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UNTELS Comunicaciones Mviles, 2015 v1.0.

UNIVERSIDAD NACIONAL TECNOLGICA DE LIMA SUR

INGENIERA ELECTRNICA Y TELECOMUNICACIONES

COMUNICACIONES MVILES

SISTEMA

TRONCALIZADO

I ng

M iguel Nolasco Espinoza

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Definiciones

En un sistema mvil, el acceso de losterminales a los recursos (canales radio) debeser necesariamente compartido.

Imposible reservar un canal a cada usuario,sobre cada sitio del sistema

Definicin de:

el mtodo de reparticin de la banda defrecuencia en canales y

los protocolos para acceder a los canales

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Ventajas Que Ofrece Un Sistema Troncalizado

Llamada individual.

Llamada a un grupo dentro de otro grupo mayor.

Llamada de emergencia con prioridad absoluta.

Lista de llamadas recibidas en espera de ser atendidas.

Desvo de llamadas en ausencia del destinatario.

Almacenamiento de mensajes vocales.

Bloqueo de un canal, asignado temporalmente a un grupo.

Transmisin de datos, facsmil , etc.

Consultas a bases de datos.

Mensajes cortos sin ocupacin de canal

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Adems Presenta Las Siguientes

Caractersticas

Los Sistemas Radio Trunking son sistemas de radiocomunicacionesmviles para aplicaciones privadas, formando grupos y subgrupos deusuarios, con las siguientes caractersticas principales:

Estructura de red celular (independientes de las redes pblicas de telefonamvil).

Los usuarios comparten los recursos del sistema de forma automtica yorganizada.

Cuando se requiere, por el tipo de servicio, es posible el establecimiento decanales prioritarios de emergencia que predominaran sobre el resto decomunicaciones del grupo.

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Un Sistema De Comunicacin

En esencia las comunicaciones electrnicas son: latransmisin, la recepcin, y el procesamiento de la

informacin con el uso de los circuitos electrnicos.

El sistema de comunicacin troncalizado tiene cabidaentre los sistemas de comunicacin digital; aunque el termino

comunicacin digital abarca un rea extensa de las tcnicas

comunicacionales, que incluye la transmisin digital y radio

digital.

Fuente de

informacin

Diagrama De Bloque Simplificado De Un Sistema De Comunicacin Electrnica

Destino de

informacin

Medio de Transmisin

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Entrada de fuente digital

I

N

T

R

FA

C

E

D

E

T

E

RM

N

A

L

D

I

G

I

TA

L

Transmisin

Digital

Par de cables,

cable coaxial o

cable de fibra

ptica

Entrada de

fuente

analgicaConvertidor

de analgico a

digital

Salida de destino digital

I

N

T

R

FA

C

E

D

E

T

E

RM

N

A

L

D

I

G

I

TA

L

Salid de

destino

analgico

Convertidor

de digital a

analgico

Sistema de Comunicacin de Transmisin Digital.

Sistema de comunicacin de Transmisin Digital

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Sistema De Comunicacin De Radio Digital

Entrada de fuente digital

Entrada de

fuente

analgica

Convertidor de

analgico a

digital

Salida de destino digital

Salida de

destino

analgico

Convertidor

de digital a

analgico

I

N

T

R

F

A

C

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D

E

T

E

R

M

N

A

L

D

IG

I

T

A

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Modulacin

Digital

Propagacin en

el espacio libre

I

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T

R

F

A

C

E

D

E

T

E

R

M

N

A

L

D

IG

I

T

A

L

Sistema de Comunicacin De Radio Digital.

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Tipos De Modulacin

La Modulacin De Estos Sistemas De Comunicacin Pueden

Ser De Dos Tipos:

Analgico

Modulacin En Amplitud (AM)

Modulacin En Frecuencia (FM)

Modulacin De Pulsos (PM)

Digital

Modulacin Por Desplazamiento De Frecuencia (FSK)

Modulacin Por Desplazamiento De Fase (PSK)

Modulacin De Amplitud En Cuadratura (QAM).

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Cobertura De Un Sistema De Comunicacin

TroncalizadoLas bandas de frecuencias empleadas son var ias y diversas, dependiendo de

la aplicacin:

De 30 a 41 MHz* 41 y 47 MHz* Telemandos y buscapersonas dentro deedificios.

