JPH04245742A - パケットデータトラヒックの伝送方法及び装置 - Google Patents

パケットデータトラヒックの伝送方法及び装置

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JPH04245742A
JPH04245742A JP3226326A JP22632691A JPH04245742A JP H04245742 A JPH04245742 A JP H04245742A JP 3226326 A JP3226326 A JP 3226326A JP 22632691 A JP22632691 A JP 22632691A JP H04245742 A JPH04245742 A JP H04245742A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、固定ビットレート及び
可変ビットレートのパケットトラヒックをデ−タ交換装
置を介して交換する方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】電気通信ネットワークは、その構成の仕
方によって、末端端末間の回路接続を設定するようにも
、パケット交換接続のような接続を設定するようにもで
きる。このパケット交換接続においては、信号を可変ビ
ットレートで伝送することも、固定ビットレートで伝送
することもできる。多くの場合、異なる端末ごとに異な
るサービスが要求されるので、これら両方の種類の信号
を同一の設備で伝送できると有利である。
【０００３】広帯域信号を取り扱うことのできる、特別
形のパケット交換ネットワークが、最近利用できるよう
になった。その一例は、ＣＣＩＴＴ（国際電信電話諮問
委員会）１８研究委員会の「ＩＳＤＮの広帯域分野につ
いての勧告」に述べられている広帯域のＩＳＤＮ（以下
、ＢＩＳＤＮ）である。ここに、ＩＳＤＮは、総合サー
ビスディジタル網の略称である。
【０００４】ＢＩＳＤＮは、その基本的なデ−タ移送プ
ロトコルとして、非同期的伝達モード（以下、ＡＴＭ）
と称する、第１層プロトコルを用いる。このモードにお
いて、一連のセルがデ−タ伝送媒体上を伝送される。い
くつかのセルが組み立てられてフレームとなる。セルは
各々、４８バイトの情報を搬送し、又、伝送経路用の見
出し情報として５バイトを使う。これらのセルは、広帯
域ＩＳＤＮ内での信号伝送用に基本的原子ユニットを形
成する。
【０００５】ＢＩＳＤＮネットワークが取り扱うトラヒ
ックの大きな部分を占めるのは、固定ビットレートのデ
−タ伝送を特徴とする固定ビットレート（以下、ＣＢＲ
）トラヒックである。ＣＢＲを用いる端末の例は、ＮＴ
ＳＣ（国家テレビシステム委員会）又はＨＤＴＶ（高品
位テレビ）ビデオ信号源である。このような信号源は、
デ−タを固定ビットレートで生成する。伝送ネットワー
クがＣＢＲデ−タを伝送可能なようにするには、そのネ
ットワークがデ−タを固定ビットレートで伝達できなけ
ればならない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】このようなＣＢＲトラ
ヒックを交換し、伝送する際に、問題が生じる。トラヒ
ック源は、そのシステム内で、相互に又は標準クロック
と同期されていない。したがって、ＣＢＲからのセルの
到着時間は不規則である。交換システムには複数のデ−
タ源からセルを受信するためにバッファ機能を設けるこ
とはできるが、バッファ量は限られており、受信側端末
がデ−タを定常的に受信するためには、出力側に一定の
ビットレートでセルを配送することが重要である。
【０００７】セル同士の競合やセルの到着の不規則性か
ら待ち行列への入列に遅れを生じるため、セルの間隔の
変動が増大し、このセル間隔の変動は、セルがネットワ
ーク内を移動するにつれて更に拡大される傾向にある。 セルは、端末において６４キロビット／ｓｅｃから１４
０メガビット／ｓｅｃまでの広い範囲にわたる異なるビ
ットレートで生成され、ネットワークにおいて処理され
る。上記の問題は、一般的なＢＩＳＤＮネットワークに
