1.1
LCM16P/64 Generalità
Digicom SpA
1. GENERALITÀ
1.1. INTRODUZIONE
Il modem dati DIGICOM LCM16P/64 è un modemodulatore in Banda Base
(B.B.) da tavolo, progettato e realizzato per l’impiego in sistemi di linee
dedicate punto-punto.
Il supporto trasmissivo, è una linea telefonica a 4 fili, con continuità
metallica, senza interposti amplificatori di canale o celle di pupinizzazione.
É possibile attivare le funzioni di loop remoti digitali (Loop 2 remoto
“RDL”) e loop 3 secondo un protocollo proprietario Digicom.
L’apparato è in grado di funzionare in modo sincrono per velocità comprese
tra 2400 ÷ 64000 bit/s.
Tutte le operazioni di modemodulazione, ritardo sui criteri, loop e timeout
vengono esplicate da un nuovissimo circuito integrato ASIC 68 pin PLCC
appartenente alla famiglia MC5K disegnato e progettato dalla Digicom S.p.A.
Il modem rispetta le normative EN60950, EN41003 e EN55022 per quanto
riguarda la sicurezza e l’emissione di radiodisturbi, ed è conforme alle
raccomandazioni CCITT V.24, V.28,e V35 alla norma ISO2110.
1.2. CARATTERISTICHE TECNICHE
1.2.1. Interfaccia digitale DTE-DCE V28 / V35
Con l’espressione DTE (Data Terminal Equipment) si intende l’apparato
terminale dove i dati vengono generati ed utilizzati.
Il DCE (Data Circuit Terminating Equipment) è genericamente l’apparato di
conversione (digitale-analogico) dei segnali digitali emessi dal DTE in
segnali trasmissibili sul supporto fisico utilizzato e viceversa.
Per comodità e chiarezza nei riferimenti è riportata di seguito la corrispon-
denza elettrico-funzionale dei segnali d’interfaccia dati.
Livello dei segnali CCITT V28 -3 ÷ -25 V; +3 ÷ +25 V
Denominazione binaria BIT 1; BIT 0
Denominazione dei dati MARK(MK); SPACE(SP)
Comando asincrono STOP(Z); START(A)
Stato dei segnali di controllo RIPOSO(OFF); LAVORO(ON)
1.2
LCM16P/64 Generalità
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Livello dei segnali CCITT V35 sbil: -3 ÷ -25 V; +3 ÷ +25 V
bil:0.55 V ± 20 % 0.55 V ± 20 %
Denominazione binaria BIT 1; BIT 0
Denominazione dei dati MARK(MK); SPACE(SP)
Comando asincrono STOP(Z); START(A)
Stato dei segnali di controllo RIPOSO(OFF); LAVORO(ON)
1.2.2. Ingresso dati
Velocità di funzionamento in sincrono
64000, 32000, 16000, 8000, 4000, 48000,
24000, 12000, 6000, 3000, 38400,19200,
9600, 4800, 2400, bit/s selezionabile tramite
dip-switch interni.
Codice dei caratteri nessun limite; il modem è completamente tra-
sparente per i dati che transitano.
Connettore d’interfaccia a 25 contatti femmina e assegnazione dei con-
tatti in accordo con la norma ISO 2110; defini-
zione dei circuiti e denominazione dei segnali
conforme alla raccomandazione CCITT V.24 e
CCITT V 35.
