DE10025086C1 - Process for monitoring data transmission - Google Patents
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Abstract
Es wird ein Verfahren zur Überwachung der Datenübertragung zwischen einer Datenträgerkette und einer Datenträgerkartenleseeinrichtung vorgestellt, bei dem durch die Herbeiführung einer Potentialdifferenz durch eine Manipulierschaltung, durch eine Spannungsabtastung innerhalb der Verbindungsleitung zwischen Datenträgerkarte (1) und Datenträgerkartenleseeinrichtung (2) vor und hinter der Manipulierschaltung und durch die von diesen Spannungen abhängige Bildung von Spannungen U¶C2¶ und U¶K2¶ eine Richtungserkennung des Datentransfers zwischen Datenträgerkette (1) und Leseeinrichtung (2) erfolgen kann. Durch die Richtungserkennung lassen sich die gesendeten und empfangenen Daten selektieren und mit Hilfe geeigneter Zusatzeinrichtungen bearbeiten und darstellen.The invention relates to a method for monitoring the data transmission between a data carrier chain and a data carrier card reading device, in which a potential difference is created by a manipulation circuit, by voltage sensing within the connecting line between the data carrier card (1) and the data carrier card reading device (2) in front of and behind the manipulation circuit and by the formation of voltages U¶C2¶ and U¶K2¶ depending on these voltages, a direction detection of the data transfer between the data carrier chain (1) and the reading device (2) can take place. The direction detection enables the data sent and received to be selected and processed and displayed with the aid of suitable additional devices.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung der Datenübertragung zwischen einer Datenträgerkarte und einer Datenträgerkartenleseeinrichtung sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method for monitoring data transmission between a volume card and a volume card reader and an apparatus for performing the method.
Datenträgerkarten, insbesondere in der Ausführung von Chipkarten, bei denen im Kartenkörper ein elektronischer Baustein zur Informationsspeicherung und Informationsverarbeitung implementiert ist, werden in der heutigen Zeit in großer Zahl als Zugangsberechtigungskarten, Telefonkarten, Bankkarten und dgl. eingesetzt. Für die einzelnen Einsatzzwecke besitzen derartige Chipkarten eine Schnittstelle, über die sie mit einer externen Leseeinrichtung verbunden werden können, so dass eine Datenaustausch zwischen Chipkarte und Lese einrichtung stattfinden kann. Diese Schnittstelle kann aus einem auf einer Flachseite der Chipkarte angeordneten Kontaktfeld oder aus einer innerhalb des Datenträgerkartenkörpers angeordneten Spule bestehen. Man spricht in diesem Zusammenhang von kontaktbehafteter oder kontaktloser Datenübertra gungsmöglichkeit.Data carrier cards, in particular in the execution of chip cards, in which in the card body an electronic component for information storage and Information processing is being implemented today large number as access authorization cards, phone cards, bank cards and Like. Used. Such chip cards are used for the individual purposes an interface via which it is connected to an external reading device can be, so that a data exchange between chip card and read establishment can take place. This interface can be from one to one Flat side of the chip card arranged contact field or from within of the disk card body arranged coil exist. One speaks in this connection of contact-based or contactless data transfer possibility.
Auf der Basis der elektrischen Verknüpfung zwischen Chipkarte und Leseein richtung werden die notwendigen Informationen zwischen Chipkarte und Lese einrichtung in digitaler Form ausgetauscht. Für diesen Datentransfer steht im heutigen Stand der Technik nur eine einzige Leitung zur Verfügung. Aus diesem Grunde können bei einem Datentransfer jeweils die Chipkarte und die Leseeinrichtung nur wechselseitig senden, der jeweils andere Teilnehmer muss zu diesem Zeitpunkt empfangen. Dieses abwechselnde Senden und Empfan gen wird als Duplexverfahren bezeichnet. Based on the electrical connection between chip card and reader The necessary information between the chip card and the reader will be directed furnishings exchanged in digital form. For this data transfer is in the only a single line is available today. Out For this reason, the chip card and the Send the reader only alternately, the other participant must received at this time. This alternate sending and receiving gene is called the duplex method.