De 68 a 87,5 MHz* Polica, Cruz Roja y radionavegacin, etc.

De 146 a 174 MHz* Radioaficionados, ambulancias, Ayuntamientos,taxis, etc.

De 400 a 470 MHz* Emisoras de radio y televisin, Compaas elctricas,etc.

*(Los datos aqu presentados son solo un ejemplo).

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Ejemplo Esquematizado De Un Sistema De

Comunicacin TroncalizadoEl ejemplo de una red troncalizada pertenece a un trabajo de grado

realizado por un estudiante de la universidad de los andes (ULA), cuyotitulo del trabajo dice lo siguiente:

Optimizacin del sistema troncalizado de microondas Barinas Apure,

perteneciente a petrleos de Venezuela sociedad annima (PDVSA-SUR)a travs de estudios en el campo y anlisis basado en computador

Descripcin De La Red De Transmisin De PDVSA

La red troncalizada de transmisin de petrleos de Venezuela seextiende a lo largo de todo el pas y con caractersticas idnticas en cuantoa infraestructura y equipos, solo difieren los radioenlaces en lascondiciones de operacin de acuerdo a la ubicacin geogrfica.

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Conf iguracin y capacidad

La configuracin actual de la red troncal de transmisin, esta definida por las

estaciones terminales: La Campia, La Salina, El Menito, Pto La Cruz, Anaco,

Barinas y Cardn.

En la siguiente figura se ilustra la red de transmisin de PDVSA Occidente.

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Banda de operacin (cobertura)

Los radioenlaces que conforman la red troncal de transmisin operan en las

bandas de 2GHz, 6GHz y 8GHz (debidamente permisadas por CONATEL), concanales de hasta 40MHz de ancho de banda.

Equipo de radio uti l izado

En este sistema se emplea un sistema de radio a microondas CRT-190 queha sido diseado para la transmisin de seales digitales a 34/8 Mbps conmodulacin 4PSK en radio enlaces de gran longitud con capacidad media.

Tecnologa uti l izada

En los circuitos de RF y IF se han utilizado las tecnologas de capa fina ycapa gruesa en los semiconductores empleados respectivamente; en los circuitosde banda base se han introducido circuitos especficos proyectados pos lasiemens telecomunicacin que desempean funciones muy complejas condimensiones reducidas, adems de los circuitos integrados y componentesminiaturizados.

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Tipo De Modulacin y Antena

La modulacin 4PSK, trabajando a 70 MHz y efecta tambin el ajuste del

modulador en las diversas bandas de RF y la sensibilidad al ruido.

Antenas empleadas en el ejemplo planteado

Las antenas de los radio enlaces son de dos modelos diferentes, la antena modelo C-

START37-077.

Es una parbola con protector frontal rgido aerodinmico para el iluminador,

iluminador ajustable para realizar cambios en su polarizacin, de dimetro de 3.7 metros,

ganancia de 47.4 dB, para operar en un rango de frecuencias que incluye la de trabajo

8GHz.

El otro tipo de antena utilizada es la C-START30-077, que es una parbola con

protector rgido aerodinmico para el iluminador, iluminador ajustable para realizar

cambios en su polarizacin, de dimetro de 3.0 metros, ganancia de 45.5 dB, para operar

en un rango de frecuencias que incluye la de trabajo 8GHz.

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Aplicaciones De Los Sistemas Troncalizados

En general son muchas las aplicaciones de los sistemas troncalizados en

la actualidad pues permiten manejar grandes volmenes de usuarios y unmejor aprovechamiento del espectro radioelctrico.

Industria de la Seguridad

En Venezuela una de las aplicaciones mas evidentes de los sistemas de

radio troncalizado es el sistema de emergencias 171.

Industria del Comercio

Industria de Hotelera y Turismo

Industria de Manufactura

Industria de la Construccin En la telefona celular

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Antenas Parablica Tipo Cassegrain

Antenas Parablicas

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Esquemas De Algunos Sistemas Troncalizados

Un Sistema Troncalizado

Manejo De Varios Grupos ATravs Del Trunking

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Comparacin del Sistema Convencional con el

Sistema Troncalizado

Sistema convencional

Sistema troncalizado

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En la figura se muestran

varias unidades repetidorasapiladas en un mismo sitio.

