NGN问题理解及其发展策略思考（上）

2019-11-03 19:26:28

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供稿：网友

陈如明

　　摘要-----本文从ＮＧＮ问题的产生背景、框架目标出发, 论述ＮＧＮ目标网络演进融合的阶段性与集合性, 及其务实发展策略思考。

　　关键词：ＧＩＩ, ＮＧＮ ,３Ｇ／３Ｇ演进, ＮＧＢＷ；目标网络, 阶段性, 集合性；安全性、ＩＰ－ＱｏＳ ,智能网管、可赢利商业模式；软交换, ＩＰｖ６,网格计算, 开放网格业务,（Ｇ）ＭＰＬ（λ）Ｓ。

　　１. 引言

　　NGN（下一代网络）是目前通信业界关注和探讨的一个热点话题，人们希望通过NGN来解决目前各类网络中的许多问题，如网络安全问题、QoS问题、网络融合、前后向兼容平滑演进、建立增加ＡＲＰＵ及纯利润率（ＡＰＰＵ）与有效的多业务增值的可赢利商业模式, 等。从2003年下半年至2004年初ITU-SG13研究组对此进行了不少标准化工作推进，明确了一些问题，取得不少进展，特别是2004年1月和2月又召开了NGN课题报告人联合会议和研究组全会，推出了12个NGN标准草案，对NGN的研究方向、框架体系、业务需求、网络功能、互联互通、服务质量、移动性管理、可管理的ip网络和NGN演进融合方式等各个方面提出总体要求，为世界各国的通信运营商和设备制造商提供网络发展和产品研发的思路和依据。诸如在NGN的功能特性建议草案（Y.NGN-Overview）中对NGN的基本定义、特征能力、宏观目标的描述，确定了从NGN通用框架模型至NGN中服务与网络的互操作及NGN的编号、命名与寻址等十一项研究领域，在NGN业务要求（Y.NGN-SRQ）、NGN的功能框架要求（ Y.NGN-FRA）、NGN的移动性管理（Y.NGN－MOB）、NGN的可管理IP网络框架（Y.NGN－MAN）、NGN基于IP网络的QoS要求的三个草案建议(QoS的总体架构Y.qosar、端到端QoS架构要求Y.e2eqos、和以太网接入QoS 架构要求Y.123.qos) 进一步深入展开工作、NGN的演进(Y.MIG) 以及NGN网络一些融合方案的较具体考虑等均取得了明显推进。但客观说来, NGN依然存在不少问题和困惑，包括其统一而明确有效的定义，其基本结构，其阶段目标与长远目标，其具体实施策略等, 国际上一些电信标准化组织和论坛对此看法亦不尽相同，甚至分歧依然相当大，不对这些问题统一基本思想或求得基本共识，或至少在指定时期内确立好国家及单位自身对此的基本共识，将直接影响下一代电信网NGTN、下一代INTERNET网NGI及下一代宽带无线NGBW等发展策略的确定和具体积极、性理、务实的实施与推进。应该指出，ＩＴＵ－Ｔ的上述一些推进，包括ＮＧＮ的基本定义在内，是在很不容易、甚至经过剧烈的争议与辩论后才取得的，因此难免带有一定调和折衷的痕迹，尤其是对ＩＴＵ这一组织，这属惯例，可以理解；我们亦确信，随着ＩＴＵ－Ｔ　ＳＧ１３研究组在新的研究期中将拟更名为ＩＴＵ－Ｔ　ＮＧＮ研究组, 这充分显示出推进ＮＧＮ的决心，以及随着ＮＧＮ的实际推进，并从上述ＩＴＵ标准化进展确定的一些阶段性务实演进融合提案可体会到，一定会一步步真正使ＮＧＮ朝实现ＧＩＩ的较理想目标装备推进，但这必然是一个漫长的、逐步完善的过程，必须充分集思广益、博采众长、积极创新，才能逐步满意地实现ＮＧＮ的阶段目标与长远目标。

　　另一方面，随着软交换技术、分布智能控制技术、中间件技术、ＩＰｖ６及ＴＣＰ／ＵＤＰ改进、ＳＩＰ、（Ｇ）ＭＰＬＳ等协议及软件无线电技术等一系列有效的软件工程技术的诞生与改进，无论是有线网或无线网，固定网及移动网均可采用分层、分面，及全开放模式，基于独立的模块化结构，实施业务驱动，使业务、呼叫控制、承载完全分离，实施有效与逐步愈来愈完善的自适应资源管理，从而以优良的性能价格比、兼顾好前后向兼容的过渡模式，平滑地由电路型向新的以分组型式，特别是以新的IP为基础的网络演进，这些技术可望成为较现实的新一代网络向NGN目标、阶段地务实推进的重要支撑, 在ＮＧＮ演进发展中发挥其卓越作用。

　　但是，ＮＧＮ在阶段务实发展的同时，确立好其目标框架及目标定义及其与分阶段实施的关系看来至关重要，否则，现实情将可能产生一系列弊端，诸如，如何避免滥用ＮＧＮ这一名词以防制造泡沫, ＮＧＮ是否仅为实现目前的ＰＳＴＮ与ＩＮＴＥＲＮＥＴ适当融合改进的一种过渡阶段的名词而已，是不是所谓ＮＧＩ及ＮＧＴＮ及３Ｇ本质上就是平行发展的ＮＧＮ的同义词，是不是广电视频网络的发展毋需与ＮＧＮ瓜葛，是否三网融合目标比ＮＧＮ目标更远，是否一种目前独立或重叠发展的网络，比如ＮＧＩ，它的演进发展的更下一代ＮＮＧＩ，或有时称之为以网格服务加射频智能标识（ＲＦＩＤ）为基础的所谓大规模智能ＩＮＴＥＲＮＥＴ（ＬＳＩＮ）将更是超越ＮＧＮ的更新概念网络，而且，从ＮＧＮ的所谓“下一代”及“网络”语义观点看，网络本身必然始终演进，下一代之后还有下一代，到底是指哪一代, 不同网络的下一代均可有不同的含义与衡量，……如此等等，不一而足，深究起来，确实很易引起歧义理解,甚至混淆不堪，亦不利于ＮＧＮ的现实发展与长远目标实施。为此，本文即拟针对这一背景，结合我国国情，由ＮＧＮ问题的产生背景与必然性及其期望框架目标出发，以ＮＧＮ为目标网络, 并需有效务实地逐阶段实施的阶段性、及各子网按有总体目标驱动前提下向总目标网ＮＧＮ会聚的集合性为基点，重点论述对NGN一些有争议问题的个人看法, 供分析参考。

　　２. ＮＧＮ的产生背景与必然性

　　虽然尚未看到清楚地阐明何时、何地、由何人具体提议ＮＧＮ这一名词，但看来, 这是上世纪九十年代中后期的ＮＧＩ提法（１９９７年１０月１０日美国克林顿政府明确提出了下一代互联网行动计划ＮＧＩ）及ＩＴＵ－Ｔ与ＥＴＳＩ、ＩＥＴＦ相应工作的结晶。同时，尽管对ＮＧＮ的概念、定义、结构等最基本的问题尚未获得全球满意的统一见解，甚至还存在一些较尖锐的分歧，但ＮＧＮ的背景与必然性看来是很明显的------

　　A . 20世纪末期，对无缝隙覆盖全球个人多媒体通信的需求驱动了GII的讨论和建设热潮，基于TCP/IP协议的Internet技术由Ｅ-mail和VoIP应用切入，随后Internet／Intranet、WWW飞速发展，在全球快速普及，广受欢迎，人们普遍认同这可能是未来GII的一个发展方向。

　　B. 随着数字传输技术、数字信号处理技术及高级软件工程技术的进展，对于一向令人头疼、处于低效率运作结构状态的三网分立的局面，人们普遍认同IP协议可望成为三网融合的基础，再借助一系列新技术有可能逐步实现三网的融合，而IP协议亦有可能成为固定与移动通信融合的粘接剂，这对未来全球个人通信及GII实施至关重要。

　　C. 但Internet设计的初衷主要是考虑军事应用及提高抗干扰能力，这是以牺牲网络带宽为代价的，其网络结构及协议也存在一系列问题, 为非面向连接及尽力而为（ＢＥ，Ｂｅｓｔ　Ｅｆｆｏｒｔｓ）方式，亦未顾及移动漫游个性化要求，其商用实施中暴露出的安全性、ＱｏＳ、网络智能管理、赢利商业模式等多方面头痛的问题使ＩＮＴＥＲＮＥＴ的ＮＧＮ２／ＮＧＩ的发展亦面临严峻的挑战，但目前又无法找到一种更好的网络结构，因此现实的做法理应是集思广益、博采众长，吸收各种新概念、新思路及新技术，使之尽快满足市场需求，并创造新的增值效益。

　　D.“.COM泡沫”的破灭、“宽带泡沫”的疑问、３Ｇ发展的迷茫、传统电信业务盈利下滑等多种因素强烈驱动传统运营业与制造商亦急需寻找出一种能平滑演进、灵活剪材与适应市场用户需求的新一代网络结构与多业务增长途径。20世纪80年代ＰＣ机控制软件与计算硬件分离，形成充分开放的多厂商竞争环境，从而最终推动整个计算机业的繁荣与发展，促使人们认真思考未来网络的发展是否亦应走这类道路。

　　E. 随着软交换技术及软件无线电等技术的诞生与改进，无论是有线网或无线网，均可采用分层、分面及全开放模式，基于独立的模块化结构，实施业务驱动，使业务、呼叫控制、承载完全分离，从而以优良的性能价格比、兼顾好前后向兼容的过渡方式，平滑地向新的以IP为基础的网络演进，这些技术可望成为较现实的新一代网络即所谓NGN的核心支撑技术。尽快统一相应全球标准，并与原先提出的GII这一目标的实施, 进行协调与融合已成为相关组织（如ITU-T/R、ETSI、IETF、3GPP、3GPP2、ISC、TINA等）的共同愿望，而且谁都希望在NGN问题的讨论中捍卫自已的基本立场、观点与发言权。

　　因此，尽管NGN问题在概念、定义、结构等基本方面均有明显含混不清及不同理解情况下，依然成为全球各大标准组织、运营者、制造商、研究开发部门和政府相关部门共同关注的热点, 并在加紧探索各种务实发展的途径, 无论对固定、移动均属如此。

　　３. ＮＧＮ的概念、定义与框架目标问题

　　涉及ＮＧＮ的概念与定义问题，ＥＴＳＩ首先作了一定的阐明。ＥＴＳＩ定义ＮＧＮ是一种规范和部署网络的概念，通过使用分层、分面和开放接口方式给业务提供者和运营商提供一个平台，借助此平台逐步演进，从而生成、部署和管理各种新业务。而且，ETSI还认为NGN支持终端特征方面既支持现有终端，又可支持未来的“NGN感知”（NGN Aware）终端。

　　进而ITU-T第13研究组2004年2月会议经过激烈的辩论，给出了NGN的基本定义为：NGN是基于分组的网络，能够提供电信业务；利用多种宽带能力和QoS保证的传送技术；其业务相关功能与其传送技术相独立。NGN使用户可以自由接入到不同的业务提供商；NGN支持通用移动性。

　　在此基础上，ITU-T再辅以对ＮＧＮ的特征、能力、宏观目标及研究领域等一系列延伸描述，以进一步加固对此定义的延伸理介。指出其基本特征为基于分组传送；控制功能与承载能力、呼叫/会话、应用/服务分离；业务提供与网络分离；并提供开放接口；支持广泛的业务，包括实时、流媒体业务、非实时和多媒体业务；具有端到端QoS和透明的传输能力；通过开放接口与传统网络互通；具有通用移动性；允许用户自由地接入不同业务提供商；支持多样标识体系，并能将其解析为IP地址以用于IP网络路由；同一业务具有统一的业务特性；融合固定与移动业务；业务功能独立于底层传送技术；适应所有管理要求，如应急通信、安全性和私密性等要求。NGN的能力为具有业务开发、布署和管理各种业务的能力；业务和网络的分离，使得网络和业务可以独立发展演进；各功能实体分布在现有或新网络之中，具有与现有网络互通的能力；支持现有的和NGN新增的多种终端；提供对现有语音业务向NGN的过渡中关键技术的支持；支持通用移动性，具有用户接入的无关性和业务使用的一致性特点；同时描述NGN政策层面在内的宏观目标为推动公平竞争, 鼓励私有投资；定义网络体系和能力框架以满足不同的电信管制要求；提供开放的网络接口，同时保证广泛的业务提供；推动公民平等机会及多元文化和语言，以及世界范围的广泛合作等。其研究内容为NGN通用框架模型，NGN的功能体系结构模型, 端到端的业务质量QoS，业务平台APIs，网络管理，安全性，广泛移动性，网络控制体系结构与协议，业务能力和业务体系结构,在NGN中业务与网络的互操作性，以及编号、命名与寻址等11个领域, 等等。

　　而且2003年ITU-T NGN Workshop会议上对涉及NGN的分组化传送和多（全）业务网络的理解为分组化具体体现为IP、MPLS、ATM及Ethernet；全业务网络包括电话和INTERNET接入业务、数据业务、视频流媒体业务、数字电视广播业务和移动业务。从而，NGN应是能提供各种多媒体业务的综合网络，支持固定和移动的融合、传统电信业务和广播业务的融合，是有线/无线网络元素、计算机系统、家庭外围设备、智能工具等组成的综合融合环境；NGN必须能折衷满足不用业务质量及物理接口的要求，在业务管理、网络管理、智能化、个性化服务方面均可提供完备的机制。

　　此外，对ＮＧＮ的网络层面模型亦作出了愈来愈简明清晰的描述，按所谓扁平化原则分为三个主要层面，即传输（接入）层（以光为基础的传输层，及接入层），分组为基础的网络（业务承载）层和ＡＰＩ及会话为基础的业务层。每一层均设置有用户平面、控制平面及管理平面。各层面还可细分为一些子层，例如传输层可主要有Ｌ１／Ｌ２／Ｌ３这下三层。在业务应用与网络层面间及其它层面相关位置不乏大量应用中间件。在演进融合阶段，与现有电路交换网络或其它网络间设置互工作功能件连接沟通，等。

　　IP和Internet研究的权威机构——IETF无疑积极支持自身一向创导的TCP/IP协议及其演进更新，支持MPLS及Ethernet，对现有Internet及IP协议的缺陷与不足亦已有足够的认识，曾在其年会提出过主题“因特网的十字路口”，列举了Internet下一步发展面临的十大技术问题：身份识别技术，保护IPR技术，保护个人隐私技术，新一代Internet通信协议IPv6技术，下一代Internet结构的网格(Grid)技术，无线Internet技术，传统电话网与Internet融合的技术，更有效地在网上传输的视频技术，防止垃圾邮件的过滤技术及网络安全技术。如果无法在网络安全、个人隐私及IPR保护方面取得突破，Internet将无法成为一种真正可信的商业工具，等。当然，IETF相信，在采取一系列有效措施后，如改进IP协议，改进TCP/UDP协议、缩短路由及传输时延，提高传输效率及质量，实施有效的全球大容量移动扩展、访问与漫游，提高网络安全性及改进网络管理能力等，新的IP网能担当起NGN重任。另一方面，虽些NGN是在NGI概念基础上提出的，但有一些介入INTERNET较深的人士还表达了一些INTERNET发展与现有NGN概念不一致的看法，这多半基于未来网络发展应基于个性化、个体化（包括计及射频识别器件RFID的物件个体标识导致“机对机”（M2M）广域、广量无缝覆盖通信）及以业务、应用为市场驱动和网格技术和开放网格业务技术为技术支撑的所谓未来大规模INTERNET网LSIN及所谓面向连接的以内容交换为主体的INTERNET网CSN等。

　　ITU-R 3G/ 3GPP / 3GPP2 倡导２Ｇ→２.５Ｇ→２.７５Ｇ→３Ｇ→３Ｇ＋→４Ｇ演进策略，甚至集成或融合802.xy技术（802.11x、802.15x、802.16x、802.20x、802.21x等）技术以3G为中心进行3G演进，２.５Ｇ已开始实际实施，３Ｇ开始商用化启动，４Ｇ的概念启动工作已开始。未来各种宽带无线手段，包括宽带地面固定无线接入、宽带卫星接入及自由空间光（ＦＳＯ）宽带接入等将通过相应中间适配层融合于４Ｇ IP核心平台上联合工作，并逐步实现从接入至核心网络平台的所谓全IP运作。因此，３Ｇ网络的演进策略已明确定位于以IP协议为基础的网络甚至未来全IP结构，软交换、软件无线电、智能天线、时空多维处理以及移动IPｖ６等将成为其重要技术支撑。由于以移动及个人通信为主要目标的ITU-R 3G/ 3GPP / 3GPP2及IEEE 802.xy的具体演进轨迹相当清晰，包括其务实演进策略及目标走向，诸如TDM//FR/ATM的过渡应用，与IP核心网过渡连接的分组语音网关及分组数据网关设置，以及核心网多业务网络层面采用多协议标签交换MPLS技术，这样可充分发挥IP多业务接入优势及MPLS多协议处理特性使其具备跨越多种媒体网络的能力，为大容量网络提供统一控制机制及灵活的可扩展性，能在网络速度、路由、流量工程、QoS管理、VPN及可扩展潜力等方面满足移动高速多媒体业务要求。同时，3GPP的“IMS”这一IP多媒体会话域与3GPP2的“MMD”这一全IP网络结构的多媒体域在全IP结构含义上进行融合；而当进入3G演进业务成熟的高带宽需求时可再向IP/Optical的Terabit IP核心网演进，并充分利用G M P L（λ）S/ M P L S于光层及IP层。因此，这一全IP演进轨迹较为清晰，目前未见较多质疑。

　　因此，总观全球，尽管虽尚未对NGN给出一个统一清晰的满意定义，但对一些基本点上已达成共识：NGN是基于分组交换的网络，且大多数人认为该分组交换应为基于IP协议；网络结构分层，各层间有开放的标准接口；业务承载网与业务网彼此分离；核心传送网为高带宽光传送网；网络具有满意的服务质量保证和合理的安全保证；网络是可维护、可运营的，并且是可赢利的多业务网络；网络应支持包括终端移动性和用户移动性在内的广泛移动性等。

　　领略了上述NGN的概念、定义、基本目标的研究发展状况后即可充分理解，NGN是代表向GII目标迈进的具体实施装备的未来网络发展方向，NGN的发展是一个由现有网络按NGN概念与框架要求逐步演进完善的长期过程，无论其规划研究及装备发展均要分阶段推进，正象欧盟目前执行的五年计划FP5中的NGN项目为NGNI，在2002年底确定的新的FP6中的NGN项目为NGN2010，比目前NGNI研究项目又向前推进了一大步，增加了涉及家庭网络、网管NM、AAA、数字视频广播DVB、卫星、技术经济性等诸多市场与实际发展需求的新内容。而且，各国政府与全球信息/通信业各大公司均结合自身实际情况将NGN技术的发展与掌握视为增强自身经济实力与竞争能力的重要途径。而回顾ＮＧＮ概念的提出, 正是ＩＰ技术的成功扩展普及同时暴露出诸多明显不足、三网融合对ＩＰ技术所寄予的期望、全球电信竞争的压力以及现代科技进步的综合产物，标志人们期望由ＮＧＮ的具体实施步骤逐步向ＧＩＩ这一理想目标迈进，亦标志着新一代网络时代应该到来。因此，从广义角度观察，应该说，ＮＧＮ是一种目标网络，这不是下一代ＩＮＴＥＲＮＥＴ网，亦不是下一代ＰＳＴＮ电话网及下一代电信网与下一代有线电视网及广播电视网，而是一代逐步由新的分组交换传送及ＩＰ协议为基础的有机融语音、视象、数据于一体的面貌全新的网络，它将真正使网络设施不受时间、空间和带宽的限制，充分实现网络个性化与个体化，使基于网络的虚拟世界与现实世界完美地融合，具有所谓接近零的网络时迟与优良的网络端到端ＱｏＳ性能，满意的网络与系统的可靠性与可用性，以及足以信赖的网络安全性，网络接入可达到普遍灵活、多样化、个性化的５Ｗ（５Ａ）方式的无缝隙宽带接入, 有跨协议、跨标准国际漫游能力, 以市场与业务驱动为导向，将呼叫控制与网络传送层及业务层完全分离, 可进行服务的快速布设与移植，可充分利用平台的分布性、开放性与标准性，积极调动运营商及第三方的天才与创造性，快速丰富业务种类与市场应用等等特征的一种理想化的网络,各类在ＮＧＮ概念导引下前向演进产生的新一代网络均为ＮＧＮ集合的子集。从而，对ＮＧＮ的技术层面的框架目标在目前阶段至少应该作如下较高目标的期待与展望：

　　＊采用分层、分面的全开放式的平台体系与标准接口，具有独立的模块化的结构；

　　＊基于统一协议的分组型网络架构；

　　＊以市场与业务驱动为导向，将呼叫控制与网络传送层及业务层完全分离；

　　＊能提供语音、数据及多媒体等综合业务，对各种业务提供有保证的端到端ＱｏＳ；

　　＊向用户能提供任意时间、任何地点与多样化的宽带无缝隙接入、并有足够的容量扩展潜力；

　　＊有适当等级的安全性；

　　＊足够的网络智能功能与端到端的智能网管能力；

　　＊有效的跨协议、跨标准国际漫游能力；

　　＊跨标准、跨业务运营商、跨市场的网络互联互通能力；

　　＊服务的快速布设与可移植性，可充分利用平台的分布性、开放性与标准性，积极调动运营商及第三方的天才与创造性，快速丰富业务种类与市场应用模式；

　　＊网络结构前后向兼容、保护投资与有利赢利、允许平滑演进，促使电信网、计算机网及广播电视网的三网真正融合，等。

　　显然，按上述框架目标实施的ＮＧＮ决不可能轻而易举地一步到位，必然是一个分阶段积极稳妥、科学求实地一步步向ＧＩＩ演进发展的迈长征途。因此从定义至实施策略看，制定明确、科学、稳健的长远性及各阶段性的ＮＧＮ务实发展步骤依十分必要。应该说，从现今至今后五到十五年左右，ＮＧＮ依然处在其初始发展阶段，在此阶段中应较好地解决启动问题与迈好坚定成功的第一步。一方面需要较满意地完成ＮＧＮ的确切定义、基本框架目标、阶段实施途径等基本标准化工作；同时ＮＧＮ的三大组成部分即下一代因特网（ＮＧＩ）、下一代电信网（ＮＧＴＮ）、下一代移动网（ＮＧＭＮ）均按自身发展基础为起点积极按ＮＧＮ基本概念、定义、目标要求制订与实施务实发展策略，并向长远有机融合迈进。例如，ＮＧＩ以引入ＩＰｖ６及网格技术与业务为中心，同时改进ＴＣＰ／ＵＤＰ等一系列相关协议使ＮＧＩ在未来宽带多媒体、多业务时代首先能体现真正可管理、可赢利；ＮＧＴＮ以软交换等技术为核心试验探索及启动实施基于ＴＤＭ的电路型的ＰＳＴＮ语音网络和基于ＡＴＭ／ＩＰ分组型的网络向初级ＮＧＮ网络的融合演进，使ＮＧＮ概念期望的低建设成本、低运营花费、高创收机遇、有效的前后向兼容平滑演进及紧密用户关系与有利发挥用户积极性和创造性等优点能具体有所体现并初显芒锋；ＮＧＭＮ以３Ｇ及３Ｇ演进为中心，并有机融合８０２.ｘｙ，包括终端、业务与应用在内，制订与２.５Ｇ有差异化的务实发展策略与商业模式，特别是Ｗ　ＣＤＭＡ,在这些方面能取得较快的长足进展，由ＧＰＲＳ向Ｗ　ＣＤＭＡ　Ｒ９９／Ｒ４、再向Ｒ５／Ｒ６／Ｒ７有效推进，有效实现向ＮＧＮ概念及目标迈进的全ＩＰ的ＮＧＭＮ。在核心网及城域边际网支撑平台方面，一方面应充分调动与挖掘既有资源潜力，并有计划、有步骤向ＮＧＮ目标方向的可有效运营的（Ｇ）ＭＰＬ（λ）Ｓ技术支持的超高带宽容量的（全）光网络核心平台及ＭＳＴＰ多业务传送平台平滑演进，充分增强其ＭＰＬＳ　ＶＰＮ及ＩＰ－ＱｏＳ的运作能力。广播电视网将规则政策及意识形态层面因素与新一代网络发展建设需求有机协调并适当分离实施，使广播电视网络按ＮＧＮ框架目标逐步向三网有机融合方向迈进。应该说，这些起始步骤是检验ＮＧＮ能否成功有效而迈出的最重要的第一步。

　　
摘自　网络通信产品商贸网

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