(57)【要約】【課題】安価な設置コストで、障害発生時における光アクセスサービスの中断を抑制し、また、従来のＰＯＮシステムよりも広帯域な通信経路をユーザに提供する。【解決手段】ＯＮＵ４は、異なる通信経路でＯＬＴ１に接続された複数のＰＯＮインタフェース４１，４２を備え、ＯＬＴ１は、ＰＯＮインタフェース４１，４２を介して各ＯＮＵ４との間で信号の送受信を行う光送受信部１１，１２と、光送受信部１１，１２から通信経路の通信品質を示すパラメータを取得し、当該パラメータに基づいて当該通信経路の異常を検知する通信パラメータ監視制御部１３，１４と、使用する通信経路を選択するスイッチ部１６と、通信パラメータ監視制御部１３，１４による監視結果に基づいて、通信経路の切替えをスイッチ部１６に指示するスイッチ制御部１５とを備えた。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のＯＮＵと、前記各ＯＮＵに接続されたＯＬＴとを備えたＰＯＮシステムにおいて、
前記ＯＮＵは、
異なる通信経路で前記ＯＬＴに接続された複数のＰＯＮインタフェースを備え、
前記ＯＬＴは、
前記ＰＯＮインタフェースを介して前記各ＯＮＵとの間で信号の送受信を行う光送受信部と、
前記光送受信部から前記通信経路の通信品質を示すパラメータを取得し、当該パラメータに基づいて当該通信経路の異常を検知する通信パラメータ監視制御部と、
使用する前記通信経路を選択するスイッチ部と、
前記通信パラメータ監視制御部による監視結果に基づいて、前記通信経路の切替えを前記スイッチ部に指示するスイッチ制御部とを備えた
ことを特徴とするＰＯＮシステム。
【請求項２】
前記ＯＬＴは、
前記各ＰＯＮインタフェースに割り当てられた物理アドレスと、前記物理アドレスの利用可否を示す指標とが関連付けられたデータベースを備え、
前記スイッチ制御部は、前記通信パラメータ監視制御部により異常が検知された場合に前記データベースの該当する指標を利用不可に設定し、前記データベースに基づいて前記スイッチ部を制御する
ことを特徴とする請求項１記載のＰＯＮシステム。
【請求項３】
前記ＯＮＵは、下位端末からの通信フレームを複製し、前記各ＰＯＮインタフェースを介して前記各通信経路に転送する
ことを特徴とする請求項１または請求項２記載のＰＯＮシステム。
【請求項４】
前記ＯＮＵの各ＰＯＮインタフェースは、前記ＯＬＴの異なる光送受信器に接続された
ことを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項記載のＰＯＮシステム。
【請求項５】
前記ＯＮＵの各ＰＯＮインタフェースは、前記ＯＬＴの同一の光送受信器に接続された
ことを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項記載のＰＯＮシステム。
【請求項６】
前記スイッチ制御部は、前記ＯＬＴ−前記ＯＮＵ間でやり取りされる通信フレームのＴＯＳフィールドやＶＩＤの値に基づいて優先フレームを識別し、当該優先フレームから前記通信経路の切替えを行うよう前記スイッチ部を制御する
ことを特徴とする請求項１から請求項５のうちのいずれか１項記載のＰＯＮシステム。
【請求項７】
ＯＬＴと接続されたＯＮＵにおいて、
異なる通信経路で前記ＯＬＴと接続された複数のＰＯＮインタフェースを備えた
ことを特徴とするＯＮＵ。
【請求項８】
複数のＯＮＵに接続されたＯＬＴにおいて、
異なる通信経路で自機と接続されたＰＯＮインタフェースを介して前記各ＯＮＵとの間で信号の送受信を行う光送受信部と、
前記光送受信部から前記通信経路の通信品質を示すパラメータを取得し、当該パラメータに基づいて当該通信経路の異常を検知する通信パラメータ監視制御部と、
使用する前記通信経路を選択するスイッチ部と、
前記通信パラメータ監視制御部による監視結果に基づいて、前記通信経路の切替えを前記スイッチ部に指示するスイッチ制御部とを備えた
