SDH（Synchronous Digital Hierarchy，同步數(shù)字體系），根據(jù)ITU-T的建議定義，是不同速度的數(shù)位信號的傳輸提供相應(yīng)等級的信息結(jié)構(gòu)，包括復(fù)用方法和映射方法，以及相關(guān)的同步方法組成的一個技術(shù)體制。

一、SDH的概念

SDH（Synchronous Digital Hierarchy，同步數(shù)字系列）光端機容量較大，一般是16E1到4032E1。 SDH是一種將復(fù)接、線路傳輸及交換功能融為一體、并由統(tǒng)一網(wǎng)管系統(tǒng)操作的綜合信息傳送網(wǎng)絡(luò)，是美國貝爾通信技術(shù)研究所提出來的同步光網(wǎng)絡(luò)（SONET）。國際電話電報咨詢委員會（CCITT）（現(xiàn)ITU-T）于1988年接受了SONET 概念并重新命名為SDH，使其成為不僅適用于光纖也適用于微波和衛(wèi)星傳輸?shù)耐ㄓ眉夹g(shù)體制。 它可實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)有效管理、實時業(yè)務(wù)監(jiān)控、動態(tài)網(wǎng)絡(luò)維護、不同廠商設(shè)備間的互通等多項功能，能大大提高網(wǎng)絡(luò)資源利用率、降低管理及維護費用、實現(xiàn)靈活可靠和高效的網(wǎng)絡(luò)運行與維護，因此是當(dāng)今世界信息領(lǐng)域在傳輸技術(shù)方面的發(fā)展和應(yīng)用的熱點，受到人們的廣泛重視。

二、SDH的產(chǎn)生背景

SDH技術(shù)的誕生有其必然性，隨著通信的發(fā)展，要求傳送的信息不僅是話音，還有文字、數(shù)據(jù)、圖像、SDH技術(shù)和視頻等。加之?dāng)?shù)字通信和計算機技術(shù)的發(fā)展，在70至80年代，陸續(xù)出現(xiàn)了T1(DS1)／E1載波系統(tǒng)(1.544／2.048Mbps)、X.25幀中繼、ISDN(綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)) 和FDDI(光纖分布式數(shù)據(jù)接口)等多種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。隨著信息社會的到來，人們希望現(xiàn)代信息傳輸網(wǎng)絡(luò)能快速、經(jīng)濟、有效地提供各種電路和業(yè)務(wù)，而上述網(wǎng)絡(luò)技術(shù)由于其業(yè)務(wù)的單調(diào)性，擴展的復(fù)雜性，帶寬的局限性，僅在原有框架內(nèi)修改或完善已無濟于事。SDH就是在這種背景下發(fā)展起來的。在各種寬帶光纖接入網(wǎng)技術(shù)中，采用了SDH技術(shù)的接入網(wǎng)系統(tǒng)是應(yīng)用最普遍的。SDH的誕生解決了由于入戶媒質(zhì)的帶寬限制而跟不上骨干網(wǎng)和用戶業(yè)務(wù)需求的發(fā)展,而產(chǎn)生了用戶與核心網(wǎng)之間的接入"瓶頸"的問題，同時提高了傳輸網(wǎng)上大量帶寬的利用率。SDH技術(shù)自從90年代引入以來，至今已經(jīng)是一種成熟、標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)，在骨干網(wǎng)中被廣泛采用，且價格越來越低，在接入網(wǎng)中應(yīng)用可以將SDH技術(shù)在核心網(wǎng)中的巨大帶寬優(yōu)勢和技術(shù)優(yōu)勢帶入接入網(wǎng)領(lǐng)域，充分利用SDH同步復(fù)用、標(biāo)準(zhǔn)化的光接口、強大的網(wǎng)管能力、靈活網(wǎng)絡(luò)拓撲能力和高可靠性帶來好處，在接入網(wǎng)的建設(shè)發(fā)展中長期受益。

