JP2010141692A - 光電気ケーブルと光電気ケーブル接続機器及び光電気ケーブルの駆動方法 - Google Patents

光電気ケーブルと光電気ケーブル接続機器及び光電気ケーブルの駆動方法 Download PDF

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Abstract

【課題】 光配線を用いたデータ伝送を正常動作状態でのみ動作させることができ、不要電力の削減と光インターフェースの長寿命化をはかる。
【解決手段】 光送信部11を有する第1のコネクタ10と光受信部21を有する第2のコネクタ20との間が電気配線31及び光配線路32で接続された光電気ケーブルであって、第1のコネクタの接続状態と第2のコネクタ20の接続状態、及び第1のコネクタ10に接続される送信側電子機器の電源投入状態と第2のコネクタ20に接続される受信側電子機器の電源投入状態を検出する検出機構13,23と、検出機構13,23により、第1及び第2のコネクタ10,20の正常接続と、送信側電子機器の少なくとも一つの電源ONと受信側電子機器の少なくとも一つの電源ONの両方が検出された場合に、光送信部11及び光受信部21への電源供給を行う電源供給機構14,24とを備えた。
【選択図】 図1

Description

本発明は、電気配線と光配線を複合化した光電気ケーブルと、この光電気ケーブルを用いた光電気ケーブル接続機器、更には光電気ケーブルの駆動方法に関する。
近年、バイポーラトランジスタや電界効果トランジスタ等の電子デバイスの性能向上によりLSIの飛躍的な動作速度向上が図られ、それを接続する電気配線の速度制限や電磁ノイズ誤動作が問題となってきている。特に、ディスプレイ機器の高精細化と映像データの肥大化で、この問題が顕在化しつつある。このような配線問題を解決するため、光で信号伝送する光配線装置が幾つか提案されている。
また、電子機器間の接続が正常なときにみに光デバイスの電源を投入する光通信システムが提案されている(例えば、特許文献1参照)。
特開2004−350155号公報
本発明の目的は、光配線を用いたデータ伝送を正常動作状態でのみ動作させることができ、不要電力の削減と光インターフェースの長寿命化をはかり得る光電気ケーブルと光電気ケーブル接続機器、更には光電気ケーブルの駆動方法を提供することにある。
本発明の一態様は、光送信部を有する第1のコネクタと光受信部を有する第2のコネクタとを電気配線及び光配線路で接続した光電気ケーブルを駆動する方法であって、前記第1のコネクタが送信側電子機器に正常に接続され、前記第2のコネクタが受信側電子機器に正常に接続され、且つ前記第1のコネクタに直接又は間接的に接続される送信側電子機器の少なくとも一つと前記第2のコネクタに直接又は間接的に接続される受信側電子機器の少なくとも一つの電源ONが検出されたときに、前記光送信部及び光受信部への電源供給を行うことを特徴とする。
また、本発明の別の一態様は、光送信部を有する第1のコネクタと光受信部を有する第2のコネクタとの間が電気配線及び光配線路で接続された光電気ケーブルであって、前記第1のコネクタの送信側電子機器に対する接続状態と前記第2のコネクタの受信側電子機器に対する接続状態、及び前記第1のコネクタに直接又は間接的に接続される送信側電子機器の電源投入状態と前記第2のコネクタに直接又は間接的に接続される受信側電子機器の電源投入状態を検出する検出機構と、前記検出機構により、前記第1及び第2のコネクタの正常接続と、前記送信側電子機器の少なくとも一つの電源ONと前記受信側電子機器の少なくとも一つの電源ONの両方が検出された場合に、前記光送信部及び光受信部への電源供給を行う電源供給機構と、を具備してなることを特徴とする。
また、本発明の更に別の一態様は、データ送信機器とデータ受信機器との間に少なくとも一つのデータ中継機器が存在し、隣接する各機器間が上記の光電気ケーブルでそれぞれ接続された光電気ケーブル接続機器であって、前記光電気ケーブルの各機器に対する正常接続と、前記データ送信機器と前記データ受信機器の両方の電源ONが検出された場合に、前記データ中継機器に接続された光電気ケーブルの光受信部及び光送信部の電源を前記データ送信機器及び前記データ受信機器から供給してデータリンクを動作可能にすることを特徴とする。