おいてはＣＢＲトラヒックのほかに可変ビットレート（
以下、ＶＢＲ）トラヒックをも伝送することが有り得る
ことで、更に増大する。
【０００８】隣接する二つのセル間に過度の遅れ、すな
わちジッタ（不規則変動）、が生じる可能性を最低に抑
えるようなシステム構成で、満足できるものは、従来技
術では存在しない。したがって、ＣＢＲ仮想接続回路が
必須となる。ジッタは、目的とするＣＢＲ端末において
任意の大きさの遅れを追加設定することによって、ゼロ
まで減少させることができる。これを現実的に達成する
ために必要とされるバッファ量は、用途次第で極めて大
きくなり、バッファの管理も複雑となる。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の目的は、従来技
術による上記の問題点を解決することにある。すなわち
、本発明によれば、ＣＢＲトラヒックを、優先順位のレ
ベルによっていくつかのグループに分類する。そしてま
ず、最高優先順位レベルのトラヒックをすべて伝送し、
次いで、その次の優先順位レベルのトラヒックをすべて
伝送し、以下同様に、優先順位レベル順にトラヒックの
伝送を行う。
【００１０】この方法によれば、最高優先順位レベルで
生じる最大遅れを、次の優先順位レベルで生じる遅れよ
りも小さい値に抑えることができるという利点がある。 以下の優先順位レベルについても同様である。この解決
方法によって、ＣＢＲ端末におけるバッファ動作の問題
も軽減される。
【００１１】本発明の一実施例によれば、最高優先順位
レベルのトラヒックは、高ビットレートのＣＢＲ仮想チ
ャンネルに割り当てられる。これによって、高ビットレ
ートの端末に必要なバッファの大きさを抑えることがで
きる。別の実施例によれば、優先順位レベルは、異なる
レベルの仮想ＣＢＲチャンネルビットレートに割り当て
られる。この方法によれば、高ビットレートのＣＢＲ仮
想チャンネルに対する遅れを低く押させることができる
という利点がある。
【００１２】不規則変動のきわめて大きい、高優先順位
トラヒックがインタフェースを独占したために、優先順
位はより低いが変動は小さいトラヒックが、その、滑ら
かなトラヒック特性を失う結果になる場合が起こり得る
。しかし、本発明の一態様によれば、より低い優先順位
を有する次のセルは、その在列する待ち行列内でのその
セルの、最上位（最古参）セルとしての在列（滞在）時
間に基づいて、優先順位調整を得られる。これによって
システムの性能が改善され、高いビットレートのチャン
ネルが物理的チャンネルを独占することによって他の、
より低い優先順位のトラヒックを妨害する結果となるよ
うな事態が防止される。
【００１３】解析結果によれば、１４０メガビット／ｓ
ｅｃから１５メガビット／ｓｅｃまでの範囲のビットレ
ートの最高優先順位レベルと、１５メガビット／ｓｅｃ
から１．５　メガビット／ｓｅｃまでの範囲のビットレ
ートの中間優先順位レベルと、１．５　メガビット／ｓ
ｅｃよりも低いビットレートの最低優先順位レベルとの
三つの優先レベルを用いると効率がよい。
【００１４】これらの値により、１５０メガビットの物
理的チャンネルを用いるネットワークについて行った解
析結果によれば、最高優先順位を有する仮想ＣＢＲチャ
ンネルについては５５μｓｅｃを超える遅れはほとんど
発生せず、中間優先順位及び最低優先順位の仮想ＣＢＲ
チャンネルについても、それぞれ１１０μｓｅｃ及び４
４０μｓｅｃを超える遅れはほとんど発生しなかった。
【００１５】詳しくは、仮想チャンネルのセルが経由す
る交換節点の数をＮとした場合に、このような遅れの発
生確率は、約Ｎ×１０−１５　である。より高い帯域幅
の物理的チャンネルについては、確率はむしろより低く
なり、遅れは減少する。
【００１６】
【実施例】図１は、広帯域ＩＳＤＮ（ＢＩＳＤＮ）ネッ
トワーク１００の節点のブロック図である。図１におい
て、節点１００は、それぞれプロセッサ１０４を有する
複数の入力ポート１０２からなる。入力ポートは入力デ
ータを処理してセルを生成し、これらのセルはＡＴＭ交