ことを特徴とするＯＬＴ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、光分岐装置を介して局側回線終端装置（ＯＬＴ：Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｌｉｎｅ  Ｔｅｒｍｉｎａｌ）に複数の宅内端末装置（ＯＮＵ：Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｕｎｉｔ）が接続する形態をとるＰＯＮ（Ｐａｓｓｉｖｅ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）システムに関するものであり、特に通信品質の向上を目的としたＰＯＮ区間の冗長経路を具備したＰＯＮシステム、ＯＮＵおよびＯＬＴに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＦＴＴＨ（Ｆｉｂｅｒ  Ｔｏ  Ｔｈｅ  Ｈｏｍｅ）等の光アクセスサービスをユーザに提供する手法の一つとして、パッシブ光ネットワーク方式（ＰＯＮ：Ｐａｓｓｉｖｅ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）がある。このＰＯＮシステムでは、複数のＯＮＵがＯＬＴ及び伝送路（光ファイバ）を共有するスター型の接続形態をとることで、光ファイバを用いた高速アクセスサービスを安価で提供することが可能となる。
【０００３】
従来のＰＯＮシステムでは、ユーザにコンテンツを提供するＯＬＴの上位ネットワークに位置するサーバと、ＯＮＵを介してＰＯＮシステムを用いた光通信を行うユーザ端末装置との間の通信経路で障害が発生した際、ネットワーク管理者が障害を検知し、障害を解消するまでの間、光アクセスサービスが中断してしまうという課題があった。
【０００４】
この改善策として、ＯＬＴとＯＬＴの上位ネットワーク間の通信経路、またはＰＯＮ区間の通信経路で物理的経路を二重化することで障害発生時に通信経路を切替えることを可能とする、冗長経路を具備したＰＯＮシステムが定義されている（例えば特許文献１，２参照）。
【０００５】
特許文献１に開示されたＰＯＮシステムでは、ＯＬＴとＯＬＴの上位ネットワーク間の物理的経路を二重化に構成している。そして、ＯＬＴの上位側インタフェースであるＮＮＩ（Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｎｏｄｅ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）に障害が発生した際、ＮＮＩポートの通信状況に応じて動的に通信経路を切替える。これにより、一方のＮＮＩポートにトラフィックが集中し、その結果、ＰＯＮ区間で輻輳が発生することを防ぐことができる。
【０００６】
特許文献２に開示されたＰＯＮシステムでは、ＰＯＮ区間の物理的経路を二重化し、一方のＰＯＮ区間で誤発光等の障害が発生した際、他方のＰＯＮの通信経路に切替えることで通信経路を確保する。このＰＯＮシステムでは、ＯＮＵの具備しているＰＯＮインタフェースが１つであることを前提とし、２台のＯＮＵを用いてＰＯＮ区間に２本の通信経路を確保する。よって、比較的容易にＰＯＮ区間の二重化機能を実現することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１０−１９３０５６号公報
【特許文献２】特開２００４−１７９７２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１のＰＯＮシステムでは、ＰＯＮ区間で障害が発生した際にＯＬＴ配下に接続する複数のＯＮＵに対して光アクセスサービスを維持することが困難であるという課題があった。
