TW200950370A - Optical line termination, optical network unit, optical communication system, timing control method, and recording medium storing program for apparatus - Google Patents

Optical line termination, optical network unit, optical communication system, timing control method, and recording medium storing program for apparatus Download PDF

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Description

200950370 六、發明說明： 【優先權聲明】 、本申請案係基於並主張曰本專利申請案第2008-068163號的 _ 優先權，該案申請於2008年3月17日，其揭露内容將藉由參考 文獻之方式合併於此。 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於連接至傳輸速率相異之複數之線路(如Gigabit Ethernet(註冊商標)-被動式光纖網路(GE_p〇N)之線路及 10GE-PON之線路)的局端光終端設備(〇LT，〇ptical Une ❹ termination)、光網路單元(〇nu，0pticai此加池unk)、光通信系統、 時序控制方法、及儲存設備之程式的記錄媒體。 【先前技術】 GE-PON系統及10GE-PON系統廣為人知。 圖1闡明一配置’於此配置中現存的GE-PON系統及
10GE-PON系統藉由波長分割多工處理(WDM，wavdength出㈣⑽ multiplexing)濾波器而共存。在圖1之配置中，現存的GE_p〇N 〇LT
604之信號及10GE-PON OLT 603之信號在WDM濾、波器605中 被多工處理並共存作為一系統。 如本發明之相關技術，於此技術中：被傳送至〇LT之上行資 料被分類成複數之級別’依據各級別分配頻寬，在分配之後剩^ 之頻寬被分配至複數之光網路單元，且依據級別優先次序提供服 務品質(Q〇S，Quality ofService)(例如，參考曰本公開專利公報篦 2007-97112 號)。 如本發明之另一相關技術，於此技術中·· 〇LT得到關於終 設備之往返時間(RTT，round trip time)，預測能夠吸收時間標^ (time stamp)之變動之餘裕(margin) ’且分配閘框架至各終端:免 如此即使未在時脈同步化之前提下仍能避免由終端設備所傳 200950370 :f述之相，技術之問題將說明於下。 進行同步化，統中，由於光纖線路之間未 纖線路進行多工處理。亦：多:(tdm)技術來對相異的光 路及1〇GE_P〇n ; 6〇H假如現存的GE腦〇LT 604之線 為難以辨識由不同類型之線多=，因 〇 級):共線==。 但 並未被考 ^ 〇韵、率相異之複數線路而無資料衝突之方法 【發明内容】 ❹ 端光解決以上贿，林發明之目的為提供局 方ί、: ϊ:ί二？、光網路單元(〇薦)、光通信系統、時序控制 之線路能之技 == 輪速數種，端光終端設備_ ’其被連接至傳 數之複心ΐ數ί線路，此設備包含：時序萃取單元，其從複 元巾預先決定者取出資料傳輸時序；及時序分配單 亓^於不同的線路分配資料傳輸時序以避免與由時序萃取單 疋所取出之資料傳輸時序衝突。 平 依據士，明’亦提供一種光網路單元(0NU)，其包含:框架傳 疋’其在由OLT所分配之時序傳送框架；及識別器供應單元， 200950370 中包含-表示由框架傳輸單元所傳送之框架所屬之線路 依據本發明，亦提供—錄 線 路之複數之光網路單元；、對應統，其包含.