(57)【要約】【課題】波長変更が発生してからデータ送受信が正常に行えるようにまでの所要時間を短縮可能な親局装置を得ること。【解決手段】本発明は、１台以上の子局装置（ＯＮＵ１０１，１０２，…，１０９）を収容し、複数候補の中から選択した一つの波長を各子局装置に割り当てて通信するＯＬＴ１であって、使用する波長の変更が必要な子局装置を検出すると、子局装置に波長変更を指示するとともに、子局装置配下の端末装置に自アドレスを通知させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１台以上の子局装置を収容し、複数候補の中から選択した一つの波長を各子局装置に割り当てて通信する親局装置であって、
使用する波長の変更が必要な子局装置を検出すると、前記子局装置に波長変更を指示するとともに、前記子局装置配下の端末装置に自アドレスを通知させる波長管理部を備えることを特徴とする親局装置。
【請求項２】
自身に割り当てられた波長を使用して配下の前記子局装置との間でフレームを送受信する複数のフレーム送受信部を備え、
前記波長管理部は、前記子局装置に割り当てられた波長が変更されると、前記複数のフレーム送受信部のうち変更後の波長を使用する前記フレーム送受信部を介して、前記子局装置配下の前記端末装置に前記自アドレスを通知させることを特徴とする請求項１に記載の親局装置。
【請求項３】
送信先の前記端末装置が収容される前記子局装置と前記子局装置が使用する波長についての情報が記憶された情報記憶部と、
前記情報記憶部の情報に基づき、上位ネットワークから受信した下りフレームを前記フレーム送受信部に振り分けるフレーム振り分け部とを備え、
前記フレーム振り分け部は、前記子局装置配下の前記端末装置から通知された前記自アドレスの情報に基づいて前記情報記憶部の情報が更新されると、更新後の情報に基づいて、前記下りフレームを変更後の波長を使用する前記フレーム送受信部に振り分けることを特徴とする請求項２に記載の親局装置。
【請求項４】
ＴＷＤＭ−ＰＯＮシステムのＯＬＴとして動作することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の親局装置。
【請求項５】
前記波長管理部は、使用する波長を変更した前記子局装置配下の前記端末装置に対し、ＡＲＰ要求を用いて前記自アドレスを通知させることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の親局装置。
【請求項６】
１台以上の子局装置を収容し、複数候補の中から選択した一つの波長を各子局装置に割り当てて通信する親局装置における制御装置であって、
使用する波長の変更が必要な子局装置を検出すると、前記子局装置に波長変更を指示するとともに、前記子局装置配下の端末装置に自アドレスを通知させることを特徴とする制御装置。
【請求項７】
親局装置が１台以上の子局装置を収容し、複数候補の中から選択した一つの波長を各子局装置に割り当てて通信する通信システムであって、
親局装置は、使用する波長の変更が必要な子局装置を検出すると、前記子局装置に波長変更を指示するとともに、前記子局装置配下の端末装置に自アドレスを通知させることを特徴とする通信システム。
【請求項８】
親局装置が１台以上の子局装置を収容し、複数候補の中から選択した一つの波長を各子局装置に割り当てて通信する通信システムにおける通信方法であって、
親局装置が、各子局装置が使用している波長の変更必要性を判断する判断ステップと、
親局装置が、波長の変更が必要と判断した子局装置に対して波長変更を指示する指示ステップと、
親局装置が、波長変更を指示した子局装置配下の端末装置に自アドレスの通知を要求する要求ステップと、
を含むことを特徴とする通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、１台以上の子局装置を収容する親局装置、制御装置、通信システムおよび通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