三、SDH的基本傳輸原理

SDH采用的信息結(jié)構(gòu)等級稱為同步傳送模塊STM－N（Synchronous Transport，N=1，4， 16，64），最基本的模塊為STM－1，四個STM－1同步復(fù)用構(gòu)成STM－4，16個STM－1或四個 STM－4同步復(fù)用構(gòu)成STM－16；SDH采用塊狀的幀結(jié)構(gòu)來承載信息，每幀由縱向9行和橫向 270×N列字節(jié)組成，每個字節(jié)含8bit，整個幀結(jié)構(gòu)分成段開銷（Section OverHead，SOH）區(qū)、STM－N凈負荷區(qū)和管理單元指針（AU PTR）區(qū)三個區(qū)域，其中段開銷區(qū)主要用于網(wǎng)絡(luò)的運行、管理、維護及指配以保證信息能夠正常靈活地傳送，它又分為再生段開銷（Rege nerator Section OverHead，RSOH）和復(fù)用段開銷（Multiplex Section OverHead， MSOH）；凈負荷區(qū)用于存放真正用于信息業(yè)務(wù)的比特和少量的用于通道維護管理的通道開銷字節(jié)；管理單元指針用來指示凈負荷區(qū)內(nèi)的信息首字節(jié)在STM－N幀內(nèi)的準(zhǔn)確位置以便接收時能正確分離凈負荷。SDH的幀傳輸時按由左到右、由上到下的順序排成串型碼流依次傳輸，每幀傳輸時間為125μs，每秒傳輸1／125×1000000幀，對STM－1而言每幀字節(jié)為8bit×（9×270×1）=19440bit，則STM－1的傳輸速率為19440×8000=155.520Mbit／s；而STM－4的傳輸速率為4×155.520Mbit／s=622.080Mbit／s；STM－16的傳輸速率為16×155.520（或4×622.080）=2488.320Mbit／s。

SDH傳輸業(yè)務(wù)信號時各種業(yè)務(wù)信號要進入SDH的幀都要經(jīng)過映射、定位和復(fù)用三個步驟：映射是將各種速率的信號先經(jīng)過碼速調(diào)整裝入相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)容器（C），再加入通道開銷 （POH）形成虛容器（VC）的過程，幀相位發(fā)生偏差稱為幀偏移；定位即是將幀偏移信息收進支路單元（TU）或管理單元（AU）的過程，它通過支路單元指針（TU PTR）或管理單元指針（AU PTR）的功能來實現(xiàn)；復(fù)用則是將多個低價通道層信號通過碼速調(diào)整使之進入高價通道或?qū)⒍鄠�高價通道層信號通過碼速調(diào)整使之進入復(fù)用層的過程。

四、SDH的特點

SDH之所以能夠快速發(fā)展這是與它自身的特點是分不開的，其具體特點如下：

特點

（1）SDH傳輸系統(tǒng)在國際上有統(tǒng)一的幀結(jié)構(gòu)數(shù)字傳輸標(biāo)準(zhǔn)速率和標(biāo)準(zhǔn)的光路接口，使網(wǎng)管系統(tǒng)互通，因此有很好的橫向兼容性，它能與現(xiàn)有的PDH完全兼容，并容納各種新的業(yè)務(wù)信號，形成了全球統(tǒng)一的數(shù)字傳輸體制標(biāo)準(zhǔn)，提高了網(wǎng)絡(luò)的可靠性；

（2）SDH接入系統(tǒng)的不同等級的碼流在幀結(jié)構(gòu)凈負荷區(qū)內(nèi)的排列非常有規(guī)律，而凈負荷與網(wǎng)絡(luò)是同步的，它利用軟件能將高速信號一次直接分插出低速支路信號，實現(xiàn)了一次復(fù)用的特性，克服了PDH準(zhǔn)同步復(fù)用方式對全部高速信號進行逐級分解然后再生復(fù)用的過程，由于大大簡化了DXC，減少了背靠背的接口復(fù)用設(shè)備，改善了網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)傳送透明性；

（3）由于采用了較先進的分插復(fù)用器（ADM）、數(shù)字交叉連接（DXC）、網(wǎng)絡(luò)的自愈功能和重組功能就顯得非常強大，具有較強的生存率。因SDH幀結(jié)構(gòu)中安排了信號的5％開銷比特，它的網(wǎng)管功能顯得特別強大，并能統(tǒng)一形成網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)，為網(wǎng)絡(luò)的自動化、智能化、信道的利用率以及降低網(wǎng)絡(luò)的維管費和生存能力起到了積極作用；