また、特許文献２のＰＯＮシステムでは、ＰＯＮ区間で障害が発生した場合においても冗長構成をとり、障害が発生していないもう一方の通信経路を選択することで光アクセスサービスを維持することが可能となる。しかしながら、設置コストがかかるという課題があった。
【０００９】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、安価な設置コストで、ＰＯＮ区間に障害が発生した場合でも光アクセスサービスの中断を抑制することができ、ＰＯＮ区間の二重化システムを提供することで従来のＰＯＮシステムよりも広帯域な通信経路をユーザに提供することが可能なＰＯＮシステム、ＯＮＵおよびＯＬＴを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明に係るＰＯＮシステムは、複数のＯＮＵと、各ＯＮＵに接続されたＯＬＴとを備え、ＯＮＵは、異なる通信経路でＯＬＴに接続された複数のＰＯＮインタフェースを備え、ＯＬＴは、ＰＯＮインタフェースを介して各ＯＮＵとの間で信号の送受信を行う光送受信部と、光送受信部から通信経路の通信品質を示すパラメータを取得し、当該パラメータに基づいて当該通信経路の異常を検知する通信パラメータ監視制御部と、使用する通信経路を選択するスイッチ部と、通信パラメータ監視制御部による監視結果に基づいて、通信経路の切替えをスイッチ部に指示するスイッチ制御部とを備えたものである。
【発明の効果】
【００１１】
この発明によれば、上記のように構成したので、ＯＬＴとＯＮＵとの間の複数の通信経路の全てに障害が発生した場合を除き、ＰＯＮ区間に障害が発生した場合でもユーザに光アクセスサービスを継続して提供可能であるという効果がある。また、ＯＬＴとＯＮＵとの間で複数の通信経路を確保する手段として、ＯＮＵに複数のＰＯＮインタフェースを具備させているため、特許文献２のＰＯＮシステムよりも安価な設置コストでユーザに高品質なサービスを提供することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】この発明の実施の形態１に係るＰＯＮシステムの全体構成を示す図である。
【図２】この発明の実施の形態１における認証データベースの管理フォーマットを示す図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係るＰＯＮシステムの動作を示すフローチャートである。
【図４】この発明の実施の形態２に係るＰＯＮシステムの全体構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係るＰＯＮシステムの全体構成を示す図である。
ＰＯＮシステムは、図１に示すように、単一の局側回線終端装置（以下、ＯＬＴと表記）１が光分岐装置２，３を介して複数の宅内端末装置（以下、ＯＮＵと表記）４−１〜４−ｎと接続されて構成されている。また、このＯＮＵ４−１〜４−ｎには、下位端末である加入者端末５−１〜５−ｎが接続されている。
なお、以下において、特に区別する必要がない場合には、ＯＮＵ４−１〜４−ｎおよび加入者端末５−１〜５−ｎを単にＯＮＵ４および加入者端末５と称す。
【００１４】
ＯＮＵ４は、ＰＯＮ区間に少なくとも２系統の通信経路を確保するように複数（図では２ポート）のＰＯＮインタフェース４１，４２を具備している。例えば図１において、ＯＮＵ４−１は、ＰＯＮインタフェース４１−１，４２−１を用いてＯＬＴ１との間に２本の物理的経路を確保している。また、ＯＮＵ４−ｎは、ＰＯＮインタフェース４１−ｎ，４２−ｎを用いてＯＬＴ１との間に２本の物理的経路を確保している。
なお、ＯＮＵ４は、加入者端末５から上り通信フレームを受信した場合には、当該上り通信フレームを複製し、その上り通信フレームを保持する各ＰＯＮインタフェース４１，４２を介して各通信経路に転送する。
【００１５】
一方、ＯＬＴ１は、光送受信部１１，１２、通信パラメータ監視制御部１３，１４、スイッチ制御部１５、スイッチ部１６および認証データベース１７から構成されている。