通信システムの一つであるＰＯＮシステム（Passive  Optical  Network）は、親局装置としてのＯＬＴ（Optical  Line  Terminal）が子局装置としてのＯＮＵ（Optical  Network  Unit）を１台以上収容し、各ＯＮＵには１台以上の端末装置（以下、端末と称する）が接続可能な構成となっている。
【０００３】
ＰＯＮシステムにおいて、ＯＬＴは、配下のＯＮＵにＬＬＩＤ（Logical  Link  ID）を割り当てて各ＯＮＵを管理し、また、各ＯＮＵに接続されている端末をＭＡＣアドレスで管理する。すなわち、ＯＬＴは、各ＯＮＵのＬＬＩＤと各端末のＭＡＣアドレスの対応テーブル（ＭＡＣアドレステーブル）を保持しており、端末からの上りフレームをＯＮＵ経由で受信すると、受信した上りフレームの送信元アドレス（ＳＡ：Source  Address）をＯＮＵ（上りフレームを中継したＯＮＵ）のＬＬＩＤと対応付けてＭＡＣアドレステーブルに登録する。そしてＯＬＴは、下りフレームを上位のネットワークから受信した場合、ＭＡＣアドレステーブルを参照し、宛先アドレス（ＤＡ：Destination  Address）に対応付けられたＬＬＩＤを下りフレームに付与して全てのＯＮＵへ同報する。各ＯＮＵは、自身に割り当てられているＬＬＩＤが付与された下りフレームを受信すると配下の端末へ転送し、自身に割り当てられているものとは異なるＬＬＩＤが付与された下りフレームを受信した場合には転送せずに破棄する。また、ＯＬＴは、各ＯＮＵからの上りフレームが衝突しないよう、各ＯＮＵに送信を許可する時間を決定し、各ＯＮＵは、許可された時間において上りフレームを送信する。このようなＰＯＮシステムはＴＤＭ（Time  Division  Multiplexing）方式と呼ばれる。
【０００４】
また、従来のＴＤＭ方式のＰＯＮシステムでは１つの波長を使用して通信を行っていたが、従来のＰＯＮシステムを波長多重して複数の波長を使用するようにしたＴＷＤＭ（Time  and  Wavelength  Division  Multiplexed）−ＰＯＮシステムが提案されている（特許文献１、非特許文献１参照）。このＴＷＤＭ−ＰＯＮシステムでは、ＯＮＵを収容する波長をトラヒック状況に応じて変更する。例えば、ＯＬＴは、最初、λ11の波長を使用して所定のＯＮＵとの通信を開始し、その後、λ11を通過するトラヒックが増加し、伝送容量が不足してくると、このＯＮＵとの通信で使用する波長をλ12に変更する。ＴＷＤＭ−ＰＯＮシステムでは複数の波長を使用するため、ＯＬＴが管理するＭＡＣアドレステーブルには、各ＯＮＵのＬＬＩＤ、各ＯＮＵとの通信で使用する波長、および各端末のＭＡＣアドレスが登録されている。ＴＷＤＭ−ＰＯＮシステムとしては、ＯＬＴとＯＮＵが上りと下りで同じ波長を時分割使用する形態と上りと下りで異なる波長を使用する形態とが考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−２２８８００号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】ＩＴＵ−Ｔ規格  Ｇ.９８９.１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
波長変更が発生した場合、ＭＡＣアドレステーブルに登録されている、ＬＬＩＤ、波長およびＭＡＣアドレスの対応関係が実際の対応関係と一致しなくなるが、ＭＡＣアドレステーブルは上りフレームの受信に応じて更新する（上りフレームを受信するとＭＡＣアドレスを再学習する）。そのため、波長変更が発生後、波長を変更したＯＮＵからの上りフレームを受信するまで、ＭＡＣアドレステーブルには波長変更前の学習結果が残ることになり、変更前の波長を使用して下りフレームを送信してしまう。すなわち、上りフレームが送信されてくるまでの間は下りフレームを正しく送信することができないという問題があった。
