TWI500309B - 通信裝置及通信方法 - Google Patents

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Description

通信裝置及通信方法
本發明係有關於通信裝置及通信方法。
在習知之通信系統中,為了使管理局相對於從動局取得各局的動作之同步,係自管理局傳送同步訊框至各從動局,而接收同步訊框之從動局則於接收到該同步訊框之時序開始處理。
例如,通信系統為線型的網路所構成時,來自管理局的同步訊框到達各從動局為止,會因為路徑途中所配置之從動局的傳送處理時間、或連接各通信裝置間之電纜的傳送延遲時間的影響而於到達時刻上產生差異。
為了補正如此之同步訊框之到達時刻的差異,各從動局則掌握同步訊框到達本局為止之延遲時間,並將因應於該延遲時間之補償(offset)值提供給各從動局,且於同步訊框之到達時刻加算補償值,藉此而將同步時刻予以整合。此處,作為各從動局掌握延遲時間之方法,已有如下方法為人所週知:為測定管理局和各從動局之間來回之指定的信號之傳送時間,並自該傳送時間而求得傳送延遲時間之方法(例如,參考專利文獻1)。
(專利文獻)
專利文獻1:日本特開平10-13394號公報
上述習知之技術在網路上之中任意一個之從動局故障、或追加有集線器等而產生預想之外的延遲之情形下,當未考量該延遲狀態而傳送同步訊框時,將會在自管理局所見之故障之從動局以後之從動局、或追加之集線器以後之從動局延遲了同步訊框之到達時間,因此而產生同步時刻不吻合(同步偏離)之事象。然而,有無法將在網路上產生如此預想之外的延遲要素時之產生處所予以指定之問題點。
本發明係有鑑於上述情形而創作,其目的在於獲得一種通信裝置及通信方法,其係可在管理局和複數個從動局經由傳送路徑而連接,且在複數個從動局間一邊取得同步一邊進行通信之通信系統中,檢測到預想之外的延遲產生時,亦能將延遲要素之產生處所予以指定。
為了達成上述目的,本發明之通信裝置係經由網路而和複數個從動局相連接,將前述網路上的邏輯環作管理,以在其和前述從動局之間以預定的通信週期進行通信,其特徵為,具備:通信手段,其係在其和前述從動局之間進行通信;延遲時間測定手段,其係對前述各從動局經由前述通信手段而傳送延遲時間測定用訊框,且經由前述通信手段而接收來自前述各從動局的對應於前述延遲時間測定用訊框的接收響應訊框,並且測定傳送前述延遲時間測定用訊框至接收前述響應訊框為止之間的經過時間,並算出前述經過時間的1/2作為前述從動局的延遲時間;以及 延遲檢測手段,其係將前述延遲時間測定手段所算出的前述延遲時間和將對前述從動局過去所算出的前述延遲時間予以平均之延遲判定值作比較,並對前述各從動局判定是否於前述從動局產生延遲,若於對前述從動局產生延遲之情形時,則使用表示前述網路的該通信裝置和前述複數個從動局之間的連接狀態之連接構成資訊來指定延遲要素的位置。
根據本發明,則由於是在從動局的延遲時間大於過去所測定的平均延遲時間之情形下,判定已產生延遲要素,並使用連接構成資訊來指定該處所,故即使在網路上因從動局的故障或追加而產生預想外的延遲之情形時,亦具有能立即判斷某個場所產生該延遲要素之功效。
以下,參閱附加圖式而詳細說明本發明之通信裝置及通信方法的最佳實施形態。又,本發明並非為該實施形態所限定。
第1圖係示意性地表示本發明之實施形態的通信系統的構成之一例之圖。通信系統係藉由傳送路徑50而連接1台的管理局10和複數台的從動局30(30A至30D)而構成網路。本例為4台的從動局30A至30D以線狀而連接於管理局10。管理局10係管理網路上提供通信權的順序(邏輯環),且以能在預定的通信週期進行通信之方式而管理通信。管理局10係例如在特定的通信週期對從動局30A至30D傳送驅動連接於從動局30A至30D的控制對象之控制資料,從動局30A至30D係根據控制資料而對控制對象進行控制,並且以指定的通信週期將顯示控制對象的控制狀態之狀態資料傳送於管理局10。