本発明によれば、光配線を用いたデータ伝送を正常動作状態でのみ動作させることができ、不要電力の削減と光インターフェースの長寿命化をはかることができる。
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態の説明を行っていく。ここでは、幾つか具体的構成を例に用いて説明を行っていくが、これは同様な機能を持つ構成であれば同様に実施可能であり、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。
(第1の実施形態)
光配線を用いたデータ伝送は、送信側,受信側共に発光素子や受光素子等の光インターフェースの電源が必要であり、その制御を行わないと電力が無駄に消費され、更に光インターフェースの寿命が必要以上に縮められてしまう。即ち、使用する電子機器の一方が電源OFFの場合にも光インターフェースが稼動状態のまま待機する事が起こり、極論的に電子機器を殆ど使用してないのに光インターフェースだけが劣化するという状況が起こり得る。
これに対し、特許文献1のように電子機器間の接続が正常なときにみに光デバイスの電源を投入する光通信システムが提案されているが、このシステムは、光ファイバケーブルの脱抜や断線を検出して光通信装置内の光デバイスの発光を制御できるようにしたものであり、光インターフェースを内蔵する光電気ケーブルの上述したような光インターフェース劣化の防止にはならない。本発明は、以下のように構成してこの問題を解決する。
図1は、本発明の第1の実施形態に係わる光電気ケーブルを示す概略構成図である。
図中10はデータ送信機器(送信側電子機器)に着脱自在に装着される送信側コネクタ(第1のコネクタ)、20はデータ受信機器(受信側電子機器)に着脱自在に装着される受信側コネクタ(第2のコネクタ)である。これらのコネクタ10,20間は、複数本の電気配線31及び複数本の光配線路32で接続されている。コネクタ10,20間の電気配線31及び光配線路32は、ケーブル被覆材30によりシールドされている。なお、電気配線31は、コネクタ10の機器接続端からコネクタ20の機器接続端まで連続して設けられている。
送信側コネクタ10はデータ送信機器の複数のライン33,34,35,36に接続される端子を有している。33は制御ライン、34は電源供給ライン、35は接地ライン、36は高速信号ラインである。制御ライン33,電源供給ライン34,接地ライン35に接続される端子は、電気配線31に接続されている。
送信側コネクタ10内には、光送信部11、発光素子12、第1の光リンク制御部(検出機構)13、及び第1の光リンクスイッチ(電源供給機構)14が設けられている。光送信部11は、入力側に高速信号ライン36の端子が接続され、出力側に発光素子12が接続される。そして、高速信号ライン36を介して得られる電気信号を発光素子12により光信号に変換し、変換した光信号を光配線路32に送出するものとなっている。また、光送信部11は、電源供給のために、スイッチ14を介して電源ライン34に接続されると共に、接地ライン35に接続されている。
光リンク制御部13は、制御ライン33の一部と電源ライン34及び接地ライン35に接続され、送信側コネクタ10のデータ送信機器への接続状態を検出すると共に、データ送信機器及びデータ受信機器の電源投入状態を検出する。そして、データ送信機器への接続が正常で、且つデータ送信機器及びデータ受信機器に電源が投入されていることを検出したときのみ、スイッチ14をONに切り換えるようになっている。
受信側コネクタ20は、送信側コネクタ10と同様にデータ受信機器の複数のライン33,34,35に接続される端子を有すると共に、データ受信機器の高速信号ライン37に接続される端子を有している。
受信側コネクタ20内には、光受信部21、受光素子22、第2の光リンク制御部(検出機構)23、及び第2の光リンクスイッチ(電源供給機構)24が設けられている。光受信部11の入力側には、光配線路32に光学的に結合された受光素子22が接続されている。そして、光配線路32を介して得られる光信号を受光素子22により電気信号に変換し、高速信号ライン37の端子に送出するものとなっている。また、光受信部21は、電源供給のために、スイッチ24を介して電源ライン34に接続されると共に、接地ライン35に接続されている。