Bei dem geschilderten Halb-Duplexverfahren ist eine Überwachung der Daten übertragung dergestalt, dass die Richtung der gesendeten Daten auf der Übertragungsleitung (I/O-Leitung) ermittelt wird, bislang nicht möglich.In the described half-duplex method, the data is monitored transmission in such a way that the direction of the data sent on the Transmission line (I / O line) is determined, so far not possible.
Aus der DE 42 02 340 C1 ist eine Vorrichtung zur Datenübertragung zwischen einem Sender und einem Empfänger bekannt, die als Signalregenerierungseinrichtung zur eindeutigen Signalerkennung beim Empfänger dient. Die Signalregenerierungseinrichtung umfasst eine Zielrichtungserkennung, mittels derer die Senderichtung der Signalaufbereitung auf eine der beiden möglichen Richtungen eingestellt wird.DE 42 02 340 C1 describes a device for data transmission between a transmitter and a receiver known as Signal regeneration device for clear signal detection at Serves receiver. The signal regeneration device comprises one Destination direction detection, by means of which the sending direction of the signal processing is set to one of the two possible directions.
Aus der DE 44 12 119 C1 ist ein Datenendgerät bekannt, bei dem ein Aktivierungssignal auf Steuerleitungen als Spannungsänderung gebildet ist und mittels einer als Komparator ausgebildeten Empfangsschaltung auswertbar ist.From DE 44 12 119 C1 a data terminal is known in which a Activation signal is formed on control lines as a voltage change and can be evaluated by means of a receiving circuit designed as a comparator.
Aus der nachveröffentlichten DE 198 55 813 A1 ist ein Bauteil bekannt, mit dem nachgewiesen werden kann, ob Energie oder Daten zwischen einem Gerät und einer Chipkarte ausgetauscht werden.From the post-published DE 198 55 813 A1 a component is known with which can be used to prove whether energy or data between one Device and a chip card can be exchanged.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, hier Abhilfe zu schaffen, und eine Richtungserkennung bei der Kommunikation zwischen Datenträgerkarte und Leseeinrichtung bereitzustellen.The object of the present invention is to remedy this, and a Direction detection in communication between data card and To provide reading device.
Diese Aufgabe wird durch die erfindungsgemäßen Verfahrensschritte der tech nischen Lehre des Anspruches 1 sowie die erfindungsgemäßen Merkmale der im Anspruch 4 beschriebenen Vorrichtung gelöst.This object is achieved by the method steps of tech African teaching of claim 1 and the features of the invention solved in claim 4 device.
Für das erfindungsgemäße Verfahren ist vorgesehen, dass durch eine Manipu lierschaltung eine Potentialdifferenz innerhalb der Verbindungsleitung (I/O- Leitung) zwischen Datenträgerkarte und Leseeinrichtung herbeigeführt wird, wobei auf einer der Datenträgerleseeinrichtung einerseits und der Datenträger karte andererseits zugewandten Seite der Manipulierschaltung jeweils an der Verbindungsleitung Spannungswerte UC1, UK1 gemessen werden und dass in Abhängigkeit der Größe der dort abgetasteten Messwerte UC1 und UK1 durch geeignete Komparatorschaltungen zwei weitere Messwerte UC2 und UK2 gebildet werden, wobei beim Sendevorgang der Leseeinrichtung der Messwert UK2 eine Größe von nahezu oder gleich 0 und beim Sendevorgang der Datenträgerkarte der Messwert UC2 eine Größe von nahezu gleich 0 aufweist.For the method according to the invention it is provided that a manipulation circuit causes a potential difference within the connecting line (I / O line) between the data carrier card and the reading device, whereby on one side of the manipulation circuit facing the data carrier reading device on the one hand and the data carrier card on the other hand on the connecting line Voltage values U C1 , U K1 are measured and that, depending on the size of the measured values U C1 and U K1 sampled there, two further measured values U C2 and U K2 are formed by suitable comparator circuits, the measured value U K2 having a size of almost during the sending process of the reading device or equal to 0 and during the transmission process of the data carrier card the measured value U C2 has a size of almost equal to 0.