【００１６】
光送受信部１１は、ＰＯＮインタフェース４１を介して各ＯＮＵ４との間で信号の送受信を行うものである。
光送受信部１２は、ＰＯＮインタフェース４２を介して各ＯＮＵ４との間で信号の送受信を行うものである。
【００１７】
通信パラメータ監視制御部１３は、光送受信部１１から所定のパラメータ（ＯＬＴ１と光送受信部１１配下に接続するＯＮＵ４との間の通信経路の通信品質を示すパラメータ）を定期的に取得し、当該パラメータに基づいて各通信経路の異常を検知するものである。この通信パラメータ監視制御部１３は、取得したパラメータがネットワーク管理者の設定した閾値の範囲外である場合、自身の通信経路に障害が発生したことを検知し、通信経路警報をスイッチ制御部１５に通知する。
通信パラメータ監視制御部１４は、光送受信部１２から所定のパラメータ（ＯＬＴ１と光送受信部１２配下に接続するＯＮＵ４との間の通信経路の通信品質を示すパラメータ）を定期的に取得し、当該パラメータに基づいて各通信経路の異常を検知するものである。この通信パラメータ監視制御部１４は、取得したパラメータがネットワーク管理者の設定した閾値の範囲外である場合、自身の通信経路に障害が発生したことを検知し、通信経路警報をスイッチ制御部１５に通知する。
【００１８】
ここで、通信パラメータ監視制御部１３により取得されるパラメータには、光送受信部１１の光送信出力パワー、光送受信部１１に入力されるＯＮＵ４からの受光パワー、光送受信部１１の動作温度、光送受信部１１の電源電圧、光送受信部１１のバイアス電流や認証ＯＮＵのリンク状態などが含まれる。通信パラメータ監視制御部１４により取得されるパラメータについても同様である。
また、スイッチ制御部１５に通知される通信経路警報には、障害が発生した通信経路の配下に位置するＯＮＵ４のＭＡＣアドレスが含まれている。なお、ＭＡＣアドレスは、ネットワーク上の通信機器を識別するためにデータリンク層に一意に割り当てられた物理アドレスである。
【００１９】
スイッチ制御部１５は、認証データベース１７に登録されているＯＮＵエントリのＭＡＣアドレス利用可否フラグに基づいて、スイッチ部１６に対して通信経路の切替えを指示するものである。また、スイッチ制御部１５は、通信パラメータ監視制御部１３または通信パラメータ監視制御部１４から通信経路警報を受信した場合、当該通信経路警報に含まれるＭＡＣアドレスをもとに認証データベース１７から当該ＭＡＣアドレスを含むＯＮＵエントリを検索し、当該ＭＡＣアドレスの利用可否フラグを無効（利用不可）に設定する。
【００２０】
スイッチ部１６は、加入者端末５からの上り通信フレームの送信元ヘッダに含まれるＭＡＣアドレスを学習し、上位ネットワークから受信した下り通信フレームの宛先ヘッダに含まれるＭＡＣアドレスをもとに使用する通信経路を選択するものである。また、スイッチ部１６は、スイッチ制御部１５による制御に従い、その通信経路の切替えを行う。
【００２１】
認証データベース１７は、ＯＮＵ４が具備しているＰＯＮインタフェース４１，４２を同時に利用してＯＬＴ１と通信を行う場合に、各ＰＯＮインタフェース４１，４２に関する情報を保持するものである。この認証データベース１７には、図２に示すように、ＯＮＵ認証時に、ＯＮＵ４の一方のＰＯＮインタフェース４１に割り当てられたＭＡＣアドレスと、他方のＰＯＮインタフェース４２に割り当てられたＭＡＣアドレスと、上記各ＰＯＮインタフェース４１，４２を介してＯＮＵ４が接続しているＯＬＴ１のＰＯＮポート番号と、上記各ＭＡＣアドレスの利用可否フラグ（指標）とが関連付けられて登録される。
【００２２】
次に、上記のように構成されたＰＯＮシステムの動作について、図３を参照しながら説明する。なお、以下では、通信パラメータ監視制御部１３の動作について説明するが、通信パラメータ監視制御部１４の動作についても同様である。
