JP2003046451A - 光情報トランスポートを多重化する方法 - Google Patents
光情報トランスポートを多重化する方法Info
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Abstract
スポートを多重化するのに必要とされるコンポーネント
数を低減する。 【解決手段】 複数のアクセス端末18とトランスポー
トネットワーク10との間での情報トランスポートを多
重化する。異なるアクセス端末18との間での情報伝送
光は、N本のライトガイド(光ファイバ)140a〜c
を通じてトランスポートされ、L個のトランシーバに1
22よってトランスポートネットワーク10との間でや
りとりされる。複数のアクセス端末18からなるグルー
プ16に対する情報は、タイムスロット多重化および波
長多重化によって、同じファイバ140a〜c上で多重
化される。各トランシーバ122は、選択可能な通信波
長からの情報をやりとりする。トランシーバ122の使
用は、複数のファイバ140a〜c間で多重化される。
Description
に関し、特に、トランスポートネットワークとアクセス
端末の間の接続に関する。
1061764)には、受動光ネットワークを用いてト
ランスポートネットワーク(例えば電話トランスポート
ネットワーク)をアクセス端末(例えばエンドユーザ端
末)に接続する通信ネットワークが記載されている。受
動光ネットワークは、N本の光ファイバの束を有する。
これらのファイバのそれぞれが、複数のアクセス端末に
接続される。それぞれの単一の光ファイバは、複数M個
の異なる通信波長の光を伝送することができる。このネ
ットワークは、各ファイバにおいてM個の波長で情報を
伝送することが可能である。受動光ネットワークが使用
されるため、情報は、N個の光ファイバを通じて端末と
の間でトランスポート可能である。
ファイバおよび光波長を用いた統計多重化を使用して、
比較的低コストで大きい情報トランスポート容量を提供
する。統計多重化は、アクセス端末に特徴的なアクティ
ビティパターンに基づく。これらの端末は、間欠的にア
クティブなだけであり、結果として、平均的には、低い
トランスポート容量しか必要としない。しかし、アクテ
ィブになると、アクセス端末は、平均容量よりずっと大
きい最大トランスポート容量を必要とすることもある。
このため、端末間で複数のファイバおよび波長を使用し
て、必要なときにだけファイバおよび波長を特定のアク
セス端末に割り当てることが可能となる。このため、個
々の端末がときには最大容量を使用することがあって
も、アクセス端末あたりの最大容量とアクセス端末数と
の積よりもずっと小さい容量しか必要とされない。
は、トランスポート時間および波長への端末の割当てに
ついては詳細に議論されているが、異なる波長の光が異
なるファイバに光学的に提供される方法については記載
されていない。これを行うための明らかな方法として
は、N本の光ファイバのそれぞれについて、M個の異な
る波長に対してM個の光源、光変調器および光復調器の
セットを提供することであろうが、このような解決法
は、N×M個、すなわち多数の光源、光変調器および光
復調器を必要とするため、高価である。
け、アクセス端末との間での光変調情報のトランスポー
トを多重化するのに必要とされるコンポーネント数を低
減することである。
に、複数のアクセス端末とトランスポートネットワーク
との間での情報トランスポートを多重化する方法を提供
する。異なるアクセス端末について(すなわち、異なる
アクセス端末との間で)の情報伝送光は、N本のライト
ガイド(例えば、光ファイバ)を通じてトランスポート
され、L個のトランシーバによってトランスポートネッ
トワークとの間でやりとりされる。複数のアクセス端末
からなるグループに対する情報は、タイムスロット多重
化および波長多重化によって、同じファイバ上で多重化
される。各トランシーバは、選択可能な通信波長からの
情報をやりとりする。
複数のライトガイド間で多重化される。情報トランスポ
ートに対する需要に応じて、異なるトランシーバが、あ
るときには同じファイバに対する相異なる通信波長の情
報をやりとりし、またあるときには相異なるファイバに
ついて同じ波長(または相異なる波長)の情報をやりと
