JP2540955B2 - 多重化装置における呼の接続制御方法 - Google Patents
多重化装置における呼の接続制御方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は非同期転送網におけるトラヒック制御方
法、中でも呼の接続制御方法に関する。
法、中でも呼の接続制御方法に関する。
（従来の技術） データ、音声、画像等、伝送速度や要求品質の異なる
様々なメディアを同時に収容する広帯域ISDN（Integrat
ed Services Digital Networks:統合サービスデジタル
網）の最有力な実現方式として非同期転送モード（Asyn
chronous Transfer Mode:ATM）が注目を浴びている。
様々なメディアを同時に収容する広帯域ISDN（Integrat
ed Services Digital Networks:統合サービスデジタル
網）の最有力な実現方式として非同期転送モード（Asyn
chronous Transfer Mode:ATM）が注目を浴びている。
第３図に示すように、ATMは、送る情報を短い固定長
のブロックに区切ったものに宛先などを示すヘッダを付
けて構成されるセルで伝送路を多重化して情報を転送す
るもので、ATM変換機はハードスイッチで高速にセルを
所望の出線に振り分ける。広帯域ISDNやATMに関しては
「解説浮上してきた次世代ISDN構想」、日経エレクトロ
ニスク誌、1988年１月11日号、pp.121−137.や、「解説
ATM通信技術の動向−高速帯域系への展開に向けて−」
電子情報通信学会誌、1988年８月号、pp.806−813.に平
易かつ詳細な解説が載せられている。
のブロックに区切ったものに宛先などを示すヘッダを付
けて構成されるセルで伝送路を多重化して情報を転送す
るもので、ATM変換機はハードスイッチで高速にセルを
所望の出線に振り分ける。広帯域ISDNやATMに関しては
「解説浮上してきた次世代ISDN構想」、日経エレクトロ
ニスク誌、1988年１月11日号、pp.121−137.や、「解説
ATM通信技術の動向−高速帯域系への展開に向けて−」
電子情報通信学会誌、1988年８月号、pp.806−813.に平
易かつ詳細な解説が載せられている。
ATMで構成されるATM網に、データ、音声、画像等の様
々なメディアのトラヒックを各々が要求するセル廃棄率
や遅延等の品質条件を満たしながら効率よく収容する方
法はまだ確立されていないが、「ATM網における多元バ
ースト多重特性」1988年電子情報通信学会秋季全国大会
講演論文集Ｂ−205、や、「ATM網におけるバーストトラ
ヒックの多重制御法」同論文集Ｂ−204では、呼が接続
要求時に申告したセル送出速度の最大値と平均値から、
各呼のセル送出速度の総和が多重化装置の出線の回線速
度を超過した量の期待値と、各呼のセル送出速度の総和
の期待値との比で定義されるバースト溢れ率を計算し、
これを多重化装置への呼の接続の可否を判断する基準と
して用いることが提案されている。
々なメディアのトラヒックを各々が要求するセル廃棄率
や遅延等の品質条件を満たしながら効率よく収容する方
法はまだ確立されていないが、「ATM網における多元バ
ースト多重特性」1988年電子情報通信学会秋季全国大会
講演論文集Ｂ−205、や、「ATM網におけるバーストトラ
ヒックの多重制御法」同論文集Ｂ−204では、呼が接続
要求時に申告したセル送出速度の最大値と平均値から、
各呼のセル送出速度の総和が多重化装置の出線の回線速
度を超過した量の期待値と、各呼のセル送出速度の総和
の期待値との比で定義されるバースト溢れ率を計算し、
これを多重化装置への呼の接続の可否を判断する基準と
して用いることが提案されている。
これについて詳しく説明する。ATMでは送るべき情報
が発生した場合にのみその情報をセルに分解して送出す
るので情報源からの情報の送出は一般にバースト状にな
る。例えば音声を無音区間は情報を送らず有音区間のみ
を64kbit/sで符号化して送る場合、第４図の呼Ｎに示す