光リンク制御部23は、制御ライン33の一部と電源ライン34及び接地ライン35に接続され、受信側コネクタ20のデータ受信機器への接続状態を検出すると共に、データ送信機器及びデータ受信機器の電源投入状態を検出する。そして、データ受信機器への接続が正常で、且つデータ送信機器及びデータ受信機器に電源が投入されていることを検出したときのみ、スイッチ24をONに切り換えるようになっている。
本実施形態では、送信側コネクタ10内に第1の光リンク制御部13を設け、受信側コネクタ20内に第2の光リンク制御部23を設けたが、これらの機能を何れか一方の制御部に兼用させることもできる。即ち、何れか一方の制御部が、データ送信機器及びデータ受信機器への接続が正常で、且つデータ送信機器及びデータ受信機器の両方に電源が投入されていることを検出したとき、スイッチ14,24の両方をONに切り換えるようにしてもよい。
また、送信側コネクタ10内の各デバイス11〜14は、必ずしも独立して形成する必要はなく、1チップで構成してもよい。同様に、受信側コネクタ20内の各デバイス21〜24は1チップで構成してもよい。
次に、上記のように構成された光電気ケーブルの動作について説明する。
図2は、本実施形態の基本的な動作を説明するためのフローチャートである。まず、コネクタ10,20が正常に接続されているか否かを判定し(ステップS1)、正常に接続されていると判定された場合は、データ送信機器及びデータ受信機器が共に電源投入されているか否かを判定する(ステップS2)。そして、ステップS2で電源投入されていると判定された場合は、スイッチ14,24をONに切り換える(ステップS3)
一方、ステップS1で正常に接続されていないと判定された場合は、スイッチ14,24は遮断状態のままとする。また、ステップS2で電源投入されていないと判定された場合は、スイッチ14,24は遮断状態のままとする。以下、上記の動作を更に詳細に説明する。
データ送信機器やデータ受信機器に対して光電気ケーブルが非接続の状態では、スイッチ14,24は遮断している。いま、送信側コネクタ10にデータ送信機器を接続し、受信側コネクタ20にデータ受信機器を接続したとする。
光リンク制御部13が光電気ケーブル自体のデータ送信機器への装着の検出と、データ送信機器及びデータ受信機器が電源投入されているかどうかの検出を電気配線31(制御ライン)により行う。その結果、光電気ケーブルが正常接続、データ送信機器及びデータ受信機器の電源投入が正常と判断されればスイッチ14をONにする。逆に、光電気ケーブルが未装着、又はデータ送信機器及びデータ受信機器の何れかが電源未投入と判断されれば、スイッチ14を遮断したままとする。
ここで、光リンク制御部13によるデータ送信機器の接続状態の検出は、例えばデータ送信機器から送出される機器情報を制御ライン33の何れかから検出すればよい。また、送信側コネクタ10に設けられている機械的なロック機構内に、ロック状態によりON/OFFが切り替わるスイッチを設けておき、このスイッチのON/OFF状態を検出するようにしても良い。さらに別の方法として、データ送信機器から制御ライン33の1本(A)に信号を送出し、データ受信機器でラインAを制御ライン33の他の1本(B)に接続し、光リンク制御部13でラインBの信号を検出するようにしても良い。即ち、制御ライン33の電気的ループを検出することにより、データ送信機器とデータ受信機器の両方が正常に接続されているか否かを検出することができる。
一方、光リンク制御部23では、光電気ケーブル自体のデータ受信機器への装着の検出と、データ送信機器及びデータ受信機器が電源投入されているかどうかの検出を電気配線31(制御ライン)により行う。その結果、光電気ケーブルが正常接続、データ送信機器及びデータ受信機器の電源投入が正常と判断されればスイッチ24をONにする。逆に、光電気ケーブルが未装着、又はデータ送信機器及びデータ受信機器の何れかが電源未投入と判断されれば、スイッチ24を遮断したままとする。
なお、光リンク制御部23によるデータ受信機器の接続状態の検出は、光リンク制御部13と同様に、例えばデータ受信機器から送出される機器情報を制御ライン33の何れかから検出すればよい。さらに、光リンク制御部13と同様に、機器のロック状態や制御ラインの電気的ループを検出するようにしても良い。