りする。他のときにはこれらの極端な場合の中間が起こ
ることもある。こうして、アクセス端末からトランスポ
ートネットワークに情報を渡すために必要とされるトラ
ンシーバの数を低減することができる。好ましくは、ト
ランシーバ数Lは、ライトガイド数Nより小さい。いず
れにしても、トランシーバ数Lは、使用される通信波長
数Mとライトガイド数Nとの積より相当に小さくするこ
とができる。
の間の接続は、波長独立クロスコネクトユニットと、ク
ロスコネクトユニットとトランシーバの間で選択可能な
波長を通すフィルタとによって実現される。こうして、
多重化は、比較的少数のコンポーネントで実現すること
ができる。
ーバの間の接続は、それぞれ通信波長のうちの1つにつ
いての相互接続を実行する複数のクロスコネクトユニッ
トと、相異なるクロスコネクトユニット用にライトガイ
ドからの光を分離する波長スプリッタと、相異なるクロ
スコネクトユニットからの光を併合する波長コンバイナ
とのセットによって実現される。
(上流)」へ、すなわち、アクセス端末からネットワー
クへ送る受信機と、情報を「ダウンストリーム(下
流)」へ、すなわち、トランスポートネットワークから
アクセス端末へ送る送信機との両方の使用が、N本のラ
イトガイドおよびM個の波長にわたり多重化される。こ
の目的のために、アップストリームとダウンストリーム
の情報トランスポート用に相異なるクロスコネクトが存
在するように、もう1つのクロスコネクトユニットを備
えることも可能である。
られるクロスコネクトユニットを「ダウンストリーム」
通信にも使用することが可能である。しかし、これは、
2つのクロスコネクトユニット(一方はアップストリー
ムトラフィック用、一方はダウンストリームトラフィッ
ク用)を用いた全二重と比べて、トランスポート容量が
半二重に低下することがある。
ネットワークは、トランスポートネットワーク10、加
入者交換機(local exchange)12、受動光ネットワーク
14および光ネットワークユニット18(明確さのため
に1つだけに番号を明示的に付してあるが、他の光ネッ
トワークユニットも図示されている。複数の同等の要素
のうちの1つのみに番号を付すという同様の約束は、図
中の他の要素についても当てはまる)の複数のグループ
16を含む。加入者交換機12は、光回線終端装置12
0、複数のトランシーバ(送信機もしくは受信機または
その両方)122、光クロスコネクト124および制御
ユニット126を含む。受動光ネットワーク14は、光
ファイバ140a〜c、波長マルチプレクサ/デマルチ
プレクサ142a〜c、スプリッタ/コンバイナ144
を含む。例として3個のトランシーバ122が図示され
ているが、2個のトランシーバ、または、多数のトラン
シーバを使用することももちろん可能である。同じこと
は、必要な変更を加えて、ファイバ140a〜cの数、
マルチプレクサ/デマルチプレクサ142a〜cの数、
スプリッタ/コンバイナ144の数、グループ16の
数、光ネットワークユニット18の数などについても当
てはまる。トランシーバ122は、トランスポートネッ
トワーク10から光ネットワークユニット18へ「ダウ
ンストリーム」方向に情報を送る送信機であることも、
光ネットワークユニット18からトランスポートネット
ワーク10へ「アップストリーム」方向に情報を送る受
信機であることも可能である。
て、トランスポートネットワーク10からの情報は、光
回線終端装置120によって受信され、送信機122に
送られる。送信機122は、情報がその上に変調された
光を生成する。光クロスコネクト124は、この光を、
ファイバ140a〜cのうちの選択されたファイバに送
る。制御ユニット126は、光がどの送信機122から
どのファイバ140a〜cに送られるかを決定するよう
に、光クロスコネクト124を制御する。各ファイバ1
40a〜cは、1つのマルチプレクサ/デマルチプレク
サ142a〜cと、スプリッタ/コンバイナ144の1
つのグループに対応し、これらを通じて、光ネットワー
クユニット18の1つのグループ16a〜cにサービス
する。ファイバ140a〜cは、光を自己のマルチプレ
クサ/デマルチプレクサ142a〜cに送る。マルチプ
レクサ/デマルチプレクサ142a〜cは、光を、それ
ぞれ異なる波長範囲内の相異なる波長成分に分離する。