（4）由于SDH多種網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)，它所組成的網(wǎng)絡(luò)非常靈活，它能增強網(wǎng)監(jiān)，運行管理和自動配置功能，優(yōu)化了網(wǎng)絡(luò)性能有，同時也使網(wǎng)絡(luò)運行靈活、安全、可靠，使網(wǎng)絡(luò)的功能非常齊全和多樣化；

（5）SDH有傳輸和交換的性能它的系列設(shè)備的構(gòu)成能通過功能塊的自由組合，實現(xiàn)了不同層次和各種拓撲結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)，十分靈活；

（6）SDH并不專屬于某種傳輸介質(zhì)，它可用于雙絞線、同軸電纜，但SDH用于傳輸高數(shù)據(jù)率則需用光纖。這一特點表明，SDH既適合用作干線通道，也可作支線通道。例如，我國的國家與省級有線電視干線網(wǎng)就是采用SDH，而且它也便于與光纖電纜混合網(wǎng)(HFC)相兼容。

（7）從OSI模型的觀點來看，SDH屬于其最底層的物理層，并未對其高層有嚴(yán)格的限制，便于在SDH上采用各種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，支持ATM或IP傳輸；

（8）SDH是嚴(yán)格同步的，從而保證了整個網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定可靠，誤碼少，且便于復(fù)用和調(diào)整；

（9）標(biāo)準(zhǔn)的開放型光接口

可以在基本光纜段上實現(xiàn)橫向兼容，降低了聯(lián)網(wǎng)成本。

SDH的缺點

1.頻帶利用率低。

有效性和可靠性是一對矛盾，增加了有效性必將降低可靠性，增加可靠性也會相應(yīng)的使有效性降低。SDH的一個很大的優(yōu)勢是系統(tǒng)的可靠性大大的增強了（運行維護的自動化程度高），這是由于在SDH的信號－－STM-N幀中加入了大量的用于OAM功能的開銷字節(jié)，這樣必然會使在傳輸同樣多有效信息的情況下，PDH信號所占用的頻帶（傳輸速率）要比SDH信號所占用的頻帶（傳輸速率）窄，即PDH信號所用的速率低。例如：SDH的STM-1信號可復(fù)用進63個2Mbit/s或3個34Mbit/s（相當(dāng)于48×2Mbit/s）或1個140Mbit/s（相當(dāng)于64×2Mbit/s）的PDH信號。只有當(dāng)PDH信號是以140Mbit/s的信號復(fù)用進STM-1信號的幀時，STM-1信號才能容納64×2Mbit/s的信息量，但此時它的信號速率是155Mbit/s，速率要高于PDH同樣信息容量的E4信號（140Mbit/s），也就是說STM-1所占用的傳輸頻帶要大于PDH E4信號的傳輸頻帶。

2. 指針調(diào)整機理復(fù)雜

SDH體制可從高速信號中直接下低速信號，省去了多級復(fù)用/解復(fù)用過程。而這種功能的實現(xiàn)是通過指針機理來完成的，指針的作用就是時刻指示低速信號的位置，以便在“拆包”時能正確地拆分出所需的低速信號，保證了SDH從高速信號中直接下低速信號的功能的實現(xiàn)�？梢哉f指針是SDH的一大特色。但是指針功能的實現(xiàn)增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性。最重要的是使系統(tǒng)產(chǎn)生SDH的一種特有抖動－－由指針調(diào)整引起的結(jié)合抖動。這種抖動多發(fā)于網(wǎng)絡(luò)邊界處，其頻率低，幅度大，會導(dǎo)致低速信號在拆出后性能劣化，這種抖動的濾除會相當(dāng)困難。

3. 軟件的大量使用對系統(tǒng)安全性的影響

SDH的一大特點是OAM的自動化程度高，這也意味軟件在系統(tǒng)中占用相當(dāng)大的比重，這就使系統(tǒng)很容易受到計算機病毒的侵害，特別是在計算機病毒無處不在的今天。另外，在網(wǎng)絡(luò)層上人為的錯誤操作、軟件故障，對系統(tǒng)的影響也是致命的。這樣系統(tǒng)的安全性就成了很重要的一個方面。所以設(shè)備的維護人員必須熟悉軟件，選用可靠性較高的網(wǎng)絡(luò)拓撲。