1.3
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Interfaccia selezionata V24/V28
Cont. Circuito Verso Sigla
Conn. V.24 RS232C DTE-LCM16P/64 Mnem. Descrizione
1 - AA <-----> PG Terra di protezione
2 103 BA ------> TD Dati trasmessi
3 104 BB <------ RD Dati ricevuti
4 105 CA ------> RTS Richiesta di trasmettere
5 106 CB <------ CTS Pronto a trasmettere
6 107 CC <------ DSR Modem pronto
7 102 AB <-----> SG Massa dei segnali
8 109 CF <------ DCD Rivelatore portante dati
9 - - <------ - + 12 volt tensione di test
10 - - <------ - - 12 volt tensione di test
11
12
13
14
15 114 DB <------ TC Clock di trasmissione interno
16
17 115 DD <------ RC Clock di ricezione
18 141 CN ------> L3 Richiesta di loop 3
19
20 108.2 CD ------> DTR Terminale dati pronto
21 140 CF ------> RDL Richiesta di loop remoto
22 125 CE <------ - 12 volt
23
24 113 DA ------> ETC Clock di trasmissione esterno
25 142 - <------ TI Loop attivo
Tab.:1.1. CIRCUITI CCITT V.24 UTILIZZATI DALL’LCM16P/64
1.4
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Interfaccia selezionata V35
Per l’utilizzo dell’interfaccia V35 è opportuno utilizzare il cavo di adattamen-
to DB25 maschio - connettore compel 34 poli Cod. 9D0941 CD24 / 0.5mt.
Cont. Circuito Verso Pin Conn.
Conn. V.24 V.35 DTE-LCM16P/64 Compel Descrizione
34 Poli
1- -
2 103A ------> P Dati trasmessi (Twistato)
3 104A <------ R Dati ricevuti (Twistato)
4 105 ------> C Richiesta di trasmettere
5 106 <------ D Pronto a trasmettere
6 107 <------ E Modem pronto
7 102 <-----> B Massa dei segnali
8 109 <------ F Rivelatore portante dati
9 - - <------
10 - - <------
11 - 113B ———> W Clok di trasmissione esterno (Twistato)
12 - -
13 114B <——— AA Clock di trasmissione interno (Twistato)
14 - 103B ———> S Dati Trasmessi (Twistato)
15 - 114A <——— Y Clock di trasmissione interno (Twistato)
16 104B <——— T Dati ricevuti (Twistato)
17 115A <------ V Clock di ricezione (Twistato)
18 141 ------> L3 Richiesta di loop 3
19
20 108.2 ------> H Terminale dati pronto
21 140 ------> N Richiesta di loop remoto
22 125 <------ J - 12 volt
23 115B <——— X Clock di ricezione (Twistato)
24 113A ------> U Clock di trasmissione esterno (Twistato)
25 142 - <------ NN Loop attivo
Tab.:1.2. CIRCUITI CCITT V.35 UTILIZZATI DALL’LCM16P/64
1.5
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1.2.3. Base dei tempi di trasmissione
(solo per il funzionamento sincrono)
Tipo di segnale Onda quadra avente il fronte negativo coinci-
dente con il centro del bit dati e quello positivo
con l’eventuale cambio di polarità dei dati.
Frequenza pari alla velocità impostata espressa in Hz con
una precisione di ± 50 ppm entro la gamma di
temperatura dichiarata. L’apparecchiatura è in
grado di accettare la temporizzazione dalla sor-
gente esterna (solo se predisposta in sincrono)
purchè abbia una precisione di ±1,5%.
1.2.3. Circuito RTS/CTS
Tempo di ritardo controllato al quarzo, è funzione della velocità
e programmabile per 0, 16, 32, 64, 128, 256 e
512 bit/time secondo la tabella 1.3:
Tempo di ritardo in ms
Velocità 16 bit 32 bit 64 bit 128 bit 256 bit 512 bit
bit/s time time time time time time
2400 6,6 13 26 53 106 212
4800 3,3 6,6 13 26 53 106
9600 1,6 3,3 6,6 13 26 53
19200 0,83 1,6 3,3 6,6 13 26
38400 0,416 0,833 1,66 3,33 6,66 13,3
3000 5,33 10,66 21,3 42,66 85,33 170,66
6000 2,66 5,33 10,66 21,3 42,6 85,3
12000 1,33 2,66 5,33 10,66 21,33 42,66
24000 0,66 1,33 2,66 5,33 10,66 21,33
48000 0,33 0,66 1,33 2,66 5,33 10,66
4000 4 8 16 32 64 128
8000 2 4 8 16 32 64
16000 1 2 4 8 16 32
32000 0,5 1 2 4 8 16
64000 0,25 0,5 1 2 4 8
La tolleranza sui valori riportati in tabella è del ±7%.