ように無音区間ではセルが送出されず、有音区間では64
kbit/sに相当するセル送出速度でセルがバースト状に送
出される。また動画像をフレーム間差分符号化して送る
場合は、第４図の呼２に示すように、フレーム周期毎
に、符号器がつながっている回線速度に相当するセル送
出速度で、動きの度合いに依存した時間だけセルがバー
スト状に送出される。よってこれらの呼が同一の多重化
装置に接続されている場合、第４図の最下部に示すよう
に各呼のセル送出速度の総和Ｒが出線の回転速度Ｃを上
回ることによってセルの廃棄が起こり、通信品質に影響
をおよぼす。そこでこの廃棄を定量的に捉えるため、第
４図の斜線部に示すようにＲがＣを超過した量の期待値
とＲの期待値との比でバースト溢れ率が定義されてい
る。これは具体的には次のように計算される。
が発生した場合にのみその情報をセルに分解して送出す
るので情報源からの情報の送出は一般にバースト状にな
る。例えば音声を無音区間は情報を送らず有音区間のみ
を64kbit/sで符号化して送る場合、第４図の呼Ｎに示す
ように無音区間ではセルが送出されず、有音区間では64
kbit/sに相当するセル送出速度でセルがバースト状に送
出される。また動画像をフレーム間差分符号化して送る
場合は、第４図の呼２に示すように、フレーム周期毎
に、符号器がつながっている回線速度に相当するセル送
出速度で、動きの度合いに依存した時間だけセルがバー
スト状に送出される。よってこれらの呼が同一の多重化
装置に接続されている場合、第４図の最下部に示すよう
に各呼のセル送出速度の総和Ｒが出線の回転速度Ｃを上
回ることによってセルの廃棄が起こり、通信品質に影響
をおよぼす。そこでこの廃棄を定量的に捉えるため、第
４図の斜線部に示すようにＲがＣを超過した量の期待値
とＲの期待値との比でバースト溢れ率が定義されてい
る。これは具体的には次のように計算される。
先ず出線の回線速度がＣセル/sであるATM多重化装置
にセル送出速度の最大値MAXiと平均値AVEiを申告した呼
ｉ（ｉ＝1,…,N）が接続中である場合、呼ｉのセル送出
速度riがxiとなる確立Pr（ri＝xi）を次のようにして決
める。
にセル送出速度の最大値MAXiと平均値AVEiを申告した呼
ｉ（ｉ＝1,…,N）が接続中である場合、呼ｉのセル送出
速度riがxiとなる確立Pr（ri＝xi）を次のようにして決
める。
すなわち呼ｉ（ｉ＝1,…,N）は確率AVEi/MAXiで第４
図に示すように一定のセル送出速度MAXiのバーストを送
出していると見なす。すると各呼のセル送出速度の総和
ＲがＸとなる確率Pr（Ｒ＝Ｘ）は、各呼が互いに独立に
セルを送出する仮定すれば となる。ここでバースト溢れ率Bovは次式で定義され
る。
図に示すように一定のセル送出速度MAXiのバーストを送
出していると見なす。すると各呼のセル送出速度の総和
ＲがＸとなる確率Pr（Ｒ＝Ｘ）は、各呼が互いに独立に
セルを送出する仮定すれば となる。ここでバースト溢れ率Bovは次式で定義され
る。
先ず第４図に示すようにＲがＣを超過した量の期待値
OFは式（２）を用いて次式のように計算される。ただし
Ｅ［Ａ］は確率変数Ａの期待値を、≡は定義すること
を、またmax｛B,C｝はＢとＣのうち小さくない方の値を
取ることをそれぞれ表す。
OFは式（２）を用いて次式のように計算される。ただし
Ｅ［Ａ］は確率変数Ａの期待値を、≡は定義すること
を、またmax｛B,C｝はＢとＣのうち小さくない方の値を
取ることをそれぞれ表す。
次にＲの期待値Ｍは式（１）を用いて次のように計算
される。
される。
呼の接続制御はこうして計算されたバースト溢れ率B
ovが定められたしきい値を超えないように行う。すなわ
ち呼の接続要求があったら現在接続中の呼に加えてその
呼も接続したものと見なしてバースト溢れ率Bovを計算
し、これがしきい値を下回る場合は接続要求のある呼の
接続を許可し、しきい値を上回る場合はその呼の接続を
拒否するという制御を行う。
ovが定められたしきい値を超えないように行う。すなわ
ち呼の接続要求があったら現在接続中の呼に加えてその
