CN1988470B - 一种业务保护方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种业务保护方法，包括：利用高速率信号的开销对低速率信号进行信号质量监视；根据低速率信号的质量进行业务保护。本发明还公开了一种业务保护装置，所述的业务保护装置包括至少一个支路单元、一个交叉单元和至少一个线路单元。根据本发明，通过利用高速率信号的开销对低速率信号进行信号质量监视，可以在不终结低速率信号的情况下，得到低速率信号的质量情况。因此，根据本发明，可在OTN系统中支持各种容量的ODU以及比ODU1级别容量更低的客户业务的保护。
Description
技术领域
本发明涉及一种通信技术，尤其涉及一种业务保护方法和装置。
背景技术
现有的同步数字系列(Syncnronous Digital Hierarchy，简称“SDH”)传送网采用时分复用(Time Division Multiplexing，简称“TDM”)技术，其以电路为基础，为音频和数据提供固定带宽的TDM传送通道。由于数据业务特别是IP(Internet Protocol，网际互联网协议)业务的不对称性，以及业务量发展的不可预测性，从而降低了SDH传送网的效率。另外，SDH系统的容量也无法适应带宽增长的要求。
为了提高线路传输容量，近几年来人们采用密集波分复用(DenseWavelength Division Multiplexing，简称“DWDM”)技术，在一条光纤上可以实现多个波长的同时传送。由于DWDM没有用于OAM(Operation，administration，maintenance，操作、管理、维护)的开销，使得DWDM在组网能力和带宽的管理能力上有明显的不足。
光传送网(Optical Transport Networks，简称“OTN”)的诞生解决了上述两方面的问题。OTN可在光层上提供快速的保护、恢复功能和实现光路上的交换。它结合了电层复用技术和光层技术。OTN相对于SDH具有以下优点：(1)容量大；(2)FEC(Forward error correction，前向纠错)强；(3)多级别TCM(Tandem connection monitoring串接连接监视)。OTN相对于WDM具有以下优点：(1)OAM&P；(2)灵活的调度能力、组网能力、保护恢复能力；(3)客户信号透明。国际电信联盟电信标准部(ITU-T)已制订出OTN系列建议， 业界的OTN产品正在进入商用。
由于OTN具有上述优点，使得OTN在城域网中有着广泛的应用前景。然而，在OTN系列建议中只定义了2.5G、10G、40G共3个速率等级。随着各种业务发展，以后会有大量各种颗粒的业务需要通过OTN传送，为了节约波长，需要把多个客户业务合并到一起通过一个波长传送。此外，业务的重要级别也是多种多样的，需要对各种粒度的客户业务(如小于一个波长的粒度的业务)在OTN系统提供保护。
在现有技术中，如G.808.1和G.873.1定义了ODUk SNC/I(Inherentlymonitored Sub Network Connection protection，ODUk固有监视的子网连接保护)。在固有监视的ODUk的子网连接保护(ODUk SNC/I)倒换处理过程中，采用源端双发，宿端选收。ODUk SNC/I可使用服务层到ODUk的适配宿功能所直接传递过来的SSF/SSD(Server Signal Fail/Server Signal De，ade，服务信号失效/服务信号劣化)作为保护倒换条件。这个SSF/SSD条件有可能是服务层到ODUk的适配宿功能根据本身所检测到的信号质量产生的，也有可能是通过服务层的终结宿功能根据所检测到的信号质量所传递过来的，也有可能是通过更低层次逐层传递过来的。
然而，固有监视的ODUk的子网连接保护虽然可以根据服务层的信号质量来作为客户层的保护倒换的条件。但对于多个低速率客户信号复用为一个高速率信号的情况，无法在服务层得到每个低速率信号的质量情况，只能是通过服务层到ODUk的适配宿功能所直接传递过来的SSF/SSD作为保护倒换条件，有SSF则认为所有低速率信号都出现SF，有SSD则认为所有低速率信号都出现SD，否则认为所有低速率信号都正常。无法得到每个低速率信号的质量情况。
