CN1293853A - 自动pbx检测的系统和方法 - Google Patents
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Abstract
在包括连接在中央局(14)和一个或多个终端(16)之间的PBX(12)的电话网络中,其中将计算机电话接口(30)连接到PBX(12)和在交换台上的系统(166),接口(3)感测PBX(12)的类型,以确定所用到的PBX(12)的类型。操作参数包括检测对于各PBX系统(12)的直流功率电平(图3)。该自动系统允许计算机电话接口(30)确定用到哪个PBX设备(12),并根据感测条件自动配置它本身,而不需要任何用户输入。
Description
发明背景
本发明涉及电话系统的技术领域,特别是涉及感测、检测和识别电话PBX的新颖的经改进的方法和系统。
在基本PBX(专用小交换机)结构中,在中央局交换机和各电话站之间连接PBX。在计算机/电话集成中,将计算机连接到一根用户线(station line)上以仿真电话终端控制由PBX通过计算机接口提供的大多数特征的最后结果。为了使计算机/电话接口能自身配置(configuration itself)以满足PBX的特征,它必须能够确定连接到哪种PBX。因此,这已通过人工配置或对于每种PBX的不同硬件模块来完成。这些方法却要求人工干预或发明各种模块。
因此,非常需要一种自动感测、检测和识别电话PBX的系统和方法,它不要求人工干预或发明各硬件模块。结果,在计算机/电话集成中,在PBX集成平台之间所需的修正最好包括软件和固件,而不是硬件。此外,这允许提供简化的用户接口,它使客户需要知道的现有技术知识量减为最小,并通过系统的自身配置将从设置到全操作(full operation)的时间减小到客户需要。
本发明在包括连接在中央/公共局(public office)交换机和一个或多个终端之间的PBX的电话系统中,设置可与计算机电话接口可操作相联并响应于PBX的操作特性进行感测、检测和识别连接到计算机电话接口的PBX的类型的装置,其中在上述电话系统中将计算机电话接口连接到PBX。所用到的操作特性是对于各种PBX的DC功率电平。本发明自动感测,检测及识别连接到计算机电话接口的PBX类型。该步骤的自动化简化了用户接口,通过向计算机电话接口提供可用来配置它本身并以所需模式操作的信息,而不需要任何用户输入。
结合附图,通过详细描述,本发明的上述和附加优点和特征将显而易见,其中:
附图简述
图1是示出基本PBX配置的图示;
图2是示出基本PBX和计算机电话接口配置的图示;
图3是表示在PBX和电话站之间的数字信号和功率传输的波形的示图;
图4是示出本发明的方法的流程图;
图5是示出本发明的系统的方框图;
图6是在图5的系统中的线路调节电路的示意图;和
图7是进一步示出本发明的系统的方框图。
示例实施例的详细描述
在如图1所示的基本数字PBX结构,PBX12位于中央/公共局(CO)交换机14和各用户之间,在图1中将两个用户分别标为16和18。交换机中继线20把中央局14连接到PBX12,而且可包括几种通信协议和/或方法中的一种。每根用户线22和24是在PBX12分别和各用户电话(station telephone)16和18之间的通信线。每根用户线还可运用多种通信方法中的一种。
由于PBX12位于在中央局14和电话16,18之间,所以它可在两者之间实现电力和信令隔离。由此,在PBX12和中央局14之间的通信标准以及在电话16,18和PBX12之间的通信标准不必相同。PBX12执行了它们之间的“转换”。在中央局14和其他方面之间的通信协议通常是开放式标准。另一方面,用户16,18到PBX12通信协议一直都是专用协议。在PBX12和用户电话16,18之间用到的一种基本的通信方法是数字信令通信,而且它也是本说明针对的方法。
在计算机/电话接口中,把计算机连接到一根用户线上以仿真电话终端控制由PBX通过计算机接口提供的大多数特征的最后结果。如图2所示,计算机30连接到用户线32。计算机/电话接口“打开”PBX的专用信令协议。通过仿真电话终端,可以使PBX12’误认为是连接到其中之一。一旦这样做,就可能控制由PBX12’通过计算机接口30提供的大多数特征。如图2所示的计算机/电话接口是可从Voice Technologies Group of Buffalo,纽约,购得的一种。