Tab.:1.3. TEMPI DI RITARDO RTS/CTS
1.6
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1.2.4. Interfaccia analogica lato linea in trasmissione
Impedenza 150 ohm bilanciati.
Livello di trasmissione -6 dBm, 0 dBm selezionabile a ponticello
Tipo di segnale trasmesso onda quadra filtrata.
Modulazione di fase coerente a due livelli adattabile sia allo
standard europeo che a quello americano (CCITT
V.1 e CCITT V.1 invertito)
Residuo di portante con C105 OFF
< -60 dBm.
Equalizzatore di compromesso, inseribile a ponticello in tra-
smissione o ricezione alle velocitá di: 9600,
16000,19200, 32000, 38400, 48000,
64000 bit/s
1.2.5. Interfaccia analogica lato linea in ricezione
Impedenza 150 ohm bilanciati
Livello segnale di ricezione
+6 dBm fino al livello di soglia.
Soglia C109 (DCD) -40 dBm o -30 dBm, alla frequenza di cifra,
selezionabile a ponticello.
Equalizzatore di compromesso, inseribile a ponticello in tra-
smissione o ricezione alle velocitá di: 9600,
16000,19200, 32000, 38400, 48000,
64000 bit/s
1.2.6. Base tempi di ricezione
Tipo di segnale onda quadra avente il fronte negativo coincidente
con il centro del bit dati e il fronte positivo con
l’eventuale cambio di polarità dei dati.
Frequenza identica a quella di trasmissione e sincronizzata
con il trasmettitore corrispondente.
1.7
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1.2.7. Circuito C109
Rivelazione portante dati realizzato mediante l’utilizzo di un filtro digita-
le, così da ottenere una alta reiezione ai disturbi
di bassa frequenza.
Tempo di ritardo è funzione della velocità ed il passaggio ON-OFF
è di 17 bit/time mentre il passaggio OFF-ON è
di 12 bit/time. Il tempo è quindi direttamente
proporzionale alla velocità. Consultare la ta-
bella 1.4:
VELOCITA’ bit/s ON/OFF ms OFF/ON ms
2400 7,1 5
4800 3,5 2,5
9600 1,77 1,25
19200 0,88 0,625
38400 0,44 0,312
3000 5,6 4
6000 2,8 2
12000 1,4 1
24000 0,7 0,5
48000 0,35 0,25
4000 4,25 3
8000 2,12 1,5
16000 1,12 0,75
32000 0,56 0,37
64000 0,28 0,28
Tab.:1.4. RITARDO RIVELAZIONE DCD
1.2.8. Diagnostica
Loop disponibili da circuiti di interfaccia o da frontale sono
attivabili sia il loop locale di linea che il loop
remoto di interfaccia.
1.8
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1.2.9. Distanza di collegamento
Senza equalizzatore
Riferita a collegamenti realizzati con una linea da 6/10 mm.
VELOCITA’ (bit/s) DISTANZA (Km)
4800 10
8000 7
9600 7
16000 4
19200 4
32000 3
38400 3
64000 2
Tab.:1.5. DISTANZE COLLEGAMENTO SENZA EQUALIZZATORE
1.2.10. Collegamento alla linea
Tramite connettore RJ11.
1.2.11. Collegamento al DTE
Tramite connettore standard femmina 25 contatti secondo la norma ISO 2110.
1.3. DESCRIZIONE FUNZIONALE A BLOCCHI
Considerando lo schema riportato in figura 1.1 si vede come l’LCM16P/64
sia schematizzabile in 6 blocchi principali:
Datapump
Microprocessore
Interfaccia di linea
Interfaccia RS232 / V35
Sezione di alimentazione
Circuiti di Loop
1.9
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1.3.1. Datapump
Il chip ASIC svolge tutti i processi di modulazione e demodulazione del
segnale in linea, trasformando i dati provenienti dall’interfaccia DTE in un
segnale digitale modulato.
Al suo interno è anche presente la catena di divisione del clock di sistema a
24.576MHz ed il circuito di ritardo C105/106.
Nel funzionamento sincrono è possibile utilizzare come portante la base dei
tempi di trasmissione.
