CN109150318B - 一种全时空量子与激光通信系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种全时空量子与激光通信系统，通过密集波分复用器件实现n路量子信号的一级波分复用、n路经典激光信号的一级波分复用，最终通过稀疏波分复用器件实现量子信号、经典信号以及钟信号(同步光信号)的二级波分复用，解决自由空间不同信道经典激光通信和量子通信的同时快速传输问题。本发明提高了自由空间量子密钥分发过程的通信容量，实现了经典信道与量子信道复用，扩充了信道的容量，提高了传输速率，实现了全时空大容量的量子与激光通信。

Description

一种全时空量子与激光通信系统
技术领域
本发明涉及一种全天时、全方位量子与激光通信复用系统，属于量子通信与激光通信领域。
背景技术
星地、星间量子与激光通信技术是目前国际上研究的热点问题，中国的“墨子号”量子科研卫星已经成功的升空并获得卫星回传的数据，这是星地量子通信的一次重大突破，这为全球量子通信的实现奠定基础。德国马克思普朗克光学所在保证经典激光通信速率的基础上优化量子通信的性能，在Alphasat卫星的激光通信终端和地面站有望使用同一终端进行经典的激光通信和量子通信。意大利帕多瓦大学团队在2015年展示了从一个现有的卫星上反弹到地球的光子可以保持它们的量子状态，实验中通过采用角锥反光镜加金属镀膜保持光脉冲的偏振态，验证了地面站与多颗近地轨道卫星之间的偏振保持；该团队在2016年还实现了中等地球轨道卫星与地面站之间超过7000公里的单光子交换。2015年新加坡国立大学(NUS)与英国斯凯莱德大学(University of Strathclyde)发射了一个5公斤重的立方体卫星，并在轨道上制造并测量到了成对的关联光子；该团队计划2017年发射一个能产生完全纠缠的光子对的设备。日本国家信息与通信技术研究院在SOCRATES卫星上多次成功进行了与多个地面站之间的激光通信，后续将基于SOTA开展多项研发实验，其中就包括量子密钥分发的相关实验。其他还有一些国家，包括法国，西班牙，澳大利亚等，正在开展近地轨道卫星与地面之间量子密钥分发的可行性研究。
但是，目前星地之间量子通信速率太低，限制了星地量子通信的实用化进程，而波分复用技术是扩充量子与激光通信信道容量的一个重要的技术手段。波分复用技术可以更好的利用通信带宽，最大限度的提高通信速率和通信信道容量。波分复用器件(WDM)可以在不改变单路传输速率的基础上，成倍地增加通信系统的传输能力和整体系统的传输速率，可以增加系统带宽，提高光链路容量。目前已经通过波分复用技术在光纤中实现了量子密钥的快速传输以及经典信号与量子信号的波分复用。单根光纤最大的容量达到了10Gbit/s，量子密钥传输速率2.38Mb/s，传输距离70km，并且在光纤网络的QKD系统中实现了经典信号与量子信号的波分复用，详见N.Walenta,A.Burg,D.Caselunghe,et.al,A fast andversatile quantum key distribution system with hardware key distillation andwavelength multiplexing,New Journal of Physics,16,013047,2014；K.Yoshino,T.Ochi,M.Fujiwara,et.al,Maintenance-free operation of WDM quantum keydistribution system through a field fiber over 30days,OPTICS EXPRESS,21,031395,2013。但是光纤的铺设耗资高以及受地形的限制等因素，不能实现全球范围的量子通信网络。
发明内容
本发明技术要解决的问题是：克服现有技术的不足，提供一种全时空量子与激光通信系统，解决了自由空间不同信道经典激光通信和量子通信的同时快速传输问题，实现全时空量子与激光通信。
