(57)【要約】【課題】  ＩＰ通信網を利用して、センタ装置と通信端末装置との間で常に双方向の通信を可能にする。【解決手段】  通信端末装置は、電源オンあるいはリセットされたとき、センタコンピュータにセッションの開始要求を行う。センタコンピュータは、この要求を受けると、応答を行い、セッションが確立する。通信端末装置は、開始要求を行ってから一定時間経過したとき、センタコンピュータにセッションの維持要求を行う。センタコンピュータは、この要求を受けると、応答を行う。セッションが常に維持され、通信端末装置からデータが送信されるだけでなく、センタコンピュータからもデータが送信される。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
各種の情報を収集する端末機器が接続され、ＩＰ通信網を通じてセンタ装置との間でデータ通信を行って、前記情報を前記センタ装置に送信する通信端末装置であって、前記センタ装置にセッションの接続要求を行う開始手段と、セッションが確立したとき、このセッションを維持する維持手段とを備えたことを特徴とする通信端末装置。
【請求項２】
開始手段は、電源がオンされたとき、あるいはＩＰ通信網がリンク断状態となってからリンク接続状態に回復したときに、接続要求を行うことを特徴とする請求項１記載の通信端末装置。
【請求項３】
開始手段は、電源がオンあるいはリセットされたとき、通信端末装置固有のタイミングで接続要求を行うことを特徴とする請求項２記載の通信端末装置。
【請求項４】
維持手段は、定期的にセンタ装置にセッションの維持のためのデータを送信することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の通信端末装置。
【請求項５】
維持手段は、接続要求を行った後、一定時間経過してからセッション維持用のデータを送信することを特徴とする請求項４記載の通信端末装置。
【請求項６】
開始手段は、セッションが切断されたとき、維持手段によるデータ送信のタイミングに合わせて接続要求を行うことを特徴とする請求項５記載の通信端末装置。
【請求項７】
センタ装置とのセッションが接続不能になったとき、第２のセンタ装置にセッションの接続要求を行う接続切替手段を備えたことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の通信端末装置。
【請求項８】
接続切替手段は、第２のセンタ装置とのセッションが確立しているときに、端末機器からの端末発呼の要求があると、第２のセンタ装置から元のセンタ装置にセッションを接続し直すことを特徴とする請求項７記載の通信端末装置。
【請求項９】
接続切替手段は、第２のセンタ装置とのセッションが確立しているときに、前記第２のセンタ装置から切替要求があると、第２のセンタ装置から元のセンタ装置にセッションを接続し直すことを特徴とする請求項７記載の通信端末装置。
【請求項１０】
各種の情報を収集する端末機器が接続された通信端末装置とセンタ装置とがＩＰ通信網を通じてデータ通信を行い、前記通信端末装置が前記情報を前記センタ装置に送信するデータ通信システムであって、前記通信端末装置は、前記センタ装置にセッションの接続要求を行い、セッションが確立したとき、前記センタ装置にセッションの維持のためのデータを送信して、このセッションを維持することを特徴とするデータ通信システム。
【請求項１１】
１つのセンタ装置に対して複数の通信端末装置がセッションの接続要求を行い、各通信端末装置は、それぞれ固有の識別情報を有し、該識別情報に基づいて決められたタイミングでセッションの接続要求を行うことを特徴とする請求項１０記載のデータ通信システム。
【請求項１２】
通信端末装置は、センタ装置とのセッションが接続不能になったとき、第２のセンタ装置とセッションを確立して、このセッションを維持することを特徴とする請求項１０または１１記載のデータ通信システム。
【請求項１３】