このＰＯＮシステムの動作では、図３に示すように、まず、通信パラメータ監視制御部１３は、光送受信部１１から所定のパラメータ（ＯＬＴ１と光送受信部１１配下に接続するＯＮＵ４との間の通信経路の通信品質を示すパラメータ）を定期的に取得する（ステップＳＴ１）。
【００２３】
次いで、通信パラメータ監視制御部１３は、取得したパラメータがネットワーク管理者の設定した閾値の範囲外であるかを判定する（ステップＳＴ２）。
このステップＳＴ２において、通信パラメータ監視制御部１３は、パラメータが閾値の範囲外であると判定した場合には、自身の通信経路に障害が発生したことを検知し、障害が発生した通信経路の配下に位置するＯＮＵ４のＭＡＣアドレスを含む通信経路警報をスイッチ制御部１５に通知する（ステップＳＴ３）。
【００２４】
次いで、スイッチ制御部１５は、通信パラメータ監視制御部１３からの通信経路警報に含まれるＭＡＣアドレスをもとに認証データベース１７から当該ＭＡＣアドレスを含むＯＮＵエントリを検索し、当該ＭＡＣアドレスの利用可否フラグを無効に設定する（ステップＳＴ４）。
【００２５】
一方、ステップＳＴ３において、通信パラメータ監視制御部１３は、パラメータが閾値の範囲内であると判定した場合には、自身の通信経路に障害は発生していないことを検知し、スイッチ制御部１５への通信経路警報の通知は行わない。その後、シーケンスは、ステップＳＴ５に進む。
【００２６】
次いで、スイッチ制御部１５は、認証データベース１７に登録されているＯＮＵエントリのＭＡＣアドレス利用可否フラグに基づいて、スイッチ部１６の制御を行う（ステップＳＴ５）。ここで、認証データベース１７に登録されているＯＮＵエントリのＭＡＣアドレスの利用可否フラグが双方無効（利用不可）となっている場合、スイッチ制御部１５はスイッチ部１６の制御を行なわない。一方、ＭＡＣアドレスの利用可否フラグが一方のみ有効（利用可）となっている場合、スイッチ制御部１５は、利用可否フラグが無効となっているＭＡＣアドレス宛に転送する通信フレームを他方のＭＡＣアドレス宛に転送するよう、スイッチ部１６で通信フレームの転送先を制御する。一方、ＭＡＣアドレスの利用可否フラグが双方有効となっている場合、ＯＮＵ４が具備する２つのＰＯＮインタフェース４１，４２宛に通信フレームを転送するよう、スイッチ部１６を制御する。
【００２７】
以上のように、この実施の形態１によれば、ＯＮＵ４に、異なる通信経路でＯＬＴ１に接続された複数のＰＯＮインタフェース４１，４２を設け、ＯＬＴ１に、ＰＯＮインタフェース４１，４２を介して各ＯＮＵ４との間で信号の送受信を行う光送受信部１１，１２と、光送受信部１１，１２から通信経路の通信品質を示すパラメータを取得し、当該パラメータに基づいて当該通信経路の異常を検知する通信パラメータ監視制御部１３，１４と、使用する通信径路を選択するスイッチ部１６と、通信パラメータ監視制御部１３，１４による監視結果に基づいて、通信経路の切替えをスイッチ部１６に指示するスイッチ制御部１５とを設けるように構成したので、ＯＬＴ１とＯＮＵ４との間の複数の通信経路の全てに障害が発生した場合を除き、ＰＯＮ区間に障害が発生した場合でもユーザに光アクセスサービスを継続して提供可能であるという効果がある。また、ＯＬＴ１とＯＮＵ４との間で複数の通信経路を確保する手段として、ＯＮＵ４に複数のＰＯＮインタフェース４１，４２を具備させているため、特許文献２のＰＯＮシステムよりも安価な設置コストでユーザに高品質なサービスを提供することが可能である。
【００２８】
実施の形態２．
実施の形態１では、図１に示すように、ＯＮＵ４のＰＯＮインタフェース４１，４２（２ポート）をＯＬＴ１の異なるポート（光送受信器１１，１２）に接続した場合について示した。それに対して、実施の形態２では、同一のポートに接続した場合について示す。