为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：一种全时空量子与激光通信系统，包括n个经典信号发射源、n个量子信号发射源、第一密集波分复用器件DWDM合束器、第二密集波分复用器件DWDM合束器、第一密集波分复用器件DWDM分束器、第二密集波分复用器件DWDM分束器、第一稀疏波分复用器件CWDM、第二稀疏波分复用器件CWDM、第一光纤放大器EDFA、第二光纤放大器EDFA、同步光信号发射端、同步光信号接收端、发射天线、接收天线9)、n个激光通信接收端以及n个量子通信接收端；
每个经典信号发射源发出一路经典信号，n个经典信号发射源发出的n路经典信号经第一密集波分复用器件DWDM合束器合束，合束后的经典信号经第一光纤放大器EDFA放大；每个量子信号发射源发出一路量子信号，n个量子信号发射源发出的n路量子信号经第二密集波分复用器件DWDM合束器合束；合束后的量子信号、放大后的经典信号以及同步光信号一起输入给第一稀疏波分复用器件CWDM进行复合，复合后的信号经发射天线发射出去，通过自由空间大气信道的传输后到达接收天线；接收天线将接收到的信号输出给第二稀疏波分复用器件CWDM，第二稀疏波分复用器件CWDM将量子信号、经典信号和同步光信号分开，经典信号通过第二光纤放大器EDFA放大后输出给第一密集波分复用器件DWDM分束器，第一密集波分复用器件DWDM分束器将放大后的经典信号分束得到n路经典信号，n路经典信号以一一对应的方式输出给n个激光通信接收端；量子信号经第二密集波分复用器件DWDM分束器分束后得到n路量子信号，n路量子信号以一一对应的方式输出给n个量子通信接收端。
还包括第一ATP系统和第二ATP系统，所述第一ATP系统用于控制发射天线的旋转，实现对输入信号的快速跟踪、捕获和扫描；第二ATP系统用于控制接收天线的旋转，实现对信号的快速跟踪、捕获和扫描。
还包括信道监测估计模块，所述信道监测估计模块位于第二稀疏波分复用器件CWDM和接收天线之间，用于采集接收天线输出的信号，与原始信号进行对比，得到信号经自由空间大气信道传输产生的偏振、相位和波前变化，并对其进行补偿，将补偿后的信号输出给第二稀疏波分复用器件CWDM。
还包括光耦合模块，所述光耦合模块位于第二稀疏波分复用器件CWDM和信道监测估计模块之间，用于将信道监测估计模块输出的信号耦合到光纤上，使其进入第二稀疏波分复用器件CWDM中。
所述每个经典信号发射源发射的经典信号基准波长为1310nm±Δλ经典，Δλ经典为第一密集波分复用器件DWDM合束器能够处理的信号最小间隔的整数倍。
所述每个量子信号发射源发射的量子信号基准波长为1550nm±Δλ量子，Δλ量子为第二密集波分复用器件DWDM合束器能够处理的信号最小间隔的整数倍。
所述每个量子信号发射源采用诱骗态量子密钥分发协议发射量子信号。
所述每个量子信号发射源发射的量子信号包括水平、竖直、正45°和负45°四种偏振态。
所述经典信号发射源采用单纵模DFB激光器实现。
本发明与现有技术相比的优点在于：
(1)本发明采用一级波分复用实现多路量子信号的复用和多路激光信号的复用，采用二级波分复用技术实现波长差200nm的量子与激光信号的波分复用，提高了自由空间量子密钥分发过程的通信容量，实现了经典信道与量子信道复用，扩充了信道的容量，提高了传输速率，实现了全时空大容量的量子与激光通信。
(2)本发明中采用量子与经典激光信号的二级波分复用，简化了发射接收天线终端的结构，使得量子通信与激光通信终端的光纤化、小型化成为可能。
附图说明
图1为本发明构成原理图；
图2为包括ATP系统、信道监测估计模块以及光耦合模块的通信系统构成图；
图3为本发明通信系统中量子信号与经典信号公用终端天线示意图；
图4为传统技术中量子信号与经典信号公用终端天线示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。