【０００８】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、波長変更が発生してからデータ送受信が正常に行えるようにまでの所要時間を短縮可能な親局装置、制御装置、通信システムおよび通信方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る親局装置は、１台以上の子局装置を収容し、複数候補の中から選択した一つの波長を各子局装置に割り当てて通信する親局装置であって、使用する波長の変更が必要な子局装置を検出すると、前記子局装置に波長変更を指示するとともに、前記子局装置配下の端末装置に自アドレスを通知させる波長管理部を備えることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明に係る制御装置は、１台以上の子局装置を収容し、複数候補の中から選択した一つの波長を各子局装置に割り当てて通信する親局装置における制御装置であって、使用する波長の変更が必要な子局装置を検出すると、前記子局装置に波長変更を指示するとともに、前記子局装置配下の端末装置に自アドレスを通知させることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明に係る通信システムは、親局装置が１台以上の子局装置を収容し、複数候補の中から選択した一つの波長を各子局装置に割り当てて通信する通信システムであって、親局装置は、使用する波長の変更が必要な子局装置を検出すると、前記子局装置に波長変更を指示するとともに、前記子局装置配下の端末装置に自アドレスを通知させることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明に係る通信方法は、親局装置が１台以上の子局装置を収容し、複数候補の中から選択した一つの波長を各子局装置に割り当てて通信する通信システムにおける通信方法であって、親局装置が、各子局装置が使用している波長の変更必要性を判断する判断ステップと、親局装置が、波長の変更が必要と判断した子局装置に対して波長変更を指示する指示ステップと、親局装置が、波長変更を指示した子局装置配下の端末装置に自アドレスの通知を要求する要求ステップと、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明にかかる親局装置、制御装置、通信システムおよび通信方法によれば、波長変更が発生した後の、データ送受信ができなくなるサービス断時間を短縮できる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、本発明にかかる通信システムの構成例を示す図である。
【図２】図２は、ＭＡＣアドレステーブルの一例を示す図である。
【図３】図３は、ＯＬＴのハードウェア構成例を示す図である。
【図４】図４は、波長切り替え動作の一例を示す図である。
【図５】図５は、更新後のＭＡＣアドレステーブルの一例を示す図である。
【図６】図６は、波長切り替えにかかる制御動作の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に、本発明にかかる親局装置、制御装置、通信システムおよび通信方法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１６】
実施の形態．
図１は、本発明にかかる通信システムの構成例を示す図である。本実施の形態では簡単のため、２波を使用するＴＷＤＭ−ＰＯＮシステムを例として説明を行うが、３波以上を使用するシステムにも適用可能である。また、上りと下りの通信で同じ波長を使用するものとして説明を行うが、上りと下りで異なる波長を使用するシステムにも適用可能である。