換構造部１１０を経て複数の出力ポート１２０の一つに
伝送される。出力ポート１２０は各々、コントローラ１
２４及びメモリ１３０からなるプロセッサ１２２を有す
る。
【００１７】メモリ１３０は、プログラム１３２及び四
つの待ち行列、すなわち待ち行列１：１３４、待ち行列
２：１３６、待ち行列３：１３８、及び待ち行列４：１
３９についての記憶に用いられる。これらの待ち行列の
内、三つの待ち行列はＣＢＲトラヒック用で、一つはＶ
ＢＲ用である。これら四つの待ち行列は、プログラム１
３２によって制御されて作動するコントローラ１２４の
制御のもとにデータ伝送を行うため、本発明に基づき優
先順位及び到着時順にセルを待ち行列に入れて待たせる
のに用いられる。コントローラ１２４は、中央処理ユニ
ットで、詳しくは、制御処理ユニット、プログラム可能
ロジックアレー、又は他の制御装置である。
【００１８】図２は、コール設定中、仮想チャンネルに
優先順位を割り当てるプロセスの流れ図である。ここに
示す実施例システムの端末のピークビットレートは、１
４０メガビット／ｓｅｃ（ＭＢ／ｓ）である。流れ図中
のステップ２０１において、仮想チャンネル設定の要請
が受領される。次に、ステップ２０３において、仮想チ
ャンネルのビットレートはｘで、形式はＣＢＲ（固定ビ
ットレート）又はＶＢＲ（可変ビットレート）のいずれ
かである。
【００１９】ビットレート及び形式によって優先順位を
選択する。もしｘが１４０ＭＢ／ｓより小さく且つ１５
ＭＢ／ｓより大きく、形式がＣＢＲの場合は、ステップ
２０５（優先順位１）を選ぶ。もしｘが１５ＭＢ／ｓよ
り大きくなく且つ１．５ＭＢ／ｓ　より大きく、形式が
ＣＢＲの場合は、ステップ２０７（優先順位２）を選ぶ
。 もしｘが１．５ＭＢ／ｓ　よりも大きくなく、形式がＣ
ＢＲの場合は、ステップ２０９（優先順位３）を選ぶ。 もし仮想チャンネルの形式がＶＢＲの場合は、ステップ
２１１（優先順位４）を選ぶ。
【００２０】次に、ステップ２１３において、上記の選
択の結果の優先順位を仮想チャンネルに割り当てる。本
実施例についても解析を行ったが、Ｂは１５ＭＢ／ｓ、
Ｃは１．５　ＭＢ／ｓであり、１５ＭＢ／ｓチャンネル
及び１．５　ＭＢ／ｓチャンネルはそれぞれ、優先順位
１及び優先順位２のチャンネルとして扱われる。尚、本
実施例においては、すべてのＶＢＲトラヒックに対して
一つの優先順位を用いたが、二つ以上の優先順位レベル
を用いて、高速ＶＢＲトラヒックにより高い優先順位を
割り当てるようにしてもよい。
【００２１】図３は、入力ポート受信プロセスに関係す
る部分の流れ図を示す。ステップ３０１において、セル
を受信する。ステップ３０３において、このセルの仮想
回路がセルのデータに基づいて識別される。次に、ステ
ップ３０５において、この仮想回路に対する優先順位が
識別され、ステップ３０７において、セルと優先順位表
示子とが、交換構造部を経て適正な出力ポートに伝送さ
れる。
【００２３】図４は、出力ポート受信プロセスの流れ図
を示す。ステップ４０１において、セルと優先順位表示
子とが出力ポートに受信される。次に、ステップ４０３
において、受信されたセルは、その優先順位に対する待
ち行列に記憶される。
【００２４】図５は、各待ち行列の最初のセルの在列時
間点数を、所定のセル時間（在列時間）ごとに１回増加
させるためのプロセスの流れ図である。ステップ５０１
において、２．８３　μｓｅｃ（１５５．５６　ＭＢ／
ｓのＢＩＳＤＮインタフェースにおけるセル時間）ごと
に、ＣＢＲ待ち行列の中の最初の入列セルのすべて、す
なわち待ち行列１３４、１３６及び１３８の中の最初の
セルについて、その時間点数δｔが１単位だけ増加され
る。 このプロセスによって、低い方の優先順位のＣＢＲ待ち
行列のセルでも、十分長く待った、すなわち待ち行列在
列時間が長期にわたった場合には伝送可能となるのであ
る。
【００２５】図６は、出力ポート伝送プロセスの流れ図
である。ステップ６０１において、対象出力ポートに対
するすべての待ち行列（１３４、１３６、１３８及び１
３９）を点検する。次に、条件付き分岐（ステップ６０
