(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の無線基地局と、前記無線基地局間の通信信号のフレームタイミング同期を確立するための基準クロックパルスを発生し、前記無線基地局に基準クロックパルスを送信する基準クロック発生装置と、前記無線基地局間の所定距離毎に、前記基準クロックパルスを中継する中継装置とを配置したＩＰネットワークシステムにおいて、
前記中継装置は、
複数のＩＰネットワークを接続する複数の収容ポートと、
前記収容ポートを介して前記無線基地局との前記通信信号を中継するＨＵＢ機能手段と、
前記収容ポートのいずれかを介して、前記基準クロック発生装置より送信された基準クロックパルスを受信する基準クロックパルス受信手段と、
前記受信手段が受信した前記基準クロックパルスと、同位相の中継用クロックパルスを生成するクロック生成手段と、
前記クロック生成手段が生成した前記中継用クロックパルスを、前記基準クロックパルスを受信した収容ポート以外の複数の収容ポートに送信するクロック送信手段と、
を備えたことを特徴とするＩＰネットワークシステム。
【請求項２】
パルス信号を発生させＩＰネットワーク上に送信する基準クロック発生装置からの基準クロックパルスを中継する中継装置であって、
複数のＩＰネットワークを接続する複数の収容ポートと、
前記収容ポートを介して前記無線基地局との前記通信信号を中継するＨＵＢ機能手段と、
前記収容ポートのいずれかを介して、前記基準クロック発生装置より送信された基準クロックパルスを受信する基準クロックパルス受信手段と、
前記受信手段が受信した前記基準クロックパルスと、同位相の中継用クロックパルスを生成するクロック生成手段と、
前記クロック生成手段が生成した前記中継用クロックパルスを、前記基準クロックパルスを受信した収容ポート以外の複数の収容ポートに送信するクロック送信手段と、
を備えたことを特徴とする中継装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はＰＨＳの基地局を収容するＩＰネットワークシステムおよび中継装置に係り、特に基地局間の通信信号を同期させるＩＰネットワークシステムおよび中継装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＩＰ（Internet Protocol）ネットワークシステムにおいて、端末間の通信は、パケットデータのＡＴＭ（Asynchronous Transfer Mode：非同期転送モード）伝送が行われており、端末間は非同期通信が行なわれている。
【０００３】
一方、ＰＨＳの基地局間の通信は、時分割多重方式が採用されており、基地局間で通信信号が干渉しないように、基地局を統括する交換機から基準フレームを受信し、フレームタイミングを一致させて通信信号の同期を取る同期通信が行なわれている。即ち、基地局間は、同期が取られていることになる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ＩＰネットワークを利用してＰＨＳの基地局を収容しようとすると、ＩＰネットワーク自体が非同期で動作しているので、基地局間の同期が取れず、通信チャネルの干渉による通信不能が発生する課題がある。
【０００５】
この発明はこのような課題を解決するためになされたもので、その目的は非同期で動作しているＩＰネットワーク上にＰＨＳの基地局を分散配置しても、基地局間の通信信号の同期を取り、正常な通信が可能な利便性の高いＩＰネットワークシステムおよび中継装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するためこの発明に係るＩＰネットワークシステムは、複数の無線基地局と、前記無線基地局間の通信信号のフレームタイミング同期を確立するための基準クロックパルスを発生し、前記無線基地局に基準クロックパルスを送信する基準クロック発生装置と、前記無線基地局間の所定距離毎に、前記基準クロックパルスを中継する中継装置とを配置したＩＰネットワークシステムにおいて、前記中継装置が、複数のＩＰネットワークを接続する複数の収容ポートと、前記収容ポートを介して前記無線基地局との前記通信信号を中継するＨＵＢ機能手段と、前記収容ポートのいずれかを介して、前記基準クロック発生装置より送信された基準クロックパルスを受信する基準クロックパルス受信手段と、前記受信手段が受信した前記基準クロックパルスと、同位相の中継用クロックパルスを生成するクロック生成手段と、前記クロック生成手段が生成した前記中継用クロックパルスを、前記基準クロックパルスを受信した収容ポート以外の複数の収容ポートに送信するクロック送信手段とを備えたことを特徴とする。
【０００７】
また、前記課題を解決するためこの発明に係る中継装置は、パルス信号を発生させＩＰネットワーク上に送信する基準クロック発生装置からの基準クロックパルスを中継する中継装置であって、複数のＩＰネットワークを接続する複数の収容ポートと、前記収容ポートを介して前記無線基地局との前記通信信号を中継するＨＵＢ機能手段と、前記収容ポートのいずれかを介して、前記基準クロック発生装置より送信された基準クロックパルスを受信する基準クロックパルス受信手段と、前記受信手段が受信した前記基準クロックパルスと、同位相の中継用クロックパルスを生成するクロック生成手段と、前記クロック生成手段が生成した前記中継用クロックパルスを、前記基準クロックパルスを受信した収容ポート以外の複数の収容ポートに送信するクロック送信手段とを備えたことを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。なお、本発明は同期モードの時分割多重方式のＰＨＳ基地局間通信を非同期モードのパケット通信を行なうＩＰネットワークシステムに適用して正常なＰＨＳ信を実現するものである。
【００１３】
図１はこの発明に係るＩＰネットワークシステムの一実施の形態システム系統図である。図１において、ＩＰネットワークシステム１は、ＩＰ網（ネットワーク）Ｌ１上に収容されたＰＨＳの基地局４ａと、ＩＰ網（ネットワーク）Ｌ２上に収容されたＰＨＳの基地局４ｂと、ＩＰ網（ネットワーク）Ｌ１上に配置した基準クロック発生装置２と、ＩＰ網Ｌ１とＩＰ網Ｌ２相互間の通信信号ＳTの中継をするとともに、ＩＰ網Ｌ１上の基準クロックパルスＰRをＩＰ網Ｌ２上へクロックパルスＰCとして中継する中継装置３と、基地局４ａまたは基地局４ｂと無線で交信するＰＨＳ５ａおよびＰＨＳ５ｂとで構成されており、ＰＨＳ５ａとＰＨＳ５ｂは、ＩＰ網Ｌ１，Ｌ２を用いて通信を行う。
【００１４】
基準クロック発生装置２は、基地局４ａと基地局４ｂの通信信号ＳTのフレームタイミングを一致させる（フレーム同期を確立）ために不可欠な基準クロックパルスＰRを発生し、ＩＰ網Ｌ１を介して分配（送信）する。
【００１５】
基地局４ａおよび基地局４ｂは、クロック従属方式を採用し、基準クロック発生装置２から分配される基準クロックＰRを受信して通信信号ＳTのフレームタイミングを一致させて基地局４ａ，４ｂ間の通信を確立することになる。しかし、基地局４ｂのように、基準クロック発生装置２からの通信信号ＳTの伝送距離が長く、基準クロックパルスＰRの位相遅れがフレーム同期に必要な許容範囲を超える場合には中継装置３を配置し、基準クロックパルスＰRの位相遅れを補正したクロックパルスＰCを生成して中継し、ＩＰ網Ｌ２を介して基地局４ｂに分配してもよい。これにより、基地局４ａ，４ｂ間の通信信号ＳTのフレームタイミングが一致（フレーム同期が確立）して通信が可能となる。なお、中継装置３は、通信信号ＳTも中継する。
【００１６】
なお、本実施例では、基地局４ａをＩＰ網Ｌ１上に収容し、基地局４ｂをＩＰ網Ｌ２上に収容してＩＰ網Ｌ１とＩＰ網Ｌ２を中継装置３で結合する場合を示したが、基地局は３台以上でもよく、基地局間を２台以上の中継装置３で中継してもよい。
【００１７】
図２はこの発明に係る基準クロック発生装置の一実施の形態要部ブロック図である。図２において、基準クロック発生装置２は、基準信号発生手段６、基準クロック出力手段７、ＩＰ網収容ポート８を備える。
