JP3279259B2 - 並列伝送方法及びシステム - Google Patents
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- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04J—MULTIPLEX COMMUNICATION
- H04J14/00—Optical multiplex systems
- H04J14/06—Polarisation multiplex systems
-
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- Signal Processing (AREA)
- Optical Communication System (AREA)
- Communication Control (AREA)
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Description
システムに関し、特に、並列伝送におけるスキュ−調整
を行ないながら高効率な大容量伝送に好適な並列伝送方
法及びシステムに関する。
ことから、近時、複数のコンピュータを相互接続してな
る分散処理システムが主に採用されている。これにとも
ない、コンピュータノード間接続には、ますます大容量
の帯域が必要となってきている。例えばファイバチャネ
ルなどの高速伝送に対する規格が広く用いられ始めてい
る。
ラレル伝送された信号を変換LSI(パラレル/シリアル
変換回路)により束ねて、高速なシリアル信号に変換し
て送出するものである。受信側では、送信されてきた高
速シリアル信号を変換LSI(シリアル/パラレル変換回
路)でパラレル信号に展開する。
には様々な制限要因がある。その一つとして、電気信号
を用いる場合、高速な電気信号を伝送するケーブルは、
高周波信号を減衰させてしまうため、距離的に厳しい制
限が生じる。
伝送速度では、イコライザという周波数特性を補正する
機能を付加しても、せいぜい40m程度が限界となる。こ
れでは限られたシステム構築しか行えなくなってしま
う。
も、はるかに高速化、長距離化を図ることができる。現
状の光通信の技術を用いれば10Gbpsまで検証されてい
る。しかしながら、高速な光部品は非常に高価となる。
コンピュータ筐体内のパラレル信号をそのまま低速なパ
ラレル信号として単一の伝送路ではなく、複数の伝送路
で送信する並列伝送方式が提案される。
光信号によるものと双方が考えられる。並列伝送方式に
は、こうした低速信号を複数の伝送路で送信するものの
他に、低速なパラレル信号を束ねてシリアル信号化し、
そのシリアル信号を複数の伝送路で送信するものがあ
る。
式においては、各伝送路間において生じるスキュー(遅
延)が生じるため、何らかの形で各伝送路間のデータの
同期をとる必要ある。各伝送路間でのデータの同期をと
る第1の方法として、例えばフレーム同期パタンをデー
タのヘッダとして挿入し、この固定パタンをもとにして
各伝送路間で同期をとる方法が用いられている。この種
の並列伝送路におけるフレーム同期方式として、例えば
特開昭63−86630号公報には、図12に示すように、各
伝送路毎にフレーム同期回路を設けることを不要とした
構成が開示されている。すなわち、並列伝送回路に一つ
のフレーム同期回路107を設け、この伝送路上のフレ
ーム同期情報と他の伝送路上の並列同期情報の位相差に
応じて可変遅延素子113、114を制御することによ
って並列伝送路におけるフレーム同期をとるものであ
る。
し並列伝送する際に、各フレーム信号に識別子、シーケ
ンシャル番号などをヘッダとして挿入し、このシーケン
シャル番号情報などをもとにデータを再構築する方法が
知られている。この種の方法として、例えば特開平4-16
8841号公報には、図13に示すように、複数の回線で接
続されている他の交換装置に対し、送信側の交換装置で
一つのフレームのデータを分割し、フレーム識別子、分
解フレームシーケンス番号を付加して複数の分割フレー
ムを作成し、この分割フレームを別々の回線で並列に送