呼も接続したものと見なしてバースト溢れ率Bovを計算
し、これがしきい値を下回る場合は接続要求のある呼の
接続を許可し、しきい値を上回る場合はその呼の接続を
拒否するという制御を行う。
（発明が解決しようとする課題） 呼の接続要求がある毎に式（４）に従ってOFを計算す
ると、接続数が増大するにつれて計算量が急激に増大す
ることにより、呼の接続制御が迅速に行えなくなると言
う問題が生じる。すなわち、先ず式（４）において を計算するには接続数Ｎに比例した計算量が必要とな
る。更にx1＋…＋xNの値は、ｂ各呼がバーストを送出し
ているか否かを考えると2N通りあるが、これらの中から
x1＋…＋xN＞Ｃとなるものを取り出して、上式の値の和
を取るには2Nに比例した計算量が必要となる。よってOF
の計算に要する量はN2Nに比例したものとなり、接続数
Ｎが大きくなると計算量が急激に増大する。
ると、接続数が増大するにつれて計算量が急激に増大す
ることにより、呼の接続制御が迅速に行えなくなると言
う問題が生じる。すなわち、先ず式（４）において を計算するには接続数Ｎに比例した計算量が必要とな
る。更にx1＋…＋xNの値は、ｂ各呼がバーストを送出し
ているか否かを考えると2N通りあるが、これらの中から
x1＋…＋xN＞Ｃとなるものを取り出して、上式の値の和
を取るには2Nに比例した計算量が必要となる。よってOF
の計算に要する量はN2Nに比例したものとなり、接続数
Ｎが大きくなると計算量が急激に増大する。
（課題を解決するための手段） この発明による多重化装置における呼の接続制御方法
は、固定長のブロックに区切られた情報からなるセルを
複数の入線から受け取って回線速度がＣ（正数）セル／
秒である出線に多重化する多重化装置で、呼の接続要求
がある毎にセル送出速度の最大値と平均値を申告させ、
それに基づいて呼の接続の可否を判断する呼の接続制御
方法において、既に接続されているＮ−１（正の整数）
個の呼が申告したセル送出速度の最大値と平均値の組が
それぞれ（MAX1,AVE1），（MAX2,AVE2）〜（MAXN-1,AVE
N-1）であって、新たに接続要求のある呼が申告したセ
ル送出速度の最大値と平均値の組が、（MAXN,AVEN）で
あった時、ｓに関する方程式 の正の根ｓ＊を式 のｓに代入して計算される量が定められたしきい値を下
回る場合は、前記新たに接続要求のある呼の接続を許可
し、前記量が前記しきい値を上回る場合は、前記新たに
接続要求のある呼の接続を拒否することを特徴とする。
は、固定長のブロックに区切られた情報からなるセルを
複数の入線から受け取って回線速度がＣ（正数）セル／
秒である出線に多重化する多重化装置で、呼の接続要求
がある毎にセル送出速度の最大値と平均値を申告させ、
それに基づいて呼の接続の可否を判断する呼の接続制御
方法において、既に接続されているＮ−１（正の整数）
個の呼が申告したセル送出速度の最大値と平均値の組が
それぞれ（MAX1,AVE1），（MAX2,AVE2）〜（MAXN-1,AVE
N-1）であって、新たに接続要求のある呼が申告したセ
ル送出速度の最大値と平均値の組が、（MAXN,AVEN）で
あった時、ｓに関する方程式 の正の根ｓ＊を式 のｓに代入して計算される量が定められたしきい値を下
回る場合は、前記新たに接続要求のある呼の接続を許可
し、前記量が前記しきい値を上回る場合は、前記新たに
接続要求のある呼の接続を拒否することを特徴とする。
（作用） 上記の解決手段ではOFを接続数Ｎに比例する計算量で
近似しているが、その近似方法に付いて詳しく説明す
る。式（４）のOFは次に示すように各呼のセル送出速度
の総和Ｒの分布関数Pr（Ｒ≦Ｘ）を用いても決算できる
が、これはさらにＲの補分布関数Pr（Ｒ＞Ｘ）を用いた
式に変形できる。ここでＥ［Ａ］は確率変数Ａの期待値
を表す。また≡は定義することを表す。
近似しているが、その近似方法に付いて詳しく説明す
る。式（４）のOFは次に示すように各呼のセル送出速度
の総和Ｒの分布関数Pr（Ｒ≦Ｘ）を用いても決算できる