通信端末装置は、第２のセンタ装置とのセッションが接続されているときに、センタ装置とのセッションが接続可能になったとき、あるいは端末機器からの端末発呼の要求があったとき、第２のセンタ装置から元のセンタ装置にセッションを接続し直すことを特徴とする請求項１２記載のデータ通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インターネット等のＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）通信網を通じて、センタ装置にガス、水道等の検針情報やセキュリティ通報等を行う通信端末装置によるデータ通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動検針やセキュリティ通報を行うデータ通信システムでは、センタ装置と端末側の通信端末装置との間で双方向にデータ通信が行われる。通信回線として、インターネット等のＩＰ通信網を利用する場合、クライアントである通信端末装置からサーバであるセンタ装置にアクセスすることはできるが、センタ装置から通信端末装置にはアクセスできない。
【０００３】
そこで、ＩＰ通信網によるデータ通信の双方向性を確保するためには、ＶＰＮ（Ｖｉｒｔｕａｌ  Ｐｒｉｖａｔｅ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）を利用したり、端末側ルータのＵＰｎＰ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｐｌｕｇ  ａｎｄ  Ｐｌａｙ）機能を用いて、ダイナミックＤＮＳ（Ｄｏｍａｉｎ  Ｎａｍｅ  Ｓｙｓｔｅｍ）を使用する必要があった。
【０００４】
また、特許文献１のように、通信端末装置は、所定時間の間隔でセンタ側の端末装置にコネクションを行い、送信すべきデータがある場合には、コネクション時にデータの送信を行って、コネクションを切断する。そして、所定時間経過すると、通信端末装置は再度コネクションを行う。
【特許文献１】特開２００３−２４４２４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のようなＶＰＮを利用する場合は、ＶＰＮ専用装置を設けたり、ソフトウェアによってルータにＶＰＮ機能を付加しなければならず、システムとしてはコストアップになる。端末側ルータのＵＰｎＰ機能を用いる場合は、ルータがＵＰｎＰに対応している必要があり、ダイナミックＤＮＳサーバも必要であり、運用できるシステムが限られてしまい、汎用性に欠ける。
【０００６】
また、特許文献１では、一定間隔で双方向の通信が可能となる。しかし、通信不能の期間が存在するため、緊急のデータ送信の必要が生じたとき、即座に対応することができない。
【０００７】
本発明は、上記に鑑み、常に双方向の通信を可能にしたＩＰ通信網を利用したデータ通信システムの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、各種の情報を収集するメータ、セキュリティ機器等の端末機器が接続され、ＩＰ通信網を通じてセンタ装置との間でデータ通信を行って、前記情報を前記センタ装置に送信する通信端末装置であって、前記センタ装置にセッションの接続要求を行う開始手段と、セッションが確立したとき、このセッションを維持する維持手段とを備えたものである。
【０００９】
通信端末装置からセッションの接続要求を行うことにより、センタ装置とのセッションが確立される。そして、通信端末装置からセッションを維持するようにデータを送信することによって、セッションが維持される。セッションが維持されていると、常に双方向の通信を行える状態にあり、センタ装置は通信端末装置にデータを送信することができる。
【００１０】
ここで、開始手段は、電源がオンされたとき、あるいはＩＰ通信網がリンク断状態となってからリンク接続状態に回復したときに、接続要求を行う。これによって、通信端末装置は、起動したときには、必ずセンタ装置とのセッションを接続するように動作する。したがって、通信端末装置が動作を開始するのに合わせて、自動的に双方向の通信を可能な状態にすることができる。
【００１１】
このとき、開始手段は、通信端末装置固有のタイミングで接続要求を行う。すなわち、複数の通信端末装置がある場合、各通信端末装置は、それぞれ固有の識別情報を有している。１つのセンタ装置に対して各通信端末装置がセッションの接続要求を行うとき、識別情報に基づいて決められたタイミングでセッションの接続要求を行う。したがって、各通信端末装置の接続要求のタイミングは、それぞれ異なることになる。例えば、停電等から復旧して、各通信端末装置が一斉に起動したとき、同時にセッションの接続要求を行うことになるが、タイミングが異なっているので、各通信端末装置からセンタ装置への通信が輻輳することはなく、確実にセンタ装置とのセッションが確立される。