在另一现有技术中，如G.808.2/G.873.2draft定义的ODUk的环网保护(ODUk SPRing)中。使用ODU开销中的APS/PCC(Automatic ProtectionSwitch/Protection Communication Channel，自动保护倒换/保护通信通道)字节作为APS协议的通道。可支持采用2纤和4纤的业务保护。无论是2纤还是4纤都可 以支持近端倒换(相当于SDH的区段倒换)和远端倒换(相当于SDH的环倒换)。
然而，对于不同层次间的协调、协作方面，只是说明了使用Hold-offtimer(拖延时间)来使得不同层次的动作有先后次序。没有说明更多的不同层次协调的方法；由于服务层的保护先动作，如果需要客户层保护动作，则需要对客户层信号终结再生；无法对小于ODU1粒度的客户业务进行相对独立的保护。
在另一现有技术中，如波分产品的TMUX类型的单板上，客户侧可以接入多路业务。客户侧采用1+1通道保护，保护粒度为客户侧的业务。在业务信号发送端，多路业务信号同时进入两块TMUX单板，然后，两块TMUX单板分别合成两路信号，合成后的两路信号分别传送；在业务信号接收端，两路相同的合波后的信号同时进入到两块TMUX单板中，分解为多路业务信号送出。
由于保护的颗粒为一路的业务信号，每一路的业务信号都只选择一个TMUX单板送出的信号。正常情况下，接收端选择设置为主用通道的业务信号，丢弃备用通道业务信号。当主用通道信号出现故障，TMUX单板检测到信号失效告警上报主机，经确认后启动保护倒换，选择备用通道信号输出，丢弃主用通道信号。实现客户侧保护倒换功能。如果主用通道所在的TMUX单板检测到该业务信号恢复，经确认后主机将选择主用通道信号输出，并丢弃备用通道信号，从而实现客户侧的保护倒换恢复功能。然而，这种业务保护需要借助SDH开销作为倒换条件。不能在OTN系统使用。
发明内容
本发明的目的是提供一种业务保护方法和系统。可保护子速率的业务。
本发明公开了一种业务保护方法，包括：
A、利用高速率信号开销对低速率信号进行信号质量监视；所述的信号质量监视是在源端直接把通过监视低速率信号得到的信号质量写到高速率信号的开销中，或是在源端对低速率信号进行某种编码，在宿节点或中间节点再进行验证来得到信号质量；
B、根据低速率信号的质量进行业务保护：在高速率信号的交叉连接功能处和/或低速率信号的交叉连接功能处进行保护倒换的处理。
所述的高速率信号开销包括保留的字节和/或已定义未使用的比特位。
通过复帧来使用保留的字节和/或已定义未使用的比特位。
当所有低速率信号的信号质量相同时，使用高速率信号开销的告警指示信号来传递信号质量情况。
所述的步骤B进一步包括：通过高速率信号开销中的低速率信号的信号质量，控制低速率信号的交叉连接关系；
通过高速率信号开销中的低速率信号的信号质量和高速率信号的信号质量，控制高速率信号的交叉连接关系。
所述的高速率信号和低速率信号分别指层网络中的服务层信号和客户层信号。
本发明还公开了一种业务保护装置，包括：至少一个支路单元、一个交叉单元和至少一个线路单元，
支路单元，用于将客户业务的低速率信号的质量反映在由该低速率信号复用得到的高速率信号的信号帧中对应的开销中，并根据该高速率信号的信号质量和该低速率信号的信号质量进行交叉连接控制，以便实现业务保护；
交叉单元用于对预定速率级别的信号进行交叉连接控制；
线路单元用于将从交叉单元输入的低速率信号的质量反映在由该低速率信号复用得到的高速率信号的信号帧中对应的开销中，并根据该高速率信号的信号质量和该低速率信号的信号质量进行交叉连接控制，以便实现业务保护。
根据本发明，通过利用高速率信号的开销对低速率信号进行信号质量监视，可以在不终结低速率信号的情况下，得到低速率信号的质量情况。因此，在使用ODUk交叉的系统中，可在线路单元检测到各种级别信号的质量情况，从而可根据线路单元检测到的信号质量在高速率等级信号的交叉连接功能处和/或低速率等级信号的交叉连接功能处进行保护倒换的处理。因此，根据本发明，可在OTN系统中支持各种容量的ODU以及比ODU1级别容量更低的客户业务的保护。