図４はこの発明の実施の形態２に係るＰＯＮシステムの構成を示す図である。図４に示す実施の形態２に係るＰＯＮシステムは、図１に示す実施の形態１に係るＰＯＮシステムの光分岐装置２，３をともにＯＬＴ１の光送受信部１１に接続するよう変更したものである。その他の構成は同様であり、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００２９】
図４に示す構成において、ＯＬＴ１−ＯＮＵ４間で支線障害やＯＮＵ４の単一ＰＯＮインタフェース４１（４２）の故障が発生した場合、ＯＮＵ４のＰＯＮインタフェース４１，４２を切替えることで通信を復旧することができる。なお、支線障害とは、光分岐装置２と光分岐装置３の間あるいは光分岐装置２とＯＮＵ４間の光ファイバの断絶等のＰＯＮ配下の部分的な通信障害を指す。
【００３０】
以上のように、この実施の形態２によれば、ＯＮＵ４のＰＯＮインタフェース４１，４２をＯＬＴ１の同一のポートに接続したので、ＯＬＴ１−ＯＮＵ４間で支線障害やＯＮＵ４の単一ＰＯＮインタフェース４１（４２）の故障が発生した場合であっても、ＯＮＵ４のＰＯＮインタフェース４１，４２を切替えることで通信を復旧することができる。
【００３１】
実施の形態３．
実施の形態３では、ＰＯＮ区間の複数経路の一方で通信経路の切替えが発生した場合に優先フレームから通信経路を切替える場合について説明する。この実施の形態３に係るＰＯＮシステムは、図１に示す実施の形態１に係るＰＯＮシステムの構成と同様であるため、以下図１を用いて説明する。
【００３２】
ＰＯＮ区間で幹線障害が発生した場合、実施の形態１では同時に複数のＯＬＴ１−ＯＮＵ４間の通信経路の切替えが発生する。なお、幹線障害とは、ＯＬＴ１の光送受信部１１，１２の故障やＰＯＮ配下のＯＮＵ４が誤発光した場合のようなＰＯＮ配下に接続する全端末がＰＯＮを用いた通信を継続することができなくなる通信障害を指す。上記で複数のＯＬＴ１−ＯＮＵ４間の通信経路が切替えの対象となった場合、音声通話のようなリアルタイム性が要求される通信データはインターネットのようなリアルタイム性を要求されない通信データよりも優先的に切替えることが求められる。
【００３３】
そこで、スイッチ制御部１５は、複数のＯＮＵ４のＭＡＣアドレスが無効となった場合、ＯＬＴ１−ＯＮＵ４間でやり取りされる通信フレームの中から優先フレームを識別し、当該優先フレームから順に通信経路を切替えるようスイッチ部１６を制御する。なおこの際、スイッチ制御部１５は、ＩＰパケットのＴＯＳ（Ｔｙｐｅ  Ｏｆ  Ｓｅｒｖｉｃｅ）フィールドの値やＶＩＤ（Ｖｉｒｔｕａｌ  Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）の値のようなフレームの優先度を識別できる値を用いて、優先フレームの識別を行う。
【００３４】
以上のように、この実施の形態３によれば、ＯＬＴ１−ＯＮＵ４間でやり取りされる通信フレームのＴＯＳフィールドやＶＩＤの値に基づいて優先フレームを識別し、当該優先フレームから通信経路の切替えを行うようスイッチ部１６を制御するように構成したので、ＰＯＮ区間で幹線障害が発生した場合であっても優先フレームの通信を維持することができる。
【００３５】
なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。
【符号の説明】
【００３６】
１  局側回線終端装置（ＯＬＴ）、２，３  光分岐装置、４，４−１〜４−ｎ  宅内端末装置（ＯＮＵ）、５，５−１〜５−ｎ  加入者端末、１１，１２  光送受信部、１３，１４  通信パラメータ監視制御部、１５  スイッチ制御部、１６  スイッチ部、１７  認証データベース、４１，４１−１〜４１−ｎ，４２，４２−１〜４２−ｎ  ＰＯＮインタフェース。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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