JPH05235873A - 特に光ファイバによる双方向伝送システム - Google Patents

特に光ファイバによる双方向伝送システム

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JPH05235873A
JPH05235873A JP4265080A JP26508092A JPH05235873A JP H05235873 A JPH05235873 A JP H05235873A JP 4265080 A JP4265080 A JP 4265080A JP 26508092 A JP26508092 A JP 26508092A JP H05235873 A JPH05235873 A JP H05235873A
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JP
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transmission
modulation
terminal
user terminal
optical
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JP4265080A
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Philippe Perrier
フイリツプ・ペリエ
Gautheron Olivier
オリビエ・ゴテロン
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Alcatel CIT SA
Nokia Inc
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Alcatel CIT SA
Nokia Inc
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B10/00Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/25Arrangements specific to fibre transmission
    • H04B10/2587Arrangements specific to fibre transmission using a single light source for multiple stations

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Optical Communication System (AREA)
  • Devices For Conveying Motion By Means Of Endless Flexible Members (AREA)
  • Motorcycle And Bicycle Frame (AREA)
  • Gyroscopes (AREA)
  • Light Guides In General And Applications Therefor (AREA)
  • Bidirectional Digital Transmission (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ソース端末に配置された光源から発生した単
一搬送波によってソース端末と呼ばれる端末とユーザ端
末と呼ばれる端末との間で2方向に伝送するための、特
に光ファイバによる双方向伝送システムを提供する。 【構成】 システムは、各伝送方向毎に前記搬送波のパ
ラメータの1つを変調する手段を含み、前記パラメータ
が2方向で異なっていること、唯一の例外としてパラメ
ータが強度のときには2方向で同じでもよいこと、すべ
ての場合に、ソース端末からユーザ端末に向かう所謂下
り方向伝送のために行なわれる第1の変調が強度変調で
あるときには、ユーザ端末からソース端末に向かう所謂
上り方向伝送のために第2の強度変調を行なうパワーを
常時残しておくように第1の変調率を十分小さくすると
いう条件が必要であることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、2つの伝送方向に単一
搬送波で伝送する特に光ファイバによる双方向伝送シス
テムに関する。
【0002】より詳細には本発明は、特に光ファイバリ
ンクにおいて、端末装置の1つ、所謂ユーザ端末をでき
るだけ簡単な構造にする必要があるとき、特に光波のよ
うな搬送波の発生源を含まないようにする必要があると
きに、光ファイバリンクの2つの端末装置間で双方向伝
送を行なうために有用である。
【0003】
【従来の技術】この種のユーザ端末の例としては、電話
網のような電気通信網の加入者端末、特に光通信の分野
における電話網に接続された加入者端末がある。以下の
記載では特にこの用途に関して考察する。
【0004】加入者端末と電話網の分局との間で光ファ
イバによってこのような双方向伝送を行なうためにいく
つかの技術が既に提案されている。
【0005】以下に挙げた技術の各々においては、特に
多重化によって加入者全体が同一リンクを介して分局に
接続されている場合でも、(加入者と分局との間の)唯
1つのリンクだけを考察すればよい。
【0006】第1の技術を図1に基づいて説明する。
【0007】この技術では、分局CLと加入者端末TA
とが2つの光ファイバによって接続され、分局から加入
者への(即ち下り方向の)情報の伝送はファイバf1
よって行なわれる。加入者から分局への(即ち上り方向
の)情報の伝送に使用されるファイバf2とファイバf1
とは異なるファイバから成る。
【0008】この第1の技術の欠点は、すべての伝送装
置が2つずつ(各々が光源を夫々含む2つの光送信器
S′1、S′2と2つの光ファイバf1、f2と2つの光受
信器D′1、D′2)必要なこと、及び、加入者端末に光
源が存在することである。
【0009】図2に示す第2の技術は、文献「IEEE
Global Telecommunication
s Conference、paper 48.1、p
p.1569〜1573、1988に収載のS.S.W
agner、H.L.Lemberg、H.Kobri
nski、L.S.Smoot及びT.J.Robeの
論文、「波長分割多重化を使用する受動光ループアーキ
テクチャ」に記載されており、単一光ファイバf1を用
いて分局CLと加入者端末TAとの間の双方向伝送を行
なうために、光ファイバの広い通過帯域を使用する技術
である。2つの伝送方向を弁別するために、分局及び加
入者端末の夫々に光送信器S′1、S′2と光受信器D′
1、D′2に加えて光結合器C′1、C′2が必要である。
1つの呼(communication)に2つの波
長、即ち下り方向にはλd、上り方向にはλmが割り当
てられる。しかしながら光の性質を利用して、2つの伝
送方向に同じ波長を使用することが可能である。このこ
とは、例えば文献、Electronics Lett
ers、Vol.20、No.18、pp.722〜7
23、1984に収載のA.P.McDonna、D.
J.McCartney及びD.B.Mortimor
eの論文、「光結合器を用いた敷設単一モードファイバ
の31kmにわたる1.3μm双方向光伝送」に記載さ
れている。この種の技術の主な欠点は、加入者端末に光
源が存在することである。
【0010】この第2の技術の所謂「ピンポン」型変形
では、いくつかの時間間隔を上り方向の伝送に割当て、
残りの時間間隔を下り方向の伝送に割当てる。しかしな
がら、上記の欠点に加えて以下のごときいくつかの欠点
がみられる。
【0011】−2方向の同時伝送が可能でない。
【0012】−分局と加入者との間の伝播時間を考慮し
て伝送時間を同期させる必要がある。
【0013】前記のごとく、ユーザ端末で発生した光搬
送波を使用するシステムは加入者接続システムとして特
に魅力のある技術ではない。それは主として以下の2つ
の理由による。
【0014】−上り方向の伝送に割当てられた波長は、
下り方向の伝送に使用される波長と異なっているか否か
にかかわりなく、別の呼との干渉を最小にするように制
御される必要がある。
【0015】加入者が互いに遠隔に離間しており且つ分
局からも遠隔に離間しているので波長の安定性を保障す
るために必要な制御を行なうことが難しい。
【0016】−上り方向の伝送のために特定の波長を使
用するので、各加入者が異なる送信装置(光源を含む)
を有する必要があり、更に、この送信装置が分局の受信
装置とコンパチブルでなければならない。
【0017】例えば文献Electronics Le
tters、Vol.23、No.18、pp.943
〜944、1987に収載のH.Kobrinski
&S.S.Chengの論文、「加入者ループ内のレー
ザパワー共用」に記載されたような加入者端末の光源を
削除し得る技術を図3に示す。
【0018】前記の技術と同様に、分局から出た情報
d′1は、光源を含む送信器S′1内で該光源から発生し
た波長λdの光搬送波の変調によって加入者に伝送され
る。上り方向の伝送のためには、分局に配置された別の
光源S″1が同じファイバf′によってλdとは異なる
波長λmの搬送波を加入者に伝送する。加入者はこの光
搬送波を、変調器M′2のバイアスによって送信すべき
情報d′2で変調する。変調されたこの搬送波は同じ波
長λmであるが、(返送される波であるから)λmrと
して示す。この場合には搬送波λmrは同じファイバに
よって分局に返送される。
【0019】この技術に基づくシステムにおいては、加
入者端末に光源が存在しないので、回線網の全部の加入
者間で波長制御の必要性が削除される。分局における光
源制御の必要性は残る。しかしながら、全部の光源が分
局に存在しているので、光源制御は容易である。しかし
ながらこの種のシステムの欠点は、分局において1つで
なく2つの光源が必要なことである。
【0020】単一光搬送波を使用するこの技術の変形
は、例えば文献、Electronics Lette
rs、Vol.22、No.10、pp.526〜52
9、1986に収載のT.H.Wood、E.C.Ca
rr、B.L.Kasper、R.A.Linke、
C.A.Burus、K.L.Walkerの論文、
「多重量子井戸(MQW)変調器/検出器を用いた双方
向ファイバ光伝送」に記載されている。この変形では、
加入者端末において変調及び検出が同一素子で行なわれ
る。しかしながらこの素子は変調器と検出器との機能を
同時に実行することができないので、上り方向の伝送と
下り方向の伝送とを同時に行なうことができない。
【0021】例えば文献「Conference on
Optical Fiber Communicat
ion」(Atlanta、Georgia、USA、
1986年2月24〜26日)、Technical
Digest、paperMH4、pp14〜15、
P.J.Duthie、M.J.Wale、J.Han
key、M.J.Goodwin、W.J.Stewa
rt、I.Bennion及びA.C.Carterの
論文、「単一光源を使用する同時双方向ファイバ光伝
送」に記載されたような、加入者と分局との間で光信号
を単一光搬送波によって同時に双方向伝送し得る技術を
図4に示す。
【0022】ここでは、分局に配置されており送信器
S′1に内包された単一光源が分局と加入者端末との間
の同時双方向伝送を行なうために使用される。下り方向
伝送のためには、該光源から発生された搬送波が振幅変
調され、その結果として得られた光信号がファイバf′
で伝送され、結合器C′2によってサンプリングされた
対応する光束の一部が加入者端末の受信器D′2によっ
て検出される。上り方向伝送のためには、下り方向伝送
に使用された光束の非検出部分が利用され、結合器C′
2から出た該部分に加入者の信号d′2が方向性結合器型
の変調器M′2によって重畳される。得られた光搬送波
はミラーによって反射され、同じ波長λ′であるが(反
射されたので)波長λ′rで示す波長で同じファイバ
f′によって分局に伝送される。
【0023】しかしながら、加入者によって送出された
信号d′2を分局で再生できるようにするためには、上
り方向の伝送速度を下り方向の伝送速度よりも小さい値
に選択しなければならない。
【0024】従ってこの技術は特に、2方向に同じ伝送
速度で情報を伝送するために使用することはできない。
この技術の別の欠点は、ディジタル伝送される情報の場
合、加入者が伝送できない(即ち加入者が光束を受容し
ない)長い0信号列が生じないように下り方向の情報を
符号化する必要がある。
【0025】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は特に、
2方向に同時伝送でき且つ前記欠点が解消された単一搬
搬送波による双方向伝送システムを提供することであ
る。
【0026】
【課題を解決するための手段】本発明は、ソース端末に
配置された光源から発生した2方向伝送用の単一搬送波
によってソース端末と呼ばれる端末とユーザ端末と呼ば
れる端末との間で伝送するための、特に光ファイバによ
る双方向伝送システムを提供する。本発明の本質的な特
徴は、システムが更に、各伝送方向毎に前記搬送波のパ
ラメータの1つを変調する手段を含み、前記パラメータ
が2方向で異なっていること、唯一の例外としてパラメ
ータが強度のときには2方向で同じでもよいこと、すべ
ての場合に、ソース端末から別の端末即ちユーザ端末に
向かって伝送するために行なう第1の変調が強度変調で
あるときには、ユーザ端末からソース端末に向かって伝
送するために第2の変調を行なうパワーを常時残してお
くように第1の変調率を十分小さくするという条件が必
要なことである。
【0027】
【実施例】本発明の別の目的及び特徴は、添付図面に示
す実施例に基づく以下の記載より明らかであろう。
【0028】本発明の第1実施例によれば、光搬送波を
供給する光源を含むソース端末とユーザ端末との間で行
なわれる単一光搬送波による同時双方向伝送は、2方向
伝送、即ち(ソース端末からユーザ端末へ向かう)下り
方向伝送及び(ユーザ端末からソース端末へ向かう)上
り方向伝送のために該搬送波の強度を変調することによ
って可能になる。下り方向伝送のための強度変調は、0
から比較的遠い低レベルPbと高レベルPhとの間で行
なわれ、上り方向伝送のための強度変調は、0に近いレ
ベルP0とレベルPbとの間、即ち、光源から送出され
下り方向伝送のために変調されなかった光パワーの変調
が行なわれる。
【0029】下り方向伝送のための強度変調は例えば、
前記搬送波の強度の直接変調である。
【0030】直接変調によってこのような光信号を発生
させる方法を図6に示す。図6の一部分は、レーザーダ
イオードのような光源の出力光パワーの特性値の概略図
を制御電流iの関数として示しており、図6の残りの部
分は出力光パワーの時間図を、信号列10010101
00111010に対応するディジタル形制御電流を用
い、且つ上記に定義したようなレベルPbとPhとの間
の変調を与えた場合について示している。
【0031】図5に示すように、この第1実施例のソー
ス端末装置は、−波長λで発光するレーザーダイオード
のような光源を含み、下り方向に伝送するための強度変
調信号d1、この場合には直接変調信号を与えるための
制御入力を備えた光送信器S1と、−上り方向に伝送さ
れる変調信号d2を検出するための光受信器D1と、−2
方向伝送のために単一光ファイバfを使用し、送信器S
1の出力、受信器D1の入力、ファイバfの末端に夫々接
続された3つのアクセスを有する受動結合器C1と、−
光送信器S1の出力をソース端末によって受容される光
束から保護する光アイソレータI1とを含む。
【0032】同じく図5に示すように、この第1実施例
のユーザ端末装置は、−2方向伝送のために単一ファイ
バを使用し得る第1の受動結合器C2と、−下り方向に
搬送されるメッセージd1がユーザ端末の光受信器D2
よって検出され得るように、受容した光搬送波の一部分
をサンプリングし得る第2の受動結合器C′2と、(光
搬送波の残りの部分は、ユーザ端末によって送出されべ
きメッセージd2によって変調され同じ波長λであるが
返送を示すために波長λrで示される波長でソース端末
に返送される)、−前記変調されるべき部分を結合器
C′2から受容し、且つユーザ端末によって送出される
べき情報d2に対応する強度変調制御信号を受信する強
度変調器型光電素子または半導体光増幅器のような変調
手段M2と、−変調器M2の出力をユーザ端末によって受
容される光束から保護する光アイソレータI2と、−下
り方向に伝送された信号を検出し、ソース端末から送出
された情報d1を再生する光受信器D2とを含む。
【0033】結合器C′2は、結合器C2のアクセスの1
つ即ち第2アクセスに接続された第1アクセスと、光受
信器D2に接続された第2アクセスと、上記のように変
調手段M2の入力に接続された第3アクセスとを備え
る。
【0034】アイソレータI2は、変調手段M2の出力に
接続されたアクセスと、結合器C2の第3アクセスに接
続されたアクセスとを備える。
【0035】結合器C2は更に、ファイバfの一端に接
続された第1アクセスを備える。
【0036】光受信器と変調器といくつかの受動光学素
子とから成るユーザ端末装置が比較的簡単な構造である
ことに注目されたい。
【0037】図5の点Aの光パワーの時間図、即ちこの
実施例ではユーザ端末の受信器D2に含まれた検出器に
よって受信される光パワーの時間図を示す図7Aから明
らかなように、この受信器の決定閾値sd2はレベルP
bとPhとの和の1/2に実質的に等しい値に設定され
るのが有利である。
【0038】図5の点Bの光パワーの時間図、即ちユー
ザ端末装置の送信変調器M2の出力の光パワーの時間図
を示す図7Bから明らかなように、ソース端末の受信器
1の決定閾値sd1はレベルP0とPbとの和の1/2
に実質的に等しい値に設定されるのが有利である。
【0039】本発明の第2の実施例では、単一光搬送波
による同時双方向伝送を行なうために、下り方向伝送に
CPFSK型周波数変調、即ち連続位相周波数偏移変調
を使用し、上り方向伝送に強度変調を使用している。
【0040】この実施例に対応するソース端末装置及び
ユーザ端末装置を図8に示す。図5の装置との違いは、
光送信器の制御入力が周波数変調信号を印加するための
制御入力であること、及び、受信器D″2が検出器
D″′2の手前にフィルタFを含むことである。実際、
FSK信号は通常はヘテロダイン検出によって復調され
る。しかしながら、図9に示すような形態の被変調信号
(変調信号は2進信号である)のパワーのスペクトルの
2つのピークの1つに位置合わせされた適当な通過帯域
を有する光フィルタは、FSK変調をASK変調(また
は強度変調)に変換し、直接検出によって信号を復調で
きるようにする。
【0041】図8の点Aの光パワーの時間図、即ちユー
ザ端末の受信器D″2によって受容される光パワーの時
間図を示す図10Aから明らかなように、この点Aの光
パワーは符号Pで示す一定レベルに維持される。
【0042】考察される周波数変調は例えば、2進信号
による変調である。この場合、得られる被変調信号のス
ペクトルは、図9に概略的に示すように、変調信号の値
1の情報信号ビットの場合が値0の情報ビットの場合に
得られたスペクトルに対して周波数偏移しているだけで
ある。図10Aにおいてはこれらの異なる情報ビット
が、各ビットの値に従って斜線領域または非斜線領域で
示されている。
【0043】ユーザ端末装置は、CPFSK変調された
光搬送波を受容し、この実施例では光パワーレベルP0
とPとの間の強度変調を行なう。従ってこの装置は、ソ
ース端末の光源によって送出された光パワー全部を変調
する。
【0044】ユーザ端末装置の変調器の出力の光パワー
の時間図、即ち図8の点Bの光パワーの時間図を図10
Bに示す。
【0045】この実施例によれば、受信器D1及びD″2
の閾値sd1及びsd2は図10Bに示すように等しい
値になり得る。
【0046】変調方法に関する上記の2つの実施例にお
いて、下り方向伝送で値0の長い情報ビット列が存在す
る場合、即ち伝送の不在の場合(ソース端末からユーザ
端末に伝送すべき情報がない場合)にも、加入者からソ
ース端末への伝送は妨害されないことに注目されたい。
【0047】また、変調方法に関する上記の実施例は完
全に非限定的な例であり、ソース端末によって供給され
る光搬送波の強度、周波数、位相、分極のような任意の
パラメータの変調が可能であることに注目されたい。但
し、パラメータが2つの伝送方向で異なっているいう条
件が必要なこと、唯一の例外として強度の場合には同じ
でもよいこと、すべての場合、例えばソース端末からユ
ーザ端末に伝送するために行なう第1の変調が強度変調
である場合、ユーザ端末からソース端末に伝送するため
の第2の強度変調を行なうパワーを常時残しておくよう
に第1の変調率を十分小さくするという条件が必要であ
ることに注目されたい。
【0048】更に、考察される変調の種類にかかわりな
く、使用される変調信号はディジタル信号またはアナロ
グ信号のいずれでもよいことに注目されたい。
【0049】また、ディジタル変調信号の場合には、第
2の変調を与える変調信号の伝送速度を第1の変調を与
える変調信号の伝送速度よりも小さくする必要がないこ
と、特に、双方の信号の伝送速度を等しくできることに
も注目されたい。
【図面の簡単な説明】
【図1】双方向伝送を行なうための第1の従来技術によ
るシステムの概略図である。
【図2】双方向伝送を行なうための第2の従来技術によ
るシステムの概略図である。
【図3】双方向伝送を行なうための第3の従来技術によ
るシステムの概略図である。
【図4】双方向伝送を行なうための第4の従来技術によ
るシステムの概略図である。
【図5】本発明の伝送システムの第1実施例の概略図で
ある。
【図6】第1実施例においてソース端末からユーザ端末
に伝送するために強度変調を使用し、レーザーダイオー
ドのような光源から発生した光搬送波の強度をディジタ
ル変調信号によって直接変調するメカニズムを示す説明
図である。
【図7A】第1実施例において、ユーザ端末によって受
信された光パワーの時間図である。
【図7B】第1実施例において、ユーザ端末によって再
送出された光パワーの時間図である。
【図8】本発明の伝送システムの第2実施例の概略図で
ある。
【図9】第2実施例においてソース端末からユーザ端末
に伝送するために周波数変調を使用し、周波数変調され
た信号のスペクトルの形状を示す概略図である。
【図10A】第2実施例において、ユーザ端末によって
受信された光パワーの時間図である。
【図10B】第2実施例において、ユーザ端末によって
再送出された光パワーの時間図である。
【符号の説明】
1 光送信器 D1、D2 光受信器 C1、C2、 受動結合器 I1、I2 光アイソレータ M2 変調手段 F フィルタ f 光ファイバ

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ソース端末に配置された光源から発生し
    た単一搬送波によってソース端末と呼ばれる端末とユー
    ザ端末と呼ばれる端末との間で2方向に伝送するため
    の、特に光ファイバによる双方向伝送システムであっ
    て、システムが更に、各伝送方向毎に前記搬送波のパラ
    メータの1つを変調する手段を含み、前記パラメータが
    2方向で異なっていること、唯一の例外としてパラメー
    タが強度のときには2方向で同じでもよいこと、すべて
    の場合に、ソース端末からユーザ端末に向かう所謂下り
    方向伝送のために行なわれる第1の変調が強度変調であ
    るときには、ユーザ端末からソース端末に向かう所謂上
    り方向伝送のために第2の強度変調を行なうパワーを常
    時残しておくように第1の変調率を十分小さくするとい
    う条件が必要であることを特徴とする特に光ファイバに
    よる双方向伝送システム。
  2. 【請求項2】 2方向伝送を同一媒体で行なうために1
    つの媒体を含むことを特徴とする請求項1に記載のシス
    テム。
  3. 【請求項3】 前記パラメータが、2つの伝送方向で強
    度であり、下り方向の伝送のための変調が0から比較的
    遠い低レベルPbと高レベルPhとの間で行なわれ、上
    り方向の伝送のための変調が0に近いレベルP0とレベ
    ルPbとの間で行なわれ、ユーザ端末の光受信器の決定
    閾値がレベルPbとPhとの和の1/2に実質的に等し
    い値に設定され、ソース端末の光受信器の決定閾値がレ
    ベルP0とPbとの和の1/2に実質的に等しい値に設
    定されることを特徴とする請求項1または2に記載のシ
    ステム。
  4. 【請求項4】 前記パラメータが下り方向で周波数、上
    り方向で強度であり、上り方向の伝送のための変調が0
    に近いレベルP0と下り方向の伝送のために得られる光
    パワーレベルPとの間で行なわれ、ソース端末の光受信
    器の決定閾値はレベルP0とPとの和の1/2に実質的
    に等しい値に設定されていることを特徴とする請求項1
    または2に記載のシステム。
  5. 【請求項5】 ユーザ端末の光受信器が更に、前記周波
    数変調を強度変調に変換する手段を含んでおり、ユーザ
    端末の光受信器の決定閾値がレベルP0とPとの和の1
    /2に実質的に等しい値に設定されていることを特徴と
    する請求項4に記載のシステム。
JP4265080A 1991-10-04 1992-10-02 特に光ファイバによる双方向伝送システム Pending JPH05235873A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR9112263A FR2682239B1 (fr) 1991-10-04 1991-10-04 Systeme de transmission bidirectionnelle, notamment par fibre optique, avec une porteuse unique pour les deux sens de transmission.
FR9112263 1991-10-04

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH05235873A true JPH05235873A (ja) 1993-09-10

Family

ID=9417615

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP4265080A Pending JPH05235873A (ja) 1991-10-04 1992-10-02 特に光ファイバによる双方向伝送システム

Country Status (10)

Country Link
US (1) US5408350A (ja)
EP (1) EP0541409B1 (ja)
JP (1) JPH05235873A (ja)
AT (1) ATE164713T1 (ja)
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