1.3.2. Microprocessore
Il microprocessore sovraintende al controllo e gestione del datapump, dei
dip-switch di configurazione, dei pulsanti, dei led e dei criteri di interfaccia,
realizzando nell’insieme tutte le funzioni necessarie al corretto funziona-
mento dell’apparato.
1.3.3. Interfaccia di linea
Il segnale modulato prima di essere inviato in linea viene “sagomato” e
filtrato per limitare lo spettro emesso.
La linea telefonica è accoppiata tramite due traslatori isolati a 1500 Veff.,
uno per la trasmissione e l’altro per la ricezione che realizzano la funzione
di separare galvanicamente i circuiti interni dal supporto trasmissivo.
Per compensare le distorsioni introdotte dalla linea è prevista la possibilità
di inserire un equalizzatore di compromesso o sul lato ricezione o su quello
di trasmissione.
Il segnale analogico ricevuto dalla linea viene filtrato per migliorare il
rapporto segnale rumore.
Il segnale ricevuto attraverso il connettore di linea (RJ11) raggiunge il
traslatore dopo essere passato attraverso i dispositivi di sicurezza e quindi
al datapump.
Percorso inverso per il segnale trasmesso dal datapump verso la linea.
1.3.4. Interfaccia RS232
Lo stato dei criteri entranti viene prima convertito a livello TTL tramite i
receivers e quindi portato al microprocessore e al datapump per le gestioni
1.10
LCM16P/64 Generalità
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dipendenti dalla programmazione. I criteri uscenti vengono applicati all’inter-
faccia RS232 dopo essere passati attraverso i drivers pilotati direttamente dal
datapump o dal microprocessore a seconda dello stato o modo di funziona-
mento dell’apparato.
1.3.5. Interfaccia V35
Lo stato dei criteri entranti viene prima convertito a livello TTL tramite i
receivers sia per i segnali bilanciati che sbilanciati e quindi portato al
microprocessore e al datapump per le gestioni dipendenti dalla programma-
zione. I criteri uscenti vengono applicati all’interfaccia V35 dopo essere
passati attraverso i drivers pilotati direttamente dal datapump o dal micro-
processore a seconda dello stato o modo di funzionamento dell’apparato.
1.3.6. Sezione di alimentazione
La sezione di alimentazione fornisce ai vari componenti e sezioni, le
tensioni di lavoro necessarie al corretto funzionamento dell’apparato.
1.3.7. Circuiti di loop
Tramite i pulsanti presenti sul frontale del modem, è possibile realizzare la
funzione di loop di linea e di loop d’interfaccia LOOP 3 e LOOP 2 locali o
remoti attivabili da un protocollo proprietario Digicom..
In loop di linea i circuiti di ricetrasmissione vengono isolati dal supporto
trasmissivo e collegati fra loro tramite switch digitali.
In loop di interfaccia i circuiti entranti vengono isolati mentre quelli uscenti
vengono forzati ad OFF.
Fa chiaramente eccezione il circuito (uscente) C142 che nella condizione
ON indica appunto l’attivazione di un test.
Nello stesso tempo l’uscita del demodulatore viene collegata all’ingresso
del modulatore, il clock di ricezione viene usato come clock di trasmissione
e il rivelatore di portante verifica l’emissione in linea.
1.11
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Fig.:1.1. SCHEMA DI PRINCIPIO
JA
CIRCUITO D'INTERFACCIA
LOOP D'INTERFACCIA
MODULATORE
RITARDO C105/C106
DEMODULATORE
RIVELATORE DI
PORTANTE
LOOP DI LINEA
TX
RX
1.12
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Fig.:1.2. FORME D’ONDA DI MODULAZIONE
1.4. CIRCUITI DI TRASMISSIONE
1.4.1. Sezione digitale
Il segnale digitale a livello V24/V28 presente sul circuito C103, è applicato
al piedino 2 del connettore femmina “JA” a 25 contatti
(Piedini 2 - 103A e 14 - 103B di “JA “per l’interfaccia V35).
La logica interna di adattamento, provvede a far transitare i dati nell’ASIC
Digicom.
