debug口协议栈模块发送释放用户终端通知消息。
还包括由所述网络侧发起的用户终端退网处理步骤，包括：
网络侧AGW通过R6口协议栈模块向虚拟终端发送用户终端退网请求消息；
虚拟终端通过R6口协议栈模块向AGW发送响应所述用户终端退网请求消息的用户终端退网响应消息，以及发送用户终端数据通道删除请求消息，并在得到AGW发送的数据通道删除响应消息后删除数据通道；
R6口协议栈模块向Debug口协议栈模块发送释放用户终端通知消息。
根据本发明的另一个方面，本发明提供的一种基于Wimax基站实现上网的装置包括：
在Wimax基站内设置的虚拟终端，用于建立Wimax基站与AGW间的数据通道；
Debug口协议栈模块，用于接收R6口协议栈模块转发的发往所述虚拟终端的数据包，进行目的地址的网络地址转换，并发送给用户终端，或接收用户终端发往Internet的数据包，进行源地址的网络地址转换，并发送给R6口协议栈模块；
R6口协议栈模块，用于通过数据通道接收数据包并判断是发送给所述虚拟终端的数据包时，将数据包转发给Debug口协议栈模块，或将Debug口协议栈模块转发的经过源地址的网络地址转换后的数据包通过数据通道发送至Internet。
所述R6口协议栈模块包括：
GRE解封装单元，用于将Internet发送给虚拟终端的数据包的GRE头去掉；
GRE头封装单元，用于为Debug口协议栈模块转发的经过源地址的网络地址转换后的数据包封装GRE头。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1、本发明通过在Wimax基站内设置虚拟终端扩展Debug口的功能，使与Debug口相连的用户终端能够在没有基于Wimax协议的终端网元实体下能够直接通过Wimax基站实现Internet的访问。
2、本发明通过在Wimax基站内设置虚拟终端，使接入网络和数据传输过程不需要空口交互，提高了运营商的业务质量。
附图说明
图1是本发明实施例提供的基于Wimax基站实现上网的装置示意图；
图2是本发明实施例提供的基于Wimax基站实现上网的方法流程图；
图3是本发明实施例提供的虚拟终端接入网络的方法流程图；
图4是本发明实施例提供的虚拟终端建立数据通道的方法流程图；
图5是本发明实施例提供的虚拟终端发起的用户终端退网方法流程图；
图6是本发明实施例提供的网络侧发起的用户终端退网方法流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行详细说明，应当理解，以下所说明的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
图1显示了本发明实施例提供的基于Wimax基站实现上网的装置示意图，如图1所示，所述基于Wimax基站实现上网的装置在Wimax基站内，包括：
在Wimax基站内设置的虚拟终端13，用于提供一个能够实现用户终端上网功能的虚拟的终端IP；
Debug口协议栈模块14，用于接收R6口协议栈模块15转发的发往所述虚拟终端13的数据包，进行目的地址的网络地址转换，并发送给用户终端11，或接收用户终端11发往Internet18的数据包，进行源地址的网络地址转换，并发送给R6口协议栈模块15；所述Debug口协议栈模块14通过与用户终端11相连的Debug口12获得来自用户终端11的数据包；所述Debug口12是Wimax基站固有的网络接口，与待访问网络的用户终端11的RJ45物理接口相连；
R6口协议栈模块15，用于通过数据通道接收数据包并判断是发送给所述虚拟终端的数据包时，将数据包转发给Debug口协议栈模块14，或将Debug口协议栈模块14转发的经过源地址的网络地址转换后的数据包通过数据通道发送至Internet；所述R6口协议栈模块15与Wimax基站固有的网络接口R6口16相连，所述R6口16与连接Internet18的AGW17相连；所述数据通道是由虚拟终端13在接入网络后建立的Wimax基站与AGW17之间的数据通道；
所述R6口协议栈模块15包括：
GRE解封装单元151，用于将Internet18发送给虚拟终端13的数据包的GRE头去掉；