對應至- 連接至對應至-線其藉由光分離單元而被 複數之光網路單元；及對靡綠單元以及對應至不同線路之 ❹ 方法，其中局二控制局端祕端設備之時序的 預先決定者取序2步驟，從複數之線路中之- 對於 驟 避免口 處理，從複數之=====之電腦中執行：時序萃取 库八晰虑田、預先決疋者取出資料傳輸時序；及時 萃“元所取出===料傳輸時序以避免與由時序 體，路ί提存光網路單元之程式的記錄媒 瓶具兄許先網路早兀之電腦作為：框架 表不由框架傳輸單元所傳輸之框架所屬之線路的 【實施方式】 明夕參考關詳細說明適驗孤卩⑽系統之依據本發 明之局端光終端設備卿摩㈣⑽咖㈣岭光網路^^發 200950370 (ONU，optical network unit)、光通信系統、時序控制方法、及 設備用之程式的記錄媒體之例示性實施例。 子 * 首先，本實施例將簡短說明於下。 本實施例之OLT被連接到傳輸速率相異之複數之線路，如圖 3所示，OLT包含從複數之線路中之一預先決定者取出資料傳輸 時序之時序萃取單元(timing extraction unit) ; OLT更包含時序分配 單元(timing allocation unit)，其對於不同的線路分配資料傳輸時序 以避免與由時序萃取單元所取出之資料傳輸時序衝突。對應j至不 同線路之ONU執行資料傳輸(基於所分配的資料傳輸時序）。 GE-PON系統為基於TDM之系統’於此系統中為中央局侧設 ❹備之〇LT對於上行頻帶(uplinkband)分配時間轴至各〇nu以進行 上行資料傳輸。 當採用非對稱系統時(如10GE-PON系統(上行1.25 Gbps，下 行10.3125 Gbps))，現存的GE-PON系統對於下行(downlink)傳輸 使用WDM多工處理’而對於上行(uplink)傳輸則使用tdm多工 處理。然而，假如現存的GE-PON線路(一線路)與10GE-PON線 路(不同線路)之間之時間軸並未同步，則TDM多工處理無法避免 信號衝突。 在本實施例中’藉由避免在上行方向之TDM多工處理中之信 號衝突，非對稱GE-PON系統及現存的GE-PON系統能共存。 ❿ 圖4為說明光學通信系統配置之例之圖，於此系統中 10GE-PON系統與現存的GE-PON系統為同步。 本實施例之光學通信系統具有以下配置：現存的〇£：_?01^ OLT 303 與 10GE-PON OLT 305 串聯連接，而 10GE-PON OLT 305 經由WDM濾波器307及光耦合器(光分離器)31〇而連接至現存的 GE-PON ONU 308 及 10GE-PON ONU 309(如圖 4 所示）。 10GE-PON 媒體存取控制(MAC, media access control)功能部 306監控與其相連接之現存的GE-PON線路的下行多點控制協定 (MPCP，multi-point control protocol)框架(frame)，並取出現存的 200950370
GE-PON OLT 303之本地時間(localtime)以及為現存的GE-PON ONU 308 取出分配時間(allocation time)。 ' 10GE-PONMAC功能部306根據被取出之資料來計算現存的 • GE-PON線路所使用的頻帶(band)，並進行10GE-PON ONU 309 之分配頻帶/時間之通知，俾能使信號衝突不會發生。10GE-PQN MAC功能部306從現存的GE-PON OLT 303之接收信號3〇4取出 時脈並利用被取出的時脈來控制本地時間以將本地時間同步化。 當 10GE-PON OLT 305 輸出 10GE-PON ONU 309 之輸出資料 至現存的GE-PON OLT 303，現存的GE-PON系統受到影響。為 了解決這個問題’在本實施例之光通信系統中，辨識(ID)碼被包含 ❹於從10GE-PON ONU 309傳輸之上行信號之前文(preamble)中，且 10GE-PONMAC306根據辨識碼來分配資料。因此，藉由有關上 行信號的TDM技術，10GE-PON線路及現存的GE-PON線路能共 存而不影響現存的GE-PON系統。 ’、 依據本實施例之配置，如圖5所示，可避免現存的GE-PON 及10GE-PON之上行信號之衝突，而不影響現存的GE_p〇N。 接著’將參考圖4來說明將現存的GE-PON系統及10GE-PON 系統之間的本地時間同步化之運作。 