信を行ない、受信側の交換装置で分割フレームをフレー
ム識別子、分割フレームシーケンス番号から一つのフレ
ームに組み立てることにより、交換装置間の伝送遅延時
間を短縮するようにしたフレーム送受信方式が提案され
ている。
信号にオーバーヘッドとなるヘッダを付与するもので、
データの冗長性を増長するものであった。こうしたデー
タの冗長性は効率のよいデータ転送を妨げるため、送信
容量にも制限を加えることになっていた。
なされたものであって、その目的は、並列伝送における
スキューを調整するための同期信号を、データのオーバ
ーヘッドを生じることなく付与し、高効率な大容量伝送
を支える方法を提供することにある。
明は、送信側で並列伝送路に送信するデータの所定の同
期タイミングで送信波長を変化させ、受信側でこの波長
変化を検知し、これを基に並列伝送路での各伝送路間で
の同期をとるようにしたものである。
するデータの所定の所定の同期タイミングで偏光状態を
変化させ、受信側でこの偏光の変化を検知し、これを基
に並列伝送路での各伝送路間での同期をとるようにした
ものである。
送路毎に、少なくとも2波長の信号の出力が可能な送信
器を備え、前記送信器は、前記送信すべきデータ信号を
ある同期タイミングで第1波長から第2波長へ切替えて
送信を行い、受信側に、前記各伝送路のデータ信号を受
信する受信器の前段に、第1波長と第2波長を分離する
波長フィルタを備え、前記第1、第2波長に対応させて
分離された第1、第2のデータをそれぞれ前記受信器で
受信し、第1、第2の記憶手段にそれぞれ蓄えるととも
に、各伝送路間で一番遅いデータ信号の到着の検出を行
い、前記第1、第2の記憶手段からの前記第1、第2の
データを合成し、該合成したデータを、一番遅いデータ
のタイミングに合わせて各伝送路について同時に出力す
るように制御する手段と、を備える。
する。本発明は、その好ましい第1の実施の形態におい
て、図1に示すように、各並列伝送路のデータの区切り
などで光伝送の場合には送信波長あるいは偏光状態を変
化させて、送信されてくる光の状態が変化することを受
信側が感知し、これをもとに、同期を各伝送路間でとる
ものである。電気信号の場合には、各並列伝送路のデー
タの区切りなどで周波数を変化させるなど同期を各伝送
路間でとる。
1の実施の形態において、図1を参照すると、送信側
に、並列伝送を行う各伝送路毎に、少なくとも2波長の
信号の出力が可能な光送信器(411〜41N)を備
え、光送信器は、送信すべきデータ信号をある同期タイ
ミングで第1波長から第2波長へ切替えて送信を行う。
また受信側には、各伝送路のデータ信号を受信する受信
器の前段に、第1波長と第2波長を分離する波長フィル
タ(431〜43N)を備え、第1、第2波長に対応さ
せて分離された第1、第2のデータをそれぞれ受信器で
受信し、バッファ(B11、B12)にそれぞれ蓄える
とともに、各伝送路間で一番遅いデータ信号の到着の検
出を行い、バッファ(B11、B12)からの第1、第
2のデータを合成し、該合成したデータを、一番遅いデ
ータのタイミングに合わせて各伝送路についてバッファ
(B21〜B2N)から同時に出力する。
ステムにおいて、データ長Dのみ(冗長性なし)での送
信を可能とし、受信側で同期とることを可能としてお
り、例えばヘッダ長をHとすると、データ転送効率を、
従来方式よりも、1+H/Dの割合で向上する。
いて、図5を参照すると、異なる偏光での出力が可能な
光送信器を各伝送路毎に備え、光送信器は送信すべきデ
ータ信号をある同期タイミングで第1の偏光から第2の
偏光状態に切替えて送信を行い、受信側には、前記各伝
送路のデータ信号を受信する受信器の前段に、第1偏光
と第2偏光のデータを分離する偏光フィルタ(531〜
53N)を備え、第1、第2偏光に対応させて分離され
た第1、第2のデータをそれぞれ受信器で受信し、バッ
ファ(B11、B12)にそれぞれ蓄えるとともに、各
伝送路間で一番遅いデータ信号の到着の検出を行い、第
1のバッファ(B11、B12)からの前記第1、第2
のデータを合成し、該合成したデータを、一番遅いデー
タのタイミングに合わせて第2のバッファ(B21〜B
2N)から各伝送路について同時に出力する。
