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通信实习报告 单位实习报告.doc

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目录 一.数字交换机 二.光端机 三.电子产品生产过程 四.Cable Modem 五.现代软交换技术 六.现代通信技术的发展趋势 七.实习心得体会 八.参考文献
一. 程控交换机的发展及工作原理 1.1 电话交换机的发展过程和分类 自 1876 年美国贝尔发明电话以来,随着社会需求的日益增长和科技水平的不断提高, 电话交换技术处于迅速的变革和发展之中。其历程可分为三个阶段:人工交换、机电 交换、和电子交换。 早在 1878 年就出现了人工交换机,它是借助话务员进行话务接续,显然其效率是很 低的。15 年后步进制的交换机问世,它标志着交换技术从人工时代迈入机电交换时代。 这种机电自动交换时代。这种交换机属于“直接控制”方式,即用户可以通过话机拨号 脉冲直接控制步进接续器做升降和旋转动作。从而自动完成用户间的接续。这种交换 机虽然实现了自动接续,但存在着速度慢、效率低、杂音大与机械磨损严重等特点。 直到 1938 年发明了纵横制(cross bar)交换机才部分解决了上述问题,相对于步进制 交换机,它有两方面重要改进:1.利用由继电器控制的压接触接线阵列代替大幅度动 作的步进接线器,从而减少了磨损和杂音,提高了可靠性和接续速度;2.由直接控制 过渡到间接控制方式,这样,用户的拨号脉冲不在直接控制接线器动作,而先由记发器接 收,存储,然后通过标志器驱动接线器,以完成用户间接续.这种间接控制方式将控制部 分与话路部分分开,提高了灵活性和控制效率,加快了速度.由于纵横制交换机具有一系 列优点,因而它在电话交换发展上占有重要的地位,得到了广泛的应用,直到现在,世界 上相当多的国家和我国少数地区的公用电话通信网仍主要使用纵横交换机. 随着半导体器件和计算机技术的诞生与迅速发展,猛烈地冲击着传统的机电式交换结构, 使之走向电子化.美国贝尔系统经过艰苦努力于 1965 年生产了世界上第一台商用存储 程序控制的电子交换机(No.1 ESS),这一成果标志着电话交换机从机电时代跃入电子 时代,使交换技术发生时代的变革.由于电子交换机具体体积小,速度快,便于提 供有效 而可靠的服务等优点,引起世界各国的极大兴趣.在发展过程中相继研制出各种类型的 电子交换机. 就控制方式而论,主要分两大类: 1.布线逻辑控制(WLC,Wired Logic Control)它是通过布线方式实现交换机的逻辑控 制功能,.通常这种交换机仍使用机电接线器而将控制部分更新成电子器件,因此称它为 布控半电子式交换机,这种交换机相对于机电交换机来说,虽然在器件与技术上向电子 化迈进了一大步,但它基本上继承与保留了纵横制交换机布控方式的弊端,体积大,业务 与维护功能低,缺乏灵活性,因此它只是机电式向电子式演变历程中的过度性 产物. 2.存储程序控制(SPC,Stored Program Control)它是将用户的信息和交换机的控制, 维护管理功能预先变成程序,存储到计算机的存储器内.当交换机工作时,控制部分自动 监测用户的状态变化和所拨号码,并根据要求执行程序,从而完成各种交换功能.通常这 种交换机属于全电子型,采用程序控制方式,因此称为存储程序控制交换机,或简称为程 控交换机. 程控交换机按用途可分为市话,长话和用户交换机;按接续方式可分为空分和时分交