が、これはさらにＲの補分布関数Pr（Ｒ＞Ｘ）を用いた
式に変形できる。ここでＥ［Ａ］は確率変数Ａの期待値
を表す。また≡は定義することを表す。
なお各呼のセル送出速度の最大値の総和Ｔが出線の回
線速度Ｃを下回る場合はＲは絶えずＣを下回るので、計
算するまでもなくOFは０となり、バースト溢れ率Bovも
０となる。
線速度Ｃを下回る場合はＲは絶えずＣを下回るので、計
算するまでもなくOFは０となり、バースト溢れ率Bovも
０となる。
ここで上式中のPr（Ｒ＞Ｘ）の上界は、先ずシャーノ
フの限界式を用いて正数ｓに対して評価し、各呼が互い
に独立にセルを送出するという仮定を考慮して、式
（１）を用いると次式のように計算できる。シャーノフ
の限界式についてはクラインロック著、手塚他訳、「待
ち行列システム理論（下）」、マグロウヒル好学社、p
p.407−408に解説がある。
フの限界式を用いて正数ｓに対して評価し、各呼が互い
に独立にセルを送出するという仮定を考慮して、式
（１）を用いると次式のように計算できる。シャーノフ
の限界式についてはクラインロック著、手塚他訳、「待
ち行列システム理論（下）」、マグロウヒル好学社、p
p.407−408に解説がある。
上式を用いると式（６）のOFの上界は次のように評価
できる。
できる。
上式において とおくと、ｆ（ｓ）はｓ＞０で下に凸で、かつｓを０ま
たは無限大に近づけて行った次のｆ（ｓ）の極限値は無
限大となることから、ｆ（ｓ）はｓ＞０において最小値
を持つ。そこで本発明ではOFをｆ（ｓ）の最小値で近似
することにする。ｆ（ｓ）の最小値を与えるｓ＊は次式
の根として与えられる。
たは無限大に近づけて行った次のｆ（ｓ）の極限値は無
限大となることから、ｆ（ｓ）はｓ＞０において最小値
を持つ。そこで本発明ではOFをｆ（ｓ）の最小値で近似
することにする。ｆ（ｓ）の最小値を与えるｓ＊は次式
の根として与えられる。
式（９）を用いて上式を変形するとｓ＊は次式の根と
なる。
なる。
非線形方程式の数値計算法として有名なニュートン法
などを用いて上式の根ｓ＊を求めた後、これを式（９）
のｓに代入してOFの近似式とし、更にこれを式（５）の
Ｍで割れば次に示すようにバースト廃棄率Bovの近似値
が求められる。ただしは近似することを表す。
などを用いて上式の根ｓ＊を求めた後、これを式（９）
のｓに代入してOFの近似式とし、更にこれを式（５）の
Ｍで割れば次に示すようにバースト廃棄率Bovの近似値
が求められる。ただしは近似することを表す。
（実施例） 次に本発明に付いて図面を参照して詳細に説明する。
第２図は本発明による呼の接続制御方法が実施される
ATM多重化装置の構成図である。ATM多重化スイッチ（1
2）は入線（14）のうち呼が接続中のものから到着する
セルを一本の出線（15）に多重化する。その際、呼制御
装置（13）内では第１図に示したフローチャートに従っ
て呼の接続制御を行う。
ATM多重化装置の構成図である。ATM多重化スイッチ（1
2）は入線（14）のうち呼が接続中のものから到着する
セルを一本の出線（15）に多重化する。その際、呼制御
装置（13）内では第１図に示したフローチャートに従っ
て呼の接続制御を行う。
次に呼の接続制御の手順を示したフローチャートであ
る第１図に付いて説明する。あらかじめ接続中の各呼の
セル送出速度の最大値の総和を表す変数Ｔを０にセット
しておく（ステップ１）。呼の接続要求があるかどうか
調べ（ステップ２）、ない場合はステップ10に行く。呼
の接続要求があった場合は、その呼が申告したセル送出
速度の最大値をＴに加え、その呼が申告したセル送出速
度の最大値と平均値の組を記憶する（ステップ３）。次
にＴが出線の回線速度Ｃを下回るかどうか調べ（ステッ
プ４）、下回る場合はバースト溢れ率Bovは計算するま
でもなく０であるので呼の接続を許可し（ステップ
８）、ステップ10へ行く。一方ＴがＣを上回る場合は、
記憶してあるセル送出速度の最大値と平均値の全ての組
から式（12）の根ｓ＊を、ニュートン法を用いて数値計
算する（ステップ５）。これと、記憶してあるセル送出