五、SDH的應(yīng)用

由于以上所述的SDH的眾多特性，使其在廣域網(wǎng)領(lǐng)域和專用網(wǎng)領(lǐng)域得到了巨大的發(fā)展。中國移動、電信、聯(lián)通、廣電等電信運營商都已經(jīng)大規(guī)模建設(shè)了基于SDH的骨干光傳輸網(wǎng)絡(luò)。利用大容量的SDH環(huán)路承載IP業(yè)務(wù)、ATM業(yè)務(wù)或直接以租用電路的方式出租給企、事業(yè)單位。而一些大型的專用網(wǎng)絡(luò)也采用了SDH技術(shù)，架設(shè)系統(tǒng)內(nèi)部的SDH光環(huán)路，以承載各種業(yè)務(wù)。比如電力系統(tǒng)，就利用SDH環(huán)路承載內(nèi)部的數(shù)據(jù)、遠控、視頻、語音等業(yè)務(wù)。

而對于組網(wǎng)更加迫切、而又沒有可能架設(shè)專用SDH環(huán)路的單位，很多都采用了租用電信運營商電路的方式。由于SDH基于物理層的特點，單位可在租用電路上承載各種業(yè)務(wù)而不受傳輸?shù)南拗�。承載方式有很多種，可以是利用基于TDM技術(shù)的綜合復(fù)用設(shè)備實現(xiàn)多業(yè)務(wù)的復(fù)用，也可以利用基于IP的設(shè)備實現(xiàn)多業(yè)務(wù)的分組交換。SDH技術(shù)可真正實現(xiàn)租用電路的帶寬保證，安全性方面也優(yōu)于VPN等方式。在政府機關(guān)和對安全性非常注重的企業(yè)，SDH租用線路得到了廣泛的應(yīng)用。一般來說，SDH可提供E1、E3、STM-1或STM-4等接口，完全可以滿足各種帶寬要求。同時在價格方面，也已經(jīng)為大部分單位所接受。

六、SDH的發(fā)展趨勢

SDH作為新一代理想的傳輸體系，具有路由自動選擇能力，上下電路方便，維護、控制、管理功能強，標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一，便于傳輸更高速率的業(yè)務(wù)等優(yōu)點，能很好地適應(yīng)通信網(wǎng)飛速發(fā)展的需要。迄今，SDH得到了空前的應(yīng)用與發(fā)展。在標(biāo)準(zhǔn)化方面，已建立和即將建立的一系列建議已基本上覆蓋了SDH的方方面面。在干線網(wǎng)和長途網(wǎng)、中繼網(wǎng)、接入網(wǎng)中它開始廣泛應(yīng)用。且在光纖通信、微波通信、衛(wèi)星通信中也積極地開展研究與應(yīng)用。

近些年，點播電視、多媒體業(yè)務(wù)和其他寬帶業(yè)務(wù)如雨后春筍般紛紛出現(xiàn)，為SDH應(yīng)用在接入網(wǎng)中提供了廣闊的空間。

SDH技術(shù)應(yīng)用于接入網(wǎng)的好處是：

1）對于要求高可靠、高質(zhì)量業(yè)務(wù)的大型企事業(yè)用戶，SDH可以提供較為理想的網(wǎng)絡(luò)性能和業(yè)務(wù)可靠性。

2）可以將網(wǎng)管范圍擴展至用戶端，簡化維護工作。

3）利用SDH固有靈活性，可使網(wǎng)絡(luò)運營者更快、更有效地提供用戶所需的長期和短期業(yè)務(wù)需求。

從技術(shù)上來看，接入層的相對帶寬需求較小，需要提供IP、TDM，可能還有ATM等綜合業(yè)務(wù)傳送。以SDH 系統(tǒng)為基礎(chǔ)并能夠提供IP 、ATM 傳送與處理的系統(tǒng)（包括TDM、IP與ATM接口，甚至包括IP 和ATM 交換模塊）將是解決接入層傳送的主要方法，這種方式可廉價地在一個業(yè)務(wù)提供點（POP）上提供高質(zhì)量專線、ATM 、IP 等業(yè)務(wù)的接入、傳送和保護。