2つの波長成分の出力が例として図示されているが、も
ちろん、より大きい数を使用するのが好ましい。マルチ
プレクサ/デマルチプレクサ142a〜cは、各波長成
分をそれぞれのスプリッタ/コンバイナ144に送り、
スプリッタ/コンバイナ144は、その成分の光を、関
連するグループ16a〜cの光ネットワークユニット1
8に分配する。
スプリッタ/コンバイナ144は、相異なる光ネットワ
ークユニット18からの情報を伝送する光を結合し(足
し合わせ)、結合光をマルチプレクサ/デマルチプレク
サ142a〜cに送る。マルチプレクサ/デマルチプレ
クサ142a〜cは、複数のスプリッタ/コンバイナ1
44からなる1つのグループからの光を多重化し、グル
ープ内の各スプリッタ/コンバイナは、結合信号中の相
異なる波長を分配する。ファイバ140a〜cは、多重
化光を光クロスコネクト124に送る。光クロスコネク
トユニットは、光を受信機122に送り、受信機122
は、情報を呼び出して、それを、光回線終端装置120
を通じてトランスポートネットワークに送る。制御ユニ
ット126は、光がどのファイバ140a〜cからどの
トランシーバ122へ送られるかを決定するように、光
クロスコネクトを制御する。
バ140a〜cからの複数の波長の光の受信、もしく
は、ファイバ140a〜cへの複数の波長の光の送信、
またはその両方のために、トランシーバ122の使用を
多重化するように作用する。これは、制御ユニット12
6によって制御される。制御ユニットは、光ネットワー
クユニット18の通信の要求に基づいて、トランシーバ
122が使用される波長およびファイバ140a〜cを
選択する。
光ネットワークユニット18が同時に通信容量を要求す
る場合、制御ユニット126は、トランシーバ122が
同じファイバ140a〜cに相異なる波長で接続され
て、同じグループ16a〜cの複数の光ネットワークユ
ニット18に同時にサービスするように、光クロスコネ
クト124を切り替える。光ネットワークユニット18
について要求される通信容量がグループ16a〜cにわ
たって一様に分布するとき、トランシーバは、相異なる
ファイバ140a〜cに接続され、サービスを要求する
光ネットワークユニット18によって要求されるよう
に、選択された波長(同じことも異なることもある)で
動作する。こうして、光ネットワークユニット18との
間の通信は、複数のタイムスロットおよび波長にわたり
多重化される。トランシーバをファイバ140a〜cお
よび複数の波長に割り当てるためには、統計多重化のた
めの任意の既知の割当て方式が使用可能である。多重化
方式は、ダウンストリーム通信もしくはアップストリー
ム通信または両者の組合せのいずれにも適用可能であ
る。
ップストリーム」または「ダウンストリーム」のいずれ
かの方向で用いられる光クロスコネクト124を示す。
クロスコネクト124は、トランシーバのための入出力
20a、b(例として、2個の出力のみが図示されてい
る)、第1および第2のマルチプレクサ/デマルチプレ
クサ22a〜b、26a〜c、ならびに、サブクロスコ
ネクトユニット24a〜cを含む。入出力20a、b
は、第1マルチプレクサ/デマルチプレクサ22a〜b
のそれぞれの多重化入出力を形成する。それぞれの第1
マルチプレクサ/デマルチプレクサ22a〜bは、それ
ぞれ相異なる波長範囲に対する(この範囲は1つの通信
波長に対応する)複数の分離化入出力を有する。同様
に、第2マルチプレクサ/デマルチプレクサ26a〜c
のそれぞれの多重化入出力は、ファイバ140a〜cの
それぞれに接続され、第2マルチプレクサ/デマルチプ
レクサ26a〜cは、それぞれ相異なる波長範囲に対す
る複数の分離化入出力を有する。それぞれのサブクロス
コネクトユニット24a〜cは、それぞれの波長範囲に
ついて、第1および第2のマルチプレクサ/デマルチプ
レクサ22a〜b、26a〜cからの分離化入出力を相
互接続する。理解されるべき点であるが、任意の個数の
出力20a、b、マルチプレクサ/デマルチプレクサ2
2a〜b、26a〜c、クロスコネクトユニット24a
〜cが使用可能である。
の実施例を示す。サブクロスコネクトユニット24は、
第1および第2のスプリッタ/コンバイナ240、24
4と、光スイッチ242(1つだけに明示的に番号を付