GRE头封装单元152，用于为Debug口协议栈模块14转发的经过源地址的网络地址转换后的数据包封装GRE头。
所述装置的工作原理如下：
下行方向，AGW17将收到的Internet18发送的下行数据包通过Wimax基站的R6口16转发到R6口协议栈模块15的GRE解封装单元151，当判断数据包的目的地址是虚拟终端13的IP地址时，即所述数据包是发往虚拟终端13的数据包，GRE解封装单元151将数据包的GRE头去掉后转发给Debug口协议栈模块14处理，Debug口协议栈模块14将数据包的目的地址转换为用户终端11的IP地址后通过Debug口12发给用户终端11。
上行方向，Debug口协议栈模块14通过Debug口12接收来自用户终端11的数据包，当判断数据包的源地址是用户终端11的IP地址时，将源地址转换为虚拟终端13的IP地址，否则不进行源地址的网络地址转换处理，将源地址进行网络地址转换后，将数据包转发给R6口协议栈模块15的GRE头封装单元15，GRE头封装单元15为数据包封装GRE头，并将GRE头的目的地址填写为AGW17的IP地址后，通过R6口16发送至AGW17上，由AGW17进一步转至Internet18。
上述AGW17用于实现Wimax基站和Internet18的交互。
图2显示了本发明实施例提供的基于Wimax基站实现上网的方法流程图，如图2所示，包括以下步骤：
步骤201：在Wimax基站内设置虚拟终端，将虚拟终端接入网络后，利用虚拟终端建立Wimax基站与AGW之间的数据通道，以供数据包的收发；
步骤202：当Wimax基站的R6口协议栈模块通过所述数据通道收到Internet发送的数据包并判断是发送给虚拟终端的数据包时，将数据包的GRE头去掉后转发给Debug口协议栈模块，由Debug口协议栈模块将数据包的目的地址填写为用户终端的IP地址后发给用户终端；
步骤203：当Wimax基站的Debug口协议栈模块收到用户终端发送的数据包并判断是发送给Internet的数据包时，Debug口协议栈模块将数据包的源地址填写为虚拟终端的IP地址后转发给R6口协议栈模块，R6口协议栈模块为数据包封装GRE头，并在GRE头后将目的地址填写为AGW的IP地址，通过数据通道发送至AGW，由AGW将数据包进一步转发至Internet。
图3显示了本发明实施例提供的虚拟终端接入网络的方法流程图，如图3所示，包括以下步骤：
步骤301：用户终端通过网线连接到Wimax基站的Debug口后，与Debug口相连的Debug口协议栈模块监测到用户终端接入，并向R6口协议栈模块发送用户终端接入请求消息User AccessNet Req；
步骤302：R6口协议栈模块将Debug口协议栈模块发送的用户终端接入请求消息User AccessNet Req转发给虚拟终端；
步骤303：虚拟终端向R6口协议栈模块发送基本能力协商请求消息MS_PreAttachment_Req；
步骤304：R6口协议栈模块将虚拟终端发送的基本能力协商请求消息MS_PreAttachment_Req转发给AGW；
步骤305：AGW收到基本能力协商请求消息MS_PreAttachment_Req后，向R6口协议栈模块发送基本能力协商应答消息MS_PreAttachment_Rsp；
步骤306：R6口协议栈模块将AGW发送的基本能力协商应答消息MS_PreAttachment_Rsp转发给虚拟终端；
步骤307：虚拟终端保存基本能力协商结果，并向R6口协议栈模块发送基本能力协商确认消息MS_PreAttachment_Ack；
步骤308：R6口协议栈模块将虚拟终端发送的基本能力协商确认消息MS_PreAttachment_Ack转发给AGW；
步骤309：虚拟终端和AGW进行鉴权能力协商，验证信息，获取并保存包含认证密钥AK和业务加密密钥TEK的鉴权能力协商信息；
步骤310：虚拟终端向R6口协议栈模块发送登记能力协商请求消息MS_Attachment_Req；
步骤311：R6口协议栈模块将虚拟终端发送的登记能力协商请求消息MS_Attachment_Req转发给AGW；
步骤312：AGW收到虚拟终端发送的登记能力协商请求消息MS_Attachment_Req后，向R6口协议栈模块发送登记能力协商应答消息MS_Attachment_Rsp；