第2圖係示意性地表示實施形態的管理局的構成之一例之圖。管理局10係具備傳送部11、接收部12、計時部13、連接構成資訊記憶部14、訊框處理部15、延遲時間測定部16、平均延遲時間算出部17、延遲時間記憶部18、延遲檢測部19、輸出部20、以及控制此等之各處理部的控制部21。
傳送部11係傳送藉由訊框處理部15而產生之訊框或藉由延遲時間測定部16而產生之延遲時間測定用訊框(以下,稱為測定用訊框),接收部12係接收傳送給本裝置之訊框。此等之傳送部11和接收部12係構成通信手段。計時部13係被使用於各從動局30A至30D之傳送延遲時間(以下,稱為延遲時間)之測定時,在測定用訊框的傳送時被啟動,且於延遲時間測定用響應訊框(以下,稱為響應訊框)的接收時被停止。
連接構成資訊記憶部14係儲存通信系統中的各通信裝置之連接構成資訊(網路拓樸資訊)。例如,在第1圖所示之通信系統中係儲存有:表示於管理局10連接有從動局30A,從動局30A連接有從動局30B,於從動局30B連接有從動局30C,繼而於從動局30C連接有從動局30D之連接構成資訊。
訊框處理部15係產生對從動局30A至30D傳送之訊框並輸出於傳送部11,且進行將接收部12所接收之訊框內的資料設為例如能供其他的處理部使用之狀態之接收處理。在通常處理時,於預定的通信週期對各從動局30A至30D產生包含控制資料等之同步訊框,並根據自各從動局30A至30D所接收之訊框而取得狀態資料。
延遲時間測定部16係測定各從動局30A至30D的延遲時間。具體而言係產生測定用訊框,且於自傳送部11傳送於1個從動局30時起動計時部13的計時動作。然後,於當在接收部12接收與從動局30的測定用訊框相對應之作為響應的響應訊框時,則停止計時部13的計時動作,並將計時部13所計時之計時值的1/2之值設為該從動局30的延遲時間。然後,根據連接構成資訊記憶部14的連接構成資訊而對存在於網路之全部的從動局30A至30D依序執行該處理。
平均延遲時間算出部17係使用藉由延遲時間測定部16於過去所算出之延遲時間而算出成為各從動局30A至30D的延遲判定值之平均延遲時間,並儲存於延遲時間記憶部18。此外,延遲時間記憶部18係儲存將從動局30A至30D和平均延遲時間賦予對應關係之平均延遲時間資訊。
平均延遲時間係例如於使用通信系統始動時進行預定次數份的延遲時間測定處理的結果之平均值,此後,亦可於進行通信系統的初期化處理為止之期間固定地使用該值。如此之情形時,至續接之通信系統被初期化為止,不更新平均延遲時間。
此外,平均延遲時間亦可自目前而求得過去所決定之次數份的測定之延遲時間的平均值。該情形之次數的決定方法可因應於延遲時間的長度而改變次數,亦可因應於計算所求得之平均值的變動量而改變次數。該情形時,例如在平均延遲時間資訊中係與從動局30A至30D建立對應關係而儲存有平均延遲時間、以及預定之次數份之延遲時間的測定結果。此外,平均延遲時間係於每次執行測定時被更新。
此外,平均延遲時間亦可使用自預先決定之時刻而起動,且於該處所測定之次數份的平均值。此處,決定之時刻係可指網路的全部之從動局30A至30D開始動作之時刻,亦可指檢測出自任意的1個從動局30A至30D產生預想外的延遲之時刻。
延遲檢測部19係將藉由延遲時間測定部16所算出之延遲時間和儲存於延遲時間記憶部18的平均延遲時間作比較,判定是否於網路產生延遲要素,並於檢測出延遲要素的產生時,將該場所予以指定。具體而言係在延遲時間對平均延遲時間以預定的比例偏離時,則判定已產生延遲。此外,藉由各從動局30A至30D之有無產生延遲、以及表示從動局30A至30D的連接狀態之連接構成資訊而將延遲要素的產生處所予以指定。又,判定為延遲之情形時,對於延遲時間偏離平均延遲時間至何種程度,則可於各網路作設定,將判定已產生延遲要素之基準,例如設為已變化平均延遲時間的10%之情形,或設為已變化50%之情形。此外,亦可為,不以偏離的比例檢測延遲,而是當延遲時間和平均延遲時間的差值為特定之值以上時,判定為產生延遲。