换机。 程控交换机按信息传送方式可分为:模拟交换机和数字交换机。 由于程控空分交换机的接续网络(或交换网络)采用空分接线器(或交叉点开关阵列),且 在话路部分中一般传送和交换的是模拟话音信号,因而习惯称为程控模拟交换机,这 种交换机不需进行话音的模数转换(编解码),用户电路简单,因而成本低,目前主要用 作小容量模拟用户交换机。 程控时分交换机一般在话路部分中传送和交换的是模拟话音信号,因而习惯称为程控 数字交换机,随着数字通信与脉冲编码调制(PCM)技术的迅速发展和广泛应用,世界 各先进国家自 60 年代开始以极大的热情竞相研制数字程控交换机,经过艰苦的努力, 法国首先于 1970 年在拉尼翁(Lanion)成功开通了世界上第一个程控数字交换系统 E10,它标志着交换技术从传统的模拟交换进入数字交换时代。由于程控数字交换技术 的先进性和设备的经济性,使电话交换跨上了一个新的台阶,而且对开通非话业务, 实现综合业务数字交换奠定了基础,因而成为交换技术的主要发展方向,随着微处理 器技术和专用集成电路的飞跃发展,程控数字交换的优越性愈加明显的展现出来。目 前所生产的中大容量的程控机全部为数字式的。 世界各国研制与生产出众多各具特色的程控数字交换机,比较有代表性的有: SOPHO-S/iS 荷兰飞利浦公司 ISDX 英国 GPT 公司 HICOM 德国 SIEMENS 公司 MD-110 瑞典 ERICSSON 公司 HARRIS20-20 美国 HARRIS 公司 SX-2000 加拿大 MITEL 公司 DMS-100,200,300 加拿大 NORTHERN TELECOM 公司 MSL-1 加拿大 NORTHERN TELECOM 公司 EWSD-601 德国 SIEMENS 公司 S-1240 中国,比利时,上海贝尔电话设备公司 ITT-1240 比利时 ITT-BTM 公司 AXE-10 瑞典 ERICSSON 公司 No.5 ESS 美国 AT&T 公司 SCX-1200,5000 美国 TELEX 公司 MSX 美国 TAI 公司 E10B,S 法国 CIT-ALCATEL 公司 D60,70 日本 NTT 公司 NEAX-61 日本 NEC 公司 90 年代后,我国逐渐出现了一批自行研制的大中型容量的具有国际先进水平的数字程 控局用交换机,典型的如深圳华为公司的 C&C08 系列、西安大唐的 SP30 系列、深 圳中兴的 ZXJ 系列等等,这些交换机的出现,表明在窄带交换机领域,我们国家的研 发技术已经达到了世界水平。随着时代的发展,目前的交换机系统逐渐融合 ATM、无 线通信、接入网技术、HDSL、ASDL、视频会议等先进技术。可以想象,今后的交换 机系统,将不仅仅是语音传输系统,而是一个包含声音、文字、图象的高比特宽带传 输系统,并深入到千家万户之中。IP 电话就是其应用一例。世界上传统交换机厂商目 前正努力研制,并通过与计算机厂商的合作和交流,来达到这一目的。 1.2 程控交换机的基本构成 电话交换机的主要任务是实现用户间通话的接续。基本划分为两大部分:话路设备和
控制设备。话路设备主要包括各种接口电路(如用户线接口和中继线接口电路等)和交换 (或接续)网络;控制设备在纵横制交换机中主要包括标志器与记发器,而在程控交换机 中,控制设备则为电子计算机,包括中央处理器(CPU),存储器和输入/输出设备。 程控交换机实质上是采用计算机进行“存储程序控制”的交换机,它将各种控制功能, 方法编成程序,存入存储器,利用对外部状态的扫描数据和存储程序来控制,管理整 个交换系统的工作。 1.2.1 交换网络 交换网络的基本功能是根据用户的呼叫要求,通过控制部分的接续命令,建立主叫与 被叫用户间的连接通路。在纵横制交换机中它采用各种机电式接线器(如纵横接线器, 编码接线器,笛簧接线器等),在程控交换机中目前主要采用由电子开关阵列构成的空分 交换网络,和由存储器等电路构成的时分接续网络。 1.2.2 用户电路 用户电路的作用是实现各种用户线与交换之间的连接,通常又称为用户线接口电路 (SLIC,Subscriber Line Interface Circuit)。根据交换机制式和应用环境的不同,用 户电路也有多种类型,对于程控数字交换机来说,目前主要有与模拟话机连接的模拟 用户线电路(ALC)及与数字话机,数据终端(或终端适配器)连接的数字用户线电路 (DLC)。 模拟用户线电路是适应模拟用户环境而配置的接口,其基本功能有: . 馈电(Battery feed): 交换机通过用户线向共电式话机直流馈电; . 过压保护(Overvoltage Protection): 防止用户线上的电压冲击或过压而损坏交换 机。 . 振铃(Ringing):向被叫用户话机馈送铃流。 . 