Il segnale C103 viene mandato direttamente al modulatore
Il modulatore usa come portante la base tempi di trasmissione fornita dal
modem sul circuito del C114 o quella fornita dal DTE sul circuito del C113
o la base tempi di ricezione per particolari applicazioni. La scelta dei vari
tempi di trasmissione è resa possibile tramite la predisposizione del dip
DSB 1-2.
Il processo di modulazione fa variare la fase della portante in modo sincrono
differenziale da 0° a 180°, con possibilità di scelta tra standard CCITT V.1
o CCITT V.1 Invertito (DSA 4), seguendo lo stato logico del C103 (vedi fig.
1.2.).
Il segnale, così manipolato, transita nella porta successiva senza alcun
condizionamento, se DSA 7 è in posizione OFF (portante continua), oppure
con il governo del C105 se DSA7 è in posizione ON (portante controllata).
C103
C114
SPACE (0) (+12)
CLOCK TX
STANDARD
CCITT V.1
INVERTITO
(STANDARD
AMERICAN O)
STANDARD
CCITT V.1
(STANDARD
EUROPEO)
SEGNALE
TRASMESSO
IN LINE A
MARK (1) (-12)
1.13
LCM16P/64 Generalità
Digicom SpA
Il dip-switch (DSA 1-2-3 e DSA 6) possono forzare in condizioni di lavoro
rispettivamente il C105 (RTS) e il C108 (DTR), nel caso in cui questi non
vengano forniti direttamente dal DTE.
Sempre tramite il dip-switch DSA 1-2-3 è possibile selezionare un ritardo
tra C105 e C106 per valori che variano in funzione della velocità.
1.4.2. Sezione analogica
Il segnale digitale modulato viene filtrato per limitare lo spettro di emissio-
ne (< -76 dB oltre i 160 KHz) e può essere regolato in ampiezza tramite il
ponticello U1.
L’informazione analogica può subire una preequalizzazione (ponticello
U5), necessaria a compensare la distorsione successiva di ampiezza deter-
minata dal doppino telefonico.
Il segnale modulato è applicato tramite un interruttore analogico al traslato-
re di accoppiamento.
L’utilizzo, nel circuito d’uscita, dell’interruttore analogico consente che
nella funzione di LOOP 3 si eviti di trasmettere in linea il segnale analogico.
Il traslatore svolge la funzione di isolare galvanicamente e di accoppiare il
lato sbilanciato del modem con la linea bilanciata di supporto; l’isolamento
con la linea è di 1500 Veff..
Per proteggere i circuiti elettronici da eventuali transienti captati dalla linea
telefonica è inserita una protezione a limitazione di ampiezza realizzata con
varistori.
1.5. CIRCUITI DI RICEZIONE
1.5.1. Sezione analogica
La linea telefonica bilanciata di ricezione è collegata al traslatore di
accoppiamento chiuso sulla propria impedenza di ricezione.
L’uscita sbilanciata del traslatore, è protetta da eventuali transienti, captati
dal supporto trasmissivo, con l’intervento di un circuito di limitazione di
ampiezza.
Il segnale di ricezione, è quindi amplificato, filtrato ed eventualmente
equalizzato.
L’uscita del filtro, è collegata allo squadratore che adatta la forma analogica
del segnale, agli ingressi digitali del demodulatore e del rivelatore di
portante.
1.14
LCM16P/64 Generalità
Digicom SpA
1.5.2. Sezione digitale
La sezione digitale di ricezione, comprende il demodulatore vero e proprio,
il circuito ad aggancio di fase (PLL), per il recupero del clock di ricezione,
ed il rivelatore di portante.
Il demodulatore rivela le eventuali transizioni di fase (da 0° a 180°) che
corrispondono al cambiamento di stato logico dei dati, leggendo, tramite la
temporizzazione rigenerata dal PLL, l’informazione contenuta nel segnale
modulato.
Il segnale dati demodulato è restituito, dopo gli opportuni condizionamenti
da parte del C109 e del comando manuale di loop di interfaccia, sul circuito
del C104 (piedino 3 di “JA” per l’interfaccia V24/V28). (Piedini 3 - 104A
e 16 - 104B di “JA “per l’interfaccia V35).