【００１７】
図１に示すように、ＴＷＤＭ−ＰＯＮシステムは、親局装置として動作する局側装置（"Optical  Line  Terminal"とも言い、以降「ＯＬＴ」と称す）１と、光ファイバ１００を介してＯＬＴ１に接続され、子局装置として動作する利用者側装置（"Optical  Network  Unit"とも言い、以降「ＯＮＵ」と称す）１０１，１０２，…，１０９，…と、を含んで構成されている。ＯＮＵ１０１にはＬＬＩＤ＃１が割り当てられている。同様に、ＯＮＵ１０２、ＯＮＵ１０９には、ＬＬＩＤ＃２、ＬＬＩＤ＃９がそれぞれ割り当てられている。各ＯＮＵには１台以上の端末装置（以下、端末）が接続可能となっている。本実施の形態ではＯＮＵ１０１に接続されている各端末のＭＡＣアドレスをＭＡＣ−ＡＤＤＲ＃１−１〜ＭＡＣ−ＡＤＤＲ＃１−ｌ、ＯＮＵ１０２に接続されている各端末のＭＡＣアドレスをＭＡＣ−ＡＤＤＲ＃２−１〜ＭＡＣ−ＡＤＤＲ＃２−ｍ、ＯＮＵ１０９に接続されている各端末のＭＡＣアドレスをＭＡＣ−ＡＤＤＲ＃９−１〜ＭＡＣ−ＡＤＤＲ＃９−ｎとする。
【００１８】
ＯＬＴ１は、各ＯＮＵとの通信で使用する波長を決定・変更する波長管理部２と、記載を省略した上位ネットワークから受信した下りフレームを複数の波長の中の一つに振り分けるとともに、各ＯＮＵから受信した上りフレームを上位ネットワークへ転送するフレーム振り分け部３と、各ＯＮＵとの間で行うＰＯＮ制御を終端するＰＯＮ終端部１０および２０と、を備えている。フレーム送受信手段（フレーム送受信部）としてのＰＯＮ終端部１０および２０はそれぞれ異なる波長を使用して配下の各ＯＮＵと通信する。図１の例では、ＰＯＮ終端部１０が波長λ＃１を使用して配下のＯＮＵ１０１，１０２，…と通信し、ＰＯＮ終端部２０が波長λ＃２を使用して配下のＯＮＵ１０９，…と通信する。このように、図１に示した通信システムでは、ＰＯＮ終端部１０とＰＯＮ終端部２０が異なる波長λ＃１とλ＃２を使用することにより、論理的には２つのＰＯＮシステムが同一光ファイバ網（光ファイバ１００）内で共存している。
【００１９】
フレーム振り分け部３は、ＭＡＣアドレステーブル（情報記憶部）４を保持しており、このＭＡＣアドレステーブル４には、上位ネットワークから受信した下りフレームの振り分け先の情報が登録されている（図２参照）。図２は、ＭＡＣアドレステーブル４に登録されている情報の一例を示す図である。図２に示したＭＡＣアドレステーブル４には、ＭＡＣ−ＡＤＤＲ＃１−１〜ＭＡＣ−ＡＤＤＲ＃１−ｌを宛先とするフレームの送信先端末がＬＬＩＤ＃１のＯＮＵに接続され、ＬＬＩＤ＃１のＯＮＵはＰＯＮ終端部１０（ＰＯＮ＃１）に収容されていることを示す情報、ＭＡＣ−ＡＤＤＲ＃２−１〜ＭＡＣ−ＡＤＤＲ＃２−ｍを宛先とするフレームの送信先端末がＬＬＩＤ＃２のＯＮＵに接続され、ＬＬＩＤ＃２のＯＮＵはＰＯＮ終端部１０（ＰＯＮ＃１）に収容されていることを示す情報、ＭＡＣ−ＡＤＤＲ＃９−１〜ＭＡＣ−ＡＤＤＲ＃９−ｎを宛先とするフレームの送信先端末がＬＬＩＤ＃９のＯＮＵに接続され、ＬＬＩＤ＃９のＯＮＵはＰＯＮ終端部２０（ＰＯＮ＃２）に収容されていることを示す情報、などが登録されている。従って、フレーム振り分け部３は、例えば宛先アドレス（ＤＡ：Destination  Address）がＭＡＣ−ＡＤＤＲ＃１−１の下りフレームを受信した場合、ＭＡＣアドレステーブル４を参照し、この宛先アドレスに対応付けられたＬＬＩＤを下りフレームに付与し、ＭＡＣ−ＡＤＤＲ＃１−１に対応付けられた振り分け先（ＰＯＮ終端部１０または２０）へ出力する。なお、図示したＭＡＣアドレステーブル４の構成は一例であり、各ＭＡＣアドレスの端末が収容されているＯＮＵ、および各ＯＮＵが使用している波長が分かるのであればどのような構成であっても構わない。また、テーブル形式でなくてもよい。
【００２０】