监视(Supervision): 借助扫描点监视用户线通断状态,以检测话机的摘机,挂机, 拨号脉冲等用户线信号,转送给控制设备,以表示用户的忙闲状态和接续要求。 . 编解码(CODEC): 利用编码器和解码器(CODEC),滤波器,完成话音信号的模数与 数模交换,以与数字交换机的数字交换网络接口 。 . 混合(Hybrid):进行用户线的 2/4 线转换,以满足编解码与数字交换对四线传输的 要求。 . 测试(Test):提供测试端口,进行用户电路的测试。 这 7 种功能常用第一个字母组成的缩写词(BORSCHT)代表。对于模拟程控交换机, 不需要编解码功能;而在数字程控交换机中,除某些特定应用的小型交换机利用增量 调制方式外,其它大部分均采用 PCM 编解码方式。 数字用户线电路是为适应数字用户环境而设置的接口,它主要用来通过线路适配器 (LAM)或数字话机(SOPHO-SET)与各种数据终端设备(DTE)如计算机,打印机,VDU, 电传相连。 1.2.3 出入中继器 出入中继器是中继线与交换网络间的接口电路,用于交换机中继线的连接。它的功能 和电路与所用的交换系统的制式及局间中继线信号方式有密切的关系。对模拟中继接 口单元(ATU),其作为是实现模拟中继线与交换网络的接口,基本功能一般有: 1.发送与接收表示中继线状态(如示闲,占用,应答,释放等)的线路信号。 2.转发与接收代表被叫号码的记发器信号。 3.供给通话电源和信号音。 4.向控制设备提供所接收的线路信号。 对于最简单的情况,某一交换机的中继器通过实线中继线与另一交换机连接,并采用
用户环路信令,则该模拟中继器的功能与作用等效为一部“话机”。若采用其它更为复 杂的信号方式,则中继器应实现相应的话音,信令的传输与控制功能。 数字中继线接口单元(DTU)的作用是实现数字中继线与数字交换网络之间的接口,它 通过 PCM 有关时隙传送中继线信令,完成类似于模拟中继器所应承担的基本功能。但 由于数字中继线传送的是 PCM 群路数字信号,因而它具有数字通信的一些特殊问题, 如帧同步,时钟恢复,码型交换,信令插入与提取等,即要解决信号传送,同步与信 令配合三方面的连接问题。 数字中继接口单位的基本功能包括帧与复帧同步码产生,帧调整,连零抑制,码型变 换,告警处理,时钟恢复,帧同步搜索及局间信令插入与提取等,如同模拟用户电路 的 BORSCHT,也可将数字中继单元的上述 8 种功能概括为 GAZPACHO。 1.2.4 控制设备 控制部分是程控交换机的核心,其主要任务是根据外部用户与内部维护管理的要求, 执行存储程序和各种命令,以控制相应硬件实现交换及管理功能。 程控交换机控制设备的主体是微处理器,通常按其配置与控制工作方式的不同,可分 为集中控制和分散控制两类。为了更好的适应软硬件模块化的要求,提高处理能力及 增强系统的灵活性与可靠性,目前程控交换系统的分散控制程度日趋提高,已广泛采 用部分或完全分布式控制方式。 二. 光端机 电信非压缩光端机,就是将多个 E1(一种中继线路的数据传输标准,通常速率为 2.048Mbps,此标准为中国和欧洲采用)信号变成光信号并传输的设备。光端机根据传 输 E1 口数量的多少,价格也不同。一般最小的光端机可以传输 4 个 E1,目前最大的光 端机可以传输 4032 个 E1。 2.1 光端机的种类 光端机分 3 类:PDH,SPDH,SDH。 PDH(Plesiochronous Digital Hierarchy,准同步数字系列)光端机是小容量光端机, 一般是成对应用,也叫点到点应用,容量一般为 4E1,8E1,16E1。 SDH(Synchronous Digital Hierarchy,同步数字系列)光端机容量较大,一般是 16E1 到 4032E1。 SPDH(Synchronous Plesiochronous Digital Hierarchy)光端机,介于 PDH 和 SDH 之间。SPDH 是带有 SDH(同步数字系列)特点的 PDH 传输体制(基于 PDH 的码速 调整原理,同时又尽可能采用 SDH 中一部分组网技术)。 