す)とを含む。第1スプリッタ/コンバイナ240は、
第1マルチプレクサ/デマルチプレクサ22a、bのそ
れぞれの分離化入出力への結合入出力を有する。第2ス
プリッタ/コンバイナ244は、第2マルチプレクサ/
デマルチプレクサ26a〜cのそれぞれの分離化入出力
への結合入出力を有する。光スイッチ242はそれぞ
れ、第1スプリッタ/コンバイナ240の分離入出力
を、第2スプリッタ/コンバイナの分離入出力と相互接
続する。光スイッチは、制御ユニット126(図示せ
ず)の制御下で動作する。明らかなように、異なる個数
の入出力およびスイッチトともに異なる個数のスプリッ
タ/コンバイナを使用することによって、異なる個数の
接続を有するクロスコネクトユニットを実現することが
できる。
つのトランシーバ122および1つの光ファイバ140
a〜cから1つの波長範囲の光を受信する。光スイッチ
242は、制御ユニット126の制御下でこの光を選択
的に通過させ、または阻止する。
れる別の光クロスコネクト124を示す。光クロスコネ
クト124は、相異なるトランシーバ122のためのト
ランシーバ入出力30a、bと、フィルタ32a、b
と、サブクロスコネクトユニット34とを有する。サブ
クロスコネクトユニット34は、図3のサブクロスコネ
クトユニット24と同様の構造のものである。サブクロ
スコネクトユニット34は、ファイバ140a〜cに接
続された第1入出力と、トランシーバ入出力30a〜c
のそれぞれにフィルタ32a、bのそれぞれを通じて接
続された第2入出力とを有する。各フィルタは、第1お
よび第2のマルチプレクサ/デマルチプレクサ320、
324と、光スイッチ322とを有する。トランシーバ
122のための入出力30a、bは、第1マルチプレク
サ/デマルチプレクサ320の多重化入出力を形成す
る。第1マルチプレクサ/デマルチプレクサ320は、
それぞれ相異なる波長範囲に対する(この範囲は1つの
通信波長に対応する)複数の分離化入出力を有する。第
2マルチプレクサ/デマルチプレクサ324は、それぞ
れ相異なる波長範囲に対する複数の分離化入出力を有
し、それぞれの分離化入出力は、対応する光スイッチ3
22を通じて、第1マルチプレクサ/デマルチプレクサ
320の対応する分離化入出力に接続される。第2マル
チプレクサ/デマルチプレクサ324の多重化入出力
は、サブクロスコネクトユニット34の対応する入出力
に接続される。光スイッチ322は、制御ユニット12
6(図示せず)の制御下で動作する。
ト34は、制御ユニット126による選択の下で、選択
されたファイバからの光を選択されたトランシーバ12
2に送る。フィルタ32は、選択された波長のみがトラ
ンシーバ122との間でやりとりされることを保証す
る。図2の光クロスコネクトと比べて、相当少ない光ス
イッチしか必要とされない。
される場合、サブクロスコネクトユニット34は、ファ
イバ140a〜cからのすべての波長の光を、選択され
たフィルタ32に送る。単一のファイバ140a〜cの
光は、同じグループ16a〜c内の相異なる光ネットワ
ークユニット18からの情報を伝送する複数の波長を含
むことがある。この場合、制御ユニット126は、この
ファイバ140a〜cからの光が複数のフィルタ32に
送られるように、サブクロスコネクトユニット34内の
光スイッチを制御することになる。制御ユニット126
は、相異なる波長の光成分が異なる受信機122に送ら
れるように各フィルタを制御する。受信機122は波長
固有でない。すなわち、受信機122は、どの波長の光
からも情報を復号することができる。そこで、制御ユニ
ット126は、どのファイバ140a〜cからのどの波
長が各受信機122で復号されるかを制御する。
いて、図2のクロスコネクトが使用される場合、制御ユ
ニット126は、送信機122からのどの波長がファイ
バ140a〜cに送られるかを決定するようにクロスコ
ネクトユニット24内の光スイッチを制御し、送信機1
22も波長固有でない。
される場合、すべての利用可能な波長の光を変調する送
信機122が使用されることが可能である。この場合、
すべての波長に対して単一の変調器があればよい。変調
された光は、フィルタ32を通じてサブクロスコネクト
ユニット34へ送信される。フィルタ32は、1つの波
長を選択し、この波長の光を、サブクロスコネクトユニ