速度の最大値と平均値の全ての組から式（13）によりバ
ースト溢れ率Bovを計算し（ステップ６）、これがしき
い値Bovthを下回るかどうか調べ（ステップ７）、下回
る場合は接続要求のある呼の接続を許可して（ステップ
８）ステップ10に行く。上回る場合はＴから接続要求の
ある呼が申告したセル送出速度の最大値を引き、記憶し
ておいたその呼のセル送出速度の最大値と平均値の組を
削除して、その呼の接続を拒否し（ステップ９）、ステ
ップ10に行く。ステップ10では呼の終了があるかどうか
調べ、ない場合はステップ２に行き、呼の終了がある場
合はＴからその呼のセル送出速度の最大値を引いて、記
憶しておいたその呼のセル送出速度の最大値と平均値の
組を削除し（ステップ11）、ステップ２に行く。
る第１図に付いて説明する。あらかじめ接続中の各呼の
セル送出速度の最大値の総和を表す変数Ｔを０にセット
しておく（ステップ１）。呼の接続要求があるかどうか
調べ（ステップ２）、ない場合はステップ10に行く。呼
の接続要求があった場合は、その呼が申告したセル送出
速度の最大値をＴに加え、その呼が申告したセル送出速
度の最大値と平均値の組を記憶する（ステップ３）。次
にＴが出線の回線速度Ｃを下回るかどうか調べ（ステッ
プ４）、下回る場合はバースト溢れ率Bovは計算するま
でもなく０であるので呼の接続を許可し（ステップ
８）、ステップ10へ行く。一方ＴがＣを上回る場合は、
記憶してあるセル送出速度の最大値と平均値の全ての組
から式（12）の根ｓ＊を、ニュートン法を用いて数値計
算する（ステップ５）。これと、記憶してあるセル送出
速度の最大値と平均値の全ての組から式（13）によりバ
ースト溢れ率Bovを計算し（ステップ６）、これがしき
い値Bovthを下回るかどうか調べ（ステップ７）、下回
る場合は接続要求のある呼の接続を許可して（ステップ
８）ステップ10に行く。上回る場合はＴから接続要求の
ある呼が申告したセル送出速度の最大値を引き、記憶し
ておいたその呼のセル送出速度の最大値と平均値の組を
削除して、その呼の接続を拒否し（ステップ９）、ステ
ップ10に行く。ステップ10では呼の終了があるかどうか
調べ、ない場合はステップ２に行き、呼の終了がある場
合はＴからその呼のセル送出速度の最大値を引いて、記
憶しておいたその呼のセル送出速度の最大値と平均値の
組を削除し（ステップ11）、ステップ２に行く。
（発明の効果） ATM多重化装置への呼の接続制御を行う際の品質条件
として用いるバースト溢れ率をそのまま計算するには接
続数Ｎに対してN2Nに比例する計算量を必要としたが、
本発明が提供する近似計算法はＮに比例した計算量で済
み、Ｎが大きい場合には大幅に接続制御時間を短縮する
ことが可能となる。
として用いるバースト溢れ率をそのまま計算するには接
続数Ｎに対してN2Nに比例する計算量を必要としたが、
本発明が提供する近似計算法はＮに比例した計算量で済
み、Ｎが大きい場合には大幅に接続制御時間を短縮する
ことが可能となる。
第１図は本発明の制御方法の一実施例のフローチャー
ト、第２図は、本発明を実施するATM多重化装置の説明
図である。第３図はATMの概念の説明図である。第４図
はバースト溢れ率を計算するための説明図である。 図において、 12……ATM多重化スイッチ、13……呼制御装置、 14……入線、15……出線。
ト、第２図は、本発明を実施するATM多重化装置の説明
図である。第３図はATMの概念の説明図である。第４図
はバースト溢れ率を計算するための説明図である。 図において、 12……ATM多重化スイッチ、13……呼制御装置、 14……入線、15……出線。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 村瀬勉，鈴木洋，佐藤昌平，竹内崇夫 「ＡＴＭ網におけるバーストトラヒック の多重制御法」1989年電子情報通信学会 秋季全国大会講演論文集Ｂ−205（1989. ９．12−15) 鈴木洋，村瀬勉，佐藤昌平，竹内崇夫 「ＡＴＭ網における多元バースト多重特 性」1989年電子情報通信学会秋季全国大 会講演論文集Ｂ−204（1989．９．12− 15)