Durch die geschilderten Verfahrensschritte wird festgestellt, welcher der beiden kommunizierenden Partner Datenträgerkarte bzw. Lesekarte Sender von Infor mationen ist. Die Richtungserkennung basiert darauf, festzustellen, bei welchem der abgetasteten Messwerte UC1 und UK1 ein unter einem Schwellwert liegendes Spannungsniveau vorliegt, d. h. welcher der beiden die I/O-Leitung auf ein Low-Niveau zieht. Durch die Richtungserkennung ist es erstmals möglich, die gesendeten und empfangenen Daten während einer Chipkarten kommunikation beispielsweise mit einem Tischkartenleser, einen Bankkarten schreib- und Lesemodul oder einem Handy zu selektieren und mit Hilfe eines Monitors als Analyse-Tool richtungsabhängig zu bearbeiten und darzustellen. The described method steps determine which of the two communicating partners is the data carrier card or reader card sender of information. The direction detection is based on determining at which of the sampled measured values U C1 and U K1 there is a voltage level below a threshold value, ie which of the two pulls the I / O line to a low level. Direction detection makes it possible for the first time to selectively send and receive the data sent and received during chip card communication, for example with a table card reader, a bank card reader and reader module or a cell phone, and to process and display it with the help of a monitor as an analysis tool.
Die Vorrichtung zur Durchführung des oben geschilderten erfindungsgemäßen Verfahrens weist hierbei erfindungsgemäß eine Manipulierschaltung auf derart, dass auf der Verbindungsleitung zwischen Datenträgerkarte und Datenträger kartenleseeinrichtung eine Potentialdifferenz messbar ist, wobei auf einer der Datenträgerleseeinrichtung einerseits und der Datenträgerkarte andererseits zugewandten Seite der Manipulierschaltung jeweils an der Verbindungsleitung Spannungswerte UC1, UK1 gemessen werden und dass in Abhängigkeit der Größe der dort abgetasteten Messwerte UC1 und UK1 durch geeignete Kompa ratorschaltungen zwei weitere Messwerte UC2 und UK2 gebildet werden, wobei beim Sendevorgang der Leseeinrichtung der Messwert UK2 eine Größe von nahezu oder gleich 0 und beim Sendevorgang der Datenträgerkarte der Mess wert UC2 eine Größe von nahezu gleich 0 aufweist.The device for carrying out the method according to the invention described above has a manipulation circuit according to the invention in such a way that a potential difference can be measured on the connecting line between the data carrier card and the data carrier card reading device, voltage values on the connecting line on one side of the manipulation circuit facing the data carrier reading device and on the other hand U C1 , U K1 are measured and that, depending on the size of the measured values U C1 and U K1 sampled there, two further measured values U C2 and U K2 are formed by suitable comparator circuits, with the measured value U K2 having a size of almost during the sending process of the reading device or equal to 0 and the measured value U C2 has a size of almost equal to 0 when the data carrier card is sent.
Der Aufbau der Vorrichtung zur Richtungserkennung des Datentransfers ist erfindungsgemäß übersichtlich und mit einfachen elektronischen Mitteln reali sierbar, so dass eine problemlose Nachrüstung auch vorhandener Leseein richtungen mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung durchgeführt werden kann.The structure of the device for detecting the direction of the data transfer is according to the invention clearly and with simple electronic means reali can be retrofitted so that existing readers can also be retrofitted easily directions can be carried out with the device according to the invention.