ットを通じて、選択されたファイバ140a〜cに送
る。同様の効果は、図2のクロスコネクト124でも達
成される。
41を示す。変調器/フィルタ41では、別法として、
フィルタ32とトランシーバ122の変調器の機能がダ
ウンストリームの場合に組み合わされることが可能であ
る。変調器/フィルタは、相異なる波長に対する複数の
単一波長光源40a〜cと、複数の光変調器42a〜c
と、マルチプレクサ44とを含む。各光源40a〜c
は、対応する光変調器42a〜cを通じて、マルチプレ
クサ44の対応する分離化入力に接続される。マルチプ
レクサ44の多重化出力は、例えば図3のサブクロスコ
ネクトユニットのうちの1つとして実現されるサブクロ
スコネクトユニット46を介してファイバ140a〜c
に接続されることも可能である。動作において、選択さ
れた変調器42a〜cが、制御ユニット126の制御下
でイネーブルされ、トランスポートネットワーク10か
らの情報が、イネーブルされた変調器42a〜cによる
変調を制御するために使用される。こうして、変調器/
フィルタは、単一波長の変調光を生成する。光源40a
〜cは、複数のトランシーバによって共用されることも
可能である。こうして、光源に対して最小限のコストし
か要求されない。
ンストリームの両方のトラフィックを、必要であれば同
時に、扱うことができるトランシーバ122が使用可能
である。この場合、図2および図4の光クロスコネクト
は、アップストリームおよびダウンストリームのトラフ
ィックに対する選択を同時に行うことになる。しかし、
これは、伝送容量を全二重から半二重に低下させること
がある。ある実施例では、クロスコネクト146が図2
またはず4に示されるような2つの構成を並列に含み、
一方がダウンストリーム通信の多重化を行い、一方がア
ップストリーム通信の多重化を行う。
ランシーバの使用は、複数のライトガイド間で多重化さ
れ、アクセス端末からトランスポートネットワークに情
報を渡すために必要とされるトランシーバの数を低減す
ることができる。
もので、この技術分野の当業者であれば、本発明の種々
の変形例を考え得るが、それらはいずれも本発明の技術
的範囲に包含される。尚、特許請求の範囲に記載した参
照番号がある場合は、発明の容易な理解のためで、その
技術的範囲を制限するよう解釈されるべきではない。
Claims (10)
- 【請求項1】 複数のアクセス端末とトランスポートネ
ットワークの間の光情報トランスポートを多重化する方
法において、 各グループ内の相異なる端末に対する情報を、そのグル
ープに対するライトガイド内の光の相異なるタイムスロ
ットおよび相異なる通信波長にわたり多重化して、それ
ぞれ対応する1つのライトガイドを通じてアクセス端末
のそれぞれのグループに対する情報を伝送する光をトラ
ンスポートするステップと、 トランスポートネットワークからライトガイドへ情報を
送る送信機もしくはライトガイドからトランスポートネ
ットワークへ情報を送る送信機またはその両方を含むト
ランシーバを通じて、ライトガイドとトランスポートネ
ットワークの間で情報を送受信するステップと、 各トランシーバが、相異なるタイムスロットにおいて、
選択可能なライトガイドに対する情報を選択可能な通信
波長で送受信するように、トランシーバの使用を多重化
するステップを有することを特徴とする、光情報トラン
スポートを多重化する方法。 - 【請求項2】 ライトガイドを、それぞれ1つのトラン
シーバに対応するそれぞれのクロスコネクト入出力と動
的に相互接続するステップと、 各トランシーバに対するそれぞれの1つの通信波長を動
的に選択し、トランシーバとその対応する入出力との間
で送受信される光から、選択された波長以外の波長の光
成分をフィルタリングして除去するステップとを含むこ
とを特徴とする請求項1記載の方法。 - 【請求項3】 使用されるトランシーバの個数Lは、使
用されるライトガイドの個数Nより小さいことを特徴と
する請求項1記載の方法。 - 【請求項4】 トランスポートネットワークと、 複数のアクセス端末と、 各ライトガイドが、アクセス端末の対応する1つのグル
ープをトランスポートネットワークに結合し、各グルー
プ内の相異なるアクセス端末は、それぞれ相異なる通信
波長の光によって伝送される情報をトランスポートネッ