３）において、これらの待ち行列にセルが在列するかど
うかを点検する。もし在列しなければプロセスは終了す
る（ステップ６０５）。
【００２６】もし在列すれば、ステップ６０７において
、在列セルのある待ち行列の各々から最初のセルを抽出
する。そして、抽出したセルの優先順位を、ステップ６
０９において、式「Ｐ１　＝Ｐ０　−Ａ・δｔ」により
調整し、次いで、各待ち行列の最長時間在列セルのＰ１
　を調査する。そして、ステップ６１１において、最高
優先順位の待ち行列から選択されたセルが伝送される。
【００２７】ここに、Ｐ１　はそのセルの優先順位の値
、Ｐ０　はその待ち行列の優先順位の値、Ａは解析結果
に基づく係数で、優先順位が１及び４の待ち行列に対し
て０、優先順位が２の待ち行列に対して０．１、優先順
位が３の待ち行列に対して　０．０１である。又、δｔ
は、１セル時間（２．８３　μｓｅｃ）当り１単位の時
間点数とした場合のそのセルの在列セル時間に対する時
間点数である。例えば、そのセルが、優先順位２の待ち
行列の中の最初のセルとして１０セル時間在列したとす
ると、そのセルの優先順位は、Ａ・δｔ＝１レベル増加
する（すなわち、優先順位の番号は１だけ減る（若くな
る））。
【００２８】このプロセスでは、ＶＢＲセルの優先順位
は変更されない。図６のプロセスの実施結果としては、
概して、セルの在列する待ち行列の内最高優先順位の待
ち行列のセルが伝送される。しかし、最高優先順位以外
の待ち行列の、最初のセル（その待ち行列の中で最長時
間在列しているセル）がその待ち行列に長時間在列して
いる場合には、そのセルが伝送される。このプロセスに
よって、優先順位の低い待ち行列からのトラヒックの不
規則変動（ジッタ）特性を保つことが可能となる。
【００２９】以上、図２から図６までの流れ図によって
プロセスを実施した結果、高いビットレートの固定ビッ
トレート（ＣＢＲ）仮想チャンネルのセルの優先順位は
、より低いビットレートのＣＢＲチャンネルのセルの優
先順位よりも高く、その、より低いビットレートのＣＢ
Ｒチャンネルのセルの優先順位は、可変ビットレート（
ＶＢＲ）チャンネルの優先順位よりも高い。更に、もし
ＣＢＲチャンネルのセルが十分に長い時間、ある待ち行
列に在列して待ち続けていた場合には、そのセルの伝送
についての優先順位は格上げされる。もし優先順位がそ
れぞれ、１、２及び３のチャンネルが、それぞれ、５５
、１１０及び４４０μｓｅｃのバッファ時間を有し、１
５０メガビットのチャンネルがいずれも容量の９５％を
超えて負荷されることがない場合に、或るチャンネルに
供給されるバッファの能力を超える遅れが生じる確率は
極めて低い（Ｎ個の節点の接続回路に対して約Ｎ×１０
−１５　）。
【００３０】以上の説明は、本発明の一実施例に関する
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。
【００３１】
【発明の効果】以上述べたごとく、本発明によれば、Ｃ
ＢＲ（固定ビットレート）トラヒックを、優先順位のレ
ベルによっていくつかのグループに分類して、まず、最
高優先順位レベルのトラヒックをすべて伝送し、次いで
、その次の優先順位レベルのトラヒックをすべて伝送し
、以下同様に、優先順位レベル順にトラヒックの伝送を
行うようにしている。したがって、最高優先順位レベル
で生じる最大遅れを、次の優先順位レベルで生じる遅れ
よりも小さい値に抑えることができる。それ以下の優先
順位レベルについても同様である。これによって、従来
技術では対応に難点のあった、ネットワーク節点への到
着が不規則なセル、したがってデータを、定常的な流れ
に変えて伝送することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】広帯域ＩＳＤＮネットワークの節点を示すブロ
ック図である。
【図２】本発明に基づき広帯域ＩＳＤＮ節点を経てデー
タを交換する際の作動を示す流れ図である。
【図３】本発明に基づき広帯域ＩＳＤＮ節点を経てデー
タを交換する際の作動を示す流れ図である。
【図４】本発明に基づき広帯域ＩＳＤＮ節点を経てデー