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LONG

TERM

EVOLUTION

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+ Dispositivos

mviles

Llegada de la generacin

Milenio al mundo laboral

Las tendencias en los servicios de datos mviles

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Un estilo de vida marcado

por la conectividad / bandaancha en todas partes

+ Dispositivos

mviles

Ms de 4 billones de personastienen celulares hoy aumentando9% anualmente

Dentro de 5 aos los Milenios

traern su estilo de vida (earlyadopters) al mundo empresarial

GeneracinMilenio: Nacierony crecieron conInternet /celulares(11-25aos)

Llegada de la generacin

Milenio al mundo laboral

Mundo de banda ancha fijaAdoptada en forma masiva

y ahora exportada a mviles

Nuevas

Aplicaciones

WEB2.0

Ecosistemade

Dispositivosde

Usuario

Mi vida en mis dispositivos

Nueva generacin de

Dispositivos interconectados


21
http://digitalcameras.techfresh.net/wp-content/uploads/2008/02/canon-digital-camera.jpghttp://digitalcameras.techfresh.net/wp-content/uploads/2008/02/canon-digital-camera.jpghttp://news.cnet.com/i/bto/20071119/kindlehand.jpg

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Source:Huawei Wireless Analysis

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Usuarios finales estn listospara experimentar la banda ancha mvil de prxima generacin

HoyUsuarios avanzados estn descubriendo

el poder de la banda ancha mvil

MaanaUsuarios mviles demandarn y consumirn

servicios enriquecidos y QoE

Source: Alcatel-Lucent 4G Primary Research

Consumidores: video, imagen, localizacinEmpresas: colaboracin, video conferencia, transf de datos

Trusted Web experience More presence- and

location-enriched services

New connected devices Pay For QoE and productivity gains

2GUMTS / HSPA/ HSPA+

3G

EV-DO Rev 0/A/B

4GLTEGSM / EDGE / GERANCDMA 1x RTT


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Crecimiento de la Conectividad Wireless Global

Voice 6 billionBy 2015 85% global penetration

driven by low cost voice

device/service

Smartphones billion In 2015 ~1/3 phones shipped

will be smartphones

Netbooks300

million

In 2013 300m netbooks andUPMCs will be shipped

Mobile Internet

Devices

633

million

In 2015 633 MIDs (UPMCs,Navigation, gaming, ereader

device etc) sold

Machine toMachine

615million

In 2015 615m M2M devicesconnected

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Evolucin de las redes mviles

CDMA

TDMA

Deployed Arriving Next step

CDMA 1X

BWA

4G ITU100 Mb/s

(full mobility)1Gb/s

(hotspot)Still OFDM !

GERANEvolutions

WiMAX 16dWiMAX 16e

TDD

TD-SCDMA

W-CDMA /HSPA

LTE R8/R9FDD/TDD

HSPA+

EVDORev A/B

GSM/EDGE

LTE R10FDD/TDD

UMB

TD-SCDMAevolution-tbc

Evolution routes

WiMAX 16mTDD/FDD?

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Estandarizacin de LTE por la 3GPP

Rel99 Rel4 Rel5 Rel6 Rel7 Rel8

UMTS FDD

DCH

FDDrepeaters

1.28McpsTDD

Core NW

Evolution

HSDPA

Multimediasub-system

HSUPA

MBMS

HSPA+

i.e. MIMO,CPC, DL64-QAM, UL16-QAM

Rel9

LCS

eMBMS

Emergencycalls

Home eNB

800Mhz

Mar 2009 final,

Time to market: 2010

Flat IP architecture

Higher throughput

Lower latency

Target forcompletionend of 2009

3.9G3G

IMT-Advanced family

Definition in progress by

ITU-R (2011)