【００１８】
基準信号発生手段６は、高精度の発振回路で構成し、基準クロックパルスＰRの元になる基準周波数の基準信号ＯRを発振し、基準信号ＯRを基準クロック出力手段７に供給する。
【００１９】
基準クロック出力手段７は、波形整形回路、シーケンス回路、インバータ等で構成し、基準信号発生手段６から供給される基準信号ＯRに基づいて符号形式ＡＭＩ（Alternate Mode Inversion code：バイポーラ符号）の基準クロックパルスＰRNと、基準クロックパルスＰRNを極性反転させた基準クロックパルスＰRIを発生し、差動の基準クロックパルスＰRN，ＰRIをデータ線とは別の信号線を使用してＩＰ網収容ポート８を介してＩＰ網Ｌ１に分配（送信）する。なお、別の信号線とは、１０ＢＡＳＥや１００ＢＡＳＥ仕様のケーブルにおけるＲｘ，Ｔｘ線以外の空いている物理線のことである。
【００２０】
図３はこの発明に係る基準クロックパルスの一実施の形態波形図である。（ａ）図に基準クロックパルスＰRN、（ｂ）図に基準クロックパルスＰRIを示す。図３において、基準クロックパルスＰRN，ＰRIは、符号形式ＡＭＩ（Alternate Mode Inversion code：バイポーラ符号）２進符号（「１」，「０」）を採用する。
【００２１】
ＡＭＩ（バイポーラ符号）は、２進符号「１」をデュティ５０％の＋Ｖのパルスおよび−Ｖの反転パルスを交互に出力し、２進符号「０」を何も出力しないため、例えば２進符号の「１」「１」「０」「１」は、（ａ）図または（ｂ）図で表わされる。
【００２２】
（ａ）図の基準クロックパルスＰRNは、ＡＭＩの２進数８ビットを、例えば５ｍｓ（１ビット６２５μｓ）で形成し、５ｍｓ毎にパルスを反転させる。一方、（ｂ）図の基準クロックパルスＰRIは、基準クロックパルスＰRNを極性反転させたものである。
【００２３】
基準クロックパルスＰRN，ＰRIのパルスの極性をパルス毎に反転させるので、パルスの極性をウォッチしてＩＰ網Ｌ１，Ｌ２による伝送特性の劣化を認識することができる。
【００２４】
このように、この発明に係るＩＰネットワークシステム１は、ＩＰネットワーク（ＩＰ網Ｌ１，Ｌ２）上にＰＨＳの複数の基地局４ａ，４ｂを収容するＩＰネットワークシステムであって、ＩＰネットワーク（ＩＰ網Ｌ１）上に、基地局４ａ，４ｂ間の通信信号ＳTの同期を確立するための基準クロックパルスＰRを発生し、基地局４ａ，４ｂに基準クロックパルスＰRを送信する基準クロック発生装置２を配置した。これにより、従来同期網を介して同期方式で通信を行なっていた基地局間の通信信号を、ＩＰネットワークに対応する非同期方式の通信信号ＳT（ＩＰパケット信号）として伝送しても、基準クロックパルスＰRに基づいて基地局間の同期を確立することができる。そして、基地局４ａ，４ｂを分散配置しても、基地局間４ａ，４ｂの通信信号ＳTの位相遅延を補償してフレームタイミングを一致させ、正常な通信を可能にして利便性の向上を図ることができる。
【００２５】
図４はこの発明に係る中継装置の一実施の形態要部ブロック構成図である。中継装置３は、ＩＰネットワーク（ＩＰ網Ｌ１，Ｌ２）上の基地局４ａ，４ｂ間の所定距離毎に配置し、中継装置３に入出力するクロックパルスＰR，ＰCの位相を一致させて基地局４ａ，４ｂに分配する。なお、中継装置３は、通信信号ＳTも中継するが、通信信号ＳTの中継については、通常の集線装置であるＨＵＢと構成ならびに動作が同じなので、説明を省略する。
【００２６】
図４において、中継装置３は、ＨＵＢで構成し、ＩＰ網収容ポート９ａ，９ｂ，９ｃ、選択手段１０、受信手段１１、クロック生成手段１２、送信手段１３を備える。ＩＰ網収容ポート９ａ，９ｂ，９ｃは、それぞれＩＰ網Ｌ１，Ｌ２の空きケーブルＬ１ａ，Ｌ１ｂ，Ｌ１ｃに接続し、例えば、基準クロック発生装置２が接続されているケーブルＬ１ａからＩＰ網収容ポート９ａに入力される基準クロックパルスＰRN，ＰRIを受信し、選択手段１０に供給する。
【００２７】