10GE-PON OLT 305 從現存的 GE-PON OLT 303 接收 1.25 ❹ Gbps之信號作為下行信號，而10GE_PON mac功能部306取出 現存的GE-PON OLT 303之時脈及MPCP框架。 10GE-PON MAC 300以固定的延遲將欲被傳輸至現存的 GE-PON ONU 308的資料輸出至WDM濾波器307。·Μ濾波器 307藉由WDM技術將現存的GE-PON線路之輸出及10GE-PON 線路之輸出進行多工處理，並輸出至p〇N區域(d〇main)。 如上所述之已藉由1WDM技術而被多工處理之現存的 GE-PON線路之輸出及10GE-PON線路之輸出分別為經由光耦合 .器 310 而傳輸至現存的 GE-PON ONU 308 及 10GE-PON ONU 309 之資料。糟由透過濾、波器以取出必要的波長，現存的GE_p〇N 〇NU 308及10GE-PON ONU 309分別執行接收處理。 200950370 每個現存的GE-PON ONU 308在經由現存的GE-PON OLT 303所分配之時序(時間帶)啟動雷射以輸出上行信號。每個現存的 WGE-PON ONU 309 在經由 10GE-PON MAC 306 所分配之時序 . (時間帶)啟動雷射以輸出上行信號。 10GE-PONONU309包含在輸出資料之前文中表示 10GE-PON ONU輸出之識別器。10GE-PON MAC 306利用此識別 器對現存的GE-PON OLT 303輸出及10GE-PON MAC 306内部處 理器進行分配。 10GE-PON OLT 305經由1.25 Gbps線路304輸出上行輸出至 現存的GE-PON OLT 303，而現存的GE-PON OLT 303接收並對 〇 此上行輸出進行内部處理。 在10GE-PONMAC306内部處理之資料中，在i〇(3E-P〇n MAC306中執行終止當作P0N相關的處理，且資料透過 Ethernet(註冊商標)網路線302而被輸出至上層裝置。 接著’將參考圖6所示之10GE-PONMAC306之内部配置來 說明依據本實施例之10GE-PON OLT 305之運作。 首先’下行處理將說明於下。 如圖 6 所示，10GE-PON MAC 306 透過 1.25 Gbps 線路 403 而從現存的GE-PON系統接收一下行信號。鎖相迴路(pll)4〇5從 ❿接收到的信號取出現存的GE-PON系統之運作時脈，並產生與此 時脈同步之時脈417(同步時脈產生單元）。1〇GE_p〇NMAC功能 部410利用從PLL405所傳送之同步時脈來控制本地時間。 先進加畨標準(AES，advanced encryption standard)解碼單元 408從經由現存的GE-PON線路所傳送之信號取出Mpcp框架， 並將MPCP框架輸出至MPCP框架分析功能部409。MPCP框架 分析功能部409分析被取出的MPCP框架、時間標籤(time stamp)、 及關於針對現存的GE-PON ONU之頻帶分配之資訊(時序萃取單 _ 元）。 MPCP框架分析功能部409將分析結果通知1〇GE_p〇N MPCP/DBA(動態頻寬分配)功能部41卜iogE-PON MPCP/DBA功 9 200950370 ，部411雜分析結果來計算剩餘的頻帶並為1〇GE_p〇N 〇Nu 算頻帶分配。產生不會與現細GE_PON線紐 MPCP 框架，且 10GE_PONMPCp/DBA 功能部 411 從 i〇2^n MAC功能部輸出-下行信號至1〇GE_p〇N線_ 4柯時序分 配單元）。亦即，10GE-PONMPCP/DBA功能部411將各 10GE-PON ONU 309之資料傳輸時序通知各1〇GE_p〇N 〇 309。 現存的GE-PON之下行信號403以固定之延遲被輸出至 GE-PON 線路 415 侧。 接著，上行處理將說明於下。 如圖7所示，當輸出一信號至P〇N線路時，1〇GE_p〇N 〇NU 309在前文之偏移(0ffset) 5中包含10GE_p〇N 〇NU之識別器。 10GE-PON MAC功能部306接收從GE-P0N線路414所傳送 的4§號(即從現存的GE-P0N0NU 308而來之上行信號之資料及 從10GE-PONONU309而來之上行信號之資料)作為被TDM多工 處理之信號。 