附图说明
图1示出了波分客户侧保护的示意图；
图2示出了ODU开销的示意图；
图3示出了本发明的ODUk SNC/P原子功能；
图4示出了节点结构的示意图；
图5示出了根据本发明的一种组网示意图；
图6示出了本发明的数据帧结构的示意图。
具体实施方式
为了便于本领域一般技术人员理解和实现本发明，现结合附图描绘本发明的实施例。
本发明公开了一种业务保护的方法，其基本思想是：在高速率信号中分配一部分开销用于对每一路低速率信号的信号质量进行监视；根据监视的低速率信号的质量进行业务保护。
所述的高速率信号和低速率信号分别指层网络中的服务层信号和客户层信号，并且不限于是层网络中直接相邻的两层，也可以是不直接相邻的两层。比如当高速率信号是ODU3的情况下，低速率信号可以是ODU2、ODU1和/或某种类型的客户信号或是其任意组合。
为了实现本发明，可以利用ODU帧结构中的开销。
如图2所示，第2-4行的第1-14列是ODU开销。其中第2行的“RES”为3个保留字节。第四行的“RES”为6个保留字节。共9个保留字节。根据本发明，可利用这9个保留字节描述每一路各级别低速率信号的质量。另外也可利用一些已经定义的开销如TCM描述每一路各级别低速率信号的质量；具体而言，可把开销用于对每一路客户业务的质量、每一路ODU1的信号质量、每一路ODU2的信号质量进行监视。在源端可以直接把监视低速率信号得到信号质量情况写到高速率信号帧中对应的开销中，所述的信号质量可包括SF(信号失效)、SD(信号劣化)和正常3种情况。也可对每一路低速率信号进行某种方式的编码 (如BIP8，如校验和)，把结果写到高速率信号帧中对应的开销中，在业务宿根据编码方式来进行验证来得到每一个低速率信号的质量情况。也可在业务的中间节点(不是源也不是宿)根据编码方式来进行验证来得到每一个低速率信号的质量情况。也可在业务的中间节点(不是源也不是宿)对每一路低速率信号进行某种方式的编码(如BIP8，如校验和)，把结果写到高速率信号帧中对应的开销中。
根据本发明，还可通过复帧来使用这些未使用和/或已定义的比特来描述每一路各级别低速率信号的质量。
各级别速率信号质量情况可以在业务的源节点加入，也可以选择在业务经过的中间站点处加入。即，可以在具有高速率信号(不是低速率信号)的终结功能(如ODUk_TT_So ODUk Trail termination function Source，ODUk路径终结功能源)的节点向高速率信号的开销中插入各级别低速率信号的质量。
利用高速率信号的开销对低速率信号进行信号质量监视的方法1如下：源端节点检测到低速信号的质量情况，信号质量情况包括SF(信号失效)、SD(信号劣化)和正常3种情况。把上述信号质量情况写到高速率信号帧结构的对应的开销中。
利用高速率信号的开销对低速率信号进行信号质量监视的方法2如下：源端对每一路低速率信号进行某种方式的编码(如BIP8，如校验和)，把结果写到高速率信号帧中对应的开销中，在业务宿根据编码方式来进行验证来得到每一个低速率信号的质量情况。也可在业务的中间节点(不是源也不是宿)根据编码方式来进行验证来得到每一个低速率信号的质量情况。也可在业务的中间节点(不是源也不是宿)对每一路低速率信号进行某种方式的编码(如BIP8，如校验和)，把结果写到高速率信号帧中对应的开销中。
另外，通过方法1进行信号质量监视的情况下，当所有低速率业务的信号质量相同时，也可使用高速率信号的AIS(Alarm indication signal，告警指示信号)来传递信号质量情况。具体而言，当多路低速率业务都失效，在高速率信 号中插入AIS，下游收到的高速率信号中有AIS，作为所有低速率信号的SF条件。当多路低速率业务都正常，在高速率信号中不插入AIS，下游节点收到的高速率信号中无AIS，作为所有低速率信号的正常条件。在业务经过的中间站点，可以正常的进行根据业务的质量情况对AIS下插的处理。