また、ＩＰ網収容ポート９ｂ，９ｃは、ＩＰ網収容ポート９ａが基準クロックパルスＰRN，ＰRIを受信した時、選択手段１０から供給される位相補正されたクロックパルスＰRN，ＰRIを受信し、それぞれＩＰ網Ｌ１またはＩＰ網Ｌ２の空きケーブルＬ１ｂ，Ｌ１ｃに分配（送信）する。
【００２８】
選択手段１０は、セレクタ等で構成し、例えばＩＰ網収容ポート９ａから基準クロックパルスＰRN，ＰRIが供給されると、ＩＰ網収容ポート９ａを識別して記憶し、基準クロックパルスＰRN，ＰRIを受信手段１１に供給する。
【００２９】
また、選択手段１０は、送信手段１３から供給される位相補正されたクロックパルスＰRN，ＰRIを識別したＩＰ網収容ポート９ａを除いた他の全てのＩＰ網収容ポート９ｂ，９ｃに供給する。
【００３０】
受信手段１１は、パルス受信機能、パルス選択機能等を備え、選択手段１０から供給される基準クロックパルスＰRN，ＰRIを受信し、基準クロックパルスＰRNまたは基準クロックパルスＰRIのいずれか一方を選択し、選択した基準クロックパルスＰRN（または、ＰRI）をクロック生成手段１２に提供する。
【００３１】
クロック生成手段１２は、位相調整機能、位相同期ループ（ＰＬＬ：Phase-Locked Loop）回路等を備え、受信手段１１から提供される基準クロックパルスＰRN（または、ＰRI：受信クロックパルス）と送信クロックパルスＰRN（または、ＰRI）の同期が確立するように位相を調節し、位相補正されたクロックパルスＰRN（または、ＰRI：送信クロックパルス）を生成する。
【００３２】
また、クロック生成手段１２は、生成した送信クロックパルスＰRN（または、ＰRI）を反転させた送信クロックパルスＰRI（または、ＰRN）を生成し、差動の送信クロックパルスＰRN，ＰRIを送信手段１３に供給する。
【００３３】
図５はこの発明に係るクロック生成手段の一実施の形態要部ブロック構成図である。図５において、クロック生成手段１２は、位相同期ループ回路（ＰＬＬ回路）１４、位相反転回路１５を備える。
【００３４】
位相同期ループ回路（ＰＬＬ回路）１４は、位相比較器、ローパスフィルタ、電圧制御発振器（ＶＣＯ：Voltage Controlled Oscillator）等で構成し、受信クロックパルスＰRNと送信クロックパルスＰRNOの位相差を検出し、位相差を直流にフィルタリングして直流電圧に変換し、この直流電圧に対応した発振をして送信クロックパルスＰRNOを出力する。
【００３５】
また、位相同期ループ回路（ＰＬＬ回路）１４は、送信クロックパルスＰRNOを位相比較器に帰還して上記動作を繰返し、受信クロックパルスＰRNと送信クロックパルスＰRNOが一致した（ＰRN＝ＰRNO）時点で動作を停止し、位相補正された送信クロックパルスＰRNOを出力する。
【００３６】
位相反転回路１５は、インバータ等で構成し、位相同期ループ回路（ＰＬＬ回路）１４から供給される位相補正された送信クロックパルスＰRNOの位相を反転し、位相反転した送信クロックパルスＰRIOを出力する。
【００３７】
このように、この発明に係るクロック生成手段１２は、出力クロックパルスＰRNOの位相を入力クロックパルスＰRNの位相に合わせる位相同期ループ回路１４と、位相同期ループ回路１４からのクロックパルスＰRNOの位相を反転する位相反転回路１５とを備えたので、入力クロックパルスＰRNと同相および逆相の出力クロックパルスＰRNO，ＰRIOを生成することができ、中継するクロックパルスの位相を正確に補正することができる。
【００３８】
送信手段１３は、パルス送信機能を備え、クロック生成手段１２から供給される送信クロックパルスＰRN（＝ＰRNO），ＰRI（＝ＰRIO）を選択手段１０に提供する。
【００３９】
このように、この発明に係るＩＰネットワークシステム１は、ＩＰネットワーク（ＩＰ網Ｌ１，Ｌ２）上の基地局４ａ，４ｂ間の所定距離毎に、クロックパルスを中継する中継装置３を配置し、中継装置３に入出力するクロックパルスＰR，ＰCの位相を一致させて基地局４ｂに分配するので、通信信号ＳTの位相遅延の許容範囲で位相を補正したクロックパルスＰR，ＰCを中継することができ、フレームタイミングを一致させることができる。