【００１２】
維持手段は、定期的にセンタ装置にセッションの維持のためのデータを送信する。すなわち、セッションの接続要求を行った後、一定時間経過してからセッション維持用のデータを送信する。このように、一定のタイミングで通信を行うことによって、タイムアウトによりセッションが切断されることを防ぎ、常に双方向の通信可能な状態を維持できる。
【００１３】
通信端末装置は、セッションを維持するためにデータを送信するが、これに対するセンタ装置から応答がないとき、センタ装置の停止、ＩＰ通信網の異常等によってセッションが切断されたと認識する。そこで、開始手段は、セッションが切断されたとき、維持手段によるデータ送信のタイミングに合わせて接続要求を行う。したがって、セッションが切断されても、自動的にセッションが再度接続される。
【００１４】
また、センタ装置とのセッションが接続不能になったとき、第２のセンタ装置にセッションの接続要求を行う接続切替手段を備える。通常、データ通信システムでは、メインのセンタ装置のバックアップ用に第２のセンタ装置が設けられている。センタ装置の故障等によりセッションが接続不能という異常事態が発生しても、第２のセンタ装置にセッションの接続要求をすることにより、センタ側とはセッションを接続した状態を保つことができ、システム上不都合は生じない。
【００１５】
そして、接続切替手段は、第２のセンタ装置とのセッションが確立しているときに、端末機器からの端末発呼の要求があると、第２のセンタ装置から元のセンタ装置にセッションを接続し直す。このようにデータ通信を行う際に、第２のセンタ装置から元のセンタ装置にセッションが自動的に張り替えることができる。また、第２のセンタ装置とのセッションが確立しているときに、前記第２のセンタ装置から切替要求があると、第２のセンタ装置から元のセンタ装置にセッションを接続し直す。これによって、センタ装置が復旧した場合、速やかに第２のセンタ装置から元のセンタ装置にセッションが張り替えられ、通常のデータ通信を行える。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によると、通信端末装置からセッションを接続して、これを維持しておくことにより、いつでも通信可能な状態となり、センタ装置と通信端末装置との間で双方向の通信を行える。したがって、ＩＰ通信網を利用したデータ通信システムにおいて、ＶＰＮを利用したり、ＵＰｎＰ対応ルータやダイナミックＤＮＳサーバ等の機器を使用しなくても、簡単に双方向の通信を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本実施形態のデータ通信システムを図１に示す。１はセンタコンピュータ、２はハブ、３はセンタ側ルータ、４はインターネット、５は端末側ルータ、６はハブ、７は通信端末装置、８はメータ、９はセキュリティ機器である。
【００１８】
このデータ通信システムでは、センタ側のセンタコンピュータ（センタ装置）１と住居等に設置された端末側の通信端末装置７とがインターネット４等のＩＰ通信網を通じて双方向に通信可能とされる。センタ側ルータ３および端末側ルータ５は、光ファイバ、ＡＤＳＬ、ＣＡＴＶといった常時接続の通信回線によってＩＰ通信網に接続される。なお、通信端末装置７は、ルータ５に直接接続してもよい。
【００１９】
通信端末装置７は、端末発呼あるいはセンタコンピュータ１からの要求によって、ガス、水道等のメータ８が収集した検針情報をセンタコンピュータ１に送信する。また、通信端末装置７は、異常事態が発生したときにセンサ、検知スイッチ等のセキュリティ機器９が収集した異常検知情報をセンタコンピュータ１に送信する。
【００２０】
通信端末装置７は、図２に示すように、ネットワーク接続部１０、ネットワークＩ／Ｆ１１、制御部１２、端末機器Ｉ／Ｆ１３、端末機器接続部１４、記憶部１５、不揮発性記憶部１６を備えている。端末機器接続部１４には、メータ８やセキュリティ機器９等の端末機器が通信ケーブルを介して接続される。ネットワーク接続部１０には、ＬＡＮケーブルを介してハブ６が接続され、ルータ５、ハブ６によって形成されるイーサネット（登録商標）等のネットワークに接続される。
【００２１】