假如所接收之信號為順向錯誤修正(FEC，f〇rward err〇r correction)框架’則FEC解碼處理單元407執行錯誤修正處理並將 處理過的信號輸出至框架分配功能部(分配單元)4〇6。 框架分配功能部406利用前文之資訊來辨別從現存的 GE-PON 0NU 308而來之信號與從10GE-PON 0NU 309而來之信 號’並分配至現存的GE-P0N線路之輸出及至iogE-PONMAC 功能部410之輸出。 藉由分配’從現存的GE-PON 0NU 308而來之信號被輸出至 FEC編碼處理單元404。FEC編碼處理單元404執行資料(於其中 錯誤修正已由FEC解碼處理單元407執行)之FEC編碼處理，並 輸出至現存的GE-PON線路402。
在藉由框架分配功能部406之分配而被輸出至i〇gE-P〇N MAC功能部410的信號中，在10GE-PON MPCP/DBA功能部411 中處理MPCP框架。10GE-PONMAC功能部410透過實體層 200950370 (ΡΗΥ)412將欲被傳輸至上層裝置之信號輸出至Ethernet網路線 413。 如圖8所示，依據本實施例之10GE-PON ONU 309包含框架 傳輸單元501，其在上述方法中由10GE-PONOLT305所分配之 時序傳送框架。10GE-PONONU309更包含識別器供應單元502， 其在傳輸框架之前文之預先決定的部分中包含一表示傳輸框架所 屬之線路的識別器(如圖7所示）。 藉由上述之配置，依據本實施例之10GE-PONONU309在由 10GE-PON OLT 305所分配之時序傳送一包含表示10GE-PON線 路之識別器之框架作為上行信號。 如上所述’依據本實施例，現存的GE-PON及10GE-PON共 存之系統被構成，且10GE-PON OLT與現存的GE-PON之本地時 間同步’以使10GE-PONONU之上行信號頻帶被分配於現存的 GE-PON之上行信號之剩餘頻帶(如圖9B所示）。 因此，10GE-PON MAC侧能夠辨識現存的GE-PON系統之本 地時間及分配頻帶時間，如此能分配1〇〇£：_?〇>1線路之信號分配 時間以避免與現存的GE-PON線路之信號分配時間衝突。 至於10GE-PON線路之信號分配至上述之『剩餘頻帶 (femamingband)』，當系統被設計時，〇]^之總數能被測定，且 ❹於此時現存的GE-PON ONU 308及10GE-PON ONU 309之數目被 分配。因此，TDM多工處理之線路在頻帶中為平衡而不排除 10GE-PON線路之頻帶的設計係為可能。 在本實施例中，10GE-PONONU之頻帶藉由將1〇GE_p〇N OLT與現存的GE_p〇n之本地時間同步化而被》配於現存的 帶’俾能使1〇®·Ρ〇Ν能夠被裝設於現存的 夂-旁中。因此’傳輸速率相異之系統的上行信號藉由tdm 多工處理而能共存。 #由包含於上行信號之前文之預先決 疋的邛刀中的辨識碼來識別現存的GE_P0N上行信號及 200950370 10GE-PON上行信號’俾能使1〇GE_p〇N系統能夠與 GE-PON系統共存，而不影響現存的GE_p〇N系統。 、 依據上述之實施例可得到以下之效果。 * +第一效果為：現存的GE_P0N線路及1〇GE-P〇N線路能夠共 ^且在現存的GE-PON $統之上行方向能夠執行TDM多工處、 第二效果為：能夠提供10GE_p〇N系統作為 影響現存的GE-PON系統。 了刀服務而不 ❹ 第二效果為：在現存的GE_P〇N系統之資源轉 能夠提供下行10G服務。 狀心卜 雖然本發明已參照例示性實施例詳細地描述，本發明並非由 實施例所限制。應了解熟悉本技藝者可實施與申請專利範 ^ 了義相等之各種形式與細節的變更而不離開本發明之精神及範 及施例中，現細GE彻線路之上行信號 f 0GE-PON線路之上行信號被TDM多工處理， 適Γ各種系統，其中假如上行信號被同步化 則系統相異之複數之線路的上行信號被 ❹ s 本發明並不受限於上述之實施例中所說明之GE-p〇N， 且月b夠適用於各種被動光纖網路(p〇N) 〇 用信號被多工處理’上述之實施例已利 * ㈣及证棚=U1 _之兩線路來說明， 仁本毛明並不受限於此’且能夠適用於 TDM多工處理之上行錄被同步化卜 概長乳、要被 夕述之實施例中’已說明下行傳輸速料1働及膽/s 限於此’且可使用具有各種傳輸速率 g線路(假如被TDM多工歧之上行錢的上行雜速率彼此相 12 200950370 此外，假如上行傳輸速率在分配的時間帶内為可接受(如上述 之實施例），即使被TDM多工處理之上行信號之傳輸速率相異， 本發明仍能適用。 