步骤313：R6口协议栈模块将AGW发送的登记能力协商应答消息MS_Attachment_Rsp转发给虚拟终端；
步骤314：虚拟终端保存登记能力协商结果，并向R6口协议栈模块发送登记能力协商确认消息MS_Attachment_Ack；
步骤315：R6口协议栈模块将虚拟终端发送的登记能力协商确认消息MS_Attachment_Ack转发给AGW；
步骤316：R6口协议栈模块通知Debug口协议栈模块虚拟终端接入网络成功。
上述步骤303中，虚拟终端直接构造R6口消息MS_PreAttachment_Req，不需要像实体终端先发送SBC_Req空口消息；
上述步骤306中，虚拟终端收到AGW的基本能力协商响应消息MS_PreAttachment_Rsp后，直接处理基本能力协商结果，不需要发送空口请求的响应SBC_Rsp；
上述步骤309所述的虚拟终端和AGW进行鉴权能力协商，实体终端要完成此流程，还需要进行十几个空口鉴权消息RKM_Req和PKM_Rsp交互。
上述步骤313中，虚拟终端收到AGW的登记能力协商响应消息MS_Attachment_Rsp后，直接处理登记能力协商响应消息MS_Attachment_Rsp，不需要像实体终端再发送空口登记响应消息REG_Rsp。
图4显示了本发明实施例提供的虚拟终端建立数据通道的方法流程图，如图4所示，包括以下主要步骤：
步骤401：AGW向R6口协议栈模块发送建立数据通道请求消息Data_Path_Reg_Req，以建立Wimax基站与AGW之间的数据通道；
步骤402：R6口协议栈模块将AGW发送的建立数据通道请求消息Data_Path_Reg_Req转发给虚拟终端；
步骤403：虚拟终端按照通道参数建立相应的数据通道后，向R6口协议栈模块发送建立数据通道结果响应消息Data_Path_Reg_Rsp；
步骤404：R6口协议栈模块将虚拟终端发送的建立数据通道结果响应消息Data_Path_Reg_Rsp转发给AGW；
步骤405：AGW接收到建立数据通道结果响应消息Data_Path_Reg_Rsp后，向R6口协议栈模块发送建立通道结果确认消息Data_Path_Reg_Ack；
步骤406：R6口协议栈模块将建立通道结果确认消息Data_Path_Reg_Ack转发给虚拟终端，Wimax基站与AGW之间的数据通道建立完成，用户终端能够实现接收和发送数据。
虚拟终端接入网络后建立Wimax基站与AGW之间的数据通道的流程，在虚拟终端通过R6口协议栈模块接收到AGW发送的建立数据通道请求消息Data_Path_Reg_Req后，直接通过R6口协议栈模块向AGW发送建立数据通道结果响应消息Data_Path_Reg_Rsp，而不需要像实体终端建立空口业务流的包含DSA_Req、DSA_Rsp和DSA_Ack三条消息。
由图3显示的虚拟终端接入网络的方法流程和图4显示的虚拟终端建立数据通道的方法流程可知，本发明不需要像实体终端接入网络和建立数据通道时进行实体终端与接入网络之间的空口交互操作，因此，提高了业务的可靠性和数据传输的效率。
图5和图6是用户终端退网方法流程图。
图5显示了本发明实施例提供的虚拟终端发起的用户终端退网方法流程图，如图5所示，包括以下步骤：
步骤501：Debug口协议栈模块检测到用户终端发起退网请求或检测到与Debug口协议栈模块相连的Debug口失电后，向R6口协议栈模块发送用户终端退网请求消息User QuitNet Req；
步骤502：R6口协议栈模块将Debug口协议栈模块发送的用户终端退网请求消息User QuitNet Req转发给虚拟终端；
步骤503：虚拟终端收到用户终端退网请求消息User QuitNet Req后，向R6口协议栈模块发送删除数据通道请求消息Data_Path_DeReg_Req；
步骤504：R6口协议栈模块将虚拟终端发送的删除数据通道请求消息Data_Path_DeReg_Req转发给网络侧AGW，以删除Wimax基站和AGW之间的数据通道；
步骤505：AGW收到虚拟终端发送的删除数据通道请求消息Data_Path_DeReg_Req后，向R6口协议栈模块发送删除数据通道响应消息Data_Path_DeReg_Rsp；