各ＯＮＵはＯＬＴ１との通信で使用する波長を変更可能な構成となっており、ＯＬＴ１から指定された波長を使用して通信を行う。すなわち、図１ではＯＮＵ１０１および１０２が波長λ＃１を使用し、ＯＮＵ１０９が波長λ＃２を使用する例を示しているが、ＯＮＵ１０１、１０２および１０９を含む全てのＯＮＵは、波長λ＃１とλ＃２のうち、ＯＬＴ１から指定された一方を使用してＯＬＴ１と通信する。
【００２１】
図３は、ＯＬＴ１のハードウェア構成例を示す図である。図示したように、ＯＬＴ１は、ＰＯＮプロトコルに基づいてＯＬＴ側の処理を実施するＰＯＮ制御部（制御装置）２０１と、各ＯＮＵから受信した上りデータを格納するための受信バッファ２０２と、ＯＮＵへ送信する下りデータを格納するための送信バッファ２０３と、光信号の送受信処理を行う光送受信器２０４と、波長が異なる複数の光信号を波長多重するＷＤＭカプラ（ＷＤＭ）２０５と、ネットワークとの間でＮＮＩ（Network  Node  Interface）の物理インタフェース機能を実現する物理層処理部（ＰＨＹ）２０６と、を備える。光送受信器は、波長が異なる複数の光信号の送受信が可能となっている。なお、ＰＯＮ制御部は、使用する波長が同じＯＮＵのグループごとに、従来のＰＯＮシステムと同様に、各ＯＮＵに対して送信時間帯が重ならないように送信許可を与える帯域割り当てを行い、各ＯＮＵからの送信データが衝突するのを防いでいる。また、ＰＯＮ制御部２０１は、図１に示した波長管理部２と、フレーム振り分け部３と、ＰＯＮ終端部１０と、ＰＯＮ終端部２０とを備え、これら各構成の機能を有する。
【００２２】
以下、本実施の形態の通信システムにおける特徴的な動作、具体的には、ＯＬＴ１と各ＯＮＵが通信で使用する波長を切り替える場合の制御動作について図４および図６を参照しながら説明する。図４は、波長切り替え動作の一例を示す図、図６は、波長切り替えにかかる制御動作の一例を示すフローチャートである。ＯＬＴ１と各ＯＮＵは図１に示した状態で通信しているものとし、この状態から波長切り替えを行う場合の動作を説明する。
【００２３】
波長λ＃１を使用してＯＮＵ１０１および１０２と通信し、かつ波長λ＃２を使用してＯＮＵ１０９と通信しているＯＬＴ１において、波長管理部２は、ＰＯＮ終端部１０および２０を通過するトラヒックを監視している。監視の結果、例えば、ＰＯＮ終端部１０を通過するトラヒックが伝送容量の限界に近づくと、ＰＯＮ終端部１０に接続しているＯＮＵのうち、一部のＯＮＵの接続先を変更する（すなわち、使用させる波長を変更する）必要があると判断する。この場合、例えばＯＮＵ１０１の接続先をＰＯＮ終端部２０に変更させることに決定する。そして、波長管理部２は、ＯＮＵ１０１に対し、使用する波長をλ＃２へ切り替えるようにＰＯＮ終端部１０経由で指示する。この指示を受けたＯＮＵ１０１は、使用する波長をλ＃２に変更する（図４の（１）、図６のステップＳ１）。波長切り替えの指示方法については特に規定しない。どのような方法で指示を行っても構わない。例えば、ＯＮＵ１０１に受信させる下りデータフレームに対して波長切り替えを指示する制御情報を挿入して送信する。
【００２４】
波長管理部２は、ＯＮＵ１０１に対する波長切替指示が完了すると、切り替え後の波長λ＃２を使用して通信を行うＰＯＮ終端部２０に対し、ＯＮＵ１０１に接続されている各端末のＭＡＣアドレスを求めるために用いられるアドレス解決用の制御フレーム（ＡＲＰ：Ａｄｄｒｅｓｓ  Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ要求）の送信を指示する。指示を受けたＰＯＮ終端部２０は、ＡＲＰ要求を送信し、このＡＲＰ要求は波長λ＃２を使用している全てのＯＮＵ（ここではＯＮＵ１０１および１０９）で受信され、さらに、端末に向けて転送され、ＯＮＵ１０１および１０９に接続されている各端末に到達する（図４の（２）、図６のステップＳ２）。
【００２５】