本发明在现有的技术基础上，通过研究攻关，克服现有技术不足，为星-地、星间、地-地之间量子与激光共用通信载荷提供一种全时空量子与激光通信系统，以提高自由空间量子密钥分发的通信速率以及通信容量为目标，采用波分复用(WDM)技术来提高信息的传输速率以及扩充信道的容量，促进全天时全球化量子通信的实现。通过密集波分复用器件实现n路1550nm量子信号的一级波分复用、n路1310nm经典激光信号的一级波分复用，最终通过稀疏波分复用器件实现量子信号、经典信号、以及钟信号(量子同步发光)的二级波分复用，解决自由空间不同信道经典激光通信和量子通信的同时快速传输问题。该系统不仅通过同一套光学收发系统和瞄准系统进行星地、星间量子通信，而且利用波分复用器件，简化了光学收发系统的构造，以及天线的构造，为实现小型化、轻型化量子与激光一体化载荷做准备，并为后续开展天地一体化广域量子通信网络应用研究和天地一体化广域量子通信网络系统总体方案设计奠定技术基础。
如图1所示，一种全时空量子与激光通信系统，包括n个经典信号发射源、n个量子信号发射源、第一密集波分复用器件DWDM合束器3、第二密集波分复用器件DWDM合束器4、第一密集波分复用器件DWDM分束器13、第二密集波分复用器件DWDM分束器14、第一稀疏波分复用器件CWDM 5、第二稀疏波分复用器件CWDM10、第一光纤放大器EDFA6、第二光纤放大器EDFA11、同步光信号7、发射天线8、接收天线9、n个激光通信接收端以及n个量子通信接收端，第一ATP系统和第二ATP系统。
每个经典信号发射源1发出一路经典信号(激光信号)，n个经典信号发射源发出的n路经典信号经第一密集波分复用器件DWDM合束器3合束，合束后的经典信号经第一光纤放大器EDFA6放大；每个量子信号发射源2发出一路量子信号，n个量子信号发射源发出的n路量子信号经第二密集波分复用器件DWDM合束器4合束；合束后的量子信号、放大后的经典信号以及同步光信号7一起输入给第一稀疏波分复用器件CWDM 5进行复合，复合后的信号经发射天线8发射出去，通过自由空间大气信道的传输后到达接收天线9；接收天线9将接收到的信号输出给第二稀疏波分复用器件CWDM10，第二稀疏波分复用器件CWDM10将量子信号、经典信号和同步光信号7分开，经典信号通过第二光纤放大器EDFA11放大后输出给第一密集波分复用器件DWDM分束器13，第一密集波分复用器件DWDM分束器13将放大后的经典信号分束得到n路经典信号，n路经典信号以一一对应的方式输出给n个激光通信接收端15；量子信号经第二密集波分复用器件DWDM分束器14分束后得到n路量子信号，n路量子信号以一一对应的方式输出给n个量子通信接收端16。
为了能更真实的实现星地之间的量子密钥分发，本发明在发射天线端加入了第一ATP系统，在接收天线端加入了第二ATP系统，第一ATP系统用于控制发射天线的旋转，实现对输入信号的快速跟踪、捕获和扫描；第二ATP系统用于控制接收天线的旋转，实现对信号的快速跟踪、捕获和扫描。并且第一ATP系统和第二ATP系统还包含超前瞄准功能，这样不但能保证量子信道的实时畅通，还能在一端运动的情况下都还保持量子信道的畅通。
为了提高信号传输的可靠性和准确度，可以在第二稀疏波分复用器件CWDM 10和接收天线9之间设置信道监测估计模块，用于采集接收天线9输出的信号，与原始信号进行对比，得到信号经自由空间大气信道传输产生的偏振、相位和波前变化，并其进行补偿，将补偿后的信号输出给第二稀疏波分复用器件CWDM。如图2所示。
进一步地，为了保证光信号的传输，在第二稀疏波分复用器件CWDM和信道监测估计模块之间设置光耦合模块，用于将信道监测估计模块输出的信号耦合到光纤上，使其进入第二稀疏波分复用器件CWDM中。
在量子密钥分发的过程中，量子信号发射源一级波分复用前的每路量子信号都采用诱骗态量子密钥分发协议。对光子的不同偏振态进行编码，四种不同的偏振态包括：水平/竖直偏振(用H/V表示)和正45°/负45°偏振(用+/-表示)。量子信号发射源采用三态协议随机发出光子偏振态编码的信号态、诱骗态和真空态，信号态与诱骗态的区别在于平均光子数的不同。
量子通信接收端：量子信号自由空间长距离传播后，经解复用器(第二密集波分复用器件DWDM分束器14)分出每路量子信号，通过半波片与偏振分束器分出四种不同偏振的光子。
经典信号发射源：激光器发出的光经调制器进行BPSK调制后，经第一光纤放大器EDFA 6进行放大后，利用第一密集波分复用器件DWDM合束器3进行经典信号的复用。
波分复用实现经典与量子信号的波分复用：经典信号经第一密集波分复用器件DWDM合束器3复合后，通过第一光纤放大器EDFA 6把经典信号的光功率进行总体的放大。
放大后的经典信号和量子信号以及量子同步光(钟信号)通过第一稀疏波分复用器件CWDM 5复合在一起。复合后的信号经发射天线发射出去，信号经自由空间大气信道的传输后到达光接收天线。接收天线接收到的信号进过前置光放大器放大后，再经过第二密集波分复用器件DWDM分束器14把量子信号与经典信号分开。
为了防止引入额外的量子噪声，本发明采用以下方法减小量子噪声。首先把经典信号λ1-λn由复用器复合到一起，由于各种损耗因素的存在，因此对系统信号的放大是必不可少的，利用第一光纤放大器EDFA对光信号进行放大。光纤放大器EDFA主要用作功率放大器、线路放大器以及前置放大器，其优点是输出功率高、泵浦效率高、对偏振不敏感等，缺点是放大带宽窄。经第一光纤放大器EDFA进行功率放大后的经典信号再与量子信号进行复合，目的是防止第一光纤放大器EDFA的自发辐射效应引入额外的噪声，并且第一光纤放大器EDFA的自发辐射效应所产生的噪声可以被第一稀疏波分复用器件CWDM5有效隔离。另外波分复用器件有限的隔离度会造成的信道串扰，增加量子噪声，所以波分复用器件的选取需要根据经典信号波长与量子信号的波长选取。
激光器(经典信号发射源)选择：在WDM系统中，为了保证能够输出较为稳定波长的激光，我们通常会采用单纵模DFB激光器。如果采用直接调制方式，激光器可能出现的线性调频使输出线宽增大，信道能量损失，并产生对邻近信道的串扰，而且容易引起啁啾(Chirp)噪声，传输距离受到很大限制，从而成为系统设计的主要限制。把激光的产生和调制过程分开，即用外调制就完全可避免这些害处，目前的WDM系统多采用外调制方式。在外调制情况下，由于高速电信号不直接作用于激光器，激光器处于稳定的连续工作状态，因此减少了输出激光的频率啁啾。
波分复用器件选择：WDM可分为密集波分复用(DWDM)与稀疏波分复用(CWDM)。DWDM系统中相邻波长间隔从0.2nm到1.2nm，目前C波段的DWDM的容量支持80×10Gb/s的系统，波长范围从1529.16nm到1560.61nm(频率196.05到192.10THz)；CWDM具有更宽的波长间隔，业界通行的标准相邻波长间隔为10nm到20nm。选择1550nm波段的DWDM作为波分复用器件；光波分复用器包括两个一级光波分复用器元件和一个二级光波分复用器元件，其中两个一级光波分复用器元件、二级波分复用器元件这三个元件均由现有技术中单一光波分复用器构成。
波长选择：1550nm波段的激光与光纤网络有较好的兼容性，并且1550nm波段的激光在大气中有通信窗口，激光损耗较低，分析发现1550nm波段受背景光影响较小，因此选择中心波长1550nm波段作为量子工作波长、1490nm波段作为同步光工作波长，中心波长1310nm的光作为经典激光通信的波长。
具体地，每个经典信号发射源发射的经典信号基准波长为1310nm±Δλ经典，Δλ经典为第一密集波分复用器件DWDM合束器3能够处理的信号最小间隔的整数倍。
每个量子信号发射源2发射的量子信号基准波长为1550nm±Δλ量子，Δλ量子为第二密集波分复用器件DWDM合束器4能够处理的信号最小间隔的整数倍。
本发明实现自由空间1550nm量子信号的波分复用、1310nm经典激光信号的波分复用，最终实现自由空间1550nm量子信号、1490nm同步光信号以及1310nm经典信号的波分复用，简化量子通信终端，促进全天时、全球化量子通信进程。
天线对比：图3为本发明天线组成示意图，图4为传统天线组成示意图，图3与图4对比可以看出，利用波分复用器件，可以实现量子终端与激光终端的光纤集成化，减小利用光学镜片的复杂性，简化了系统结构。
本发明利用波分复用技术实现自由空间1550nm的量子信号的波分复用、1310nm经典激光信号的波分复用，最终实现自由空间1550nm的量子信号、1490nm的量子同步信号以及1310nm经典激光信号的波分复用，简化量子通信终端，促进全天时、全球化量子通信进程。解决了自由空间不同信道经典激光通信和量子通信的同时快速传输问题；该系统不仅通过同一套光学收发系统和瞄准系统进行星地、星间量子通信，而且利用波分复用器件，简化了光学收发系统的构造，以及天线的构造，为实现小型化、轻型化量子与激光一体化载荷做准备。并为后续开展天地一体化广域量子通信网络应用研究和天地一体化广域量子通信网络系统总体方案设计奠定技术基础。