【００４０】
また、この発明に係るこの発明に係る中継装置３は、クロックパルスＰRN，ＰRIが入力したポート（ＩＰ網収容ポート９ａ）を識別し、他の全てのポート（ＩＰ網収容ポート９ｂ，９ｃ）に生成したクロックパルスＰRN，ＰRIを供給する選択手段１０と、選択手段１０が選択したポート（ＩＰ網収容ポート９ａ）から入力したクロックパルスＰRN，ＰRIを受信する受信手段１１と、受信手段１１から供給されるクロックパルスＰRN，ＰRIと同相のクロックパルスＰRN，ＰRIを生成するクロック生成手段１２と、クロック生成手段１２から供給されるクロックパルスＰRN，ＰRIを選択手段１０に提供するクロック送信手段１３とを備えたので、任意のポート（ＩＰ網収容ポート９ａ）から入力したクロックパルスＰRN，ＰRIの位相と同位相のクロックパルスＰRN，ＰRIを生成し、他の全てのポート（ＩＰ網収容ポート９ｂ，９ｃ）から生成したクロックパルスＰRN，ＰRIを基地局４ａ，４ｂに分配するので、遠距離にある基地局に位相補正したクロックパルスを提供することができ、フレームタイミングを一致させることができる。
【００４１】
本実施の形態の基準クロック発生装置２は、基地局に対してＬＡＮケーブルの空いている物理線を用いて基準クロックを伝達しているが、基準クロックパルスを変調し、データ線（Ｔｘ線，Ｒｘ線）に重畳させて伝達しても同様の発明の効果が得られる。ただし、その場合には、基準クロックを再生する受信側にハイパスフィルタ（ＨＰＦ）、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）および復調器等が必要となる。受信側である基地局および中継装置は、データに重畳された基準クロックをローパスフィルタ（ＬＰＦ）を介して復調器により受信し、基準クロックの再生を行なう。また、本実施の形態では、基準クロック発生装置と中継装置をそれぞれ独立に構成したが、両方の機能を併せ持つ１つの装置で構成してもよい。
【００４２】
次に、ＩＰネットワークシステムの通信確立方法について説明する。図６はこの発明に係るＩＰネットワークシステムの通信確立方法の一実施の形態要部動作フロー図である。なお、本発明の通信確立方法は、時分割多重方式の通信を行なうＰＨＳの基地局をＡＴＭ（非同期転送モード）のパケット通信を行なうＩＰネットワーク上に配置して通信を実行するものである。なお、図１，図５を参照して説明する。
【００４３】
図６において、ステップＳ１では、ＩＰネットワーク上に基準クロックパルスを分配する。なお、ステップＳ１の動作は、基準クロック発生装置２が実行する。
【００４４】
ステップＳ２では、基地局が遠距離の場合には、基準クロックパルスの位相を補正して中継する。なお、ステップＳ２の動作は、中継装置３が実行する。
【００４５】
サブステップＳＵＢ２では、基準クロックパルスの位相補正を位相同期ループ（ＰＬＬ）手法で実行する。なお、サブステップＳＵＢ２の動作は、位相同期ループ回路（ＰＬＬ回路）１４が実行する。
【００４６】
ステップＳ３で、基準クロックパルスに基づいて同期を確立し、ステップＳ４では、基地局間で通信信号を送受信する。する。なお、ステップＳ３およびステップＳ４の動作は、基地局４ａ、４ｂが実行する。
【００４７】
このように、この発明に係るＩＰネットワークシステムの通信確立方法は、ＩＰネットワーク上に基準クロックパルスを分配するステップＳ１と、基地局が遠距離の場合には、基準クロックパルスの位相を補正して中継するステップＳ２と、基準クロックパルスに基づいてフレーム同期を確立するステップＳ３と、基地局間で通信信号を送受信するステップＳ４とを備えたので、非同期網であるＩＰネットワーク上の基地局間であっても、基準クロックパルスに基づいて基地局間同期を確立することができる。
【００４８】
また、この発明に係るＩＰネットワークシステムの通信確立方法は、ステップＳ２において、基準クロックパルスの位相補正を位相同期ループ（ＰＬＬ）手法で実行するサブステップＳＵＢ２を備えたので、中継するクロックパルスの位相を正確に補正することができる。