隨著骨干傳輸容量不斷增大，城域傳輸網(wǎng)絡(luò)的接入能力也多樣化。但以IP為主的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)仍然是不可預(yù)知的，這需要傳輸網(wǎng)絡(luò)具有更好的自適應(yīng)能力，而這種自適應(yīng)能力不僅僅是網(wǎng)絡(luò)接口或網(wǎng)絡(luò)容量的適應(yīng)能力，而且要求網(wǎng)絡(luò)連接的自適應(yīng)能力�？偟膩碚f，低成本、靈活快速的完成運營商端局到用戶端的業(yè)務(wù)接入和業(yè)務(wù)收斂是對未來城域網(wǎng)接入系統(tǒng)的主要需求。

簡單地講，這種采用SDH傳輸以太網(wǎng)等多種業(yè)務(wù)的方式就是將不同的網(wǎng)絡(luò)層次的業(yè)務(wù)通過ＶＣ級聯(lián)的方式映射到SDH電路的各個時隙中，由SDH網(wǎng)絡(luò)提供完全透明的傳輸通道，從物理層的設(shè)備角度上看是一個集成的整體。這種解決方案可以大幅度地降低投資規(guī)模，減少設(shè)備占地面積，降低功耗，進而降低網(wǎng)絡(luò)運營商的運營成本。同時，提供多業(yè)務(wù)的能力還可以使網(wǎng)絡(luò)運營商能夠快速地部署網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)，提高業(yè)務(wù)收入，增強市場競爭能力。

綜上所述，SDH以其明顯的優(yōu)越性已成為傳輸網(wǎng)發(fā)展的主流。SDH技術(shù)與一些先進技術(shù)相結(jié)合，如光波分復(fù)用（WDM）、ATM技術(shù)、Internet技術(shù)（IP over SDH）等，使SDH網(wǎng)絡(luò)的作用越來越大。SDH已被各國列入21世紀(jì)高速通信網(wǎng)的應(yīng)用項目，是電信界公認的數(shù)字傳輸網(wǎng)的發(fā)展方向，具有遠大的商用前景。

七、SONET與SDH的關(guān)系

SONET與SDH是什么關(guān)系？

1985年,Bellcore提出SONET(Synchronous Optical Network同步光纖網(wǎng))標(biāo)準(zhǔn),美國國家標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會（ANSI）通過 一系列有關(guān)SONET標(biāo)準(zhǔn).1989年,國際電報電話咨詢委員會CCITT接受SONET概念制定了SDH(Synchronous Digital Hierarchy,同步數(shù)字系列)標(biāo)準(zhǔn),使之成為不僅適于光纖也適于微波和衛(wèi)星傳輸?shù)耐ㄓ眉夹g(shù)體制,與SONET有細微差別, SDH/SONET定義了一組在光纖上傳輸光信號的速率和格式,通常統(tǒng)稱為光同步數(shù)字傳輸網(wǎng)，是寬帶綜合數(shù)字網(wǎng)B-ISDN的基礎(chǔ)之一.SDH/SONET采用TDM技術(shù),是同步系統(tǒng),由主時鐘控制,精度10^-9).兩者都用于骨干網(wǎng)傳輸.是對沿襲應(yīng)用的準(zhǔn)同步數(shù)字系列PDH (Plesiochronous Digital Hierarchy)的一次革命.

SONET多用于北美和日本,SDH多用于中國和歐洲.

1.STM-1/4/16/64是不是一種速率級別標(biāo)準(zhǔn)?

是由CCITT制定的SDH optical速率級別

2.SDH信號標(biāo)準(zhǔn)速率等級:STM-1為155.52M,STM-4為622.08M,STM-16為2488.32M,STM-64為9553.28M, STM-256為40G,還有別的STM標(biāo)準(zhǔn)嗎?

有,STM-1,3,4,6,8,12,16,64,256......以STM-1的倍數(shù)遞增.