タを交換する際の作動を示す流れ図である。
【図５】本発明に基づき広帯域ＩＳＤＮ節点を経てデー
タを交換する際の作動を示す流れ図である。
【図６】本発明に基づき広帯域ＩＳＤＮ節点を経てデー
タを交換する際の作動を示す流れ図である。
【符号の説明】
１００　　ＢＩＳＤＮの節点 １０２　　入力ポート １０４　　プロセッサ（入力） １１０　　ＡＴＭ交換構造部 １２０　　出力ポート １２２　　プロセッサ（出力） １２４　　コントローラ １３０　　メモリ １３２　　プログラム １３４　　待ち行列１ １３６　　待ち行列２ １３８　　待ち行列３ １３９　　待ち行列４

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】　　異なるビットレートを有する複数のデ
    −タ源からのパケットデータトラヒックの伝送方法であ
    って、異なるビットレートバンドを有するデ−タ源から
    のデータを、異なる待ち行列に入力する過程と、より高
    いビットレート用の待ち行列からのデータを、より低い
    ビットレート用の待ち行列からのデータよりも高い優先
    順位で伝送する過程とからなることを特徴とするパケッ
    トデータトラヒックの伝送方法。
  2. 【請求項２】　　前記複数のデ−タ源の内のいくつかの
    データ源が固定ビットレートのデ−タを生成するととも
    に、前記複数のデ−タ源の内の他のデータ源が可変ビッ
    トレートのデ−タを生成し、固定ビットレートのデ−タ
    用と可変ビットレートのデ−タ用とにそれぞれ別の待ち
    行列を用い、前記伝送が、固定ビットレートのデ−タ源
    用の待ち行列からのデータを、可変ビットレートのデ−
    タ源用の待ち行列からのデータよりも高い優先順位で伝
    送することからなることを特徴とする請求項１の方法。
  3. 【請求項３】　　前記伝送過程が、伝送すべき入列済み
    デ−タを有する待ち行列の内で最高優先順位の待ち行列
    からデ−タを伝送することからなることを特徴とする請
    求項１の方法。
  4. 【請求項４】　　ある待ち行列における在列デ−タの中
    で最も以前にその待ち行列に入列したデ−タが、その待
    ち行列に対して予め指定された時間長さよりも長くその
    待ち行列内に在列している場合に、そのデ−タの優先順
    位を増加させることを特徴とする請求項３の方法。
  5. 【請求項５】　　前記ある待ち行列における在列デ−タ
    の中で最も以前にその待ち行列に入列したデ−タが在列
    している時間長さを、前記デ−タがその待ち行列におけ
    る在列デ−タの中で最も以前のデ−タとなった時点から
    測ることを特徴とする請求項４の方法。
  6. 【請求項６】　　異なるビットレートを有する複数のデ
    −タ源からのパケットデータトラヒックの伝送装置であ
    って、各々、異なるビットレートバンドを有するように
    した、デ−タ記憶用の複数の待ち行列と、前記デ−タ源
    の各々から前記複数の待ち行列の内の一つの待ち行列へ
    のデ−タの記憶を制御するための第１のプログラムに制
    御されて作動する処理手段であって、あるビットレート
    バンドを有するデ−タを記憶するための前記一つの待ち
    行列が前記各デ−タ源のビットレートを含むようにした
    処理手段とからなり、前記処理手段が更に、前記待ち行
    列中に記憶されたデ−タの伝送を制御するための第２の
    プログラムに制御されて作動し、第１のビットレートバ
    ンドのビットレートが第２のビットレートバンドのビッ
    トレートよりも高い場合に、前記第１のビットレートバ
    ンドの記憶用待ち行列からのデ−タの伝送に対し、前記
    第２のビットレートバンドの記憶用待ち行列からのデ−
    タの伝送によりも高い優先順位を与えるようにしたこと
    を特徴とするパケットデータトラヒックの伝送装置。
  7. 【請求項７】　　前記複数の待ち行列が、固定ビットレ