マイコンからなる制御部１２は、センタコンピュータ１にセッションの接続要求を行う開始手段と、セッションが確立したとき、このセッションを維持する維持手段とを有し、これらの手段はソフトウェアによって実行され、双方向の通信を可能とする。これによって、通信端末装置７からの端末発呼によるデータ通信だけでなく、センタコンピュータ１からのセンタポーリングによるデータ通信を行える。
【００２２】
そして、制御部１２は、ＩＰ通信網によるデータ通信のために、所定のプロトコルにしたがって、不揮発性記憶部１６に記憶されている情報に基づき、ヘッダをデータに付けてパケットを作成し、センタコンピュータ１に送信する。フラッシュメモリ等の不揮発性記憶部１６には、端末装置ＩＤ、送信先ＩＰアドレス、送信先ポート番号等の通信に必要な情報が記憶されている。なお、端末装置ＩＤは、ＩＰアドレスやＭＡＣアドレスとされる。センタコンピュータ１も同様にして、データ通信を行う。このとき、センタコンピュータ１と通信端末装置７のトランスポート層プロトコルはＵＤＰでもＴＣＰでもよく、ＴＣＰの場合は、さらに上位プロトコルとしてＨＴＴＰを用いてもよい。また、必要に応じてそれぞれのパケットを暗号化してもよい。
【００２３】
端末発呼の場合、制御部１２は、メータ８等の端末機器からの起動信号が端末機器Ｉ／Ｆ１３を通して入力されると、これを認識して、端末装置ＩＤ、送信先ＩＰアドレス、送信先ポート番号、送信元ポート番号等を含む所定の送信コードを作成し、ヘッダとしてデータに付けて、パケットを作成する。そして、パケットは、ネットワークＩ／Ｆ１１から送信され、ルータ５を通してセンタコンピュータ１に伝送される。
【００２４】
センタコンピュータ１によるセンタポーリングの場合、制御部１２は、センタコンピュータ１からのパケットをイーサネットＩ／Ｆ１１を通して受信すると、パケット中のデータを端末機器Ｉ／Ｆ１３を通して指定されたメータ８やセキュリティ機器９に送信する。
【００２５】
ここで、端末通信装置７がセンタコンピュータ１とのセッションの接続、維持を行うときの動作を説明する。図３に示すように、通信端末装置７の電源がオンされる、あるいはリセットされると、制御部１２は、初期化をして、必要に応じてＤＨＣＰによってＩＰアドレスを自動設定した後、セッション開始要求電文をデータとするパケットをセンタコンピュータ１に送信する。センタコンピュータ１は、この電文を受信すると、セッション開始応答電文をデータとするパケットを通信端末装置７に送信する。このようにして、セッションが確立すると、通信端末装置７とセンタコンピュータ１との間で双方向の通信を行える。
【００２６】
セッションが確立した後、所定の時間通信が行われないと、タイムアウトによりセッションが切断される。そこで、制御部１２は、セッションを維持するためのセッション維持要求電文をデータとするパケットを一定時間毎にセンタコンピュータ１に送信する。なお、この一定時間は、タイムアウトする所定の時間よりも短い時間に設定されている。センタコンピュータ１は、この電文を受信すると、セッション維持応答電文をデータとするパケットを通信端末装置７に送信する。このセッション維持要求電文は定期的に送信され、セッションが維持される。
【００２７】
端末通信装置７のＩＰアドレスはプライベートＩＰアドレスであるため、通常はセンタコンピュータ１から通信端末装置７にアクセスして、直接データを送信することはできない。しかし、上記のように、セッションが維持されているため、センタコンピュータ１からのデータ送信が常時可能となる。
【００２８】
ところで、セッション開始後、端末側ハブ６の停止やＬＡＮケーブルの断時には、ネットワークＩ／Ｆ１１から制御部１２にリンク断状態が通知される。ネットワークＩ／Ｆ１１は、ネットワーク内のルータ５やハブ６との間で一定周期でリンクパルスを送受信しており、このリンクパルスの有無により、リンク状態を検知できる。リンク断状態のとき、通信端末装置７はセンタコンピュータ１と通信できない。そして、ハブ６やＬＡＮケーブルが復旧すると、ネットワークＩ／Ｆ１１から制御部１２へリンク接続状態が通知される。制御部１２は、直ちに電源オン時と同様に、セッション開始要求電文を送信する。セッションが開始され、維持されるため、通信端末装置７はセンタコンピュータ１と双方向に通信可能となる。
【００２９】