7を参照すると、送信側に、複数の光送信器からの偏光
を多重化して伝送路に送信する多重化器(651)を備
える。受信側には、各伝送路を多重送信された第1偏光
と第2偏光状態のデータを分離する偏光フィルタ(63
1)を備え、第1、第2偏光状態に対応させて分離され
た第1、第2の偏光うち、第1の偏光について、第1波
長と第2波長を分離する波長フィルタ(661)を備
え、第1、第2波長に対応させて分離された第1、第2
のデータをそれぞれ前記受信器で受信し、第1のバッフ
ァにそれぞれ蓄えるとともに、各伝送路間で一番遅いデ
ータ信号の到着の検出を行い、また第2の偏光のデータ
はそのまま対応する第1のバッファに記憶し、第1のバ
ッファからの第1、第2のデータを合成し、該合成した
データを、及び第2の偏光に対応するデータを、一番遅
いデータのタイミングに合わせて各伝送路について同時
に出力する。
9を参照すると、送信側に、前記複数の光送信器からの
波長を多重化して伝送路に送信する多重化器(751)
を備えた構成としてもよい。
に説明する。図1は、本発明の第1の実施例の構成を示
す図である。図1を参照すると、複数の波長送信機能を
有する光送信器411〜41Nと、並列伝送を行う伝送
路41〜4Nと、送信情報を受信器の前段で透過する波
長フィルタ431〜43Nと、波長フィルタで分離され
たデータを受信する受信器421〜42Nと、各伝送路
について受信器ごとに設けられる第1のバッファB1
1、B12と、第2のバッファB2と、を備えた構成さ
れている。
る。図1に示すように、並列伝送を行う際に、各伝送路
1〜Nの送信器に少なくとも2波長の出力が可能な光送
信器411〜41Nを備え、送信すべきデータ信号をあ
る同期タイミングで波長λ1から波長λ2へ切り替えて
送信を行う。
タ信号は、伝送路の長さが等長でないため、互いにスキ
ューを生じてくる。これらの信号を受信器421〜42
Nで受信する際に、受信器421〜42Nの前段に波長
フィルタ431〜43Nを挿入し、波長λ1のデータと
波長λ2のデータを分離できるようにしておく。
ータをD1とD2とし、それぞれ受信器421−1、4
22−2等で受信されたデータD1とD2は、第1のバ
ッファB11、B12にそれぞれ蓄えられる。
に示すように、各伝送路間で一番遅いデータ信号の到着
の検出を行う。この場合、例えば波長λ2のデータによ
り同期タイミングを検知して各伝送路間のスキューを検
出する。
ファB21〜B2Nに送られる。第2のバッファB21
〜B2Nでは、図3に示すように、波長λ1とλ2のデ
ータD1とD2を合成した後、第1のバッファB11で
得られた一番遅いデータ(最も遅れて到着したデータ)
のタイミングで同時に排出を行う。
に示すように、受信側では、伝送路から送られてきたデ
ータを、まず1:2の光カプラ441〜44Nで二つに
分離し、経路45の情報をそのままデータ信号として第
2のバッファB2に蓄積し、また経路46の情報を波長
フィルタ431〜43Nを通して波長λ1のデータと波
長λ2のデータを分離して受信器421〜42Nへ入力
する。ここで、λ1あるいはλ2が各伝送路間で到着し
た情報を得て、一番遅い伝送路のデータのタイミングに
合わせて経路45上に設置されている第2のバッファB
21〜B2Nからデータを各伝送路で一斉に排出する。
レーザダイオード(LD)あるいは発振波長の異なる複
数のLDを用いればよい。波長フィルタとしては例えば
AWG(Array Waveguide Grating)フィルタなどを
用いればよい。
波長情報を周波数情報とすればよい。その際、送信器と
しては、異なる周波数で発振できるものとなるし、波長
フィルタの代わりに周波数フィルタが必要になる。基本
的に制御方法は上記第1の実施例に同様である。
する。図5は、本発明の第2の実施例の構成を示す図で
ある。図5を参照すると。本発明の第2の実施例は、図
1を参照して説明した前記第1の実施例における波長の
代わりに、偏光を用いるもので、並列伝送を行う際に、
各伝送路1〜Nの送信器611に、異なる偏光での出力
が可能な光送信器511〜51Nを用意し、送信すべき
データ信号をある同期タイミングで偏光p1からp2へ