トワークとの間で送受信することが可能な、複数のライ
トガイドと、 ライトガイドとトランスポートネットワークの間にあ
り、それぞれ、トランスポートネットワークからライト
ガイドへ情報を送る送信機もしくはライトガイドからト
ランスポートネットワークへ情報を送る送信機またはそ
の両方を含む、複数のトランシーバと、 ライトガイドとトランシーバの間にあり、各ライトガイ
ドと、それぞれの選択可能なトランシーバの組合せとの
間の光トランスポートのための選択可能なアクティブな
結合を行うように構成され、いずれか1つのライトガイ
ドと相異なるトランシーバとの間を同時にアクティブに
結合することが可能であり、その1つのライトガイドと
それぞれのアクティブに結合されたトランシーバとの間
の結合は、対応する1つの選択可能な通信波長で行われ
る、相互接続ユニットと、 アクセス端末のトランスポート容量要求に基づいて選択
的に、結合を動的にアクティブにする制御ユニットとを
有することを特徴とする通信ネットワーク。 - 【請求項5】 前記相互接続ユニットは、 各ライトガイドとそれぞれの選択可能な接続の組合せと
の間の光トランスポートのための選択可能なアクティブ
な結合を行うように構成され、各結合はすべての通信波
長を通過させ、各接続は対応する1つのトランシーバの
ために提供される、1つのサブユニットと、 各接続と、対応する1つのトランシーバとの間に設けら
れ、制御ユニットにより選択可能な1つの通信波長を通
過させる、対応する1つのフィルタとを有することを特
徴とする請求項4記載の通信ネットワーク。 - 【請求項6】 少なくとも1つのトランシーバは1つの
トランシーバを含み、前記相互接続ユニットは、その少
なくとも1つのトランシーバに対して、 各ライトガイドとそれぞれの選択可能な接続の組合せと
の間の光トランスポートのための選択可能なアクティブ
な結合を行うように構成され、各結合はすべての通信波
長を通過させ、各接続は対応する1つのトランシーバの
ために提供される、1つのサブユニットと、 サブユニットの接続の1つに結合した多重化接続と、個
々の通信波長に対する分離化接続とを有する波長多重化
ユニットと、 それぞれの波長に対する光源と、 それぞれ、対応する1つの光源と、対応する1つの分離
化接続の間にあり、前記少なくとも1つのトランシーバ
に対する波長の選択と、トランシーバによってアクセス
端末に送られる情報とによって制御される光スイッチと
を有することを特徴とする請求項4記載の通信ネットワ
ーク。 - 【請求項7】 前記相互接続ユニットは、 対応する1つのライトガイドに結合した多重化接続と、
個々の通信波長に対する分離化接続とをそれぞれ有する
第1波長多重化ユニットと、 対応する1つのトランシーバに結合した多重化接続と、
個々の通信波長に対する分離化接続とをそれぞれ有する
第2波長多重化ユニットと、 対応する1つの通信波長に対して、第1多重化ユニット
と第2多重化ユニットの分離化接続をそれぞれ結合する
複数のサブ相互接続ユニットと有することを特徴とする
請求項4記載の通信ネットワーク。 - 【請求項8】 L個のトランシーバは、N個のライトガ
イドから情報の受信のみを行い、それらのN個のライト
ガイドは、それらのL個のトランシーバへ光の送出のみ
を行い、LはNより小さいことを特徴とする請求項4記
載の通信ネットワーク。 - 【請求項9】 前記トランシーバは、アクセス端末から
受信される情報をトランスポートネットワークのみにト
ランスポートするように構成され、前記通信ネットワー
クは、 トランスポートネットワークに接続され、トランスポー
トネットワークからの情報をアクセス端末のみに送信す
る別のトランシーバと、 ライトガイドと前記別のトランシーバとの間にあり、各
トランシーバから、対応する1つの選択可能なライトガ
イドへの光トランスポートのための選択可能なアクティ
ブな結合を行うように構成された別の相互接続ユニット
とをさらに有することを特徴とする請求項4記載の通信
ネットワーク。 - 【請求項10】 前記別のトランシーバからライトガイ
ドの組合せへのアクティブな結合は、対応する1つの選
択可能な通信波長で行われることを特徴とする請求項9
記載の通信ネットワーク。
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