因此，在高速率信号的开销中传递每个低速率信号的质量情况，对每一路低速率信号，可在高速率信号的开销中通过若干比特表示低速率信号的信号质量(如SF、SD、正常3种情况)。将所检测到的信号质量作为保护倒换条件，以便控制高速率信号的交叉连接关系和低速率信号的交叉连接关系。
图3示出了ODUk SNC/P的原子功能。
在图3中，ODUk表示高速率级别信号，ODUi表示低速率级别信号。
通过ODUk的非介入监视功能(ODUkP non-intrusive monitor)和ODUkP的终结功能监视高速率等级信号的开销可以得到低速率等级信号的质量情况和高速率等级信号的质量情况，从而使得低速率等级业务的交叉连接功能(ODUi_C)可根据得到的低速率等级信号的质量情况对低速率等级信号的交叉连接关系进行控制，使得高速率等级业务的交叉连接功能(ODUk_C)根据得到的高速率等级信号的质量情况和低速率等级信号的质量情况对高速率等级信号的交叉连接关系进行控制。
我们把这种通过高速率信号的开销对低速率信号进行信号质量监视来实现保护的方法命名为部分监视的子网连接保护SNC/P(Part monitored SubNetwork Connection protection)。把这种通过部分监视得到的低速率等级的业务的质量情况通过部分信号失效PSF(Part Signal Fail)或部分信号劣化PSD(Part Signal Degrade)来表示，通过把PSF或PSD传递给高速率等级业务的交叉连接功能(ODUk_C)对交叉连接关系进行控制。
通过ODUkP的终结功能或通过ODUk的非介入监视功能，监视高速率等级信号的开销可以得到低速率等级信号的质量情况，把这种通过部分监视得到的低速率等级的业务的质量情况通过PSF/PSD逐层传递给低速率等级业务的交叉 连接功能(ODUi_C)对交叉连接关系进行控制。
另外，通过ODUk的非介入监视功能ODUkP non-intrusive monitor监视高速率等级信号的开销也可以得到高速率等级信号的信号质量情况，通过把TSF/TSD传递给高速率等级业务的交叉连接功能(ODUk_C)对交叉连接关系进行控制，是属于ODUk的非介入监视功能ODUk SNC/N。
通过ODUkP的终结功能，监视高速率等级信号的开销可以得到高速率等级信号的质量情况，把TSF/TSD输入给ODUk与ODUi的适配功能ODUk/ODUi，把ODUk/ODUi输出的SSF/SSD传递给低速率等级业务的交叉连接功能(ODUi_C)对交叉连接关系进行控制，是属于ODUi的固有监视功能ODUiSNC/I。
下面描述以ODUk SNC/P(部分监视的子网连接保护)为例的业务保护装置。
比如Y表示某种客户业务，它的容量小于ODU1，可把2个Y业务复用为一个ODU1以便节约带宽。
设备的每个节点组成如图4所示。节点由多个支路单元(TU)、交叉单元(XC)和多个线路单元(LU)组成。下面对其进行详细的描述。
支路单元在客户侧可输入4个某种客户业务Y，在线路侧可输出2个ODU1，在线路侧可输入1个ODU1，在客户侧可输出2个某种客户业务Y。内部的交叉矩阵Matrix3能够以客户业务Y为粒度进行交叉连接配置，Matrix3能够把从客户侧输入的Y或从线路侧输入的ODU1解复用得到的Y输出到任何一个客户侧端口或输出到线路侧再复用为ODU1送到任何一个线路侧端口。其中，交叉各个端口的信号都是一样的，可从任意端口进到任意端口出。根据本发明，支路单元可以检测到低速信号(Y)的质量情况，在ODU1帧(高速率信号)中将这些低速率信号(Y)的质量情况反映在上述的保留的字节和/或已定义未使用的比特中。源端对每一路低速率信号Y进行某种方式的编码(如BIP8，如校验和)，把结果写到高速率信号ODU1帧中对应的开销中，在业务宿根据编码方式来进 行验证来得到每一个低速率信号的质量情况。所述的支路单元还用于根据客户业务(Y)的质量进行交叉连接控制，以便实现业务保护。