Claims (1)
- 【請求項１】固定長のブロックに区切られた情報からな
るセルを複数の入線から受け取って回線速度がＣ（正
数）セル／秒である出線に多重化する多重化装置で、呼
の接続要求がある毎にセル送出速度の最大値と平均値を
申告させ、それに基づいて呼の接続の可否を判断する呼
の接続制御方法において、既に接続されているＮ−１
（正の整数）個の呼が申告したセル送出速度の最大値と
平均値の組がそれぞれ（MAX1,AVE1），（MAX2,AVE2）〜
（MAXN-1,AVEN-1）であって、新たに接続要求のある呼
が申告したセル送出速度の最大値と平均値の組が、（MA
XN,AVEN）であった時、ｓに関する方程式 の正の根ｓ＊を式 のｓに代入して計算される量が定められたしきい値を下
回る場合は、前記新たに接続要求のある呼の接続を許可
し、前記量が前記しきい値を上回る場合は、前記新たに
接続要求のある呼の接続を拒否することを特徴とする呼
の接続制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24421889A JP2540955B2 (ja) | 1989-09-19 | 1989-09-19 | 多重化装置における呼の接続制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24421889A JP2540955B2 (ja) | 1989-09-19 | 1989-09-19 | 多重化装置における呼の接続制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03106148A JPH03106148A (ja) | 1991-05-02 |
| JP2540955B2 true JP2540955B2 (ja) | 1996-10-09 |
Family
ID=17115504
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24421889A Expired - Fee Related JP2540955B2 (ja) | 1989-09-19 | 1989-09-19 | 多重化装置における呼の接続制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2540955B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2564983B2 (ja) * | 1990-10-17 | 1996-12-18 | 日本電気株式会社 | 多重化装置における呼の接続制御方法 |
| JP3192039B2 (ja) | 1993-09-13 | 2001-07-23 | 株式会社日立製作所 | トラヒック制御方式およびネットワーク制御システム |
| JP4799978B2 (ja) * | 2005-09-27 | 2011-10-26 | 株式会社オーク製作所 | 放電灯の保護カバーおよび点灯装置 |
-
1989
- 1989-09-19 JP JP24421889A patent/JP2540955B2/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 村瀬勉，鈴木洋，佐藤昌平，竹内崇夫「ＡＴＭ網におけるバーストトラヒックの多重制御法」１９８９年電子情報通信学会秋季全国大会講演論文集Ｂ−２０５（１９８９．９．１２−１５） |
| 鈴木洋，村瀬勉，佐藤昌平，竹内崇夫「ＡＴＭ網における多元バースト多重特性」１９８９年電子情報通信学会秋季全国大会講演論文集Ｂ−２０４（１９８９．９．１２−１５） |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03106148A (ja) | 1991-05-02 |
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