IMT-2000 family

100MHz carrier

DL peak = 1Gbps

UL peak = 0.5Gbps

5ms latency

LTE introduce los bloques constructores de 4G

4G

20MHz carrier

DL peak = 326Mbps

UL peak = 86.4Mbps

10ms latency

MBMS - Multimedia Broadcast Multicast Service

LCS Location Services

Rel10

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Mejoras de desempeo de LTE

Altas Velocidades de transmisin

Reduccin de la Latencia

HSPA HSPA+ WiMAX

50 ms65 ms

50 ms

LTE

10 ms

La baja latencia permite la rpidaadaptacin del canal, y por lo tanto

habilitando aplicaciones de altavelocidad y en tiempo real

Tasas elevadas de transmisin habilitanaplicaciones enriquecidas en contenidos

sobre LTE

RevA/RevBQoS VoIP

60 ms

HSPA 5MHz HSPA+ 5MHz LTE 20MHz

MIMO2x2

173 Mbps

55 Mbps

42 Mbps11 Mbps14 Mbps5 Mbps

LTE 20MHz

MIMO4x4

326 Mbps

86 Mbps

ULDL UL

DL

UL

DL

DL

UL

27

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Mercado LTE

LTE FDD Redes comerciales HOYInici en 2009 con Telia Sonera y para 2010 con

operadores en Asia (NTT DoCoMo) y NorteAmrica (Verizon)

Primeros desarrollos enfocados sobre reas Hot Zonepara maximizar acceso a usuarios de datos de alta

velocidad

Espectros 2.6GHz,1800MHz y Dividendo Digital

dominarn redes en Europa y Asia. USA orientada a700MHz y AWS (1700/2100)

Lanzamiento de Trials para demostrar performance deLTE previo a lanzamientos comerciales

LTE TDD (TD-LTE) Redes comerciales en 2011

Clave en el desarrollo del estndard LTE, evitandorepetir fallas de 3G TDD

TD-LTE liderizado por China Mobile para la evolucinde su red banda ancha mvil desde GSM y TD-SCDMA

Acuerdo nico global entre Vodafone, China Mobile y

Verizon para promover el xito del ecosistema TD-LTE

Orientado a bandas 2.3/2.5/3.5GHz (mismas de wimax)

LTE es una realidad de mercado, dirigido por operadores 3GPP & 3GPP (ms de 1000operadores en el mundo)

Se ha desarrollado en 2 variantes:

FDD TDD

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Apple iStore65k Apps

1.5b downloads40m devices

Microsoft Skymarket20k different types of

software

(Google) AndroidMarketplace

Launched Oct 200810k apps (Sept 09)

Blackberry App WorldStoreFront

Launched Apr 20092k apps (Jul 09)

Nokia Ovi ApplicationStore

Launched May 200920k Apps

10m downloads (Sep 09)

VodafonePlanning to launch

App Store

Todos los principales fabricantes de dispositivos han lanzado tiendas de aplicaciones

Algunos operadores mviles ya estn incursionando en este mercado

CMCCLaunched Aug 09

6500 apps

Palm webOS app storeLaunched May 09

Telefonica

mstoreLaunched Sep 091000 apps

Verizon WirelessPlanning V CAST

Apps Store

El camino de migracin hacia LTE

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Elementos tecnolgicos de LTE

OFDM MIMO Flat IP

Robustez enambientes densos

OFDMA (DL) / SC-FDMA (UL)Incrementa eficienciaespectral. Simplifica diseodispositivos de usuario ms

econmicos Escalable superala limitacin de 5 MHz

Aumento de lacobertura y

capacidadMultiple-input, multiple-

output UL& DL.Collaborative MIMO (UL).

Aprovecha la interferenciapor Multitrayectorias

Plano yescalable

Menor Latencia: 1 ms (2ms for HSPA). Backhaul

basado en transporte IP /MPLS. Convergente con

IMS, VoIP, SIP

L

T

E

GSM/UMTS

GSM/EDGE

GSM/EDGE

Do-Rev A

Do-Rev A

B/A+

HSPA+

UMTS/HSPA+

TD-SCDMA

WIMAX

introducing highly efficient technologies

4G3.9G3G

IMT-Advanced

Definicion en progreso por ITU-R

IMT-2000

100 Mbps pico, mvil

1 Gbps pico, fijo

1.4MHz 3MHz 20MHz10MHz5MHz

Opciones de Ancho de Banda LTE

Evolucin comn introduce tecnologas eficientes

LTE introduce los bloques constructores de 4G

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Elementos tecnolgicos de LTE: MIMO

MIMO: Aumenta la capacidad del enlace

Multiple-input, multiple-output UL& DL

Vence las interferencias multitrayectoria

Mejora la velocidad de transmisin, la calidad delenlace

Diversidad de espacio, de ganancia y polarizacin

Hasta 4 antenas Tx y 4 Rx

La combinacin OFDMA con MIMO es la clave en LTE para sacar provechode ambientes multitrayectoria


