JPH06209328A - 正確なセルシーケンスの回復方法およびその出力装置 - Google Patents

正確なセルシーケンスの回復方法およびその出力装置

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JPH06209328A
JPH06209328A JP41374890A JP41374890A JPH06209328A JP H06209328 A JPH06209328 A JP H06209328A JP 41374890 A JP41374890 A JP 41374890A JP 41374890 A JP41374890 A JP 41374890A JP H06209328 A JPH06209328 A JP H06209328A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、複雑な同期を必要とすることなく、
再送信に先立ってそれらの元のシーケンスに互いに追い
越すことのできる同じ接続のセルを回復させることを目
的とする。 【構成】各入力装置において第1の種類のラベル(シー
ケンス番号)がセルの順序を識別するためにセルに付加
され、各出力装置は出力されるセルをバッファするため
のバッファ装置1を具備し、これはシフトレジスタ部分
1〜dによって最小遅延期間を導入しバッファ装置中の
セルの存在期間が予め定められた最小遅延期間よりも短
い場合には出力は取出されなすないようにされ、バッフ
ァ装置1のこの部分を検査して第1の種類のラベルによ
る比較7により後に書込まれたセルが先に出力されるべ
きかが決定されることを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、システムの入力装置と
システムの出力装置との間で同じ接続に属するセルが互
いに追い越す可能性のあるシステムの出力端におけるデ
ータパケットまたはセルの正確なシーケンスを回復させ
る方法およびシステムの出力におけるセルの正しいシー
ケンスを回復するための出力装置に関する。
【0002】
【従来の技術】将来の通信のために、いわゆる非同期伝
送モードが現在研究され、開発されている。これは高速
データパケット通信技術であり、個々のパケットは“セ
ル”と呼ばれている。原理的に本発明はまた通常の(低
速)パケット交換技術にも適用可能である。
【0003】“同期伝送モード”と呼ばれている通常の
時分割多重方式においては、送信される各メッセージは
等しい長さの部分(大体は8ビツト)に分割され、他の
メッセージの部分と共に予め定められた等間隔のタイム
スロット中のデータ流で送られる。結果として同じメッ
セージに属する全ての部分は同時に同じ順序および同じ
間隔で受信装置に到達し、データ流中のそれらの一時的
位置によって互いに属するものとして識別される。この
技術は主としてパルス符号変調の形態でアナログ信号を
送信するのに適当である。
【0004】パケット交換は以前からデータ伝送に使用
されている。タパケット交換においてはデータはそれら
が発生するときデータ流の空きの位置に適合される。デ
ータはデータ流中のそれらの一時的位置によって識別で
きないのでそれらはデータパケットを形成するためにヘ
ッダーを有して結合される。パケットヘッダーは正確な
受信装置にメッセージの部分をもたらし、またそこに到
達する他のメッセージの部分にそれを正確に割当てるの
に必要な全ての情報を含んでいる。原理的に各パケット
は通信回路網を通ってそれ自身の通路に従うことができ
る。しかしながら非常に早い時期に実際の回路方法が適
合され、それにおいて同じメッセージに属する全てのパ
ケットは第1のパケットによって定められた全回路網を
通る通路にしたがう。この方法によると、回路網上の追
加の負荷を表すパケットヘッダーは短く維持できる。そ
れはそれぞれ1つのリンクに対する情報のみを含んでい
なければならず、その通路に属する次のリンクに対する
情報は接続表によって与えられることができる。さら
に、この方法は簡単な方法で互いに属するパケットが互
いに追い越すことを阻止する。したがってデータは送信
機から送り出されたのと同じ順序で受信装置に確実に到
着する。
【0005】少なくとも交換回路網においては選択され
た通路に対するメッセージのこの固定的なセルの結合が
種々の理由で外れる。ATM技術の本質的な特徴は個々
の接続のトラフィック容量におけるランダムな変化が許
容されることである。多数の独立した接続が組合わせら
れるとき、これらの変化に対するある補償が生じる。さ
らに補償すると、すなわち全く均一な回路網負荷は接続
の個々のセルが同じ通路にしたがうのではなく、特に交
換機の交換回路網内で全ての可能な通路に分配される結
果となる。これは交換回路網内のトラフィック測定およ
びそのような測定に必要な装置の必要性を除去する。
【0006】実際の接続に対してこのような接続は“コ
ネクションレス”と呼ばれている。しかしながら追越し
は除外されることができないから最も遅く受信装置に到
着したメッセージの受信においてセルのもとのシーケン
スを回復することが必要になる。接続が交換機内でのみ
“コネクションレス”接続として導かれ、交換機の外部
では実際の接続として導かれるならば通常再シーケンス
と呼ばれるシーケンスの回復はこの交換機の出力におい
て有効に行われることができる。
【0007】本発明の出願時にはまだ公開されていなか
った国際特許出願(PCT)EP89/00941号の発明はそ
れ自体は知られている実際の接続のための交換機中への
入力およびそれに続くこのセルからの出力に関して固定
された時間で各セルを付加的に遅延させる方法を提案し
ている。したがって正確なシーケンスが自動的に回復さ
れる。
【0008】しかしながら、一般的に遅延を一定に維持
する、すなわち“遅延ジッター”に対して補償する要求
は満足されていない。この要求に合致するために“時間
スタンプ”がセルに付加されなければならず、それは中
央クロックおよび正確に時間を分配するための回路網を
必要とする。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、複雑
な同期を必要とすることなく、再送信に先立ってそれら
の元のシーケンスに互いに追い越すことのできる同じ接
続のセルを回復させることである。
【0010】
【課題を解決するための手段】この目的は、各入力装置
において第1の種類のラベル(シーケンス番号)がセル
の順序を識別するためにセルに付加され、各出力装置は
出力されるセルをバッファするためのバッファ装置を具
備し、このバッファ装置中の各セルの存在期間は決定可
能であり、このバッファ装置中に含まれた各セルの最も
旧いセルが意図的に出力され、バッファ装置中の前記セ
ルの存在期間が予め定められた最小遅延期間よりも短い
場合には出力は取出されず、他のセルが最も旧いセルに
よって追越されたことを第1の種類のラベルによる比較
が示す場合には最も旧いセルの代りに前記他のセルが出
力されることを特徴とする正確なシーケンスの回復方
法、および出力されるセルをバッファするためのバッフ
ァ装置を具備し、このバッファ装置中に含まれた任意の
セルにアクセスを得ることのできるアクセス装置を具備
し、そのアクセス装置によって各セルのバッファ装置中
の存在期間は決定可能であり、比較装置が設けられてそ
れによりアクセス装置によってアクセスされた2つのセ
ル毎にセルに含まれているラベルにより比較が行われて
システム中へのそれらの入力順序が決定されることを特
徴とする出力装置によって達成される。その他の本発明
の有効な実施態様は特許請求の範囲のその他の請求項に
記載されている。
【0011】本発明の基本的な技術思想によれば、交換
回路網中にバッファされることができる旧いセルがない
ことを確認するまで出力、すなわち全ての通路が集中す
る場所に各セルを保持する。セルが送られる前に、後か
ら出力に到着したセル群がそのセルの前に出力されなけ
ればならないセルを含むか否かを決定するための検査が
行われる。
【0012】これは入力端においてセルに連続番号を割
当て(接続単位をベースとし、或いはその他の方法によ
り)、動作される出力端においてシフトレジスタの形態
で少なくとも部分的にバッファ装置を設けて予め定めら
れた遅延を導入することによって行われることが好まし
い。セルの出力の前に、少なくともバッファ装置のシフ
トレジスタの形態の部分は後で書込まれたセルが前に出
力されるべきものか否かについて検査され、もしもそう
であれば2つのセルは交換される。
【0013】
【実施例】以下、添付図面を参照して本発明の実施例を
詳細に説明する。図1に示す出力装置の実施例におい
て、データ流はセルの全ビツトが同時に並列のライン上
を伝送されると仮定する。一般にそれは特別の場合では
なく、また特別の利点があるものでもない。しかしなが
ら、一方では直列・並列変換器、並列・直列変換器、バ
ッファ装置によってそのようなデータ流を生成すること
が常に可能であり、他方では当業者は例えばATM交換
機において使用されているように特定のデータフォーマ
ットにこの実施例を容易に適合させることができる。そ
の場合にバッファ装置中にセルそれ自身を蓄積するので
はなく、別のメモリに蓄積されたセルを再配置して検索
するために必要な情報を蓄積することが有効であり、必
要であるかも知れない。間接的アドレスは当業者によく
知られている。示された実施例においてデータの代りに
データのアドレスの蓄積を利用することは容易である。
【0014】図1の出力装置はバッファ装置1 、メモリ
管理装置2 、2個のマルチプレクサ3 および4 、2個の
ラッチ5aおよび5b、2個の比較器6 および7 、追加のラ
ッチ8 、およびカウンタ9 を備えている。
【0015】バッファ装置1 はp個の位置を有する。各
位置は1つの完全なセルを含むことができる。本発明の
重要な特徴によれば、各セルは“シーケンス番号”とし
て指定された第1の種類のラベルと、VCI(真の回路
識別子)として指定された第2の種類のラベルと、“デ
ータ”として指定された残りのセルとから構成されてい
る。図1の表示は実際のメモリの個々の部分を正確に示
してはいない。
【0016】第1の種類のラベル“シーケンス番号”は
同じ接続に属する全セルが依然として元の順序で存在し
ているシステムの地点において割当てられなければなら
ない。異なる適用に対してはシーケンス番号は送信端に
おいてすでにセルに付加される。このシーケンス番号は
任意の時点でアクセスされることができ、本発明によっ
て評価されることができる。しかしながら一般的にここ
に記載されている出力装置を含むシステムの入力におい
て第1の種類のラベルを挿入することが有効である。A
TM交換システムは好ましい適用例であり、第1の種類
のラベルは交換システムの入力において付加されること
が好ましい。
【0017】第1の種類のラベルは各接続内で連続でな
ければならないことを必要とされない。同じ入力を介し
て導かれた全ての接続のセルを連続的にカウントすれば
十分である。これらのラベルを割当るためにモジュロN
カウンタが使用されることが好ましく、Nは予め定めら
れた時間内に第1の種類のラベルとしてN/2より少な
い数が割当てられるように大きく選択されなければなら
ない。全ての番号が周期的に発生するため、不明瞭性を
なくすために両方向に充分な距離がなければならない。
Nの特定の選択によりこれらのセルの全ては不明瞭性が
なくその元のシーケンスに再構成されることができ、そ
れは番号が割当てられているときの前記予め定められた
時間間隔よりも離れてはいない。この時間は許容される
エラー率は別として、この時間内に各セルがバッファ装
置1 の最後のr位置を通過することを確実にするように
予め定められなければならない。予め決定されるべき時
間に対する近似的なガイド値は第1の種類のラベルの割
当てと出力装置中への到着との間の最大遅延と最小遅延
との間の差の2倍である。
【0018】第2の種類のラベル、VCIは特定の実際
の接続を有するセルの割当てをマークする。そのような
ラベルはいずれにせよセルのヘッダー中に通常含まれて
いる。本発明の目的に対して、評価のためにアクセス可
能にすることが必要であるに過ぎない。このラベルは少
なくとも本発明に関しては、第1の種類のラベルがシス
テムの全ての入力において同期して或いは少なくとも近
接した時間で割当てられるならば省略されることができ
る。第1の種類のラベルの近接した時間の割当てはまた
均一なシステム時間を必要とするが、許容できる偏差の
ため回路の必要量は同期割当てによるよりも少ない。
【0019】セルの残りのものラベル“データ”の代り
に別のメモリに蓄積されたこの残りのもののアドレスが
バッファ装置1 中に蓄積されてもよい。
【0020】バッファ装置1 は3つの部分、すなわち位
置1乃至dを有するシフトレジスタ状の部分、“シフト
レジスタ”と、FIFOメモリの方法で動作する部分F
IFOとに分けられている。FIFOメモリ部分はそれ
ぞれd+1乃至rおよびr+1乃至pを有する2つの部
分から構成されている。少なくとも位置1乃至rは、そ
れらの内容が読取られることができ、或いは新しい内容
がそれらの中に書込まれることができるように個々にア
クセス可能でなければならない。
【0021】バッファ装置の大きさ、すなわち数値d,
r,pの選択は特定の適用に依存している。主として考
慮すべきことは、エラー率、第1のブランチ点からのセ
ルの最大および最小遅延、1つの出力装置を介して許容
される同時接続の数、単位時間当りの接続のために許容
されるセルの最大および最小数、および単位時間当りの
セルの数の許容できる変化である。近似的なガイド値は
d=128 ,r=256 ,p=512 である。第1の種類のラ
ベル,“シーケンス番号”に対する値の範囲の選択は、
それらの値に依存している。これらのラベルの数値およ
び接続特定決定に対してN=512 である。これらの数値
の選択は、実際の構成のために2のベキ乗が好ましく、
dの選択を除いて下限値のみを考慮に入れればよいから
それ程臨界的ではない。dの選択に対する下限値はシフ
トレジスタが上記により定められた最大および最小遅延
間の差に等しい最小遅延を与えなければならないことか
ら得られる。しかしながら遅延は避けられるべきである
から、この値は実質上超えられることがあってはならな
い。
【0022】出力装置の入力“セル入力”に到着したセ
ルは、まず出力部から出力されるセルか、或いは出力装
置中で終わるセルかについて検査される。後者の一つは
空のセルであり、また別のものとしては出力装置(また
はその他の場合には到着しない出力装置に共通に接続さ
れた入力装置)のための制御信号を含むセルがある。出
力されるべきセルはバッファ装置1 に入力される。それ
らは最初にFIFOメモリの態様で動作される部分中の
最下位の自由位置へ入る。セルが出力部から出力される
ときには、バッファ装置中の全セルは1位置だけ下方に
移動する。もしもFIFOメモリの最後の位置d+1が
占有されていれば、そこに含まれていたセルはシフトレ
ジスタの第1の位置dに転送される。もしも位置d+1
が空いていれば、空いたセルは位置dに書込まれなけれ
ばならない。少なくとも他のセルに関する各セルの駐留
時間はしたがってバッファ装置1 中のその位置から導出
される。バッファ装置1 からの出力について以下説明す
る。
【0023】メモリ管理装置2 は図1には非常に概略的
に示されている。それは二重の機能を有する。まず、そ
れはバッファ装置1 の上述した正常な動作を管理する。
これはアドレスAD、書込み命令W、および読取り命令
Rを供給することによって行われる。書込まれるセルの
存在、不存在に関する情報も要求される(図1には示さ
れていない)。メモリ管理装置2 の第2の機能は、もし
も命令“交換(Swap)SWA”が交換のために与えられ
る場合にラッチ5bの内容に対してがカウンタ9によって
アドレスされた位置の内容ADと交換することである。
【0024】マルチプレクサ3 を通ってバッファ装置1
の位置2乃至rの任意のものの内容は選択I基づいてア
クセスされ、ラッチ5aに転送されることができる。メモ
リ位置ADはカウンタ9 によって選択される。
【0025】出力サイクルの開始において、バッファ装
置1 の位置1の内容はマルチプレクサ4 を通ってラッチ
5bに転送される。それはカウンタ9 がリセットされ、0
である場合である。マルチプレクサ4 に供給された特別
の命令“交換”はラッチ5aの内容をラッチ5bに転送させ
る。同じ命令“交換”によってデータがラッチ5bに書込
まれ、また読出されアドレスされるという事実は全く特
別のことではなく、当業者によく知られた手段を採用す
ることによって考慮されることができる。
【0026】比較器6 はラッチ5a,5b中に現在蓄積され
ているそれら2つのセルの第2の種類のラベル,VCI
を比較する。2つのセルの第2の種類のラベルが等しい
ときにのみ、すなわち2つのセルが同じ接続に属してい
る場合に、次の比較器7 が付勢される。
【0027】比較器7 は、ラッチ5a,5b中に含まれてい
る2つのセルの第1の種類のラベル,“シーケンス番
号”を比較する。比較器6 が2つのセルが同じ接続に属
していることを示し、それと共にラッチ5a中に含まれて
いるセルがラッチ5b中に含まれているセルよりも旧いこ
とを比較器7 が示した場合には、命令“交換”が与えら
れて、旧いセルをラッチ5bに転送させ、若いほうのセル
をバッファ装置1 中の旧いセルに代って配置させる。し
たがって2つのセルは交換される。
【0028】カウンタ9 は正確なタイミングを与える。
それは予め定められたクロック速度Tで周期的に2乃至
rをカウントする。もしもカウンタ9 がカウントrでリ
セット(=0)されるならば、1出力サイクルが終了
し、次の出力サイクルが開始される。特定の接続に属す
る最も旧いセルである前のサイクル中に発見されたラッ
チ5bの内容はラッチ8 に転送され、出力において“セル
出力”として利用される。同時にバッファ装置1 の位置
1の内容はマルチプレクサ4 を通ってラッチ5bに転送さ
れる。その後、同じ接続(第2の種類のラベル)の位置
2乃至rが旧いセルのために連続的にサーチされる(第
1の種類のラベル)。このためそれらの各位置の内容は
マルチプレクサ3 を通ってラッチ5aに転送され、比較器
6 および7によって比較される。上記の交換作用は、カ
ウンタ9 のカウントrにおいて考慮されている接続の最
も旧いセルが実際にラッチ5b中に蓄積され、この接続の
全ての若いセルが依然としてまたは再びバッファ装置1
に含まれていることを確実にする。
【0029】すでに示したように第2の種類のラベル,
VCI,および、したがって比較器6 は、全ての第1の
種類のラベル,“シーケンス番号”が同期的または少な
くとも近接した時間で割当てられるならば省略されるこ
とができる。異なる接続に属するセルはそれから交換さ
れるけれども、接続内のセルの正確なシーケンスは維持
される。正確な同期を避けることができることが本発明
の目的であり、したがって時間スタンプが使用されるけ
れども、本発明はさらにこの場合の別の解決方法を提供
する。
【0030】図1の出力装置の表示は主として出力装置
の動作を示している。FIFOメモリの態様で動作する
部分およびシフトレジスタの態様で動作する部分から構
成されているバッファ装置の構成および管理は図2に明
瞭に示されている。書込みおよび読取り命令の分配を含
むクロックの分配は図2には示されていない。
【0031】バッファ装置はランダムアクセスメモリ
(RAM)1'で構成されている。入来するセルは入力メ
モリ21を通ってデータバスDAへ供給され、それにラン
ダムアクセスメモリ1'が接続されている。書込み制御装
置22は、書込まれるセルが供給されるとき入力メモリ21
により“ビジー”に付勢される。書込みカウンタ23を介
してアドレスPWがアドレスバスAD上をランダムアク
セスメモリ1'に供給され、セルは後者中に書込まれる。
書込みカウンタ23はそれから書込み制御装置22によって
インクレメントされる。読取り制御装置24は読取りカウ
ンタ25を介して位置1に対応するアドレスPRを特定す
る。各セルが出力された後、読取りカウンタ25は読取り
制御装置24によってインクレメントされる。書込みカウ
ンタ23の内容PWと読取りカウンタ25の内容PRは常に
少なくともdに等しくなければならない。これは書込み
制御装置22によって監視される。もしもこの条件が満た
されないならば(FIFO空)、これは読取り制御装置
24に通知され、それは信号“空のセル”をデータバスD
Aに供給し、この空のセルを書込みカウンタ23によって
特定された位置に書込ませる。読取り制御装置24はそれ
から書込みカウンタ23をインクレメントする。出力装置
の残りの部分はアクセス、比較器、および出力装置100
により示される。
【0032】結論として可能なさらに別の変形例が与え
られる。接続の最も旧いセルに対するサーチ中、数回出
力されるべきセルを比較的旧いセルと交換することは絶
対に必要ではない。最も旧いセル位置および経過時間の
みを保持し、サーチプロセッサの終りにおいてただ一度
だけ交換することでメモリ全体の区域をサーチするのに
充分である。
【0033】また全く交換しないこと、或いは出力期間
中に前方に発見された最も旧いセルを移動させるだけに
することもできる。
【0034】バッファ装置のシフトレジスタ状の部分は
バッファ装置の終端部を形成する必要はない。それはバ
ッファ装置の始めまたは中間に配置することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による出力装置のブロック図。
【図2】図1の出力装置に含まれたバッファ装置のブロ
ック図。
【符号の説明】
1 …バッファ装置,2 …メモリ管理装置,3,4 …マルチ
プレクサ,5a,5b …ラッチ、6,7 …比較器、9 …カウン
タ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ゲルト・アイレンベルガー ドイツ連邦共和国、7312 キルヒハイム、 シラーシュトラーセ 24 (72)発明者 シュテファン・バール ドイツ連邦共和国、7251 ヘミンゲン、ヒ ルシュシュトラーセ 29 (72)発明者 ボド・プファイファー ドイツ連邦共和国、7141 シュビーベルデ インゲン、モーツアルトシュトラーセ 14 (72)発明者 ボツオ・チェーザー ドイツ連邦共和国、7000 シュツットガル ト 40、シュトラスブルガー・シュトラー セ 19

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 システムの入力装置とシステムの出力装
    置との間で同じ接続に属するセルが互いに追越す可能性
    のあるシステムの出力端におけるデータパケットまたは
    セルの正確なシーケンスを回復させる方法において、 各入力装置において第1の種類のラベル(シーケンス番
    号)がセルの順序を識別するためにセルに付加され、 各出力装置は出力されるセルをバッファするためのバッ
    ファ装置を具備し、 このバッファ装置中の各セルの存在期間は決定可能であ
    り、 このバッファ装置中に含まれているそれぞれの最も旧い
    セルが意図的に出力され、 バッファ装置中の前記セルの存在期間が予め定められた
    最小遅延期間よりも短い場合には出力は取出されず、 他のセルが最も旧いセルによって追越されたことを第1
    の種類のラベルによる比較が示す場合には最も旧いセル
    の代りに前記他のセルが出力されることを特徴とする正
    確なシーケンスの回復方法。
  2. 【請求項2】 他のセルの出力に先立って今までで最も
    旧いセルと他のセルの置換が行われることを特徴とする
    請求項1記載の方法。
  3. 【請求項3】 モジュロNをカウントすることによって
    形成された数が第1の種類のラベルとして使用され、N
    はN/2より小さい数が予め定められた時間内の第1の
    種類のラベルとして割当てられるような大きさに選択さ
    れていることを特徴とする請求項1記載の方法。
  4. 【請求項4】 各接続のセルに対して第1の種類のラベ
    ルが別々に割当てられることを特徴とする請求項3記載
    の方法。
  5. 【請求項5】 一つの入力装置を介して導かれたすべて
    の接続のセルに対して第1の種類のラベルが結合して割
    当てられることを特徴とする請求項3記載の方法。
  6. 【請求項6】 第2の種類のラベルがセルの属する接続
    を識別するために各セルに付加され、出力装置において
    最も旧いセルの代りに第2の種類のラベルが最も旧いセ
    ルの第2の種類のラベルに等しい他のセルが出力される
    ことを特徴とする請求項1記載の方法。
  7. 【請求項7】 バッファ装置の少なくとも一部分がシフ
    トレジスタの態様で動作され、それによって予め定めら
    れた最小の遅延を生成することを特徴とする請求項1記
    載の方法。
  8. 【請求項8】 予め定められた最小の遅延は、入力装置
    において前記予め定められた最小の遅延より離れている
    2つのセルが互いに追い付くことができないか、或いは
    出力装置に到達する前に調度許容できるエラー確率での
    み互いに追付くことができるように選択されていること
    を特徴とする請求項1記載の方法。
  9. 【請求項9】 システムの出力におけるセルの正しいシ
    ーケンスを回復するための出力装置において、 出力されるセルをバッファするためのバッファ装置を具
    備し、 このバッファ装置中に含まれた任意のセルにアクセスを
    得ることのできるアクセス装置を具備し、 そのアクセス装置によって各セルのバッファ装置中の存
    在期間が決定可能であり、 比較装置が設けられてそれによりアクセス装置によって
    アクセスされた2つのセル毎にセルに含まれているラベ
    ルにより比較が行われてシステム中へのそれらの入力順
    序が決定されることを特徴とする出力装置。
  10. 【請求項10】 交換装置が設けられて、それにより2
    つの比較されたセルの一方がバッファ装置中の他のもの
    に代って配置されることを特徴とする請求項9記載の方
    法。
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