交叉单元在客户侧可输入多个支路单元送过来的多个ODU1，在线路侧可输入多个线路单元送过来的多个ODU1，可把多个ODU1分别送到客户侧多个支路单元和线路侧多个线路单元。内部的交叉矩阵Matrix2能够以ODU1为粒度进行交叉连接配置，Matrix2能够把从客户侧输入的ODU1或从线路侧输入的ODU1输出到任何一个支路单元或线路单元的任何一个端口。所述的交叉单元可用于根据ODU1的质量进行交叉连接控制，以便实现业务保护。
线路单元客户侧可输入8个ODU1，线路侧可通过两个波长输出2个OTU2，线路侧可输入2个波长输入的2个OTU2，客户侧可输出4个ODU1。内部的交叉矩阵Matrixl能够以ODU2为粒度进行交叉连接配置，Matrixl能够把从客户侧输入的多个ODU1复用得到的ODU2或从线路侧输入的ODU2输出到任何线路侧端口或输出到线路侧再解复用为ODU1后输出到任何客户侧端口。根据本发明，线路单元可直接得到或通过支路单元得到低速信号(Y和ODU1)的质量情况，在ODU2帧(高速率信号)中将这些低速率信号(Y和ODU1)的质量情况反映在上述的保留的字节和/或已定义未使用的比特中。所述的线路单元还用于根据ODU2的质量进行交叉连接控制，以便实现业务保护。
图5示出了根据本发明的业务保护的环形组网图，如图5所示，下面详细描述本发明的业务保护过程。
假如有节点A到节点C的一个Y业务和节点A到节点D的一个Y业务。
在正常情况下，发送端为节点A，两个同样的客户业务Y1(到C节点的)送到Y1W和Y1P，然后再到TU1，另两个同样的客户业务Y2(到D节点的)送到Y2W和Y2P，然后再到TU1。TU1可以检测到Y1W、Y1P、Y2W、Y2P的信号质量。TU1把Y1W和Y2W复用为一个ODU1W。如图6所示，把对Y1W进行BIP8校验的结果写到ODU1W的对应Y1WBIP8的开销中，把检测到的上到TU1之前的Y1W的信号质量写到ODU1W的对应Y1WQ的开销中；把对Y2W进行 BIP8校验的结果写到ODU1W的对应Y2WBIP8的开销中，把检测到的上到TU1之前的Y2W的信号质量写到ODU1W的对应Y2WQ的开销中。同理(图中没有示出)，把Y1P和Y2P复用为一个ODU1P，并且把对Y1P进行BIP8校验的结果写到ODU1P的对应Y1PBIP8的开销中，把检测到的上到TU1之前的Y1P的信号质量写到ODU1P的对应Y1PQ的开销中，把对Y2P进行BIP8校验的结果写到ODU1P的对应Y2PBIP8的开销中，把检测到的上到TU1之前的Y2P的信号质量写到ODU1P的对应Y2PQ的开销中。ODU1W和ODU1P送到XC，XC把ODU1W和ODU1P与其他TU送过来的6个ODU1一起共8个ODU1送到LU1，LU1把ODU1W与另外3个ODU1复用为ODU2W通过一个波长经合波板合波后送到光纤F1传送出去。把ODU1P与另外3个ODU1复用为ODU2P通过一个波长经合波板合波后送到光纤F2传送出去。另外LU1对来自TU1的信号作与TU1类似的处理，就是把TU1检测到的Y1W、Y1P、Y2W、Y2P的信号质量直接写到ODU2W和ODU2P对应这些客户业务的开销中，另外再把对Y1W、Y1P、Y2W、Y2P进行BIP8校验的结果写到ODU2W和ODU2P对应这些客户业务的开销中。
正常情况下，在C节点LU1把从F1接收到的ODU2W解复用为ODU1W送到XC，XC把ODU1W送到TU1，TU1从ODU1W中解复用出Y1W送到客户侧。如果有在C点需要加入的业务，可与Y2W一起复用到ODU1W再通过XC和LU发送出去。在D节点LU1把从F1接收到的ODU2W解复用为ODU1W送到XC，XC把ODU1W送到TU1，TU1从ODU1W中解复用出Y2W送到客户侧。
当信号在C节点到D节点之间传递过程中出现问题或C节点设备对信号的处理之后出现问题的时候，在C节点LU1发现从F1光纤接收的信号正常，与正常情况的处理一样，把从F1接收到的ODU2W解复用为ODU1W送到XC，XC把ODU1W送到TU1，TU1从ODU1W中解复用出Y1W送到客户侧。在D节点LU1通过对Y2W重新进行BIP8校验并且与ODU2W中对应Y2W的开销进行比较会发现出现错误，所以从光纤F2接收信号，把从F2接收到的ODU2P解复用为ODU1P送到XC，XC把ODU1P送到TU1，TU1从ODU1P中解复用出Y2P送到客 户侧。另外，也可以在中间节点对用于每个低速率信号的BIP8校验码进行检测，也可以在中间节点对用于每个低速率信号的BIP8校验码重新根据低速率信号情况进行再生。