2.2 光端机从模拟走向数字 从上个世纪80 年代末模拟光端机开始进入中国应用,到 2001 年开始数字光端机的出现; 演绎了经济发展带动科学技术进步,科学技术推动经济发展的过程。 最早出现的模拟光端机主要是采用模拟调频、调幅、调相的方式将基带的视频、音频、 数据等传输信号调制到某一载项,通过另一端的接收光端机进行解调,恢复成相应的基 带视频、音频、数据信号。 把信号调制到光上,通过光纤进行视频传输,通常使用以下几种调制方式: 调幅或强调制系统(AM):全模拟系统,光学发射单元内发光二极管(LED)的亮度或 强度随输入视频幅度线性变化。调幅的光信号通过光纤发送给光接收单元,由其将信号 转换为模拟基带视频。调频或脉冲频率调制(FM):也是一个模拟系统,射频载波通过 输入的视频信号线性调节频率,经过调制的载波又用于光发射单元的 LED 或激光发射 器,经过频率调制的信号通过光纤发送给光接收单元,由其将信号转换为模拟基带视频。 AM 视频传输被广泛用于工业安全市场上从低端到中端 CCTV 监视及安全应用场合。适
用于 5.5 公里(3.5 英里)或更短距离的传输,这样一个系统能够提供的定性视频性能 是相当不错的,并且总是能够达到 RS-250C 长距离传输的品质要求。但是,AM 视频 传输设备仅适合 850nm。多模工作波长这就限制了最大可用传输距离。更显著的是,对 于每 1dB 的光学路径损耗而言,基于调幅系统的信噪比的线性相关衰减为 2dB,因此, 可接受的视频传输质量仅能在相对较短光缆距离下获得。一些生产商的设备可能在初始 安装阶段需要接收机增益调节,从而使安装过程复杂化。最后一点,AM 产品达不到今 天 ITS 及高端工业安全应用中所需达到的 RS-250C 中短距离视频传输技术要求。FM 视 频传输是曾广泛应用于 ITS 及高端工业安全市场的传输方式。能够提供极高质量的视频 传输性能,通常能达到 RS-250C 中距离传输的质量要求并且成本合理。不象 AM 设备, FM 产品适用于 1330nm。多模或单模操作,以及 1550nm。单模操作,其典型应用的 传输距离可达 66 公里(42 英里)。无需为了方便安装而要求用户进行调节。尽管 FM 方式能够提供高质量传输,但是其信噪比在更高水平的光衰减,或者更长的传输距离的 光缆传输过程中会衰减,并且信噪比与光衰减之间不再是线性关系,因此其性能并不是 可以完全预测或保持不变的。另外,基于调频的系统很难达到 RS-250C 短距离传输的 技术要求,而且调频视频发射与接收单元也容易受到外界电磁源以及来自蜂窝电话和手 机等的无线电波的干扰(EMI/RFI),通常出现在野外或路边环境中。 数字光端机传输的是数字信号,很容易进行大容量复用并且不会出现相互干扰。对于日 益发展的市场需求,模拟光端机已经不能适应大容量、多业务(视频、数据、音频、开 关量、以太网、对讲、电话等)传输的要求,多路串扰、易衰减、易老化的、售后服务 麻烦等问题使得模拟光端机逐渐随着新技术的出现,市场和应用走向了下坡路。 数字光端机的出现解决了模拟光端机所出现的问题。2000 年开始通讯技术的发展使得 光传输器件技术和数字视频技术的发展,数字光端机开始走向了市场及行业的应用。随 着数字光端机和模拟光端机的的对比发展,慢慢数字光端机开始逐渐代替模拟光端机, 到目前为止已经形成了模拟光端机和数字光端机二八分天下的局面。相信不久的将来模 拟光端机只能成为监控史上的一个名词。如果说早期模拟光端机是国外光端机厂商带来 的最早的传输市场,那么数字光端机可就是国内和国外竞力,国内厂商优势与国外厂商 的一个过程。 可以说,将模拟信号进行数字化处理后再进行传输是光端机技术质的飞跃发展。数字光 端机解决了模拟光端机的传输容量少、业务能力少、信号易衰减、易串扰等缺点,优势 突显:传输容量大、业务种类多,单纤传输容量可达几十路上百路非压缩视频,传输的 业务也多样化的传输视频、音频、数据、以太网、电话信号、开关量等各种信号。这样 节省了光纤,也提高了光纤带宽的利用率,提高了性价比;信号质量的提升到更高的层 次,视频图象的信噪比在 10bit 编码量化下可达到 67~70db,远远超出了远距离下模拟 信号的 50~60db 的参数指标。在级联技术应用了更是得心应手于模拟光端机。 三.电子产品生产过程 电子产品的生产过程一般是这样的: 1、元器件进厂检验,PCB 板进厂检验 2、元器件成型处理,成型以便于插装。 3、SMT 贴片,经过回流焊接,将贴片器件贴装在 PCB 上。 4、从 SMT 出来的电路板进行手工插装。主要为不能表贴的过孔器件。 5、手工插装后经过波峰焊,然后需要进行焊接的整形,一般称为二次插装。 6、经过二插后就可以进行测试了。 7、测试一般有三个步骤:初测,(装配),老化,复测。 8、最后进行检验和包装。