在PBX和电话站之间用到的传输方法必定会面临两个特征。第一,它必须能够将电力从PBX传递到电话用于基本操作,第二它必须能够发送和接收至和自电话的信号。通常,以直流电的方式传递功率。发送和接收信号是以不同形式发送的数字信号(根据PBX),但是通常它们以编码模拟波(交流电)的形式,这很容易被转换回到它的原始数字形式。由于功率和信令在相同的用户线上传播,所以这可以通过将如图3中标为34的AC信号加到DC信号36以提供如图3中标为38的AC+DC信号来做到。通过相同的方法,当添加这两个截然不同的传输线特征,可以从一个中提取另一个,并再次以电源和信号的形式结束。在传输线的两端(在PBX端和终端)可进行这两项操作,添加和提取。
为了根据本发明感测、检测和识别哪个PBX已连接到计算机/电话接口,需要知道功率传输和数字通信协议的特征。已发现在PBX之间的几个不同之处。虽然在各种产品和模型之间的主要差异在于信令协议和编码方法,但是还发现在各种PBX之间用到的直流电平不同。表1表示关于根据本发明确定的那些直流电平的信息:
表1PBX/KSU模型 DC直流电(Vdc) RJ45的线路 RJ11的线路ROLM 48 4,5 2,3NORTEL M-1 28 4,5 2,3NORTEL Norstar 1.3-23 4,5 2,3Lucent(AT&T) 48 1,3 无效
于是,对于ROLM PBX或密钥系统单元,在从PBX/KSU到电话站或计算机电话接口的线路上的是48伏直流电。当用到RJ445连接器时,在来自PBX/KSU的线路号4和5上呈现该电压,而且当用到RJ11连接器时,在线路号2和3上呈现该电压。利用NORTEL Norstar PBX/KSU,电压根据在PBX/KSU和电话终端之间的距离而在13-23伏直流电压的较宽范围内变化。
运用如表1所示的信息,根据本发明推导出的感测检测和识别算法,并如图4所示。为了执行如图4所示的方法,将计算机电话接口(诸如,图2中标为30)设为PBX检测模式。这由在图4中的功能框44表示。通过该模式,系统具有从传输线提取功率信号。测量它值并对它数字化的能力。于是,把该数字化数据发送到计算机电话接口中的微处理器(下面将进一步详细描述),它反过来将该数据与它的数据库进行比较。如果微处理器不能找到匹配,它进一步改变检测电路的结构,从而测试不同线路的不同电压。改变检测电路的结构意味着测试不同PBX线路,即,线路1和3,而不是线路4和5。微处理器将依照严格的规则做到这,直至它找到匹配。一旦这发生,它退出PBX检测模式,并移入计算机电话接口模式。在该模式下,微处理器将试图与PBX同步,而且开始以正常操作模式发送和接收数据。
上面的说明在图4中详细体现。本发明的系统将PBX的线路4和5连接到模拟-数字变换器,如功能框46所示。现在,详细描述模拟-数字变换器和它与系统的剩余部分的关系。系统测量PBX的线路4和5上的电压以判定该值是否约为48伏,如判定框48中所示。如果是,那么根据如表1所示的信息,系统识别PBX作为ROLM类并进一步配置用于ROLM PBX的计算机电话接口。这在功能框50中示出。如果不是,那么系统在此将PBX的线路4和5连接到A/D变换器,如功能框52所示,并测试在线路上的电压以判定该值是否大约为28伏,如判定框54所示。如果是,那么根据表1中的信息,系统识别PBX为NORTELM-1型,并进一步配置用于NORTEL M-1 PBX的计算机电话接口,如功能框56所示。如果不是,那么系统再次将PBX的线路4和5连接到A/D变换器,如功能框58所示,然后测试线路4和5以判定其上的电压值是否在13和28伏之间,如判定框60所示。如果是,那么根据表1中的信息,系统识别PBX为NORTELNorstar型,并配置用于NORTEL Norstar PBX的计算机电话接口,如功能框62所示。如果不是,如功能框64所示,系统通过将A/D变换器连接到PBX的线路1和3来改变检测电路的结构,然后如判定框66所示,测试PBX的线路1和3以判定其上的直流电压值是否是48伏。如果是,那么根据表1中的信息,系统识别PBX为LUCENT(AT&T)PBX,并配置用于该类PBX的计算机电话接口,如功能框68所示。如果不是,那么根据如图4所示的算法,将A/D变换器从PBX线路断开,而且系统退出图4的程序,如功能框70所示。为了说明和解释的目的,在图4的流程图中包括功能块52和58。由于电压值28和13-28只在PBX线路号4和5中出现,所以可以在图4的算法的实际操作中去掉功能块52和58,而且可不将任何判定框48和54的输出端直接连接到判定块54和60的输入端。