步骤506：R6口协议栈模块将AGW发送的删除数据通道响应消息Data_Path_DeReg_Rsp转发给虚拟终端，以通知虚拟终端删除数据通道；
步骤507：虚拟终端收到删除数据通道响应消息Data_Path_DeReg_Rsp后，向R6口协议栈模块发送删除数据通道确认消息Data Path_DeReg_Ack；
步骤508：R6口协议栈模块将虚拟终端发送的删除数据通道确认消息Data_Path_DeReg_Ack转发给网络侧AGW，以通知AGW删除数据通道结果。
步骤509：R6口协议栈模块向Debug口协议栈模块发送释放用户终端通知消息User QuitNet Rsp，用户终端的网络传输中断。
图6显示了本发明实施例提供的网络侧发起的用户终端退网方法流程图，如图6所示，包括以下步骤：
步骤601：网络侧AGW在用户欠费等情况下发起退网请求，向R6口协议栈模块发送退网请求消息Session_Release_Req；
步骤602：R6口协议栈模块将网络侧AGW发送的退网请求消息Session_Release_Req转发到虚拟终端；
步骤603：虚拟终端接收到R6口协议栈模块转发的退网请求消息Session_Release_Req后，向R6口协议栈模块发送退网响应消息Session_Release_Rsp；
步骤604：R6口协议栈模块将虚拟终端发送的退网响应消息Session_Release_Rsp转发到AGW上；
步骤605：虚拟终端向R6口协议栈模块发送删除数据通道请求消息Data_Path_DeReg_Req；
步骤606：R6口协议栈模块将虚拟终端发送的删除数据通道请求消息Data_Path_DeReg_Req转发到AGW上，请求删除数据通道；
步骤607：AGW收到虚拟终端发送的删除数据通道请求消息Data_Path_DeReg_Req后，向R6口协议栈模块发送删除数据通道响应消息Data_Path_DeReg_Rsp，通知删除数据通道；
步骤608：R6口协议栈模块将网络侧AGW发送的删除数据通道响应消息Data_Path_DeReg_Rsp转发到虚拟终端；
步骤609：虚拟终端删除数据通道，并向R6口协议栈模块发送删除数据通道确认消息Data_Path_DeReg_Ack；
步骤610：R6口协议栈模块将虚拟终端发送的删除数据通道确认消息Data_Path_DeReg_Ack转发到AGW上，将数据通道删除结果通知给AGW；
步骤611：R6口协议栈模块向Debug口协议栈模块发送释放用户终端通知消息User QuitNet Notify，用户终端的网络传输中断。
综上所述，本发明通过在Wimax基站内设置虚拟终端，使连接Wimax基站Debug口的用户终端实现Modem上网，此外，网络接入和数据传输不需要空口交互，提高了业务的可靠性和数据传输的效率。
尽管上文对本发明进行了详细说明，但是本发明不限于此，本技术领域技术人员可以根据本发明的原理进行各种修改。因此，凡按照本发明原理所做的修改，都应当理解为落入本发明的保护范围。
Claims (12)
1.一种基于Wimax基站实现上网的方法，其特征在于，包括：
步骤A)在全球可运营微波接入(Wimax)基站内设置虚拟终端，利用虚拟终端建立Wimax基站与接入网关(AGW)间的数据通道；
步骤B)当Wimax基站的R6口协议栈模块通过所述数据通道接收数据包并判断是发送给虚拟终端的数据包时，将数据包转发给Wimax基站的Debug口协议栈模块进行目的地址的网络地址转换后发送给用户终端；
步骤C)当Wimax基站的Debug口协议栈模块接收数据包并判断是发送给Internet的数据包时，进行源地址的网络地址转换后转发给所述R6口协议栈模块，由R6口协议栈模块通过所述数据通道发送至Internet。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤A)中，所述虚拟终端建立Wimax基站与AGW间的数据通道具体为：