Il clock di ricezione rigenerato, è invece portato sul circuito del C115
(piedino 17 di “JA” per l’interfaccia V24/V28). (Piedini 17 - 115A e 23 -
115B di “JA “per l’interfaccia V35).
Il rivelatore di portante, è costituito da un filtro digitale passa-alto e da un
circuito di integrazione-temporizzazione “t”, che codifica nelle due condi-
zioni, presenza-mancanza portante, l’informazione presente al suo ingresso.
Il circuito del rivelatore rapido di assenza portante (DCD fast), se inserito
(DSA5 ON), verifica la mancanza di transizioni sul segnale modulato per un
tempo di 1,5 bit time (±0,5); in questo caso provvede a forzare il circuito C104
a mark.
Se il segnale modulato, viene nuovamente ricevuto prima della caduta di
portante (DCD OFF), il rivelatore rapido, dopo il tempo sopra indicato,
sblocca i dati ricevuti.
Questa funzione è molto utile dove, la rapida rivelazione di assenza portante,
può assolvere funzione importante, eliminando i problemi dovuti alla rice-
zione di caratteri spuri, a causa dell’energia residua in linea.
Si riporta di seguito, una sequenza di un caso particolare, di micro-interruzione
(indicata con “»”) di linea, in cui il rivelatore rapido di portante, svolge una
funzione di protezione da “caratteri spuri”:
1.15
LCM16P/64 Generalità
Digicom SpA
B÷C rappresenta il
tempo di 1,5 bit
B÷D rappresenta
landamento del circuito
C104 per il DCD fast e
per un modem tradizio-
nale, dove chiaramente,
la micro-interruzione
indicata simbolicamente
», non viene rivelata. E
facile intuire come, in
questo caso, un modem
possa catturare
caratteri spuri.
C÷D rappresenta il
tempo di intervento per il
ripristino del circuito
C104.
X X Rappresentano una
condizione binaria 1 o 0.
Lo stato logico del circuito di rivelazione portante è ripetuto sul C109
(piedino 8 di “JA”) dopo gli opportuni adattamenti di livello.
La condizione del C109 è visualizzata dal led DCD che si illumina per una
condizione ON del rivelatore di portante.
1.6. CIRCUITO DI ALIMENTAZIONE
Il modem LCM16P/64 utilizza per il funzionamento dei suoi circuiti 4 valori
di tensione continua a basso livello (+12V, -12V, +5V - 5V) ricavati da un
alimentatore a caduta partendo dalla tensione di rete.
Il trasformatore di rete e l’interruttore bipolare sono montati sulla scheda e
sono protetti meccanicamente.
La protezione sull’alimentazione è costituita da un fusibile termico interno
al trasformatore e non è sostituibile dall’utente.
ABCD
0 1 1 1 1 0 1 0 1 1 1
0 1 1 1 1 0 1 X X 1 1
0 1 1 1 1 0 1 0 1 1
ABCD
≈≈≈≈
Dati TX
DCD modem RX
Segnale modulato
in linea
C104 con DCD
slow modem RX
Segnale modulato
con int erferenza
C104 con DCD
fast modem RX
1.16
LCM16P/64 Generalità
Digicom SpA
C106
C103
C109
C104
C142
RDL
+12V
-12V
+5V
GND
+5V
+5V
RESET
C
DSB
DSB
C140
C141
C108
C105
C142
C109
C104A
C107
C106
C103A
C115A
C114A
C113A
+5V
44 44 44 44 44 44
MICROPROCESSORE
ADDRESS BUS
DATA BUS
DSA
DSB
DSc
LOOP 3
LOOP 2/2R
RX
TX
ASIC
-5V
C104B
C103B
C115B
C114B
C113B
DRIVER AND RECEIVER
SEL EZIO NE V28/V35
BU S I NT E R F AC E
Fig.:1.3. SCHEMA A BLOCCHI
-
1
-
2
-
3
-
4
-
5
-
6
-
7
-
8
-
9
-
10
-
11
-
12
-
13
-
14
-
15
-
16
em outras línguas
- italiano: Digicom LCM 16P64 Manuale utente
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