Besondere Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich in Zusammenschau mit der technischen Lehre des Anspruches 1 aus den Merkmalen der Unteransprüche 2 und 3. Es hat diesbezüglich als vorteilhaft erwiesen, dass der Messwert UC2 beim Sendevorgang der Leseeinrichtung sich auf dem Spannungsniveau in der Ruhephase ohne Datenübertragung zwischen Datenträgerkarte und Leseeinrichtung befindet. Gleichermaßen ist es zweckmäßig, beim Sendevorgang der Datenträgerkarte das Spannungsniveau des Messwertes UK2 auf dem Spannungsniveau in der Ruhephase ohne Daten übertragung zwischen Datenträgerkarte und Leseeinrichtung festzulegen. Durch diese Maßnahme ist eine eindeutige Kennung des Sendevorganges von Datenträgerkarte oder Leseeinrichtung realisierbar.Special refinements of the method according to the invention result in conjunction with the technical teaching of claim 1 from the features of subclaims 2 and 3. In this regard, it has proven to be advantageous that the measured value U C2 during the transmission process of the reading device is at the voltage level in the idle phase without data transmission between the data card and the reader. Likewise, it is expedient to determine the voltage level of the measured value U K2 at the voltage level in the idle phase during the transmission process of the data carrier card without data transmission between the data carrier card and the reading device. This measure makes it possible to uniquely identify the transmission process from the data carrier card or reading device.
Im Folgenden wird das erfindungsgemäße Verfahren sowie die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt: The method according to the invention and the device for Implementation of the method with reference to the accompanying drawings explained. It shows:
Fig. 1 einen schematischen Aufbau der elektronischen Schaltung zur Richtungserkennung bei der Kommunikation zwischen einer Chipkarte und einem Chipkartenleser und Fig. 1 shows a schematic structure of the electronic circuit for direction detection in the communication between a chip card and a chip card reader and
Fig. 2a, b mehrere Spannungs/Zeitverlaufsdiagramme, die die Abfolge der Verfahrensschritte verdeutlichen. FIG. 2a, b a plurality of voltage / time waveform diagrams that illustrate the sequence of process steps.
In der Fig. 1 ist schematisch eine Datenträgerkarte 1 sowie eine Datenträger kartenleseeinrichtung 2, die im weiteren Verlauf auch nur als Leseeinrichtung bezeichnet wird, dargestellt, die über eine Verbindungsleitung 3 mitein ander kommunizieren können. In die Verbindungsleitung 3 ist gemäß Fig. 1 eine Manipulierschaltung, zur Erzeugung einer Potentialdifferenz eingefügt, welche beispielsweise einen Messwiderstand R1 aufweisen kann, dessen Größe durch Messung des in der Leseeinrichtung 2 enthaltenen Pullup-Wider standes Rp bestimmt wird. Der Pullup-Widerstand Rp wird mit Hilfe eines Ohm- Meters bei nicht angeschlossener Chipkarte, ausgeschalteter Leseeinrichtung sowie ohne externe Beschaltung zwischen den Kontakten VCC und I/O gemes sen. Der Wert für R1 wird auf den Wert des gemessenen Pullup-Widerstandes Rp eingestellt.In Fig. 1 schematically shows a data carrier card 1 and a data carrier card reading device 2, which is in the following also referred to only as a reading means, shown, that can communicate via a connection line 3 mitein other. Into the connecting line 1 3 is shown in FIG. Manipulierschaltung an inserted for generating a potential difference, which may for example comprise a measuring resistor R1, whose size is determined by measuring state of the pull-resisting contained in the reading device 2 Rp. The pull-up resistor Rp is measured with the help of an ohm meter when the chip card is not connected, the reading device is switched off and without external circuitry between the contacts VCC and I / O. The value for R1 is set to the value of the measured pull-up resistance Rp.
Geht man davon aus, dass die Ruhespannung bei fehlendem Datentransfer
zwischen Datenträgerkarte 1 und Leseeinrichtung 2 beispielsweise bei fünf Volt
liegt, und dass das Spannungsniveau, auf das durch einen der beiden
wechselseitig sendenden Teilnehmer am Datentransfer das Spannungsniveau
innerhalb der Verbindungsleitung 3 abgesenkt wird, einen Wert von 0,35 Volt
als so genanntes Low-Niveau aufweist, somit sich ein Wert von 0,4 Volt als klar
über dem Low-Niveau befindlicher Wert festlegen lässt, so ergibt sich für die
Bestimmung des Widerstandes R2 die Rechenregel:
If one assumes that the no-load voltage in the absence of data transfer between data card 1 and reader 2 is, for example, five volts, and that the voltage level to which the voltage level within connecting line 3 is reduced by one of the two reciprocally transmitting participants in the data transfer is a value of 0.35 volts as the so-called low level, so that a value of 0.4 volts can be defined as a value clearly above the low level, the calculation rule for determining the resistance R2 is as follows:
R2 = (0,4 Volt × R1)/(5 Volt - 0,4 Volt).R2 = (0.4 volt × R1) / (5 volt - 0.4 volt).