また、センタコンピュータ１の停止、ルータ３、５の停止等があった場合、センタコンピュータ１と通信端末装置７とは通信できないが、センタコンピュータ１および通信端末装置７は、そのことを認識できない。図４に示すように、セッションの開始後、一定時間毎にセッションの維持要求および応答の送受信が行われる。これにより、センタコンピュータ１は、一定時間経過してもセッションの維持要求がないと、セッションを終了する。また、通信端末装置７は、セッションの維持要求に対する維持応答がないと、セッションを終了する。
【００３０】
このようにセッションが終了された場合、通信端末装置７は、再びセッションの接続を行う。すなわち、定期的なセッションの維持要求を行うタイミングで維持要求の代わりにセッション開始要求電文を送信する。センタコンピュータ１からのセッションの開始応答を受信すると、通常通りセッションを開始する。以降は、定期的にセッション維持要求電文を送信して、セッションを維持する。
【００３１】
上記のように通信端末装置７が、センタコンピュータ１にセッションの接続を開始したとき、センタコンピュータ１がまだ停止している場合、セッションの開始要求に対する開始応答がなく、セッションの接続を開始できない。ここで、センタ側において、通常、バックアップ用に第２のセンタコンピュータを備えている。これを利用して、通信端末装置７は、センタコンピュータとのセッションを接続できないとき、第２のセンタコンピュータとセッションの接続を行う。すなわち、制御部１２は、センタコンピュータ１とのセッションが接続不能になったとき、第２のセンタコンピュータにセッションの接続要求を行う接続切替手段を有する。
【００３２】
図５に示すように、通信端末装置７の制御部１２は、センタコンピュータ１からセッションの維持応答あるいは開始応答がないとき、接続不能と判断する。そして、不揮発性記憶部１６に記憶されている第２のセンタコンピュータのＩＰアドレス、ポート番号に基づいて、第２のセンタコンピュータにセッション開始要求電文を送信する。第２のセンタコンピュータからのセッションの開始応答を受信すると、通常通りセッションを開始する。以降は、定期的にセッション維持要求電文を第２のセンタコンピュータに送信して、セッションが維持される。これによって、センタコンピュータ１が故障して、停止しても、通信システムとしては停止しないシステムを実現できる。
【００３３】
なお、第２のセンタコンピュータにセッションの接続要求を行うタイミングとして、センタコンピュータ１からセッションの維持応答あるいは開始応答がないことを検知したときに行う。このようにすれば、センタコンピュータ１とのセッションは切断されても、第２のセンタコンピュータにセッションが接続されるので、センタ側とのセッションは、切断されることなく、常時接続された状態となる。
【００３４】
第２のセンタコンピュータとのセッションが接続されているとき、制御部１２は、端末機器からの起動信号を端末機器Ｉ／Ｆ１３を通じて受信すると、端末発呼の要求であると認識して、第２のセンタコンピュータから元のセンタコンピュータ１にセッションを接続し直す。すなわち、制御部１２は、センタコンピュータ１にセッション開始要求電文を送信する。センタコンピュータ１とのセッションが接続されると、制御部１２は、第２のセンタコンピュータとのセッションを切断し、セッションが確立したセンタコンピュータ１との間でデータ通信を行う。なお、センタコンピュータ１が停止したままの場合、セッションが確立しないので、制御部１２は、第２のセンタコンピュータとのセッションを切断せず、第２のセンタコンピュータとデータ通信を行う。これによって、第２のセンタコンピュータから常用のセンタコンピュータ１にセッションの切り替えを自動的に行うことができる。
【００３５】
また、第２のセンタコンピュータとのセッションが接続されているとき、制御部１２は、第２のセンタコンピュータから切替要求があると、第２のセンタコンピュータから元のセンタコンピュータ１にセッションを接続し直す。すなわち、図６に示すように、センタコンピュータ１が復旧すると、第２のセンタコンピュータは、通信端末装置７にセッション切替要求電文を送信する。制御部１２は、この電文を受信すると、第２のセンタコンピュータに応答電文を送信して、セッションを切断する。そして、センタコンピュータ１にセッション開始要求電文を送信する。センタコンピュータ１が応答して、センタコンピュータ１とのセッションが接続され、以降、同様にセッションが維持される。これによって、第２のセンタコンピュータから常用のセンタコンピュータ１にセッションの切り替えを速やかに行うことができる。