四.Cable Modem 4.1 Cable Modem 的基本概念 Cable Modem 是一种可以通过有线电视网络进行高速数据接入的装置。它一般有两个接 口,一个用来接室内墙上的有线电视端口,另一个与计算机相联。Cable Modem 不仅包含 调制解调部分,它还包括电视接收调谐、加密解密和协议适配等部分,它还可能是一个桥 接器、路由器、网络控制器或集线器。一个 Cable Modem 要在两个不同的方向上接收和 发送数据,把上、下行数字信号用不同的调制方式调制在双向传输的某一个 6MHz(或 8MHz)带宽的视频道上。它把上行的数字信号转换成模拟射频信号,类似电视信号,所以 能在有线电视网上传送。接收下行信号时,Cable Modem 把它转换为数字信号,以便电脑 处理。 Cable Modem 的传输速度一般可达 3-50 Mbps,距离可以是 100 公里甚至更远。 Cable Modem 终端系统(CMTS)能和所有的 Cabke Modem 通讯,但是 Cable Modem 只能和 CMTS 通讯。如果两个 Cable Modem 需要通讯,那么必须由 CMTS 转播信息。 4.2 Cable Modem 工作原理 1)Cable Modem 从下行的模拟信号中划出 6MHz 频带,将信号转化为符合以太网协议的格 式,从而与电脑实现通讯。用户需要给电脑配置以太网卡和相应的网卡驱动程序。 同轴电缆中的 6MHz 频带被用来提供数据通讯。电视和电脑可以同时使用,互不影响。有 线电视网络实际怎样运行的呢? 射频信号在用户和前端之间沿同轴电缆上行或下行。上行和下行信号共享 6MHz 频带,但 是调制在不同的载波频率上以避免相互干扰。一般速率下行为 10Mbs,上行速率为 786Kbs。 2)物理层 最主要的下行协议是 64QAM(Quadrature Amplitude Modulation 正交振幅调制),调制速率 可达 36Mbps。上行调制采用 QPSK(Quaternary Phase Shift Keying 四相移相键控调制), 抗干扰性能好,速率可达 10Mbps。另一个上行协议是 S-CDMA(Synchronous Code Division Multiple Access 同步码分复用)。例如,摩托罗拉,把上行信号更进一步细分为 10-600kHz 频带,把上行信号动态转入干净、无噪声的频带。 3)媒体通路控制层(MAC -Media Access Control Layer)和逻辑链接控制层(LLC -Logical Link Control Layer) 这两个协议层规定了不同信号和用户怎样共享公共带宽。由于目前还没有统一的行业标准, 有些 Cable Modem 厂家采用不同的协议。较常见的有:用于以太网的公共 CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access / Collision Detection 载波复用通路/冲突检测)和先进的 ATM(Asynchronous Transfer Mode 异步传输模式)协议。这些协议都可以有效地使用上行 通道,可以根据需要分配带宽,保证通讯质量。 4)有线电视前端 在上行方向,Cable Modem 从电脑接收数据包,把它们转换成模拟信号,传给网络前端设 备。该设备负责分离出数据信号,把信号转换为数据包,并传给 Internet 服务器。同时该 设备还可以剥离出语音(电话)信号并传给交换机。 为实现上述功能,需要将目前的单向有线电视网转变成双向光纤-同轴电缆混合网,以便 实现宽带应用。除了前端设备和现存的下行信号放大器外,还需要在干线上插入上行信号 放大器。 五.现代软交换技术 5.1 软交换是一种正在发展的概念,包含许多功能。其核心是一个采用标准化协议和应用编 程接口(API)的开放体系结构。这就为第三方开发新应用和新业务敞开了大门。软交换 体系结构的其它重要特性还包括应用分离(de-coupling of applications)、呼叫控制和承载控