ＡＲＰ要求を受信した各端末（ＭＡＣアドレスがＭＡＣ−ＡＤＤＲ＃１−１〜＃１−ｌ、＃９−１〜＃９−ｎの端末）は、自身のＭＡＣアドレスを含んだＡＲＰ応答を返送し（図４の（３））、各ＡＲＰ応答は、ＯＮＵ１０１または１０９からの上りフレームとしてＯＬＴ１のＰＯＮ終端部２０で受信され、フレーム振り分け部３に渡される。
【００２６】
フレーム振り分け部３は、ＡＲＰ応答を受信すると、ＡＲＰ応答で通知されたＭＡＣアドレスに基づいて、保持しているＭＡＣアドレステーブル４を更新する（図４の（４）、図６のステップＳ３）。フレーム振り分け部３は、波長切り替えが発生したＯＮＵ１０１配下の各端末からＡＲＰ応答を受信すると、ＭＡＣアドレステーブル４を更新し、宛先アドレスにＭＡＣ−ＡＤＤＲ＃１−１〜ＭＡＣ−ＡＤＤＲ＃１−ｌが設定されたフレームの振り分け先がＰＯＮ終端部２０となるようにする（図５参照）。図５は、更新後のＭＡＣアドレステーブルの一例を示す図である。なお、ＯＮＵ１０９配下の各端末からＡＲＰ応答を受信した場合には、ＭＡＣアドレステーブル４を更新しない。
【００２７】
ＭＡＣアドレステーブル４の更新が終了すると、ＭＡＣ−ＡＤＤＲ＃１−１〜ＭＡＣ−ＡＤＤＲ＃１−ｌ宛ての下りフレームは、フレーム振り分け部３においてＬＬＩＤ＃１が付与されてからＰＯＮ終端部２０へ振り分けられ、ＰＯＮ終端部２０から波長λ＃２にて送信される。ＬＬＩＤ＃１が付与された下りフレームは波長λ＃２を使用しているＯＮＵ１０１および１０９で受信され、ＬＬＩＤ＃１が割り当てられているＯＮＵ１０１は、受信した下りフレームを宛先端末へ転送する。ＬＬＩＤ＃１が割り当てられていないＯＮＵ１０９は、受信した下りフレームを破棄する。
【００２８】
このように、本実施の形態の通信システムにおいてＯＬＴ１は、各ＯＮＵとの通信で使用する波長の変更が必要かどうかを監視し、変更が必要な場合には波長の変更を指示し、さらに、変更後の波長を使用してアドレス解決用の制御フレームをブロードキャストし、ＯＮＵ配下の各端末に対してＭＡＣアドレスの通知を指示することとした。また、通知されたＭＡＣアドレスに基づいてＭＡＣアドレステーブルを更新することとした。これにより、波長切替を実施後、ＭＡＣアドレステーブルに登録されている情報、すなわち、端末のＭＡＣアドレスと下りフレームの出力先の関連を即座に更新し、サービス断時間を低減できる。通常、ＡＲＰ要求は上位ネットワークにあるサーバから定期的になされ、そのＡＲＰ要求の送信間隔は分単位である。そのため、従来方式では波長変更の発生後、ＯＮＵからの上りフレームを受信するまで一定の時間がかかり、ＭＡＣアドレステーブルを更新できないので、その間はサービス断時間となってしまう。しかし、本実施の形態によれば、上記のようにＯＬＴ１が、波長変更の発生後、ＡＲＰ要求をブロードキャストしてＯＮＵ配下の各端末にＭＡＣアドレス通知を指示し、受信した上りフレームに基づきＭＡＣアドレステーブルの内容を素早く更新するので、サービス断となる時間を秒単位やミリ秒単位に短縮可能とすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
以上のように、本発明にかかる親局装置は、子局装置との通信で使用する光の波長を変更可能な通信システムに有用である。
【符号の説明】
【００３０】
１  局側装置（ＯＬＴ）、２  波長管理部、３  フレーム振り分け部、４  ＭＡＣアドレステーブル、１０，２０  ＰＯＮ終端部、１００  光ファイバ、１０１，１０２，１０９  利用者側装置（ＯＮＵ）、２０１  ＰＯＮ制御部、２０２  受信バッファ、２０３  送信バッファ、２０４  光送受信器、２０５  ＷＤＭカプラ（ＷＤＭ）、２０６  物理層処理部（ＰＨＹ）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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