虚拟终端通过Wimax基站的R6口协议栈模块获得AGW发送的建立数据通道请求消息后，建立Wimax基站与AGW间的数据通道，并通过R6口协议栈模块向AGW返回建立数据通道的响应。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，虚拟终端建立Wimax基站与AGW间的数据通道前，进行虚拟终端接入网络处理，具体包括如下步骤：
虚拟终端通过R6口协议栈模块与AGW依次进行基本能力协商、鉴权能力协商和登记能力协商，并依次保存基本能力协商结果、鉴权能力协商信息和登记能力协商结果；
R6口协议栈模块将虚拟终端接入网络成功的消息通知Wimax基站的Debug口协议栈模块。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤B)中，所述R6口协议栈模块通过数据通道接收数据包后，根据所述数据包的目的地址判断其是发送给虚拟终端的数据包。
5.根据权利要求1或4所述的方法，其特征在于，步骤B)中，所述目的地址的网络地址转换具体为：
通过所述Debug口协议栈模块将数据包的目的地址填写为用户终端的网络间互联协议(IP)地址；
所述数据包是R6口协议栈模块转发的去掉GRE头的数据包。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤C)中，Debug口协议栈模块接收来自用户终端的数据包，并根据数据包的目的地址判断其是发送至Internet的数据包。
7.根据权利要求1或6所述的方法，其特征在于，步骤C)中，所述源地址的网络地址转换具体为：
通过Debug口协议栈模块将数据包的源地址填写为虚拟终端的IP地址。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述源地址的网络地址转换后，通过所述Debug口协议栈模块将数据包转发给基站的R6口协议栈模块，由R6口协议栈模块为数据包封装GRE头，并将GRE头的目标地址填写为AGW的IP地址，通过数据通道发送至AGW上，由AGW转发到Internet。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括由所述虚拟终端发起的用户终端退网处理步骤，包括：
虚拟终端通过R6口协议栈模块接收Debug口协议栈模块发送的用户终端退网请求消息后，向AGW发送删除数据通道请求消息；
虚拟终端接收AGW发送的删除数据通道响应消息后删除数据通道；
R6口协议栈模块向Debug口协议栈模块发送释放用户终端通知消息。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括由所述网络侧发起的用户终端退网处理步骤，包括：
网络侧AGW通过R6口协议栈模块向虚拟终端发送退网请求消息；
虚拟终端通过R6口协议栈模块向AGW发送响应所述退网请求消息的退网响应消息，以及发送删除数据通道请求消息，并在得到AGW发送的删除数据通道响应消息后删除数据通道；
R6口协议栈模块向Debug口协议栈模块发送释放用户终端通知消息。
11.一种基于Wimax基站实现上网的装置，其特征在于，包括：
在Wimax基站内设置的虚拟终端，用于建立Wimax基站与AGW间的数据通道；
Debug口协议栈模块，用于接收R6口协议栈模块转发的发往所述虚拟终端的数据包，进行目的地址的网络地址转换，并发送给用户终端，或接收用户终端发往Internet的数据包，进行源地址的网络地址转换，并发送给R6口协议栈模块；
R6口协议栈模块，用于通过数据通道接收数据包并判断是发送给所述虚拟终端的数据包时，将数据包转发给Debug口协议栈模块，或将Debug口协议栈模块转发的经过源地址的网络地址转换后的数据包通过数据通道发送至Internet。
12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述R6口协议栈模块包括：
GRE解封装单元，用于将Internet发送给虚拟终端的数据包的GRE头去掉；
GRE头封装单元，用于为Debug口协议栈模块转发的经过源地址的网络地址转换后的数据包封装GRE头。
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