当在发送方向节点A的TU1的客户侧Y1W输入端或TU1内部把Y1W复用为ODU1W之前产生了某种问题导致Y1W不可用时，则在复用后的ODU1W的开销中把Y1W的SF信息加入进来。在C节点的LU1接收F1光纤来的ODU2W发现其中的ODU1W中的Y1W的SF条件，则LU1从光纤F2接收信号，把从F2接收到的ODU2P解复用出ODU1P送到XC，XC把ODU1P送到TU1，TU1从ODU1P中解复用出Y1P送到客户侧。在D节点LU1发现从F1光纤接收的信号中的ODU2W中的ODU1W的Y2W正常，与正常情况的处理一样，把从F1接收到的ODU2W解复用为ODU1W送到XC，XC把ODU1W送到TU1，TU1从ODU1W中解复用出Y2W送到客户侧。
根据本发明，通过在高速率信号的开销中表示低速率信号的质量，可以在不终结低速率级别的信号的情况下，得到低速率级别信号的质量情况。因此，在使用ODUk交叉的系统中，可在线路单元检测到各种级别速率的质量情况，从而可根据线路单元检测到的信号质量在高速率等级信号的交叉连接功能处和低速率等级信号的交叉连接功能处进行保护倒换的处理。因此，根据本发明，可在OTN系统支持各种容量的ODU以及比ODU1级别容量更低的客户业务的保护。
应该注意到，本发明可支持各种组网方式，如点组网、线性组网、环形组网和Mesh组网。
虽然通过实施例描绘了本发明，但本领域普通技术人员知道，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，就可使本发明有许多变形和变化，本发明的范围由所附的权利要求来限定。
Claims (7)
1.一种业务保护方法，其特征在于，包括：
A、利用高速率信号开销对低速率信号进行信号质量监视；所述的信号质量监视是在源端直接把通过监视低速率信号得到的信号质量写到高速率信号的开销中，或是在源端对低速率信号进行某种编码，在宿节点或中间节点再进行验证来得到信号质量；
B、根据低速率信号的质量进行业务保护：在高速率信号的交叉连接功能处和/或低速率信号的交叉连接功能处进行保护倒换的处理。
2.根据权利要求1所述的业务保护的方法，其特征在于，所述的高速率信号开销包括保留的字节和/或已定义未使用的比特位。
3.根据权利要求2所述的业务保护方法，其特征在于，通过复帧来使用保留的字节和/或已定义未使用的比特位。
4.根据权利要求1所述的业务保护的方法，其特征在于，当所有低速率信号的信号质量相同时，使用高速率信号开销的告警指示信号来传递信号质量情况。
5.根据权利要求1所述的业务保护方法，其特征在于，所述的步骤B进一步包括：通过高速率信号开销中的低速率信号的信号质量，控制低速率信号的交叉连接关系；
通过高速率信号开销中的低速率信号的信号质量和高速率信号的信号质量，控制高速率信号的交叉连接关系。
6.根据权利要求1至5其中之一所述的业务保护方法，其特征在于，所述的高速率信号和低速率信号分别指层网络中的服务层信号和客户层信号。
7.一种业务保护装置，其特征在于，包括：至少一个支路单元、一个交叉单元和至少一个线路单元，
支路单元，用于将客户业务的低速率信号的质量反映在由该低速率信号复用得到的高速率信号的信号帧中对应的开销中，并根据该高速率信号的信号质量和该低速率信号的信号质量进行交叉连接控制，以便实现业务保护。
交叉单元用于对预定速率级别的信号进行交叉连接控制；
线路单元用于将从交叉单元输入的低速率信号的质量反映在由该低速率信号复用得到的高速率信号的信号帧中对应的开销中，并根据该高速率信号的信号质量和该低速率信号的信号质量进行交叉连接控制，以便实现业务保护。
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2005
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