輸出部20係於藉由延遲檢測部19而檢測出延遲要素的產生時,即輸出警告訊息。例如,可將如LED(Light-Emitting Diode:發光二極體)的顯示功能(警告顯示手段)設置於管理局10,並予以點亮,亦可將接近已產生延遲要素的處所之從動局30A至30D的警告顯示手段的LED、或已產生延遲要素之從動局30A至30D的警告顯示手段的LED予以點亮。此外,亦可將各個LED同時予以點亮。此外,輸出部20為顯示裝置所構成時,則顯示自連接構成資訊所取得之各通信裝置的連接關係,並且可於通信裝置的連接關係上重疊顯示延遲要素的產生處所。
該通信系統所使用之從動局30A至30D,除了當接收測定用訊框時會立即將響應訊框回覆至管理局10處之外,由於和為了實現通常的同步通信而使用之從動局30A至30D的構成相同,故省略其說明。
繼而說明有關於該通信系統之處理。以下,依延遲時間測定處理、平均延遲時間算出處理、以及延遲檢測處理之順序而進行說明。
<延遲時間測定處理>
第3圖係表示延遲時間測定處理的順序之一例之流程圖。首先,管理局10的延遲時間測定部16係根據連接構成資訊記憶部14的連接構成資訊而選擇1個從動局30(步驟S11),並於該從動局30處所產生測定用訊框(步驟S12)。繼而於自傳送部11傳送測定用訊框的同時,延遲時間測定部16亦使用計時部13而開始計時(步驟S13)。
從動局30係於接收測定用訊框時(步驟S14),即立刻對管理局10傳送響應訊框(步驟S15)。管理局10的接收部12係於接收來自步驟S13中傳送測定用訊框之從動局30之響應訊框的同時,延遲時間測定部16亦停止計時部13之計時(步驟S16)。此後,延遲時間測定部16則算出已停止之計時部1之計時值的1/2之值而作為步驟S11中所選擇之從動局30的延遲時間(步驟S17)。算出之延遲時間係例如與從動局30建立對應關係而儲存於延遲時間記憶部18(步驟S18)。此時,計時值已被重設。
此後,管理局10之延遲時間測定部16係判定是否已對網路中之全部的從動局30測定延遲時間(步驟S19),若未對全部的從動局30測定延遲時間時(步驟S19為「否」時),則回到步驟S11,並重覆執行上述之處理。此外,若已對全部的從動局30測定延遲時間時,則結束處理。
第4圖係表示延遲時間測定處理的概要之圖。例如第1圖所示之網路構成時,則如第4圖所示進行延遲時間的測定處理。亦即,管理局10係於最初選擇從動局30A,且於對從動局30A傳送測定用訊框110的同時開始計時部13之計時。當從動局30A接收測定用訊框110時,則立即對管理局10傳送響應訊框111。管理局10於接收響應訊框111時,則停止計時部13之計時。繼而算出計時值的1/2而作為從動局30A的延遲時間,並予以儲存。
繼而管理局10係選擇從動局30B,同樣地在管理局10和從動局30B之間使用測定用訊框112和響應訊框113而算出從動局30B的延遲時間,並予以儲存。此後,管理局10係依序選擇從動局30C、30D,同樣地算出從動局30C、30D的延遲時間,並予以儲存。在儲存從動局30D的延遲時間之後,由於網路並未存在其他的從動局,故管理局10即結束延遲時間的測定處理。
<平均延遲時間算出處理>
此處係列舉如通信系統之初期化處理後進行平均延遲時間之算出處理時,在進行預定之次數的延遲時間測定處理之後算出平均延遲時間之情形而說明。
第5圖係表示平均延遲時間算出處理的順序之一例之流程圖。首先,管理局10的延遲時間測定部16係進行延遲時間測定處理(步驟S31)。該延遲時間測定處理係第3圖的流程圖所示之處理。繼而管理局10的延遲時間測定部16係判定是否已進行預定的次數份之延遲時間測定處理(步驟S32)。若未進行預定的次數份之延遲時間測定處理時(步驟S32為「否」時),延遲時間測定部16則回到步驟S31。此外,若已進行預定的次數份之延遲時間測定處理時(步驟S32為「是」時),則平均延遲時間算出部17即對各從動局30取得儲存於延遲時間記憶部18之預定的次數份之延遲時間的平均值,並算出平均延遲時間(步驟S33)。繼而將平均延遲時間來與從動局30建立對應關係而儲存於延遲時間記憶部18(步驟S34),並結束平均延遲時間算出處理。