在上述之實施例中’兩傳輸速率相異(lGb/s及10Gb/s)之光通 信線路被多工處理，但本發明能適用於傳輸速率相異之〇LT串聯 連接之系統’且具有二種以上之不同傳輸速率之系統被多工處理 且共存。例如，如於圖4所闡明之配置之延伸，〇LT串聯連接如 『現存的 GE_PON(lGb/s)』+『i〇GE_P〇N(1()Gb/s)』+ 『20GE-PON(20Gb/s)』之配置為可能。 ❹ 依據上述之實施例之用以實施〇LT、〇NU、及光通信系統之 處理程序可在記錄_巾被記錄成-減，且可以由記錄媒體所 供給之程式允許構成系統之電腦之中央處理器(cpu)來執行相對 應之處理的方式來實現依據本發明之實施例之上述功能。在這種 下，即使包含程式之資訊群從上述之記錄媒體或外部之記錄 媒體經由網路而被供給至輸出裝置，本發明仍適用。 亦即，從記錄媒體讀取之程式碼實現本發明之新顆功能，且 儲存程式碼之記錄媒體及從記錄媒體所讀取之信號構成本發 ，例如，可使用軟性磁碟、硬碟、光碟、光磁碟、cd_r〇m、 CD-RW、DVD-ROM、DVD-RAM、DVD-RW、DVD+RW、 〇磁帶、非揮發性記憶卡、及ROM作為記錄媒體β ㈣ίΪ儲存程式之記錄媒體(依據本發明），可在由被記錄之程式 所控=的〇LT、〇NU、及紐信线中實現上述之實施例之功能。 τηιντϋϋ’依據本發明’傳輸速率相異之複數之線路能利用 TDM技術共存而無信號衝突。 【圖式簡單說明】 .楚，之詳細說明及附圖，本發明之目的及特徵將更顯清 13 200950370 依據相關技術，圖1為闡明一配置之方塊圖，於此配置中現 存的GE-ΡΟΝ及10GE-PON藉由波長分割多工處理(WDM)而共 存； - 依據相關技術，圖2為闞明在系統中上行信號之間之衝突 Φ· ， 圖3為闡明本發明之例示性實施例之示意圖； 依據本發明之例示性實施例，圖4為闡明光通信系統之配置 之方塊圖； 依據本發明之例示性實施例，圖5為闡明系統之上行信號之 圖； ❹ 圖6為闞明10GE-PON MAC 306之配置之方塊圖； 圖7闡明由10GE-PONONU309所傳送之上行信號的前文組 態； 圖8為闡明10GE-PONONU309之配置之方塊圖；及 圖9闡明：(A)依據相關技術之上行信號及(B)依據本發明之例 示性實施例之上行信號。 【主要元件符號說明】 301 Ethernet網路線 302 Ethernet網路線 303 現存的GE-ΡΟΝ OLT 304 1.25 Gbps 線路 305 10GE-PON OLT 306 10GE-PON MAC 功能部 307 WDM濾波器 308 現存的GE-PONONU 309 10GE-PON ONU 310 光耦合器 402 現存的GE-ΡΟΝ線路 403 1.25 Gbps 線路 200950370 404 405 406 407 408 409 410 411 412 413 φ 414 415 416 417 501 502 601 602 603 _ 604 ® 605 606 607 608 FEC編碼處理單元 鎖相迴路 框架分配功能部 FEC解碼處理單元 先進加密標準解碼單元 MPCP框架分析功能部 10GE_PONMAC 功能部 10GE-PONMPCP/DBA 功能部 實體層 Ethernet網路線 GE-PON線路 GE-PON線路 10GE_PON線路側 時脈 框架傳輸單元 識別器供應單元 Ethernet網路線 Etiiemet網路線 10GE-PON OLT 現存的GE-PONOLT WDM濾波器 現存的GE-PON ONU 10GE-PON ONU PON線路 15

Claims (1)