本发明未作详细描述的内容属于本领域技术人员公知常识。

Claims (9)

1.一种全时空量子与激光通信系统，其特征在于：包括n个经典信号发射源、n个量子信号发射源、第一密集波分复用器件DWDM合束器(3)、第二密集波分复用器件DWDM合束器(4)、第一密集波分复用器件DWDM分束器(13)、第二密集波分复用器件DWDM分束器(14)、第一稀疏波分复用器件CWDM(5)、第二稀疏波分复用器件CWDM(10)、第一光纤放大器EDFA(6)、第二光纤放大器EDFA(11)、同步光信号发射端(7)、同步光信号接收端(12)、发射天线(8)、接收天线(9)、n个激光通信接收端以及n个量子通信接收端；
每个经典信号发射源(1)发出一路经典信号，n个经典信号发射源发出的n路经典信号经第一密集波分复用器件DWDM合束器(3)合束，合束后的经典信号经第一光纤放大器EDFA(6)放大；每个量子信号发射源(2)发出一路量子信号，n个量子信号发射源发出的n路量子信号经第二密集波分复用器件DWDM合束器(4)合束；合束后的量子信号、放大后的经典信号以及同步光信号(7)一起输入给第一稀疏波分复用器件CWDM(5)进行复合，复合后的信号经发射天线(8)发射出去，通过自由空间大气信道的传输后到达接收天线(9)；接收天线(9)将接收到的信号输出给第二稀疏波分复用器件CWDM(10)，第二稀疏波分复用器件CWDM(10)将量子信号、经典信号和同步光信号(7)分开，经典信号通过第二光纤放大器EDFA(11)放大后输出给第一密集波分复用器件DWDM分束器(13)，第一密集波分复用器件DWDM分束器(13)将放大后的经典信号分束得到n路经典信号，n路经典信号以一一对应的方式输出给n个激光通信接收端(15)；量子信号经第二密集波分复用器件DWDM分束器(14)分束后得到n路量子信号，n路量子信号以一一对应的方式输出给n个量子通信接收端(16)。
2.根据权利要求1所述的一种全时空量子与激光通信系统，其特征在于：还包括第一ATP系统和第二ATP系统，所述第一ATP系统用于控制发射天线的旋转；第二ATP系统用于控制接收天线的旋转，实现对信号的快速跟踪、捕获和扫描。
3.根据权利要求1所述的一种全时空量子与激光通信系统，其特征在于：还包括信道监测估计模块，所述信道监测估计模块位于第二稀疏波分复用器件CWDM(10)和接收天线(9)之间，用于采集接收天线(9)输出的信号，与原始信号进行对比，得到信号经自由空间大气信道传输产生的偏振、相位和波前变化，并对其进行补偿，将补偿后的信号输出给第二稀疏波分复用器件CWDM(10)。
4.根据权利要求3所述的一种全时空量子与激光通信系统，其特征在于：还包括光耦合模块，所述光耦合模块位于第二稀疏波分复用器件CWDM(10)和信道监测估计模块之间，用于将信道监测估计模块输出的信号耦合到光纤上，使其进入第二稀疏波分复用器件CWDM(10)中。
5.根据权利要求1所述的一种全时空量子与激光通信系统，其特征在于：所述每个经典信号发射源(1)发射的经典信号基准波长为1310nm±Δλ经典，Δλ经典为第一密集波分复用器件DWDM合束器(3)能够处理的信号最小间隔的整数倍。
6.根据权利要求1所述的一种全时空量子与激光通信系统，其特征在于：所述每个量子信号发射源(2)发射的量子信号基准波长为1550nm±Δλ量子，Δλ量子为第二密集波分复用器件DWDM合束器(4)能够处理的信号最小间隔的整数倍。
7.根据权利要求1所述的一种全时空量子与激光通信系统，其特征在于：所述每个量子信号发射源(2)采用诱骗态量子密钥分发协议发射量子信号。
8.根据权利要求1所述的一种全时空量子与激光通信系统，其特征在于：所述每个量子信号发射源(2)发射的量子信号包括水平、竖直、正45°和负45°四种偏振态。