<延遲檢測處理>
第6圖係表示延遲檢測處理的順序之一例之流程圖。首先,管理局10的延遲時間測定部16係進行延遲時間測定處理(步驟S51)。該延遲時間測定處理係第3圖的流程圖所示之處理。繼而延遲檢測部19係根據連接構成資訊記憶部14的連接構成資訊而選擇1個從動局30(步驟S52),對該從動局30將延遲時間測定處理所算出的延遲時間和延遲時間記憶部18中的平均延遲時間作比較,並判定是否已產生預想外的延遲之情形(步驟S53)。
未產生預想外的延遲之情形時(步驟S53為「否」時),則判斷該從動局30為正常狀態(步驟S54)。另一方面,產生預想外的延遲之情形時(步驟S53為「是」時),則該從動局30係設為產生預想外的延遲之情形(步驟S55)。
此後,或步驟S54之後,對全部的從動局30判定是否已進行延遲檢測處理(步驟S56),若未對全部的從動局30進行延遲檢測處理時(步驟S56為「否」時),則回到步驟S51。
此外,若已對全部的從動局30進行延遲檢測處理時(步驟S56為「是」時),則判定檢測出預想外的延遲的從動局30是否至少為1個(步驟S57)。若檢測出預想外的延遲情形的從動局30連1個都沒有時(步驟S57為「否」時),則判定通信系統係未產生同步偏離程度之預想外的延遲之正常狀態(步驟S58)。此後,判定傳送前次測定用訊框之後是否經過預定的時間(步驟S59),未經過預定的時間時(步驟S59為「否」時),則成為等待狀態。此外,若為經過預定的時間時(步驟S59為「是」時),則回到步驟S51之處理。
另一方面,步驟S57中,檢測出預想外的延遲的從動局30至少1個時(步驟S57為「是」時),則判定通信系統係產生同步偏離程度之預想外的延遲之狀態(步驟S60)。此後,延遲檢測部19係使用連接構成資訊記憶部14的連接構成資訊而將延遲要素的位置予以指定(步驟S61)。例如,考量在連接構成資訊上,係在檢測出預想外的延遲的從動局30和未檢測出預想外的延遲的從動局30的境界存在延遲要素、或是在最接近該境界之檢測出預想外的延遲的從動局30存在延遲要素。此後,延遲檢測部19係輸出接近延遲要素之從動局30的位置資訊(步驟S62)。例如,上述之例中,係將包夾上述境界之檢測出預想外的延遲的從動局30和未檢測出預想外的延遲的從動局30取得作為接近延遲要素之從動局30。此外,管理局10的輸出部20係將設置於本裝置之LED等之警告顯示予以點亮,或將設置於檢測出預想外的延遲的從動局30之LED等之警告顯示予以點亮,或是使設置於本裝置之液晶顯示裝置等之顯示手段顯示根據連接構成資訊之連接狀態圖,而可於其上方重疊延遲要素的產生處所並予以顯示。藉由如上述之處理而結束延遲檢測處理。
又,檢測出預想外的延遲時,管理局10的延遲檢測部19即可停止通信系統的通信,亦可對判定已產生延遲的從動局30將步驟S51所算出的延遲時間作為新的平均延遲時間,並儲存於延遲時間記憶部18,以該值為基礎而進行延遲檢測處理。此外,延遲檢測部19係使用連接構成資訊,自接近管理局10的從動局30依序而進行延遲時間測定處理,藉此即能有效地將延遲要素的產生處所予以指定。
第7圖係示意性地表示在網路上產生延遲要素時的通信系統的動作之一例之圖。此處係作成第1圖的通信系統中,於從動局30B和從動局30C之間產生何種延遲要素140之情形。亦即,測定管理局10分別傳送測定用訊框110、112於從動局30A、30B之後至接收響應訊框111、113為止的時間而計算之延遲時間,和儲存於延遲時間記憶部18之從動局30A、30B的平均延遲時間作比較,而收斂於預定的範圍內。另一方面,測定管理局10分別傳送測定用訊框114、116於從動局30C、30D之後至接收響應訊框115、117為止的時間而計算之延遲時間,和儲存於延遲時間記憶部18之從動局30C、30D的平均延遲時間作比較,而檢測過大偏離預定的範圍之情形。此時,由於從動局30B並未產生預想外的延遲,而從動局30C則產生預想外的延遲,故判斷延遲要素140係產生於從動局30B和從動局30C之間的傳送路徑50上、或從動局30C。繼而將顯示產生延遲要素140的警告資訊輸出於輸出部20。例如,可將設置於管理局10之警告顯示燈150予以點亮,亦可將設置於接近延遲要素140的產生處所之從動局30B及/或從動局30C之警告顯示燈151、152予以點亮。