Die Bestimmung von R1 und die sich daraus ergebende Festlegung von R2 erfolgt für jede Leseeinrichtung einmal.The determination of R1 and the resulting determination of R2 takes place once for each reading device.
Aus der Fig. 1 geht darüber hinaus hervor, dass die erfindungsgemäße Schaltung zwei Messaufnehmer zur Messung der Spannungen UC1 bzw. UK1, zwei Komparatoren (Komparatorschaltungen) 10 bzw. 11 sowie zwei Messaufnehmer zur Messung der Spannungen UC2 bzw. UK2 aufweisen kann. Die Anordnung der einzelnen Bauteile kann hierbei im Einzelnen der Fig. 1 entnommen werden. Die Komparatoren 10 bzw. 11 dienen in der dargestellten Schaltung dazu, in Abhängigkeit eines einstellbaren Schwellwertes, welcher dem Low-Niveau von 0,35 Volt entspricht, an den Messaufnehmern UC2 und UK2 eine Spannung auf dem Ruheniveau bei fehlender Datenübertragung von beispielsweise 3 oder 5 Volt bereitzustellen oder ein Spannungsniveau von 0 Volt. Den Ablauf der erfindungsgemäßen Verfahrensschritte zur Richtungserkennung bei der Kommunikation zwischen Datenträgerkarte 1 und Leseeinrichtung 2 wird anhand der Fig. 2a und 2b deutlich.From Fig. 1 it is clear also that the circuit according to the invention comprise two sensors for measuring the voltages U C1 and U K1, two comparators (comparator circuits) 10 and 11 as well as two sensors for measuring the voltages U and U K2 C2 can. The arrangement of the individual components can be found in detail in FIG. 1. In the circuit shown, the comparators 10 and 11 serve, depending on an adjustable threshold value, which corresponds to the low level of 0.35 volts, on the sensors U C2 and U K2 to a voltage at the resting level in the absence of data transmission, for example 3 or to provide 5 volts or a voltage level of 0 volts. The course of the method steps according to the invention for direction detection in the communication between data carrier card 1 and reading device 2 is clear from FIGS . 2a and 2b.
In der Fig. 2a sind vier Spannungszeitdiagramme aufgetragen, die jeweils den Spannungsverlauf an den Messpunkten für UC1, UK1, UC2 und UK2 wiedergeben. In den Diagrammen der Fig. 2a ist der Spannungsverlauf an den Messpunk ten für den Fall wiedergegeben, dass die Leseeinrichtung Daten sendet, wohingegen die Fig. 2b die Spannungsverläufe im Falle der Sendung von Daten durch die Chipkarte wiedergibt. In allen Fällen befinden sich sämtliche Spannungen UC1, UK1, UC2 und UK2 auf einem Ruheniveau UH von beispiels weise 3 oder 5 Volt. Sobald die Leseeinrichtung ab einem Zeitpunkt t1 Daten sendet, verändert sich das Spannungsniveau an Messpunkt UK1 auf ein unter dem Wert von 0,35 Volt liegendes Low-Niveau. Bedingt durch dieses niedrige Spannungsniveau wird durch den Komparator 11 die Spannung am Messpunkt UK2 auf ein Niveau von nahezu oder 0 abgesenkt. Diese Absenkung besteht bis zum Zeitpunkt t2, bis zu dem die Leseeinrichtung 2 Daten an die Chipkarte 1 sendet. In der Fig. 2a sind ergänzend die Spannungsniveaus UC1 und UC2 aufgetragen. Während der Sendezeit der Leseeinrichtung 2 zwischen den Zeitpunkten t1 und t2 befindet sich die Spannung UC1 auf einem Spannungs niveau von mindestens 0,4 Volt. Diese über dem eingestellten Schwellwert des Komparators 10 liegende Wert bewirkt am Messpunkt UC2 ein Ansteigen der Spannung auf das hohe Niveau von 3 bzw. 5 Volt.In Fig. 2a four voltage timing diagrams are plotted, each representing the voltage waveform at the measurement points for U C1, U K1, U C2 and U K2. In the diagrams of FIG. 2a, the voltage curve at the measurement points is shown for the case in which the reading device sends data, whereas FIG. 2b shows the voltage curves in the case of data being sent by the chip card. In all cases, all voltages U C1 , U K1 , U C2 and U K2 are at a resting level U H of, for example, 3 