切り替えて送信を行う。伝送路1〜Nを伝送中に各伝送
路間のデータ信号は、伝送路の長さが等長でないため、
互いにスキューを生じてくる。これらの信号を受信器5
21〜52Nで受信する際に、受信器521〜52Nの
前段に偏光フィルタ431〜43Nを挿入しておき、偏
光p1のデータと偏光p2のデータを分離できるように
しておく。こうして分離されたデータをD1とD2とし
て、D1とD2は第1のバッファB11とB12に蓄え
られる。
データ信号の到着の検出を行う。そして、D1とD2は
第2のバッファB21〜B2Nに送られ、ここで、D1
とD2をデータ合成した後、B11で得られた一番遅い
データのタイミングで同時に排出を行う。
では、伝送路から送られてきたデータをまず1:2の光
カプラ551〜55Nで二つに分離し、経路55の情報
をそのままデータ信号としてバッファB2に蓄積する。
他方、経路56の情報を偏光フィルタ531〜53Nを
通して偏光p1のデータと偏光p2のデータを分離して
受信器521〜52Nへ入力し、第1のバッファB1
1、B12へ蓄積する。第1のバッファで、p1あるい
はp2が各伝送路間で到着した情報を得て、一番遅い伝
送路のデータのタイミングに合わせて経路55に設置さ
れている第2のバッファB21〜B2Nからデータを各
伝送路で一斉に排出する。
バは、偏光保持ファイバを用いる。通常のファイバでは
偏光が回転してしまうためである。
を用い(偏光は一方向のみ)、送信器の前にファラデー
偏光回転子541などを入れておき、p1を通常のLD
の偏光として、p2を偏光回転子で90度偏光を回転さ
せた状態にするものを用いればよい。
する。図7は、本発明による第3の実施例の構成を示す
図である。図7を参照すると、本発明の第3の実施例
は、前記第1の実施例にほぼ同様であるが、各伝送路の
光送信器に、少なくとも2波長を送信できる機能と異な
る偏光を送信できる機能を併せて有するものを用いる。
すなわち伝送路に多重化器651で多重された光信号が
伝送される。
として波長を用いる場合は、スキュー調整を、前記第1
の実施例と同様に行い、多重化は偏光で行う。この場
合、多重度は、各伝送路で2となる。
ても結合せず独立に伝送される。ここで、同期をとるた
めの波長情報を挿入するのは一方の偏光状態だけでよ
い。例えば、図8に示すように、偏光p1の方にスキュ
ー調整用の信号を入れるとすると、偏光p2は例えばλ
1の信号だけを送信すればよい。もちろん偏光p2にも
制御が簡易になるのであれば、同様にスキュー調整用の
信号を入れてもよい。
光フィルタ631を備え、まず偏光フィルタ631で多
重化された偏光を分離する。
記第1の実施例と同じである。ただし、一方の偏光状態
(例えばp1)でスキュー調整を行えばよいので、他方
の偏光状態(例えばp2)の情報は、そのまま一方(p
1)のデータと同じタイミングで排出すればよい。すな
わち、偏光p2の情報は、受信器から第1のバッファに
入力され、第2のバッファから、偏光p1のデータと同
じタイミングで排出される。
611−2の出力を偏光させる偏光回転子641−1、
641−2の偏光の多重化を行なう多重化器651が各
伝送路毎に設けられる。
する。図9は、本発明の第4の実施例の構成を示す図で
ある。図9に示すように、本発明の第4の実施例におい
ては、伝送路間の同期をとる光情報として偏光を用いる
場合で、波長による多重化を行う。
するのは一つの波長状態だけでよい。例えば、図10に
示すように、λ1にスキュー調整用の信号を入れるとす
ると、λ2〜λM(Mは多重度を表す)は、例えば偏光
p1の信号だけを送信すればよい。もちろんλ2〜λM
にも制御が簡易になるのであれば、同様にスキュー調整
用の信号を入れてもよい。
と同様で行われ、受信側で偏光フィルタの前に波長フィ
ルタを挿入し多重化された波長の分離を行う。分離後の
処理も、前記第2の実施例に同じである。ただし、一方
の波長状態で、スキュー調整を行えばよいので、他方の
波長状態の情報は、そのまま一方のデータと同じタイミ
ングで排出すればよい。
る。マルチモードファイバの場合、波長間隔を4nm程
度と大きくとらないと波長間クロストークが生じる。シ
ングルモードファイバの場合、少なくとも現状でも0.
8nm程度までは間隔を小さくできる。このため、多重
度を上げるにはシングルモードファイバの方がよいが、
コスト的に高価になる。
並列伝送システムにおいて、従来、データ長Dに対して
同期をとるための長さHのヘッダ情報を挿入していたの
が、データ長Dのみ(冗長性なし)での送信を可能とし
たため、データ転送効率が1+H/Dに向上する、とい
う効果を奏する。本発明を例えばATM(非同期転送モ
ード)方式を用いたとすると、効率は約10%向上する
ことになる。これにより、データ転送のスループットが
向上し、高効率なデータ転送が行える。
図である。
図である。
模式図である。
の模式図である。
例を示す図である。
の例を示す図である。
す図である。
11〜71N 送信器 431〜43N、661〜66N 波長フィルタ 421〜42N、521〜52N、621〜62N、7
21〜72N 受信器 441〜44N、551〜55N 光カプラ 541〜54N、641〜64N、741〜74N 偏
光回転子 531〜53N、761〜76N 偏光フィルタ 651、751 多重化器 B11、B12 バッファ B21〜B2N バッファ
Claims (8)
- 【請求項1】送信側に、並列伝送を行う各伝送路毎に、
少なくとも2つの波長の信号の出力が可能な送信器を備
え、前記送信器は、前記送信すべきデータ信号をある同
期タイミングで第1波長から第2波長へ切替えて送信を
行い、 受信側に、前記各伝送路のデータ信号を受信する受信器
の前段に、前記第1波長と前記第2波長を分離する波長
フィルタを備え、 前記第1、第2波長に対応させて分離された第1、第2
のデータをそれぞれ前記受信器で受信し、第1、第2の
記憶手段にそれぞれ蓄えるとともに、各伝送路間で一番
遅いデータ信号の到着の検出を行い、 前記第1、第2の記憶手段からの前記第1、第2のデー
タを合成し、該合成したデータを、一番遅いデータのタ
イミングに合わせて各伝送路について同時に出力するよ
うに制御する手段を備えたことを特徴とする並列伝送シ
ステム。 - 【請求項2】送信側に、並列伝送を行う各伝送路毎に、
少なくとも2つの波長の信号の出力が可能な送信器を備
え、前記送信器は、前記送信すべきデータ信号をある同
期タイミングで第1波長から第2波長へ切替えて送信を
行い、 受信側に、前記各伝送路から送られてきたデータを前記
各伝送路毎に第1、第2経路に分岐させる分岐手段を備
え、 前記第1経路の情報をそのままデータ信号として第3の
記憶手段に蓄積し、前記第2経路の情報を受信する受信
器の前段に、前記第1波長と前記第2波長を分離する波
長フィルタを備え、前記第1波長、第2波長に対応させ
て分離された第1、第2のデータをそれぞれ前記受信器
で受信し、第1、第2の記憶手段にそれぞれ蓄えるとと
もに、各伝送路間で一番遅いデータ信号の到着の検出を
行い、 前記各伝送路に対して設けられた前記第3の記憶手段か
ら、一番遅いデータのタイミングに合わせて各伝送路に
ついて同時に出力する、ことを特徴とする並列伝送シス
テム。 - 【請求項3】前記分岐手段が光カプラよりなることを特
徴とする請求項2記載の並列伝送システム。 - 【請求項4】複数の伝送路に並列伝送される信号が電気
信号よりなる並列伝送システムにおいて、 送信側に、並列伝送を行う各伝送路毎に、少なくとも2
つの周波数の信号の出力が可能な送信器を備え、前記送
信器は、前記送信すべきデータ信号をある同期タイミン
グで第1周波数から第2周波数へ切替えて送信を行い、 受信側に、前記各伝送路のデータ信号を受信する受信器
の前段に、前記第1周波数と前記第2周波数を分離する
周波数フィルタを備え、前記第1、第2周波数に対応させて分離された第1、第
2のデータをそれぞれ前記受信器で受信し、第1、第2
の記憶手段にそれぞれ蓄えるとともに、各伝送路間で一
番遅いデータ信号の到着の検出を行い、 前記第1、第2の記憶手段からの前記第1、第2のデー
タを合成し、該合成したデータを、一番遅いデータのタ
イミングに合わせて各伝送路について同時に出力するよ