通过如图5所示的一般方框图所示的布局实施本发明的系统。基本电路包括交换或多路复用来自PBX的几对电线中的一对,并路由它们通过线路调节电路到模拟到数字变换器。特别是,如图5所示的PBX74像图1和2所示的PBX12或12’一样。在图5中分别将前面所述的线路号1和3标为76和78,同样分别将线路4和5标为80和82。把线路连接到一对交换装置或多路复用器84和86的输入端。从系统微处理器或微控制器(图5中未示出)接收到多路复用器84和86的使能ENB和控制C输入。由线路90和92将多路复用器84和86的输出端连接到线路调节电路94,这在下面将详细描述。电路94向系统模拟-数字变换器(标为100)提供在线路96和98上的输入,将其输出(标为102)施于系统微控制器。
为了能够实际运用图5的电路,它必须满足能够测量在不同线路组上的不同线路电压、低成本并相对尺寸较小的原则,从而在计算机电话接口的印刷电路板上所占的空间最小。为了能够满足成本要求,已采用低价的模拟-数字变换器。这样做,会引起几个附加要求。需要测量的线路电压必须是不同的。低价A/D变换器只测量接地参考电压。另一个要求是由于需要测量的电压范围在13±3Vdc到48±3Vdc的范围内变化的这个事实。通常A/D变换器只能读取0(gnd)到Vcc(通常+5Vdc)范围内的电压。另一个要求是由于源于PBX的线路的电压并不是在相同的线路都具有相同的极性。举例而言,在示例电路中,A/D变换器100可以包括CMOS 8比特A/D变换器,可从Signetics Linear Products购得,型号ADC803/4-1。
为了满足这些要求,线路调节电路94必须执行下列功能。它必须使线路电压从10-50Vdc范围下降到0-5Vdc范围。它必须能够将差分电压转换成接地参考电压。由于线路极性因PBX不同而变化,所以它必须能够支持在A/D变换器的任一输入端上的负电压。
图6示出满足上述条件并执行上述功能的线路调节电路94的较佳形式。集中称为110的线路代表来自PBX74的4或8条线路,这根据所用到的连接器的类型。由如图5所示的模拟多路复用器网络或由如图6中标为112的中继器网络进行交换,这些都是在系统微控制器或微处理器的控制下执行(图6中未示出)。中继器网络112在线路114和116上的输出包括在点V3和V4处的电压,根据PBX,它们可以是相互不同的几个差分电压之一。这些电压可在-50VAC至+50VAC范围内变化。在该电压上的是AC电压,其范围从-10VAC至+10VAC。在线路114和116上跨接电容器120以AC耦合两个传输线路。接着,由于到A/D变换器100的所需输入必须是接地参考的,并在0V至+5V之间,所以在电容器的相应端与电路接地点或基准点之间连接电阻器组合122、124和126、128。这些电阻器通过提供接地基准(reference to ground),并通过以分压结构降低在点V1和V2处的电压,来对电路起作用。由于在将V1和V2连接到A/D变换器100上的每根线路130和132上的电压极性根据PBX而变,而且A/D变换器100要求Vin是大于Vref的电压,所以必须再添加一对电阻器。特别是,在A/D变换器100输入Vin和Vref之间的差异必须是在0-+5伏的范围内。前面所述,在图6的电路中的每点V3或V4处的电压可在-50V至+50V的范围内变化。因此,提供电阻器122、124和136的组合来将在点V3处的电压变化到在+2.5V到+5.0V的范围内。类似地,提供电阻器126,128和138的组合来将在点V4处的电压变化到0至+2.5V的范围内。因此,在A/D变换器100的Vin输入处的电压通常比在Vref输入处的电压向着正极方向要大。