or 5 volts. As soon as the reading device sends data from a time t 1 , the voltage level at measuring point U K1 changes to a low level below the value of 0.35 volts. Due to this low voltage level, the voltage at the measuring point U K2 is reduced to a level of almost or 0 by the comparator 11 . This reduction exists until the time t 2 , up to which the reading device 2 sends data to the chip card 1 . The voltage levels U C1 and U C2 are additionally plotted in FIG. 2a. During the transmission time of the reading device 2 between the times t 1 and t 2 , the voltage U C1 is at a voltage level of at least 0.4 volts. This value, which is above the set threshold value of the comparator 10 , causes the voltage at the measuring point U C2 to rise to the high level of 3 or 5 volts.
Aus der Fig. 2b werden die Spannungsverläufe UC1, UK1, UC2 und UK2 im umgekehrten Fall, in dem die Datenträgerkarte 1 Informationen an die Leseein richtung 2 sendet, deutlich. Während der Sendedauer zwischen den Zeitpunkten t1 und t2 ist das Spannungsniveau am Messpunkt UC1 auf einen Wert von unter 0,35 Volt abgesenkt. Infolge dessen liegt infolge des Komparators 10 das Spannungsniveau am Messpunkt UC2 bei nahezu oder gleich 0 Volt. Da die Spannung UK1 während des Sendevorganges der Datenträgerkarte 1 auf einem Niveau oberhalb von 0,35 Volt verbleibt, und im Modellfall der Fig. 2b 0,4 Volt beträgt, führt die Komparatorschaltung zu einer Anhebung der Spannung UK2 auf das hohe Ruhespannungsniveau von 3 bzw. 5 Volt. Aus den Spannungs verläufen wird also deutlich, dass eine Abtastung der Spannungsverläufe UC2 bzw. UK2 eindeutige Aufschlüsse darüber zulässt, ob die Leseeinrichtung 2 oder die Datenträgerkarte 1 Daten übermittelt. Somit lassen sich aufgrund der Richtungserkennung die Sendedaten einer logischen und/oder einer Fehler analyse unterziehen sowie entsprechend richtungsabhängig bearbeiten und darstellen.The voltage curves U C1, U K1, U K2 C2 and U are sent in the reverse case, in which the data carrier card 1 information to the Leseein direction 2 in FIG. 2b, clearly. During the transmission period between times t 1 and t 2 , the voltage level at measuring point U C1 is reduced to a value below 0.35 volts. As a result, due to the comparator 10, the voltage level at the measuring point U C2 is almost or equal to 0 volts. Since the voltage U K1 remains at a level above 0.35 volts during the transmission process of the data carrier card 1 , and in the model case of FIG. 2b is 0.4 volts, the comparator circuit leads to an increase in the voltage U K2 to the high quiescent voltage level of 3 or 5 volts. It is therefore clear from the voltage curves that a scan of the voltage curves U C2 or U K2 permits clear information as to whether the reading device 2 or the data carrier card 1 is transmitting data. Thus, based on the direction detection, the transmission data can be subjected to a logical and / or error analysis and can be processed and displayed accordingly depending on the direction.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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8100 | Publication of the examined application without publication of unexamined application | ||
D1 | Grant (no unexamined application published) patent law 81 | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: ORGA SYSTEMS ENABLING SERVICES GMBH, 33104 PADERBO |
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8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: ORGA SYSTEMS GMBH, 33104 PADERBORN, DE |
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8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: SHAMS, MEHDI, DIPL-ING., 33178 BORCHEN, DE |
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8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |