KR100789758B1 - 저밀도파장분할다중화방식 수동광네트워크 시스템 - Google Patents

Abstract

저밀도파장분할다중화방식 수동광네트워크(CWDM-PON) 시스템이 게시된다. 게시된 CWDM-PON 시스템은 CATV 신호 및 다수 채널의 이더넷 신호를 수신하여 각각에 대하여 분할된 파장의 광신호를 합하여 하나 또는 그 이상의 광케이블을 통해 가입자측으로 전송하는 OLT; 상기 OLT로부터 수신된 광신호를 다수의 파장으로 분할하고, 분할된 다수의 파장 중 CATV용 파장을 나머지 분할된 이더넷용 파장과 함께 전송하는 리모트 노드; 및 상기 리모트 노드의 각각 연결되고, 상기 리모트 노드에 의해 각 이더넷용 파장에 CATV용 파장이 함께 포함된 상태로 수신된 각 하향 파장을 가입자의 단말기로 전송하고, 가입자의 단말기로부터 전송되는 상향 데이터 파장을 상기 리모트 노드로 전송하는 다수의 ONU를 포함하는 것을 특징으로 한다.

CWDM, PON, CATV, 1Gbps, 이더넷, 기가비트급, 초고속, 광분배기, 광삽입추출기

Description

저밀도파장분할다중화방식 수동광네트워크 시스템{Passive Optical Network System using Coarse Wavelength Division Multiplexing}

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 저밀도파장분할다중화방식 수동광네트워크 시스템을 나타내는 구성도,

도 2는 도 1에 도시된 리모트 노드(이하, RN 이라 함)의 일 실시예를 나타내는 도면,

도 3은 도 2에 도시된 광삽입추출기를 나타내는 개략도,

도 4는 도 1에 도시된 리모트 노드의 다른 실시예를 나타내는 도면,

도 5는 도 4에 도시된 광삽입추출기를 나타내는 개략도,

도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 저밀도파장분할다중화방식 수동광네트워크 시스템을 나타내는 구성도,

도 7은 본 발명의 제3실시예에 따른 저밀도파장분할다중화방식 수동광네트워크 시스템을 나타내는 구성도이다.

＊도면 내 주요부분에 대한 부호설명＊

10, 110,: OLT(Optical Line Terminal) 11: 패킷처리장치

13: MCU(Media Converter Unit) 15: 광/전 변환기

17: 증폭기 19: MUX/DeMUX

20: RN(Remote Node) 22, 24: 광분배기

23a, 23b, 25a, 25b: 필터 30, 130: ONU(Optical Network Unit)

A1∼A17, B1∼B15, C1∼C17: 광삽입추출기

본 발명은 수동광네트워크(PON) 시스템에 관한 것으로, 특히 CATV 방송 서비스와 함께 초고속 인터넷 서비스를 함께 제공할 수 있는 저밀도파장분할다중화 수동광네트워크 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 CATV 인터넷 시스템은 케이블 모뎀(cable modem), 사용자 단말기, 헤드엔드 장치, CATV망, 서비스 분배망, 서비스 서버 등의 구성 요소들로 구성된다. 기존의 CATV 가입자는 DIAL 설치되어 있는 CATV 케이블에 케이블 모뎀(cable modem)을 설치하고 PC를 연결함으로써 인터넷에 접속할 수 있다. 인터넷은 최고 10Mbps의 인터넷 서비스를 제공한다.

그러나, 이와 같은 CATV 인터넷 시스템은 일반 전화선 모뎀이나 ISDN 등에 비해 빠른 속도로 다양한 멀티미디어 서비스를 받을 수 있다. 따라서 주로 재택근무, 원격교육 등 대용량 데이터 전송을 필요로 하는 일을 하는데 유용하다.

그런데, 요즘 들어 동영상 강의, 인터넷 TV나 실시간 동영상 등과 같이 발달하는 인터넷 컨텐츠의 제작과 함께 초고속 인터넷에 영향을 미치는 요소들은 매우 다양하다. 서비스사의 불안정한 장비도 있겠지만 자신의 컴퓨터 성능, 가정 내로 들어오는 전화선의 노후화 및 피복 불량에 따른 합선 등의 회선의 상태가 영향을 미칠 수 있다. 또한, 인터넷 컨텐츠 제공 서비스사에 사용자가 많거나 서비스 제공사가 사용하는 회선의 속도가 원하는 속도에 못 미칠 정도로 느리게 되면 사용자 역시 정보를 다운로드 받는 속도가 같이 떨어지게 된다.

따라서, 종래의 CATV 서비스 업체에서 방송서비스와 함께 제공하는 10M 이더넷 서비스는 기존의 CATV 케이블을 함께 사용할 수 있다는 장점이 있지만, 현재 인터넷에서 제공되고 있는 컨텐츠를 사용하기에는 속도면에서 고객의 요구를 충족시켜 주지 못하는 문제점이 있었다.

상기한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 CATV 방송 서비스와 함께 초고속 인터넷 서비스를 함께 제공할 수 있는 저밀도파장분할다중화 수동광네트워크 시스템을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 CATV 신호 및 다수 채널의 수신하여 각각에 대하여 분할된 파장의 광신호를 광케이블을 통해 가입자측으로 전송하는 OLT; 상기 OLT로부터 수신된 광신호를 다수의 파장으로 분할하고, 분할된 다수의 파장 중 CATV용 파장을 나머지 분할된 이더넷용 파장과 함께 전송하는 리모트 노드; 및 상기 리모트 노드의 각각 연결되고, 상기 리모트 노드에 의해 각 이더넷용 파장에 CATV용 파장이 함께 포함된 상태로 수신된 각 하향 파장을 가입자의 단말기 로 전송하고, 가입자의 단말기로부터 전송되는 상향 데이터 파장을 상기 리모트 노드로 전송하는 다수의 ONU;를 포함하는 것을 특징으로 하는 저밀도파장분할다중화 수동광네트워크 시스템을 제공한다.

상기 OLT은 인터넷 서비스 제공자로부터 전송받은 데이터를 최적의 경로로 패킷을 포워딩해주기 위한 복수의 채널을 갖는 패킷처리장치; 복수의 채널을 갖는 MUX/DeMUX; 상기 MUX/DeMUX의 각 채널에 한 개씩 연결되어 수신된 광신호를 전기신호로 변환하고 송신해야 할 전기신호를 광신호로 변환하는 복수의 MCU; CATV 서비스 제공자로부터 전송된 전기신호를 광신호로 변환하기 위한 광/전 변환기; 상기 광/전 변환기에 의해 변환된 광신호를 증폭하기 위한 증폭기를 포함할 수 있으며, 상기 증폭기는 증폭한 광신호를 상기 MUX/DeMUX로 전송하기 위해 상기 MUX/DeMUX가 갖는 다수 채널 중 어느 하나의 채널에 연결되는 것이 바람직하다.

상기 RN은 수신된 광신호를 분할하기 위해 적어도 1개의 그룹으로 각각 나누어진 다수의 광삽입추출기; 및 상기 다수의 광삽입추출기로 CATV용 파장을 다수의 광삽입추출기로 입사시키기 위한 1개의 광분배기를 포함할 수 있으며, 상기 1개의 광분배기에 의해 다수의 광삽입추출기로 입사된 CATV용 파장은 각 다수의 광삽입추출기에 의해 반사되어 각 파장대 별로 광삽입추출기를 통과한 다수의 이더넷용 파장과 함께 포함되어 다수의 ONU로 전송할 수 있다.

상기 다수의 광삽입추출기는 상기 광신호에 포함된 파장 중 어느 하나에 대응하는 파장을 통과시키고 나머지 파장은 반사시키기 위한 광대역 광필터를 포함할 수 있다.

또한, 상기 다수의 광삽입추출기는 상기 광신호에 포함된 파장 중 어느 하나에 대응하는 파장을 통과시키고 나머지 파장은 반사시키기 위한 제1 광대역 광필터; 및 상기 제1 광대역 필터 후단에 광분배기에 의해 입사된 CATV용 파장을 반사시키기 위한 제2 광대역 필터를 포함하는 것도 가능하다.

따라서 상기 본 발명에 있어서는, 본 발명은 기가비트급 이더넷 서비스는 물론이고 종래의 CATV 방송서비스와 10M 이더넷 서비스를 하나의 장치를 통해 혼용할 수 있어, 고객이 원하는 다양한 서비스를 충족시킬 수 있다.

또한 본 발명은, OLT(Optical Line Terminal)로부터 전송받은 광신호를 리모트 노드(Remote Node)에서 각각의 분할되는 파장마다 CATV 신호에 해당하는 파장을 다수의 ONU(Optical Network Unit)로 분배함에 따라, 고가의 저밀도파장분할다중화기를 각각의 ONU마다 설치할 필요가 없이 리모트 노드에만 설치하면 되므로 비용을 크게 절감할 수 있다.

이하, 본 발명의 제1 실시예에 따른 저밀도파장분할다중화방식 수동광네트워크 시스템의 구성을 도면을 참고하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

첨부된 도 1은 본 발명에 따른 저밀도파장분할다중화방식 수동광네트워크 시스템(이하, CWDM-PON 시스템이라 함)을 나타내는 구성도이고, 도 2는 도 1에 도시된 리모트 노드(이하, RN 이라 함)의 일 실시예를 나타내는 도면이고, 도 3a 및 도 3b는 도 2에 도시된 광삽입추출기를 나타내는 개략도이고, 도 4는 도 1에 도시된 리모트 노드의 다른 실시예를 나타내는 도면이고, 도 5는 도 4에 도시된 광삽입추출기를 나타내는 개략도이다.

먼저, 본 발명에 따른 CWDM-PON 시스템은 도 1과 같이, OLT(Optical Line Termination)(10), RN(Remote Node)(20), ONU(Optical Network Unit)(30)로 구성된다.

OLT(10)는 통신회사에 설치되며, 외부의 인터넷 등과 연결된다. OLT(10)는 인터넷 서비스 제공자로부터 전송받은 데이터에 대하여 라우팅 테이블에 저장된 경로에 따라 목적지의 IP 어드레스를 보고 최적의 경로로 패킷을 포워딩해주기 위한 복수의 채널을 갖는 패킷처리장치(11)(예를 들면 L3 스위치)와, 복수의 채널을 갖는 먹스/디먹스(이하, MUX/DeMUX라 함)(19)와, MUX/DeMUX(19)의 각 채널에 한 개씩 연결되어 수신된 광신호를 전기신호로 변환하고 송신해야 할 전기신호를 광신호로 변환하는 복수의 MCU(Media Converter Unit)(13)로 구성된다.

또한, CATV 서비스 제공자로부터 전송된 전기신호를 광신호로 변환하기 위한 광/전 변환기(15)와, 광/전 변환기(15)에 의해 변환된 광신호를 증폭하기 위한 증폭기(17)를 포함하며, 상기 증폭기(17)는 증폭한 광신호를 MUX/DeMUX(19)로 전송하기 위해 MUX/DeMUX(19)가 갖는 다수 채널 중 어느 하나의 채널에 연결된다.

상기 MUX/DeMUX(19)는 16개의 채널로 구성되며 MUX/DeMUX(19)에는 상기 CATV 신호를 전송하기 위한 1개의 채널을 제외한 나머지 채널에 연결되는 15개의 MCU(13)를 구비한다. 또한, MUX/DeMUX(19)의 각 채널과 각각의 MCU(13)는 통상의 커넥터(도시하지 않음)와 1코아(Core)의 광케이블(F)의 일단에 연결된다.

RN(20)은 가입자 부근에 설치되며, OLT(10)와 1코아(Core)의 상기 광케이블(F)의 타단에 통상의 커넥터(도시하지 않음) 또는 융착접속을 통해 연결된다. 이 경우, 상기 RN(20)은 MUX/DeMUX로 구성된다.

상기 RN(20)은 도 2와 같이, 광케이블(F)을 통해 수신된 광신호를 1 및 2그룹(A, B)으로 각각 나누어진 다수의 광삽입추출기 및 1개의 광분배기를 통해 다수의 ONU(30)로 각각 전송한다.

이하, 상기 제1 및 제2 그룹(A, B)을 통하여 광신호가 파장 별로 분배되는 과정을 설명하면 다음과 같다.

먼저 제1 그룹(A)의 다수의 광삽입추출기(A1∼A17)를 통해 각 파장 별로 분할하여 다수의 광삽입추출기(A1, A2, A4∼A17)에 대응하는 제2 그룹(B)의 광삽입추출기(B1∼B15) 및 1개의 광분배기(22)로 전송한다. 여기서 상기 광신호는 1270nm에서 1610nm까지 20nm 간격으로 된 18파장 중 16파장을 사용한다.

도 2와 같이, 광케이블(F)을 통해 RN(20)으로 수신된 광신호는 제1 그룹(A)의 광삽입추출기(A1∼A17) 중 어느 하나(A1)에 의해 1450nm 대역의 파장과 그 외 파장으로 분리된다. 즉, 광신호는 광삽입추출기(A1)에 의해 1450nm 대역의 파장은 통과시키고 그 외의 파장은 반사한다. 마찬가지로 A1에 의해 반사된 나머지 파장은 다음 광삽입추출기(A2)에 의해 1470nm 대역의 파장은 통과되고 그 외의 파장은 반사된다.

또한, 광삽입추출기(A2)에 의해 반사된 파장은 다음 광삽입추출기(A3)로 전달된다. 이때, 광삽입추출기(A3)는 1490nm∼1610nm 대역의 파장은 통과시키고, 1270nm∼1430nm 영역대의 파장은 반사한다. 이와 같이 광삽입추출기(A3)를 통해 크게 2그룹의 파장 영역으로 분배하는 것은 삽입손실을 최소화하기 위함이다.

나머지 광삽입추출기(A4∼A17)의 경우에도 앞서 설명한 광삽입추출기(A1, A2)와 마찬가지로 각 영역에 해당하는 파장을 통과시키고 나머지는 반사한다.

이때, 제1 그룹(A)의 광삽입추출기 중에서 어느 하나(A7)는 CATV 신호를 전송하는 1550nm 영역의 파장을 통과시킨다.

한편, 상기 제1 그룹(A)의 광삽입추출기(A1∼A17) 및 제2 그룹의 광삽입추출기(B1∼B15)는 도 3a 및 도 3b와 같이 미리 설정된 해당 파장 또는 미리 설정된 다수의 파장 영역만을 통과시키고 나머지는 반사시키는 광대역 광필터(23a, 23b)를 각각 구비한다.

상기 제1 그룹(A)의 다수의 광삽입추출기(A1, A2, A4∼A17)를 통과한 각 파장은 제2 그룹(B)의 광삽입추출기(B1∼B15) 및 1개의 광분배기(22)로 입사된다.

여기서 상기 광분배기(22)는 PLC 타입의 1X16채널 스플리터(splitter)로써, 상기 제1 그룹(A)의 광삽입추출기들 중에서 CATV 신호용 광삽입추출기(A7)로부터 1550nm 영역의 파장을 수신하여 제2 그룹(B)의 다수의 광삽입추출기(B1∼B15)로 각각 입사하도록 분배하는 역할을 한다.

제2 그룹(B)의 다수의 광삽입추출기(B1∼B15)로 입사된 CATV용 파장(1550nm)은 각 광대역 광필터(23b)에 의해 반사되어 제2 그룹(B)의 다수의 광삽입추출기(B1∼B15)를 통과한 파장과 함께 각각의 ONU(30)로 전송된다.

한편, RN(20)은 도 4와 같이 다수의 광삽입추출기(C1∼C17)를 단일 그룹으로 배치하여 콤팩트하게 제작하는 것도 가능하다. 이 경우, 광분배기(24)에 의해 CATV 용 파장(1550nm)이 입사되는 광삽입추출기(C1, C2, C4∼C17)는 도 5와 같이, 제1 필터(25a)에 의해 해당 파장을 통과시킴과 동시에 제1 필터(25a) 후단에 배치된 제2 필터(25b)에 의해 CATV용 파장(1550nm)을 반사시켜 각 ONU(30)로 15채널의 파장과 함께 CATV용 파장(1550nm)을 동시에 전송한다.

상기 다수의 ONU(30)는 상기 RN(20)에 각 채널에 광케이블로 각각 연결되고, 상기 RN(20)에 의해 각 이더넷용 파장에 CATV용 파장이 함께 포함된 상태로 수신된 각 하향 파장을 가입자의 단말기로 전송하고, 가입자의 단말기로부터 전송되는 상향 데이터 파장을 상기 RN(20)로 전송하는 역할을 한다.

이에 따라, 본 발명의 제1 실시예에서는 단일의 OLT를 통해 기가비트급 이더넷 서비스는 물론, CATV 방송서비스를 함께 제공할 수 있다.

도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 저밀도파장분할다중화방식 수동광네트워크를 나타내는 구성도이다.

본 발명의 제2 실시예는 기존의 CATV 방송서비스 및 10M 이더넷 서비스를 함께 시행하고 있는 경우, CWDM-PON 시스템을 기존의 CATV 방송 시스템과 간단한 연결을 통해 CATV 방송서비스 및 10M 이더넷 서비스와 함께 초고속 기가비트급 이더넷 서비스를 함께 서비스 할 수 있다.

본 발명에 따른 제2 실시예는 기존의 CATV 방송시스템이 추가된 것을 제외하면 대부분 상기 제1 실시예와 구성이 대부분 유사하게 이루어진다. 이하, 제1 실시예와 중복되는 부분의 구성 및 작용은 생략한다.

상기 제2 실시예는 도 6과 같이, 10M 이더넷 서비스를 함께 제공하는 CATV 방송시스템(41)과, 광케이블(F1)을 통해 OLT(110)로부터 CATV 방송시스템(41)으로 수신되는 상향 광신호를 전기신호로 변환하고 광케이블(F2)을 통해 CATV 방송시스템(41)으로부터 OLT(110)으로 전송되는 하향 전기신호를 광신호로 변환하기 위한 광/전변환기(42)를 구비한다.

상기 한쌍의 광케이블(F1, F2)은 각각 OLT(110)의 MUX/DeMUX(119)의 16채널 중 2채널에 접속되며, 각각 상향 데이터의 파장(1310nm) 및 하향 데이터의 파장(1550nm)을 송/수신한다.

RN(120)의 경우에도 16채널 중 2채널에 한쌍의 광케이블(F'1, F'2)의 일단이 접속되며, 한쌍의 광케이블(F'1, F'2)의 타단은 CATV 방송신호를 수신하기 위한 ONU(43)에 접속된다.

제2 실시예에서는, 기존의 CATV 방송시스템(41) 및 이에 대응하는 CATV용 ONU(43)를 사용함에 따라, 상기 RN(120)에는 16채널의 각 파장 중 CATV용 파장(1550nm)을 다수의 ONU(130)로 전송하도록 분배하는 광분배기가 필요 없고, OLT(110) 및 다수의 ONU(130)에는 고가의 광/전 변환기가 필요 없기 때문에, 전체적으로 비용을 절감할 수 있다.

도 7은 본 발명의 제3실시예에 따른 저밀도파장분할다중화방식 수동광네트워크를 나타내는 구성도이다.

상기 제2 실시예에서는 CATV 방송서비스 및 10M 이더넷 서비스를 함께 제공하는 CATV 방송시스템을 이용하였으나, 본 발명의 제3 실시예는 기존의 CATV 방송서비스 만을 제공하는 CATV 방송시스템(51)과 혼용한 예이다.

이 경우 대부분 제2 실시예의 구성 및 작용이 동일하며, 다만, 도 7에 도시 된 바와 같이, 각 파장 중에서 1310nm의 파장을 하향 전송에 사용하는 점에서 차이가 있다. 미설명부호 53은 CATV 방송시스템(51)에 대응하는 ONU이다.

따라서, 본 발명은 광선로가 연결된 주택 및 빌딩과, 연결되지 않은 주택 및 빌딩이 혼재해 있는 지역의 경우, 상기 제1 내지 제3 실시예를 통해서 CATV 방송서비스 및 고속/초고속 이더넷 서비스를 함께 제공할 수 있으며, 이로써 고객이 제공받고자 하는 다양한 서비스를 제공함에 따라 고객의 다양한 욕구를 충족시킬 수 있다.

상기한 본 발명에 있어서는, 기가비트급 이더넷 서비스는 물론이고 종래의 CATV 방송서비스와 10M 이더넷 서비스를 하나의 장치를 통해 혼용할 수 있어, 고객이 원하는 다양한 서비스를 충족시킬 수 있는 이점이 있다.

또한 본 발명은, OLT(Optical Line Terminal)로부터 전송받은 광신호를 리모트 노드(Remote Node)에서 각각의 분할되는 파장마다 CATV 신호에 해당하는 파장을 다수의 ONU(Optical Network Unit)로 분배함에 따라, 고가의 저밀도파장분할다중화기를 각각의 ONU마다 설치할 필요가 없이 리모트 노드에만 설치하면 되므로 비용을 크게 절감할 수 있다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 기재된 청구범위 내에 있게 된다.

Claims (5)

1. CATV 신호 및 다수 채널의 이더넷 신호를 수신하여 각각에 대하여 분할된 파장의 광신호를 합하여 하나 또는 그 이상의 광케이블을 통해 가입자측으로 전송하는 OLT;

   상기 OLT는 수신된 광신호를 분할하기 위해 적어도 1개의 그룹으로 각각 나누어진 다수의 광삽입추출기 및, 상기 다수의 광삽입추출기로 CATV용 파장을 다수의 광삽입추출기로 입사시키기 위한 1개의 광분배기를 포함하는 리모트 노드; 및

   상기 리모트 노드의 각각 연결되고, 상기 리모트 노드에 의해 각 이더넷용 파장에 CATV용 파장이 함께 포함된 상태로 수신된 각 하향 파장을 가입자의 단말기로 전송하고, 가입자의 단말기로부터 전송되는 상향 데이터 파장을 상기 리모트 노드로 전송하는 다수의 ONU;를 포함하며,

   상기 리모트 노드는 상기 1개의 광분배기에 의해 다수의 광삽입추출기로 입사된 CATV용 파장은 각 다수의 광삽입추출기에 의해 반사되어 각 파장대별로 광삽입추출기를 통과한 다수의 이더넷용 파장과 함께 포함되어 다수의 ONU로 전송되는 것을 특징으로 하는 저밀도파장분할다중화 수동광네트워크 시스템.
2. 제1항에 있어서, 상기 OLT은 인터넷 서비스 제공자로부터 전송받은 데이터를 최적의 경로로 패킷을 포워딩해주기 위한 복수의 채널을 갖는 패킷처리장치;

   복수의 채널을 갖는 MUX/DeMUX;

   상기 MUX/DeMUX의 각 채널에 한 개씩 연결되어 수신된 광신호를 전기신호로 변환하고 송신해야 할 전기신호를 광신호로 변환하는 복수의 MCU;

   CATV 서비스 제공자로부터 전송된 전기신호를 광신호로 변환하기 위한 광/전 변환기;

   상기 광/전 변환기에 의해 변환된 광신호를 증폭하기 위한 증폭기;를 포함하며,

   상기 증폭기는 증폭한 광신호를 상기 MUX/DeMUX로 전송하기 위해 상기 MUX/DeMUX가 갖는 다수 채널 중 어느 하나의 채널에 연결되는 것을 특징으로 하는 저밀도파장분할다중화 수동광네트워크 시스템.
3. 삭제
4. 제1항에 있어서, 상기 다수의 광삽입추출기는 상기 리모트 노드에 수신된 광신호에 포함된 파장 중 어느 하나에 대응하는 파장을 통과시키고 나머지 파장은 반사시키기 위한 광대역 광필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 저밀도파장분할다중화 수동광네트워크 시스템.
5. 제1항에 있어서, 상기 다수의 광삽입추출기는 상기 리모트 노드에 수신된 광신호에 포함된 파장 중 어느 하나에 대응하는 파장을 통과시키고 나머지 파장은 반사시키기 위한 제1 광대역 광필터; 및 상기 제1 광대역 필터 후단에 광분배기에 의해 입사된 CATV용 파장을 반사시키기 위한 제2 광대역 필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 저밀도파장분할다중화 수동광네트워크 시스템.

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