又,上述之例,雖係說明以線狀連接管理局10和從動局30A至30D之網路構成,但,本發明並不限定於此,對星型的網路、或混合線型和星型的網路亦可適用。
第8圖係示意性表示在混合線型和星型的網路上產生延遲要素時的通信系統的動作之一例之圖。本例係表示第1圖的網路中,集線器60為設置於從動局30A和從動局30B之間,且從動局30E至30G更以線狀連接於該集線器60之例。延遲時間之測定處理,係對從動局30A至30D進行和第4圖或第7圖所說明者相同的處理之後,對從動局30E至30G分別進行測定用訊框120、122、124及其響應訊框121、123、125之進出,據此而依序進行延遲時間之測定處理。
然後,此處係作成從動局30E和從動局30F之間產生何種延遲要素141之情形。亦即,測定管理局10傳送測定用訊框120於從動局30E之後至接收響應訊框121為止的時間而計算之延遲時間,和儲存於延遲時間記憶部18之從動局30E的平均延遲時間作比較,而收斂於預定的範圍內。但,測定管理局10傳送測定用訊框122於從動局30F之後至接收響應訊框123為止的時間而計算之延遲時間,和儲存於延遲時間記憶部18之從動局30F的平均延遲時間作比較,而檢測過大偏離預定的範圍之情形。此時,由於從動局30E並未產生預想外的延遲,而從動局30F則產生預想外的延遲,故判斷延遲要素141係產生於從動局30E和從動局30F之間的傳送路徑50上、或從動局30F。繼而將顯示產生延遲要素141的警告資訊輸出於輸出部20。例如,可將設置於管理局10之警告顯示燈150予以點亮,亦可將設置於接近延遲要素141的產生處所之從動局30E及/或從動局30F之警告顯示燈153、154予以點亮。
根據本實施形態,則具有如下效果:即使於網路上因從動局30的故障或追加而產生預想外的延遲之情形時,亦能立即判斷該延遲要素141已於哪個場所產生,且藉由警告顯示而在視覺上能明示延遲要素的產生處所之功效。
(產業上之可利用性)
如上述,本發明之通信裝置係對週期性地進行資料之進出的網路有用。
10...管理局
11...傳送部
12...接收部
13...計時部
14...連接構成資訊記憶部
15...訊框處理部
16...延遲時間測定部
17...平均延遲時間算出部
18...延遲時間記憶部
19...延遲檢測部
20...輸出部
21...控制部
30、30A至30G...從動局
50...傳送路徑
60...集線器
110、112、114、116、120、122、124...測定用訊框
111、113、115、117、121、123、125...響應訊框
140、141...延遲要素
150至154...警告顯示燈
第1圖係示意性地表示本發明之實施形態的通信系統的構成之一例之圖。
第2圖係示意性地表示實施形態的管理局的構成之一例之圖示。
第3圖係表示延遲時間測定處理的順序之一例之流程圖。
第4圖係表示延遲時間測定處理的概要之圖。
第5圖係表示平均延遲時間算出處理的順序之一例之流程圖。
第6圖係表示延遲檢測處理的順序之一例之流程圖。
第7圖係示意性地表示在網路上產生延遲要素時的通信系統的動作之一例之圖。
第8圖係示意性表示在混合線型和星型的網路上產生延遲要素時的通信系統的動作之一例之圖。
10...管理局
11...傳送部
12...接收部
13...計時部
14...連接構成資訊記憶部
15...訊框處理部
16...延遲時間測定部
17...平均延遲時間算出部
18...延遲時間記憶部
19...延遲檢測部
20...輸出部
21...控制部

Claims (10)