下列例子示出确定在图6的电路中的电阻器的阻值的方法。示出三种方法,而且这里将它们立为联立方程,电流回路(current loop)方程和原理方程方法。首先考虑联立方程方法,假设提供两个电阻器136和138以偏置在点V1和V2处电压,从而V1通常是高于V2的电压。这通过偏置V1(3.75VDC)和V2(1.25VDC),然后参照V1和V2的指定值将电压范围-50至+-50VDC限制到-1.25至+1.25VDC来做到。结果,电压的要求如下:
V1BIAS=+3.75Vdc
V2bias=+1.25Vdc
当V3=+50Vdc时, V1=+5.00Vdc
当V3=-50Vdc时, V1=+2.50Vdc
当V4=+50Vdc时, V2=+2.50Vdc
当V4=-50Vdc时, V2=+0.00Vdc
存在三个方程来解出在图6的电路中的三组电阻器中的每组。第一组是电阻器136、122和124,它们分别被标为R1、R2和R3。对于第一组电阻器的方程如下:
方程1:
方程2:
方程3:
对于第一组电阻器136、122和124(即,R1、R2和R3)的电流回路方程方法如下。考虑到A/D变换器100电压Vin是正的情况。在图6的电路中,分别将电路器136、122和124标为R1、R2和R3。I1是流过电阻器R1向如图6所示的点V1的电流,I2是流过电阻器R2向点V1的电流和I3是流过电阻器R3离开点V1的电流。这个分析包括三种情况。情况1,如图6所示的电压V1和V3分别是+5V和+50V;情况2,V1是+3.75V和V3是0V;和情况3,V1是2.5V和V3是-50V。
参照在图6的电路中的点V1处的节点,电流回路方程如下:
情况1(方程1)
因此:
情况2(方程2)
因此:
情况3(方程3)
因此:
假设,R1的阻值是10,000ohm,可通过电流回路方程计算R2和R3的电阻值如下:
R1=10000 R2=1 R3=1
给出
运用从MathSoft,Inc.购得的软件(型号Mthcad Plus 6.0),解出上述方程。
另一方法是,再次假设R1的电阻值10,000ohm,通过原理方程方法可计算R2和R3的电阻值如下:
R1=10000 R2=1 R3=1
给出
运用上述Mathcad软件解出上面的方程。
总之,对于A/D变换器100的电压Vin是正的情况,假设R1是10,000ohm,通过原理方程计算出的R2和R3的电阻值是R1=10,000ohm、R2=30,000ohm、R3(3)=33,320ohm,通过电流回路方程计算出R1=10,000ohm、R2=300,000ohm、R3(3)=33,330ohm。根据本发明的较佳模式,运用标准值,R1、R2和R3的实际值是R1=10,000ohm、R2=301,000ohm、R3(3)=33,200ohm。
第二阻电阻器包括电阻器138、126和128,分别标为R4、R5和R6)。对于第二组电阻器,运用联立方程的方法如下:
方程4:
方程5:
方程6:
对于第二组电阻器的电流回路方程如下。在图6的电路中,在该例子中,电阻器138、126和128分别标为R4、R5和R6。I1是流过电阻器R4到点V2的电流(如图6所示)、I2是流过电阻器R5向点V2和的电流和I3是流过电阻器R6离开点V2的电流。该例子包括三种情况。情况1,如图6所示的电压V1和V3分别是2.5V和+50V;情况2,V1是+1.25V和V3是+0V;和情况3,V1是0V和V3是-50V。
参照图6的电路中点V1处的节点,电流回路方程如下:
情况4(方程4)
因此:
情况5(方程5)
因此:
情况6(方程6)
因此:
假设,R4的电阻值10,000ohm,通过电流回路方程计算R5和R6的电阻值如下:
R4=10000 R5=1 R6=1
给出
运用上述Mathcad软件解出上面方程。
另一方法,再次假设R4的电阻值10,000ohm,通过原理方程可计算R5和R6的电阻值如下:
R4=10000 R5=1 R6=1
给出
运用上述Mathcad软件解出上面方程。
总之,对于A/D变换器100的电压Vin是正的情况,假设R4是10,000ohm,通过原理方程计算出的R5和R6的电阻值是R4=10,000ohm、R5=99,990ohm、R6=3,448ohm,通过电流回路方程计算出R4=10,000ohm、R5=100,000ohm、R6=3,448ohm。根据本发明的较佳模式,运用标准值,R4、R5和R6的实际值是R4=10,000ohm、R5=100,000ohm和R6=3,300ohm。
图7进一步示出本发明的系统操作和它与计算机电话接口的关系。表1中提供其信息的四个PBX标为150、152、154和156。虽然为了说明方便图7示出所有四个PBX,但是在任何时刻都可只将计算机电话接口连接到一个PBX。如图7所示的PBX150、152、154和156连接到计算机电话接口的现场可编程门阵列160。门阵列160反过来连接到计算机电话接口的微控制器/微处理器162。微控制器162与EE PROM164、程序PROM166和RAM168相联。将计算机电话接口的现场可编程门阵列图象Prom170连接到RAM168。
图7中标为174的多路符用器中继器表示图5的结构中的多路复用器84和86,且表示图6的电路中的中继器网络112。通过线路176向多路复用器中继器174施加来自微控制器162的控制信号。图7所示的PBX感测和检测元件178与图5和6中的线路调节电路94相对应。将它连接到计算机电话接口的模拟-数字变换器180,A/D变换器180反过来连接到微控制器162。
在微控制器162的控制下的多路复用器中继器174把PBX感测和检测元件178连接到PBX线路,来以上述方法采样电压。一旦确定PBX的类型,把PBX连接到数字电话机184。这通过响应于在来自微控制器162线路188上接收到的控制信号的旁路中继器186来实现。在将PBX感测和检测元件178连接到PBX线路时,在PBX检测模式期间,由来自PBX连接元件190的信号将旁路中继器186交换出电路。
因此,显而易见的是,本发明完成它的预期目的。这提供一种自动感测、检测和识别电话PBX的系统和方法,它不要求人工干预或发明各硬件模块。结果,在计算机/电话集成中,在PBX集成平台之间所需的变化最好包括软件和固件,而不是硬件。此外,这允许提供简化的用户接口,它使从设置到全操作的时间减至用户的需要。
虽然详细描述本发明的实施例,但是那只为了说明而不是限制。
Claims (25)
1.一种包括连接在中央/公共局交换机和一个或多个电话终端之间的PBX的电话系统,其特征在于,将计算机电话接口连接到所述PBX:与所述计算机电话接口可操作相联并响应于所述PBX的操作特性用来识别连接到所述计算机电话接口的PBX的类型的装置。
2.如权利要求1所述的电话系统,其特征在于,识别所述PBX的所述装置包括:
(a)感测与所述PBX的操作相联的电量值的装置;和
(b)利用所述电量值识别所述PBX的类型的装置。
3.如权利要求2所述的电话系统,其特征在于,利用所述电量值的所述装置包括:
(a)对于相应的多种不同类型的PBX,存储关于所述电量的大量值的信息的装置;和
(b)将所述电量值与所述信息相比较来识别所述PBX的类型的装置。
4.如权利要求1所述的电话系统,其特征在于,识别所述PBX的所述装置包括:
(a)确定在所述PBX和所述一个或多个电话终端之间的直流电压值的装置;和
(b)利用所述直流电压值识别所述PBX的类型的装置。
5.如权利要求4所述的电话系统,其特征在于,利用所述直流电压值的所述装置包括:
(a)对于相应的多种不同类型的PBX,存储关于所述直流电压的大量值的信息的装置;和
(b)将所述直流电压值与所述信息相比较来识别所述PBX类型。
6.如权利要求1所述的电话系统,其特征在于,识别所述PBX的所述装置包括:
(a)提取在所述PBX和所述一个或多个电话终端之间的直流电压的装置;
(b)数字化所述提取的直流电压的装置;
(c)对于相应的多种不同类型的PBX,存储关于多个所述直流电压的信息的装置;和
(d)将所述数字化的直流电压与所述信息相比较来识别所述PBX的类型的装置。
7.如权利要求6所述的电话系统,其特征在于,还包括可操作地连接到所述提取装置和数字化装置的用于在数字化所述提取直流电压之前对它进行调节的装置。
8.一种在包括连接在中央/公共局交换机和一个或多个电话终端之间的PBX的电话系统中识别PBX类型的方法,其中把计算机电话接口连接到所述PBX,其特征在于,所述方法包括:
(a)感测所述PBX的操作特性;和
(b)利用所述感测的操作特性来识别所述PBX的类型。
9.如权利要求8所述的方法,其特征在于,所述操作特性是电量。
10.如权利要求9所述的方法,其特征在于,所述电量是在所述PBX和所述一个或多个电话终端之间的直流电压。
11.如权利要求8所述的方法,其特征在于,所述操作特性是电量值,而且利用所述感测的操作特性的所述步骤包括将所述电量值与关于对相应的多种不同类型的PBX的所述电量的大量值的信息相比较,以识别所述PBX的类型。
12.如权利要求11所述的方法,其特征在于,所述电量是在所述PBX和所述一个或多个电话终端之间的直流电压。
13.一种在包括连接在中央/公共局交换机和一个或多个电话终端之间的PBX的电话系统中识别PBX的类型的方法,其中计算机电话接口连接到所述PBX,其特征在于,所述方法包括:
(a)存储关于大量不同类型的PBX的预定操作特性的信息;
(b)感测所述PBX的操作特性;和
(c)将所述感测的操作特性与所述信息相比较以识别PBX的类型。
14.如权利要求13所述的方法,其特征在于,所述操作特性是电量值。
15.如权利要求14所述的方法,其特征在于,所述电量是在所述PBX和所述一个或多个电话终端之间的直流电压。
16.一种在包括连接在中央/公共局交换机和一个或多个电话终端之间的PBX的电话系统中识别PBX的类型的方法,其中计算机电话接口连接到所述PBX,其特征在于,所述方法包括:
(a)确定区分多种不同类型的PBX的操作特性;和
(b)用运用所述计算机电话接口的所述操作特性来识别所述PBX的类型。
17.如权利要求16所述的方法,其特征在于,还包括存储关于所述多种PBX的区别操作特性的信息,而且利用所述操作特性的所述步骤包括:
(a)感测所述PBX的操作特性;和
(b)将所述感测的操作特性与所述信息相比较,以识别所述PBX的类型。
18.如权利要求16所述的方法,其特征在于,所述操作特性是电量值。
19.如权利要求18所述的方法,其特征在于,所述电量是在所述PBX和所述一个或多个电话终端之间的直流电压。
20.如权利要求17所述的方法,其特征在于,所述操作特性是电量值。
21.如权利要求20所述的方法,其特征在于,所述电量是在所述PBX和所述一个或多个电话终端之间的直流电压。
22.一种在电话网络中识别PBX的类型的系统,其中所述电话网络包括一端连接到中央/公共局交换机且由多根线路连接到一个或多个电话终端的PBX,其中包括微控制器的计算机电话接口连接到所述PBX,其特征在于,所述系统包括:
(a)模拟-数字变换器,具有输入端和连接到所述微控制器的输出端;
(b)调节电路,具有输入端和连接到所述模拟-数字变换器的输出端;和
(c)连接在所述线路和所述调节电路的所述输入端之间的交换装置,用于将所选线路对路由到所述调节电路;
(d)从而可由所述微控制器感测所述PBX的电操作参数,以识别所述PBX的类型。
23.如权利要求22所述的系统,其特征在于,所述微控制器与下列装置可操作相联:
(a)用于存储关于相应的多种不同类型的PBX的多个电操作参数的信息的装置;和
(b)用于将所述PBX的所述电操作参数与所述信息相比较以识别所述PBX的类型。
24.如权利要求22所述的系统,其特征在于,所述调节电路包括:
(a)用于将电压从出现在所述线路上的范围降低到适用于所述模拟-数字变换器的范围的装置;
(b)将在所述线路上的差分电压转换到接地参考电压以供所述模拟-数字变换器使用的装置;和
(c)支持所述模拟-数字变换器的输入端上的负电压的装置。
25.如权利要求22所述的系统,其特征在于,所述调节电路包括:
(a)连接到所述模拟-数字网络的输入端并连接到电路接地参考的第一电阻器分压器网络,用于将电压从出现在所述线路上的范围降低到适于所述模拟-数字变换器的范围并将在所述线路上的差分电压转换到供模拟-数字变换器使用的接地参考电压的装置;和
(b)连接到偏值装置以及连接到所述模拟-数字变换器的输入端的第二电阻器网络,用于支持所述模拟-数字变换器的输入端上的负电压。
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