3.OC-192是什么東西的速率標(biāo)準(zhǔn)?對應(yīng)具體速率是多少?還有其他什么OC速率標(biāo)準(zhǔn)?

OC-192是SONET的optical速率標(biāo)準(zhǔn),相當(dāng)于SONET的Electrical STS-192或SDH的optical STM-64, 即10Gbps.其他oc標(biāo)準(zhǔn)還有oc-1,oc-3,oc-9,oc-12,oc-18,oc-24,oc-36,oc-48,oc-192等,以oc-1的倍數(shù)遞增.

4.SONET速率為51.84M-9.953G,也像SDH一樣按某種標(biāo)準(zhǔn)分級嗎?,PDH與WDM的速率上下限分別是多少,像SDH一樣按某種標(biāo)準(zhǔn)分級嗎?

SDH進行速率分級,有Optical STM-1標(biāo)準(zhǔn)

SONET也進行速率分級,分Electrical STS-1和Optical OC-1標(biāo)準(zhǔn)

PDH速率小于565Mbps,具體速率等級如下:

PDH復(fù)接等級：

基 群: 2.048Mb/s 含30路數(shù)字電話

二次群: 8.448Mb/s 含4個基群

三次群: 32.368Mb/s 含4個二次群

四次群: 139.264Mb/s 含4個三次群

WDM系統(tǒng)使用不同的波長(在1550nm附近)，可以承載多個通路的信息，每條通路速率可以高達2.5Gbps或10Gbps。

第一代WDM系統(tǒng)支持4到16個波長，每個波長通路的速率為2.5Gbps；第二代WDM系統(tǒng)現(xiàn)在能支持32到40個波長，預(yù)計能達到100個波長；目前已有能支持1Tbps容量(100個10Gbps通路)的WDM實驗系統(tǒng)在進行演示

DWDM實驗室水平為:100*10Gb/s(100波,每波10Gb/s),中繼距離400km；30*40Gb/s(30波,每波40Gb/s),中繼距離85km；64*5Gb/s(64波,每波5Gb/s),中繼距離720km。商用水平為320Gb/s，商用系統(tǒng)的傳輸能力僅是單根光纖可能傳輸容量（數(shù)＋Tb/s）的1/100

5.廣域網(wǎng)發(fā)展PDH----SDH/SONET----WDM對嗎,這些都是使用光纖通信技術(shù)嗎?PDH/SDH/WDM到底是指一種協(xié)議,還是一種傳輸介質(zhì),還是一種傳輸技術(shù),還是一種傳輸設(shè)備,還是一種....?(工作在7層協(xié)議的哪一層?)

PDH--SDH/SONET--WDM是對的,基本上使用光纖通信技術(shù),但不是全部,如SDH還可使用微波和衛(wèi)星傳送.

PDH/SDH/WDM規(guī)定了光信號在光纖上傳輸?shù)乃俾屎透袷?其不是一種協(xié)議(光纖上可以跑協(xié)議嗎?),不是一種傳輸介質(zhì)(介質(zhì)是光纖),它是一種傳輸技術(shù),也通指PDH/SDH/WDM上所使用的各種設(shè)備.

6. 同步數(shù)字序列SDH

是由一些SDH網(wǎng)元（NE）組成，在光纖上進行同步信息傳輸、復(fù)用和交叉連接的網(wǎng)絡(luò)

SDH有四個網(wǎng)元：終端復(fù)用器TM、再生中繼器REG、分扦復(fù)用器ADM、和同步數(shù)字交叉連接設(shè)備DXC,(是一種兼有復(fù)用、配線、保護/恢復(fù)、監(jiān)控和網(wǎng)管多種功能的設(shè)備, 其常用配置：DXC4/4速率為140Mb/s或155.52Mb/s，DXC4/1速率為2Mb/s)

注意：SDH是一種物理傳輸方式 、 IP網(wǎng)絡(luò)是一種網(wǎng)絡(luò)連接模式、 IP ON SDH 即POS是讓IP在SDH的網(wǎng)上跑， 這三者的概念要分清。詳詢天下數(shù)據(jù)客服電話400-6388-808。

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