  1. 一種通信裝置,係經由網路而和複數個從動局相連接,並管理前述網路上的邏輯環,以在其與前述從動局之間以預定的通信週期進行通信者,其特徵為,具備:通信手段,其係在其與前述從動局之間進行通信;延遲時間測定手段,其係對前述各從動局經由前述通信手段而傳送延遲時間測定用訊框,且經由前述通信手段而接收來自前述各從動局的對應於前述延遲時間測定用訊框的響應訊框,並且測定從傳送前述延遲時間測定用訊框至接收前述響應訊框為止之間的經過時間,並算出前述經過時間的1/2作為前述從動局的延遲時間;以及延遲檢測手段,其係將前述延遲時間測定手段所算出的前述延遲時間和將對前述從動局過去所算出的前述延遲時間予以平均之延遲判定值作比較,而對前述各從動局判定是否於前述從動局產生延遲,於前述從動局產生延遲之情形時,則使用顯示前述網路的該通信裝置和前述複數個從動局之間的連接狀態之連接構成資訊來指定延遲要素的位置。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之通信裝置,其中,更具備:顯示手段,其係根據前述連接構成資訊而於該通信裝置和前述複數個從動局之間的連接狀態圖上,顯示前述延遲要素的位置。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之通信裝置,其中,更具備: 輸出手段,其係在位於前述延遲要素的位置之前述從動局、或接近前述延遲要素的位置之前述從動局所具有之警告顯示手段,進行顯示前述延遲要素的產生之警告顯示。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之通信裝置,其中,前述延遲檢測手段係於前述延遲時間以預定量或比例偏離前述延遲判定值時,則設定前述延遲時間作為新的前述延遲判定值。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之通信裝置,其中,前述網路係線型及/或星型。
  6. 一種通信方法,係為通信系統之通信方法,該通信系統係經由網路而連接管理局和複數個從動局,且前述管理局係管理前述網路上的邏輯環,以在前述管理局和前述從動局之間以預定的通信週期進行通信,該通信方法包含:計測用訊框傳送步驟:前述管理局對前述從動局傳送延遲時間測定用訊框,並開始計時;響應訊框傳送步驟:前述從動局傳送對應於前述延遲時間測定用訊框之響應訊框;響應訊框接收步驟:前述管理局接收前述響應訊框,並結束從前述延遲時間測定用訊框的傳送至前述響應訊框的接收為止的經過時間之計時;延遲時間算出步驟:算出前述經過時間的1/2作為前述從動局的延遲時間; 延遲判定步驟:將所算出的前述延遲時間和將對前述從動局過去所算出的前述延遲時間予以平均之延遲判定值作比較,對前述各從動局判定是否於前述從動局產生延遲;以及延遲要素指定步驟:於前述從動局產生延遲之情形時,則使用顯示前述網路的前述管理局和前述複數個從動局之間的連接狀態之連接構成資訊來指定延遲要素的位置,其中,對前述各從動局進行從前述計測用訊框傳送步驟至前述延遲要素指定步驟為止之處理。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之通信方法,其中,更具備:顯示步驟,其係根據前述連接構成資訊而於該通信裝置和前述複數個從動局之間的連接狀態圖上,顯示前述延遲要素的位置。
  8. 如申請專利範圍第6項所述之通信方法,其中,更包含:輸出步驟,其係在位於前述延遲要素的位置之前述從動局、或接近前述延遲要素的位置之前述從動局所具有之警告顯示手段,進行顯示前述延遲要素的產生之警告顯示。
  9. 如申請專利範圍第6項所述之通信方法,其中,在前述延遲判定步驟中,於前述延遲時間以預定量或比例偏離前述延遲判定值時,則設定前述延遲時間作為新的前述延遲判定值。
  10. 如申請專利範圍第6項所述之通信方法,其中,前述網 路係線型及/或星型。
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