制。 软交换是一种功能实体,为下一代网络 NGN 提供具有实时性要求的业务的呼叫控制 和连接控制功能,是下一代网络呼叫与控制的核心。简单地看,软交换是实现传统程控交 换机的“呼叫控制”功能的实体,但传统的“呼叫控制”功能是和业务结合在一起的,不同的业 务所需要的呼叫控制功能不同,而软交换是与业务无关的,这要求软交换提供的呼叫控制 功能是各种业务的基本呼叫控制。 5.2 软交换体系思想的基本要素 软交换技术区别于其它技术的最显著特征,也是其核心思想的三个基本要素是: 1)开放的业务生成接口。软交换提供业务的主要方式是通过 API 与“应用服务器”配合以提 供新的综合网络业务。与此同时,为了更好地兼顾现有通信网络,它还能够通过 INAP 与 IN 中已有的 SCP 配合以提供传统的智能业务。 2)综合的设备接入能力。 软交换可以支持众多的协议,以便对各种各样的接入设备进行控制,最大限度地保护用 户投资并充分发挥现有通信网络的作用。 3)基于策略的运行支持系统。 软交换采用了一种与传统 OAM 系统完全不同的、基于策略(Policy-based)的实现方 式来完成运行支持系统的功能,按照一定的策略对网络特性进行实时、智能、集中式的调 整和干预,以保证整个系统的稳定性和可靠性。 作为分组交换网络与传统 PSTN 网络融合的全新解决方案,软交换将 PSTN 的可靠性和 数据网的灵活性很好地结合起来,是新兴运营商进入话音市场的新的技术手段,也是传统 话音网络向分组话音演进的方式。目前在国际上,软交换作为下一代网络(NGN)的核心 组件,已经被越来越多的运营商所接受和采用。 5.3 软交换体系结构的基本组成 目前比较普遍的看法认为,软交换系统主要应由下列设备组成: 1)软交换控制设备(Softswitch Control Device)这是网络中的核心控制设备(也就是 我们通常所说的软交换)。它完成呼叫处理控制功能、接入协议适配功能、业务接口提供功 能、互连互通功能、应用支持系统功能等。 2)业务平台(Service Platform)完成新业务生成和提供功能,主要包括 SCP 和应用服 务器。 3)信令网关(Signaling Gateway)目前主要指七号信令网关设备。传统的七号信令系 统是基于电路交换的,所有应用部分都是由 MTP 承载的,在软交换体系中则需要由 IP 来承 载。 4)媒体网关(Media Gateway)完成媒体流的转换处理功能。按照其所在位置和所处理 媒体流的不同可分为:中继网关(Trunking Gateway)、接入网关(Access Gateway)、多 媒体网关(Multimedia Service Access Gateway)、无线网关(Wireless Access Gateway)等。 5)IP 终端(IP Terminal)目前主要指 H.323 终端和 SIP 终端两种,如 IP PBX、IP Phone、 PC 等。 6)其它支撑设备。如 AAA 服务器、大容量分布式数据库、策略服务器(Policy Server) 等,它们为软交换系统的运行提供必要的支持. 六.现代通信新技术发展现状及趋势 6.1“三网”发展现状和趋势 通信网的发展趋势是宽带化、智能化、个人化和综合化,能够支持各类窄带和宽带、 实时和非实时、恒定速率和可变速率,尤其是多媒体业务。目前规模最大的三大网是 电信网、有线电视网(CATV)、计算机网,它们都各有自己的优点和不足。 计算机网络虽能很好地支持数据业务,但实时性(QoS,服务质量)差,宽带性不
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