なお、光リンク制御部13,23によるデータ送信機器及びデータ受信機器の電源投入状態の検出は、電源ライン34の電圧検出と共に、機器検出を行うようにすればよい。即ち、光リンク制御部13,23で電源ライン34の電圧検出と共に、データ送信機器及びデータ受信機器の両方の機器を検出したらスイッチ14,24をONに切り換える。これにより、送信側コネクタ10がデータ送信機器に正常に接続され、受信側コネクタ20がデータ受信機器に正常に接続され、且つ各機器の両方の電源ONが検出されたときのみに、光送信部11及び光受信部21への電源供給を行うことになる。
このように機能構成することで、データ伝送が不要な状況、例えばデータ送信機器としての映像録画機器のみが単独で動作して予約録画などを行うような場合、データ受信機器としてのディスプレイ機器などとのリンク動作が不要にも拘わらず光リンク(光送信部11及び光受信部21)が動作状態になることを防止できる。これにより、不要な電力消費を抑制できるほか、光リンク部の能動素子(発光素子12や受光素子22)が非稼動時にも動作して光電気ケーブルとしての実稼働時間が短縮するのを防止できる。
なお、上記した光電気ケーブル自体の対応機器への装着検出は、データ送信機器に受信側コネクタ20が装着された場合やデータ受信機器に送信側コネクタ10が装着された場合、即ち逆接続された場合も異常と判断するようにすることが望ましい。さらに、逆接続が検出されたら、何らかのアラーム表示を行うように機能を付加しても構わない。そして勿論、データ送信機器同士やデータ受信機器同士の接続の場合も同様である。ここで、逆接続の検出は、光リンク制御部13,23により機器情報を検出することにより可能である。
(第2の実施形態)
上述のような光電気ケーブルは、3つ以上の電子機器を接続する場合に途中の電子機器の電源が入っていないとデータ伝送できなくなるといった制限も生じるが、本発明は、以下のように構成してこれらの問題を解決する。
図3は、本発明の第2の実施形態に係わる光電気ケーブル接続機器を説明するためのブロック図であり、3つのデータ機器(A、B、C)が光電気ケーブルにより直列接続されている例を示している。各機器の例としては、機器Aが画像再生機やゲーム機、機器Bが画像録画装置、機器Cがディスプレイ装置のような場合であり、機器AからCに向かって画像データが送られるような構成を例にとる。
各機器A〜Cは、第1の実施形態で説明した光電気ケーブルを複数用いて接続されており、機器電源オンのときはデータ送信やデータ受信動作を行い、機器電源オフのときは光電気ケーブルに対する入力コネクタと出力コネクタを直接電気接続して信号ライン及び電源ラインが単純通過するようにする。即ち、各機器は機器電源がオンのときのみ制御ラインや信号ラインにアクセス可能で、機器電源がオフのときは各ラインが機器から遮断されるようにする。これには、例えば電子機器の送信部や受信部をノーマリオフ型のパスゲートトランジスタを介して各光電気ケーブルに接続し、光電気ケーブルの入力端と出力端の間はノーマリオン型のパスゲートトランジスタで短絡しておくなどの方法が可能である。特に、光電気ケーブルの電源ラインは機器電源オフの際に機器側に逆流(リーク)して電力損失しないよう、オフ状態での絶縁が十分なされるよう構成することが望ましい。
ここで、本実施形態を更に詳しく説明しておく。光電気ケーブルは、第1の実施形態で説明したように、光リンク制御部13,23によりコネクタ10,20が対応する機器にそれぞれ正常に接続され、且つ送信側及び受信側の両方の機器が電源投入されていると判定されると、スイッチ14,24をONするものとする。また、機器A,CはON状態、機器BはOFF状態にあるものとする。
機器Aの入力(左)側に接続された光電気ケーブルは、受信側コネクタ20は機器Aに接続されているが、送信側コネクタ10には機器が接続されていないので、スイッチ14,24はONされることなく、遮断された状態のままである。従って、機器Aの入力側に接続された光電気ケーブルは駆動されない。
機器A,B間に接続された光電気ケーブルは、送信側コネクタ10は機器Aに接続され、受信側コネクタ20は機器Bに接続され、更に機器AがON状態で、機器CがON状態であるため、スイッチ14,24は共にONされる。従って、機器A,B間に接続された光電気ケーブルは駆動される。ここで、機器BはOFF状態であるが、機器CがON状態であるため、機器A,B間に接続された光電気ケーブルの受信側コネクタ20には、機器B,C間の光電気ケーブル及び機器Bを介して電源ONの機器Cが間接的に繋がった状態となる。このため、機器A,B間に接続された光電気ケーブルは、直接接続された送信側電子機器Aの電源ONと間接的に接続された受信側電子機器Cの電源ONの両方を検出することになる。