9.根据权利要求1所述的一种全时空量子与激光通信系统，其特征在于：所述经典信号发射源(1)采用单纵模DFB激光器实现。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110113108A (zh) * 2019-03-14 2019-08-09 重庆鲲量科技有限公司 一种量子通信装置
CN110658634B (zh) * 2019-08-28 2021-10-01 西安空间无线电技术研究所 连续变量偏振与轨道角动量混合纠缠的处理系统和方法
CN110456468B (zh) * 2019-09-17 2024-04-05 安徽光纤光缆传输技术研究所(中国电子科技集团公司第八研究所) 一种量子光器件空间混合集成组件
CN111970110B (zh) * 2020-08-17 2024-05-17 中国科学技术大学 量子密钥分发系统
CN115267975B (zh) * 2022-09-01 2023-06-02 耀芯电子(浙江)有限公司 一种波分复用器及波分复合处理模组
CN116170077B (zh) * 2023-04-24 2023-08-29 中国科学技术大学 量子与经典激光通信复用接收装置、系统
CN117978271B (zh) * 2024-04-02 2024-06-21 浙江大学 一种光纤通信强干扰抑制方法、系统、设备及存储介质

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1819501A (zh) * 2006-03-13 2006-08-16 哈尔滨工业大学 中继卫星与低轨道卫星间高码率通信系统
CN106788849A (zh) * 2016-12-30 2017-05-31 北京信息科学技术研究院 一种用于量子密钥分配系统中自适应光纤长度的延时补偿方法
JP2017175320A (ja) * 2016-03-23 2017-09-28 株式会社東芝 通信装置、量子鍵配送システム、量子鍵配送方法およびプログラム
CN107528639A (zh) * 2017-09-06 2017-12-29 安徽问天量子科技股份有限公司 量子光与经典光共纤传输装置及其传输方法
CN108111305A (zh) * 2017-12-29 2018-06-01 华南师范大学 多类型量子终端兼容的融合网络接入系统和方法
CN108123803A (zh) * 2018-02-14 2018-06-05 清华大学 一种量子密钥分发系统和方法
CN108259166A (zh) * 2017-12-28 2018-07-06 中南大学 基于svm处理的连续变量量子密钥分发系统及其实现方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1819501A (zh) * 2006-03-13 2006-08-16 哈尔滨工业大学 中继卫星与低轨道卫星间高码率通信系统
JP2017175320A (ja) * 2016-03-23 2017-09-28 株式会社東芝 通信装置、量子鍵配送システム、量子鍵配送方法およびプログラム
CN106788849A (zh) * 2016-12-30 2017-05-31 北京信息科学技术研究院 一种用于量子密钥分配系统中自适应光纤长度的延时补偿方法
CN107528639A (zh) * 2017-09-06 2017-12-29 安徽问天量子科技股份有限公司 量子光与经典光共纤传输装置及其传输方法
CN108259166A (zh) * 2017-12-28 2018-07-06 中南大学 基于svm处理的连续变量量子密钥分发系统及其实现方法
CN108111305A (zh) * 2017-12-29 2018-06-01 华南师范大学 多类型量子终端兼容的融合网络接入系统和方法
CN108123803A (zh) * 2018-02-14 2018-06-05 清华大学 一种量子密钥分发系统和方法

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