  1. 200950370 七、申請專利範圍： ί〇^連ίίίίί率減之魏魏路的光終端設備 資料傳輸時序；及 ^從該複數之線路中之-預先決定者取出 ❹ ❹ 觀率減之毅之線路的 該複妹制該框架在 而進行多工處理且在由該時序分配裝置所分以以， t如Λ請專利範圍f 2項之連接至傳輸速率相異之複數之绩舰 賴備，其巾顧廳被包含在該框 4.如申請專利賴第丨項之連接至傳輸 局端光終微備’其巾該概魏狀線路的 多工(TDM)錢行多工處理，且 仃域係藉由時間分割 该時序分配裝置藉由傳送該不同線路之資 至該不同線路之細料元以執行時序分配。辨時序至對應 5·如申請專利範圍第1項之連接至傳輸速率 局端光終端設備，更包含： 、稷數之線路的 同步時脈產生裝置’用以從該-線路中取 時脈，並產生與該運作時脈同步之同步時脈，^士線路之運作 置基於該同步時脈來控制該不同線路之資料傳‘時^時序分配裝 200950370 6. —種光網路單元(〇nu)，包含： 框架傳輸裝置，用以在由OLT所分配之時序傳送一框架；及 識別器供應裝置’用以在該框架中包含一表示由該框架傳輸 裝置所傳送之該框架所屬之線路的識別器。 7. 如申請專利範圍第6項之光網路單元，其中該識別器被包含在該 框架之前文之預先決定的部分。 ❹
    8. —種光通信系統，包含： 對應至一線路之複數之光網路單元； 對應至一不同線路之複數之光網路單元； 對應至該不同線路之局端光終端設備’其透過光分離單元而 連接至該對應至該一線路之複數之光網路單元以及該對應至該不 同線路之複數之光網路單元；及 對應至該一線路之局端光終端設備，其連接至該對應至該不 同線路之局端光終端設備， 其中該對應至該不同線路之光網路單元包含： 框架傳輸裝置，用以在由局端光終端設備所分配之時序 傳送一框架，及 胁器^應装置’用以在該框架中包含一表示由該框架 傅輸裝置所傳送之該框架所屬之線路的識別器，且 之複ίίϋ該=路之局端光終端設備連接至傳輸速率相異 取出’，r從該複數之線路中之—預先決定者 時序以分配對應至該不同線路之資料傳輸 =序以避免與由該時序萃取裝置所取出之該龍傳輸時序衝 17 200950370 連接Γ傳端異:=:時序該的：^ 9.- 之一預先決定者 取出資資：=萃:步称’從該複口之 :避 ❹ 法之時序的方 U.如申請專利範 方法，其中該識 3，、10項之用以控制局端光終端設備之時序的 i別器被包含在馳架之前文之贱妓的部分。 岔如圍第9項之用以控制局端光終端設備辦序的方 進行多工^ ^線路之上行信號係藉由時間分割多工(TDM)而 傳輪：時序分配步驟所分配之該不同線路之資料 逋头對應至該不同線路之光網路單元。 ^如第用以控制局端光終端設備之時序的方 不同分配步驟包含基於該同步時脈來控制該 200950370 種儲存局端光終端設備之程式的記錄媒體，該局端光終端設 之電腦率相異之複數之線路，用以在該局端光終端設備 序萃取處理，從該複數之線路中之一預先決定者取出資料 配處理，對於一不同線路分配資料傳輸時序以避免與 u時序萃取處理所取出之該資料傳輸時序衝突。 Ο Ο 申^1利細帛14項之儲存局端光終端設備之程式的記錄 苄體丄其中該程式在該局端光終端設備之該電腦中更執行： Ϊ據被包含在—框架中之識別11來識別該框架在 帽於哪_者並執行減終點之分配，從該複數 而造杆,中—者所傳送之該框架係藉由時間分割多工(TDM) 夕處理且在由該時序分配處理所分配之時序被傳送。 端級端設備之魏腦中執行通知處理，將藉由補 ====曝德綱祕 專利細第14項之轉局端祕端 門程式在該局端光終端設備之該電财更4 脈’並產生與該運作時脈同步之同步時脈出一線路之運作時 200950370 該時序分配處理包含基於該同步時脈來控制該不同線路 料傳輸時序。 胃 _ 19.一種儲存光網路單元之程式的記錄媒體，用以允許該光網路單 元之電腦作為： 框架傳輸裴置’用以在由局端光終端設備(〇LT)所分配之時序 傳送一框架；及 識別器供應裝置’用以在該框架中包含一表示該由框架傳輸 裝置所傳送之該框架所屬之線路的識別器。 ❹2如青專利範圍第19項之儲存光網路單元之程式的記錄媒 ，八中该識別器被包含在該框架之前文之預先決定的部分。 八、圖式：
    20
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