機器B,C間に接続された光電気ケーブルは、送信側コネクタ10は機器Bに接続され、受信側コネクタ20は機器Cに接続され、更に機器AがON状態で、機器CがON状態であるため、スイッチ14,24は共にONされる。従って、機器B,C間に接続された光電気ケーブルは駆動される。ここで、機器BはOFF状態であるが、機器AがON状態であるため、機器B,C間に接続された光電気ケーブルの送信側コネクタ10には、機器A,B間の光電気ケーブル及び機器Bを介して電源ONの機器Aが間接的に繋がった状態となる。このため、機器B,C間に接続された光電気ケーブルは、間接的に接続された送信側電子機器Aの電源ONと直接接続された受信側電子機器Cの電源ONの両方を検出することになる。
機器Cの出力(右)側に接続された光電気ケーブルは、送信側コネクタ10は機器Cに接続されているが、受信側コネクタ20には機器が接続されていないので、スイッチ14,24はONされることなく、遮断された状態のままである。従って、機器Cの出力側に接続された光電気ケーブルは駆動されない。
以上のような構成とすることで、例えば機器Aと機器Cの電源がオン、機器Bの電源がオフといったような場合(画像再生機器による動画視聴など)、機器AからCの光リンクが動作可能で、そのとき機器Bに接続されている光受信部及び光送信部の電源供給を機器A及び機器Cから行うことが可能になる。即ち、光配線インターフェースの電源供給をデータリンクとしての正常動作状態以外で遮断することができる。また、同時に機器A及びCの外側の光電気ケーブル(機器未接続)は、接続異常が検出されて光送信部及び光受信部に電源供給が行われないため、不要電力の消費や光電気ケーブルの不要な劣化が防止されることになる。
このように本実施形態によれば、複数の大容量データ機器を必要最小限の電力供給と接続リンク稼動により接続でき、不要電力の削減と、データリンク寿命の最大化が可能になる。これにより、高精細映像機器などの効果的運用を可能にし、省エネルギー化や資源節約などにも効果を発揮する。
(第3の実施形態)
図4は、本発明の第3の実施形態に係わる光電気ケーブル接続機器を説明するためのブロック図であり、4つのデータ機器(A,B,C,D)が光電気ケーブルにより直列接続されている例を示している。各機器の例としては、機器Aが画像再生機やゲーム機、機器B,Cが画像録画装置、機器Dがディスプレイ装置のような場合であり、機器AからDに向かって画像データが送られるような構成を例にとる。
機器Aの入力側、機器A,B間、機器B,C間、機器C,D間、機器Dの出力側に接続される光電気ケーブルは、第2の実施形態と同様に機能するので、その説明は省略する。
本実施形態においても、機器A,Dが電源ONで、機器B,Cが電源OFFであるとすると、第2の実施形態で説明したのと同様の理由で、機器Aの入力側及び機器Dの出力側に接続された光電気ケーブルは駆動されず、機器A,B間、機器B,C間、機器C,D間にそれぞれ接続された光電気ケーブルは駆動される。
従って第2の実施形態と同様に、機器Aと機器Dの電源がオン、機器B,Cの電源がオフといったような場合(画像再生機器による動画視聴など)、機器AからDの光リンクが動作可能で、そのとき機器B,Cに接続されている光受信部及び光送信部の電源供給を機器A及び機器Dから行うことが可能になる。また、同時に機器A及びDの外側の光電気ケーブル(機器未接続)は、接続異常が検出されて光送信部及び光受信部に電源供給が行われないため、不要電力の消費や光電気ケーブルの不要な劣化が防止されることになる。
また、機器A,CがONで機器B,DがOFFの場合、機器A,B間と機器B,C間の光電気ケーブルのみが駆動され、機器A,C間で光リンクが動作可能となる。さらに、機器B,DがONで機器A,CがOFFの場合、機器B,C間と機器C,D間の光電気ケーブルのみが駆動され、機器B,D間で光リンクが動作可能となる。即ち、複数の電子機器を光電気ケーブルにより直列に接続した構成において、電源オンしている機器間の光電気ケーブルのみを駆動することができる。