うに制御する手段を備え たことを特徴とする並列伝送シ
ステム。 - 【請求項5】送信側に、異なる偏光での出力が可能な光
送信器を並列伝送路の各伝送路毎に備え、前記光送信器
は送信すべきデータ信号をある同期タイミングで第1の
偏光から第2の偏光状態に切替えて送信を行い、 受信側に、前記各伝送路のデータ信号を受信する受信器
の前段に、前記第1偏光と前記第2偏光のデータを分離
する偏光フィルタを備え、 前記第1、第2偏光に対応させて分離された第1、第2
のデータをそれぞれ前記受信器で受信し、第1、第2の
記憶手段にそれぞれ蓄えるとともに、各伝送路間で一番
遅いデータ信号の到着の検出を行い、 前記第1、第2の記憶手段からの前記第1、第2のデー
タを合成し、該合成したデータを、一番遅いデータのタ
イミングに合わせて各伝送路について同時に出力するよ
うに制御する手段を備えたことを特徴とする並列伝送シ
ステム。 - 【請求項6】送信側に、異なる偏光での出力が可能な光
送信器を並列伝送路の各伝送路毎に備え、前記光送信器
は送信すべきデータ信号をある同期タイミングで第1の
偏光から第2の偏光状態に切替えて送信を行い、 受信側に、前記各伝送路から送られてきたデータを前記
各伝送路毎に第1、第2経路に分岐させる光カプラを備
え、 前記第1経路の情報をそのままデータ信号として第3の
記憶手段に蓄積し、前記第2経路の情報を受信する受信
器の前段に、第1偏光と第2偏光のデータを分離する偏
光フィルタを備え、 前記第1、第2偏光に対応させて分離された第1、第2
のデータをそれぞれ前記受信器で受信し、第1、第2の
記憶手段にそれぞれ蓄えるとともに、各伝送路間で一番
遅いデータ信号の到着の検出を行い、 前記各伝送路に対して設けられた前記第3の記憶手段か
ら、一番遅いデータのタイミングに合わせて各伝送路に
ついて同時に出力する、ことを特徴とする並列伝送シス
テム。 - 【請求項7】送信側に、複数の光送信器と前記複数の光
送信器からの異なる偏光を多重化して伝送路に送信する
多重化器とを、並列伝送路の各伝送路毎に備え、 受信側には、各伝送路を多重送信された第1偏光と第2
偏光のデータを分離する偏光フィルタを備え、 前記分離された第1、第2偏光のうち、前記第1の偏光
について、第1波長と第2波長を分離する波長フィルタ
を備え、 前記第1、第2波長に対応させて分離された第1、第2
のデータをそれぞれ受信器で受信し、第1、第2の記憶
手段にそれぞれ蓄えるとともに、各伝送路間で一番遅い
データ信号の到着の検出を行い、 また第2の偏光のデータはそのまま受信器で受信して第
3の記憶手段に記憶し、 前記第1、第2の記憶手段からのデータを合成し、該合
成したデータ、及び前記第3の記憶手段からのデータ
を、一番遅いデータのタイミングに合わせて各伝送路に
ついて同時に出力するように制御する手段を備えたこと
を特徴とする並列伝送システム。 - 【請求項8】送信側に、複数の光送信器と前記複数の光
送信器からの異なる偏光を多重化して伝送路に送信する
多重化器とを、並列伝送路の各伝送路毎に備え、 受信側には、各伝送路を多重送信された複数の波長のデ
ータを分離する波長フィルタを備え、 前記分離された複数の波長のうち、第1の波長につい
て、第1偏光と第2偏光を分離する偏光フィルタを備
え、 前記第1、第2偏光に対応させて分離された第1、第2
のデータをそれぞれ受信器で受信し、第1、第2の記憶
手段にそれぞれ蓄えるとともに、各伝送路間で一番遅い
データ信号の到着の検出を行い、 また第2の波長以降の波長はそれぞれ受信器で受信して
それぞれ対応する記憶手段に記憶し、 前記各伝送路について前記第1、第2の記憶手段からの
データを合成し、該合成したデータ、及び、第2の波長
以降の波長に対して設けられた記憶手段からのデータ
を、一番遅いデータのタイミングに合わせて各伝送路に
ついて同時に出力するように制御する手段を備えたこと
を特徴とする並列伝送システム。
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