    ートのデ−タを生成するデ−タ源からのデ−タの記憶用
    の複数の待ち行列からなり、前記処理手段が更に、前記
    第２のプログラムに制御されて作動し、固定ビットレー
    トのデ−タを生成するデ−タ源からのデ−タを記憶する
    ための前記待ち行列に記憶されたデ−タを、可変ビット
    レートのデ−タを生成するデ−タ源からのデ−タを記憶
    するための待ち行列からのデータよりも高い優先順位で
    伝送するように制御することを特徴とする請求項６の装
    置。
  8. 【請求項８】　　ある待ち行列における在列デ−タの内
    で最も以前にその待ち行列に入列したデ−タが、その待
    ち行列に対して予め指定された時間長さよりも長くその
    待ち行列中に在列している場合に、そのデ−タの優先順
    位を増加させることを特徴とする請求項６の装置。
  9. 【請求項９】　　前記ある待ち行列における在列デ−タ
    の中で最も以前にその待ち行列に入列したデ−タが在列
    している時間長さを、前記デ−タがその待ち行列におけ
    る在列デ−タの中で最も以前のデ−タとなった時点から
    測ることを特徴とする請求項８の装置。
  10. 【請求項１０】　　異なる複数のビットレートバンドに
    分割される異なるビットレートを有する複数の固定ビッ
    トレートデ−タ源と、別の複数の可変ビットレートデ−
    タ源とからのパケットデータトラヒックの伝送方法であ
    って、前記固定ビットレートのデ−タ源からのデ−タを
    、複数の第１の待ち行列であってその各々が前記異なる
    ビットレートバンドの内の一つのビットレートバンド用
    であるようにした複数の第１の待ち行列に入力する過程
    と、可変ビットレートのデ−タ源からのデ−タを一つの
    第２の待ち行列に入力する過程と、より高い固定ビット
    レートバンド用の第１の待ち行列からのデータを、より
    低い固定ビットレートバンド用の第１の待ち行列からの
    データよりも高い優先順位で伝送する過程とからなり、
    前記第２の待ち行列が前記第１の待ち行列のどの待ち行
    列よりも低い優先順位を有し、ある待ち行列における在
    列デ−タの内で最も以前にその待ち行列に入列したデ−
    タが、その待ち行列に対して予め指定された時間長さよ
    りも長くその待ち行列内に在列している場合に、そのデ
    −タの優先順位を増加させ、前記伝送過程が、伝送すべ
    き入列済みデ−タを有する待ち行列の内で最高優先順位
    の待ち行列からデ−タを伝送することからなることを特
    徴とするパケットデータトラヒックの伝送方法。
  11. 【請求項１１】　　前記第１の待ち行列が、約１５メガ
    ビット／ｓｅｃを超えるビットレートのデ−タを生成す
    る固定ビットレートのデ−タ源からのデ−タを記憶する
    一つの待ち行列と、約　１．５メガビット／ｓｅｃ以下
    のビットレートのデ−タを生成する固定ビットレートの
    デ−タ源からのデ−タを記憶する一つの待ち行列と、約
    　１．５から１５メガビット／ｓｅｃの中間のビットレ
    ートのデ−タを生成する固定ビットレートのデ−タ源か
    らのデ−タを記憶する一つの待ち行列との三つの待ち行
    列からなることを特徴とする請求項１０の方法。
  12. 【請求項１２】　　前記デ−タが、非同期的伝達モード
    フレームのセルであることを特徴とする請求項１１の方
    法。
  13. 【請求項１３】　　前記第１の待ち行列のビットレート
    バンドの内の最高ビットレートの約１セル間隔の間、前
    記第１の待ち行列の内の一つの待ち行列内で最も以前に
    入列したセルであった場合に、前記第１の待ち行列の内
    の一つの待ち行列内で最も以前に入列したセルが、その
    優先順位を１段階増加されることを特徴とする請求項１
    ２の方法。
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