【００４９】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明に係るこの発明に係るＩＰネットワークシステムは、ＩＰネットワーク上にＰＨＳの複数の基地局を収容するＩＰネットワークシステムであって、ＩＰネットワーク上に、基地局間の通信信号の同期を確立するための基準クロックパルスを発生し、基地局に基準クロックパルスを送信する基準クロック発生装置を配置した。これにより、従来同期網を介して同期方式で通信を行なっていた基地局間の通信信号を、ＩＰネットワークに対応する非同期方式の通信信号（ＩＰパケット信号）として伝送しても、基準クロックパルスに基づいて基地局間の同期を確立することができる。そして、基地局を分散配置しても、基地局間の通信信号の位相遅延を補償して基地局間を同期させ、正常な通信を可能にして利便性の向上を図ることができる。
【００５０】
また、この発明に係るこの発明に係るＩＰネットワークシステムは、ＩＰネットワーク上の基地局間の所定距離毎に、クロックパルスを中継する中継装置を配置し、中継装置に入出力するクロックパルスの位相を一致させて基地局に分配するので、通信信号の位相遅延の許容範囲で位相を補正したクロックパルスを中継することができ、基地局間の通信信号の同期を確立させることができる。
【００５１】
さらに、この発明に係るこの発明に係る中継装置は、クロックパルスが入力したポートを識別し、他の全てのポートに生成したクロックパルスを供給する選択手段と、選択手段が選択したポートから入力したクロックパルスを受信する受信手段と、受信手段から供給されるクロックパルスと同相のクロックパルスを生成するクロック生成手段と、クロック生成手段から供給されるクロックパルスを選択手段に提供するクロック送信手段とを備えたので、任意のポートから入力したクロックパルスの位相と同位相のクロックパルスを生成し、他の全てのポートから生成したクロックパルスを基地局に分配するので、遠距離にある基地局に位相補正したクロックパルスを提供することができ、同期を確立させることができる。
【００５２】
また、この発明に係るこの発明に係るクロック生成手段は、出力クロックパルスの位相を入力クロックパルスの位相に合わせる位相同期ループ回路と、位相同期ループ回路からのクロックパルスの位相を反転する位相反転回路とを備えたので、入力クロックパルスと同相および逆相の出力クロックパルスを生成することができ、中継するクロックパルスの位相を正確に補正することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係るＩＰネットワークシステムの一実施の形態システム系統図
【図２】この発明に係る基準クロック発生装置の一実施の形態要部ブロック図
【図３】この発明に係る基準クロックパルスの一実施の形態波形図
【図４】この発明に係る中継装置の一実施の形態要部ブロック構成図
【図５】この発明に係るクロック生成手段の一実施の形態要部ブロック構成図
【図６】この発明に係るＩＰネットワークシステムの通信確立方法の一実施の形態要部動作フロー図
【符号の説明】
１  ＩＰネットワークシステム
２  基準クロック発生装置
３  中継装置
４ａ，４ｂ  基地局
５ａ，５ｂ  ＰＨＳ
６  基準信号発生手段
７  基準クロック出力手段
８，９ａ〜９ｃ  ＩＰ網収容ポート
１０  選択手段
１１  受信手段
１２  クロック生成手段
１３  送信手段
１４  位相同期ループ回路（ＰＬＬ回路）
１５  位相反転回路
Ｌ１，Ｌ１ａ〜Ｌ１ｃ，Ｌ２  ＩＰ網
【図１】
0003973947.tif 000002
【図２】
0003973947.tif 000003
【図３】
0003973947.tif 000004
【図４】
0003973947.tif 000005
【図５】
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【図６】
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