このように本実施形態によれば、データリンクに必要となる部分の光電気ケーブルのみを自動的に駆動することができ、不要電力の削減と光インターフェースの長寿命化に有効である。
(変形例)
なお、本発明は上述した各実施形態に限定されるものではない。例えば、上述した本発明実施形態は幾つかの具体例を示しているが、これはあくまで構成例であり、本発明の主旨に従い個々の要素に他の手段(回路、構造、機器構成など)を用いても構わないものである。また、実施形態に示された構成などはあくまで一例であり、また、各実施形態を組み合わせて実施することも可能である。即ち、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実施することができるものである。
第1の実施形態に係わる光電気ケーブルを示す概略構成図。 第1の実施形態の基本的な動作を説明するためのフローチャート。 第2の実施形態に係わる光電気ケーブル接続機器を示すブロック図。 第3の実施形態に係わる光電気ケーブル接続機器を示すブロック図。
符号の説明
10…送信側コネクタ(第1のコネクタ)、11…光送信部、12…発光素子、13…第1の光リンク制御部(検出機構)、14…第1の光リンクスイッチ(電源供給機構)、20…受信側コネクタ(第2のコネクタ)、21…光受信部、22…受光素子、23…第2の光リンク制御部(検出機構)、24…第2の光リンクスイッチ(電源供給機構)、30…ケーブル被覆部材、31…電気配線、32…光配線路、33…制御ライン、34…電源供給ライン、35…接地ライン、36,37…高速信号ライン。

Claims (5)

  1. 光送信部を有する第1のコネクタと光受信部を有する第2のコネクタとを電気配線及び光配線路で接続した光電気ケーブルを駆動する方法であって、
    前記第1のコネクタが送信側電子機器に正常に接続され、前記第2のコネクタが受信側電子機器に正常に接続され、且つ前記第1のコネクタに直接又は間接的に接続される送信側電子機器の少なくとも一つと前記第2のコネクタに直接又は間接的に接続される受信側電子機器の少なくとも一つの電源ONが検出されたときに、前記光送信部及び光受信部への電源供給を行うことを特徴とする光電気ケーブルの駆動方法。
  2. 光送信部を有する第1のコネクタと光受信部を有する第2のコネクタとの間が電気配線及び光配線路で接続された光電気ケーブルであって、
    前記第1のコネクタの送信側電子機器に対する接続状態と前記第2のコネクタの受信側電子機器に対する接続状態、及び前記第1のコネクタに直接又は間接的に接続される送信側電子機器の電源投入状態と前記第2のコネクタに直接又は間接的に接続される受信側電子機器の電源投入状態を検出する検出機構と、
    前記検出機構により、前記第1及び第2のコネクタの正常接続と、前記送信側電子機器の少なくとも一つの電源ONと前記受信側電子機器の少なくとも一つの電源ONの両方が検出された場合に、前記光送信部及び光受信部への電源供給を行う電源供給機構と、
    を具備してなることを特徴とする光電気ケーブル。
  3. 前記第1のコネクタがデータ送信機器に接続され、且つ前記第2のコネクタがデータ受信機器に接続されている場合にのみ、前記電源供給機構による前記光送信部及び前記光受信部への電源供給を許可することを特徴とする請求項2記載の光電気ケーブル。
  4. データ送信機器とデータ受信機器との間に少なくとも一つのデータ中継機器が存在し、隣接する各機器間が請求項2記載の光電気ケーブルでそれぞれ接続された光電気ケーブル接続機器であって、
    前記光電気ケーブルの各機器に対する正常接続と、前記データ送信機器と前記データ受信機器の両方の電源ONが検出された場合に、前記データ中継機器に接続された光電気ケーブルの光受信部及び光送信部の電源を前記データ送信機器及び前記データ受信機器から供給してデータリンクを動作可能にすることを特徴とする光電気ケーブル接続機器。
  5. 前記データ中継機器の電源がオフの場合に、前記光電気ケーブルの電源ラインと前記データ中継機器の電源供給ラインとを遮断することを特徴とする請求項4記載の光電気ケーブル接続機器。
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