【００３６】
上記のデータ通信システムにおいて、一般的に通信端末装置７は１つではなく、複数設けられ、ルータ５やハブ６に接続される。各通信端末装置７には、それぞれ異なるＩＤが設定される。また、各通信端末装置７は、それぞれ固有のＭＡＣアドレスや製造番号を有している。制御部１２は、上記のＩＤや製造番号等のユニークな識別情報に基づいて決められたタイミングでセッションの接続要求を行う。すなわち、電源のオンあるいはリセットにより、制御部１２は、セッションの接続を開始するが、セッション接続要求電文を送信するタイミングは、電源がオンしてからユニークな識別情報に基づいて決められた時間が経過したときとなる。そして、セッションが確立した後、最初の電文を送信してから一定時間経過したときに、セッション維持要求電文が送信される。
【００３７】
このように、各通信端末装置７毎にセッションの接続要求のタイミングをずらすことにより、例えば停電が発生して、復旧したとき、各通信端末装置７は、一斉にセッションの接続要求を行う。しかし、上記のように、接続要求のタイミングがずれているので、複数の通信端末装置７からの接続要求が重なることはない。したがって、センタコンピュータ１は複数の通信端末装置７と順にセッションの接続のための通信を行っていくので、一度に多くの通信処理を行うことはなく、センタコンピュータ１の負荷を分散できる。
【００３８】
さらに、通信端末装置７は、セッションの維持要求するときも、接続要求して一定時間経過してから行う。そのため、各通信端末装置７の維持要求のタイミングがずれ、各通信端末装置７との通信が集中することはなく、センタコンピュータ１の負荷を分散できる。
【００３９】
このとき、各通信端末装置７における維持要求するときのタイミングである一定時間を通信端末装置７毎に異なる時間にしておくことにより、複数の通信端末装置７からの維持要求が重なることがあっても、次回の維持要求のタイミングはずれる。したがって、多数の通信端末装置７が設けられた大規模なデータ通信システムになるほど、センタコンピュータ１の負荷を軽減でき、通信品質の向上を図れる。
【００４０】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で上記実施形態に多くの修正および変更を加え得ることは勿論である。複数の通信端末装置がルータに接続されている場合、ポート番号によって各通信端末装置を区別するＮＡＰＴ（Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ａｄｄｒｅｓｓ  Ｐｏｒｔ  Ｔｒａｎｓｌａｔｉｏｎ：ＩＰマスカレード）を利用して、複数の通信端末装置が同時にセンタコンピュータとデータ通信できるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明のデータ通信システムの全体構成図
【図２】通信端末装置の概略構成を示すブロック図
【図３】セッションを接続するときの通信シーケンス図
【図４】セッションが切断されたときの通信シーケンス図
【図５】通信端末装置が第２のセンタコンピュータとセッションを接続した後、端末発呼に起因して元のセンタコンピュータにセッションを切り替えるときの通信シーケンス図
【図６】通信端末装置が第２のセンタコンピュータとセッションを接続した後、第２のセンタコンピュータからの切替要求に応じて元のセンタコンピュータにセッションを切り替えるときの通信シーケンス図
【符号の説明】
【００４２】
１    センタコンピュータ
２    ハブ
３    センタ側ルータ
４    インターネット
５    端末側ルータ
６    ハブ
７    通信端末装置
８    メータ
９    セキュリティ機器
１０    ネットワーク接続部
１１    ネットワークＩ／Ｆ
１２    制御部
１３    端末機器Ｉ／Ｆ
１４    端末機器接続部
１５    記憶部
１６    不揮発性記憶部
【図１】
2006195690.tif 000003
【図２】
2006195690.tif 000004
【図３】
2006195690.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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