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ISCHSS

BGFC

App Server

IMSNuevo ncleo de red, basado en IP, introducido con LTE

Arquitectura Mvil basada en IP de extremo a extremo Simplificacin: solo 4 elementos SGW, PGW, MME, PCRF Adaptado para IMS, VoIP, SIP Optimizacin del costo por bit

LTE+EPC

eNode B

CDMA / EV-DOGSM / GPRS

EDGE

UMTS

HSPA

Canal IP

Packet SwitchedCore

PSTN

Othermobile

networks

VPN

Internet

Canales deVoz

GGSNHA

SGSNPDSN

MGW

MSC

BSC / RNC

Circuit SwitchedCore (Voice)

BTS

Node B

SoftswitchGMSC

2G/3G

META (backhaul and backbone)

MME PCRFCanal IP

SGW PGW

Arquitectura de red plana, simplificada, basada en IP

Evolved Packet Core(Todo IP)


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Comparacin Ancho de Banda por sector promedio

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Ecosistema establecido para mediados de 2011

TD-LTE est de 8 a 12 meses detrs de FDD

Ecosistema maduro y alineado con FDD en el 2012


VOZ SOBRE LTE

DISPOSITIVOS Y TERMINALES DE USUARIO

Los grandes operadores y fabricantes coinciden en que el esquema lgico para lavoz sobre LTE en el mediano plazo es a travs de IMS.

Otros esquemas alternos sern solo de corto plazo, pero necesarios mientras sellega a una definicin completa.

CS Fallback: Manejo de la voz mediante Redes 2G y 3G

Volga: suicheo de circuitos sobre red de paquetes donde la voz se transportasobre tneles de LTE.

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Norte Amrica (Digit. Div.)700 MHz

EspaaEstoniaAustria

800 MHz

Norte Amrica850 MHz

Europa900 MHz

Japn1500 MHz

Europa, Asia Pasfico1800 MHz

Norte Amrica1900 MHz

Norte AmricaAWS

Europa, Japn2.1 GHz

China (TDD)2.3 GHz

2.6 GHz

2012+201120102009Espectro Asignado

Norte Amrica (Digit. Div.)700 MHz

EspaaEstoniaAustria

800 MHz

Norte Amrica850 MHz

Europa900 MHz

Japn1500 MHz

Europa, Asia Pasfico1800 MHz

Norte Amrica1900 MHz

Norte AmricaAWS

Europa, Japn2.1 GHz

China (TDD)2.3 GHz

2.6 GHz

2012+201120102009Espectro Asignado

PortugalItaliaNLDinamarca

Rep ChecaIndiaCanad

EstoniaLatvia

DinamarcaNoruega

SuizaFinlandiaSuecia

AlemaniaNLBlgica

Nueva ZelandaNoruega

SueciaHK

AustriaUK, Francia

AlemaniaEspaa

Francia

Rep ChecaEsloveniaHungria

Lituania

Portugal, IrlandaEslovaquia, UcraniaPoloniaRusia

(Redistribucin)

(Redistribucin)

(Redistribucin)

(Redistribucin)

Las primeras implementaciones en LTE sern enFDD 700MHz, 800MHz, 2.1 GHz, 2.6 GHz, AWS y TDD 2.3 GHz

FinlandiaHK

El espectro en LTE

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Estrategia de seleccin de frecuencias por coberturaEjemplo: 700Mhz y 2.6MHz

Pequeas celdas en 2.6GHz sonms adecuadas para hot spots

700MHz tiene mejor coberturaindoor pero es ms sensible a

las interferencias en mediosUrbanos

700MHz podra ser utilizadocomo celdas umbrella

Altas frecuencias son ideales para Hot Spot de LTE y Bajas frecuencias para

celdas umbrella y mejorar penetracin Indoor

x3

2.6 GHz 700 MHz

x3

2.6 GHz 700 MHz

Hot SpotUmbrella

Zonas Urbanas Zonas Rurales

Macroceldas en 700MHz idealespor su gran cobertura en zonasrurales, disminuyendo cantidadde sitios.

700 MHz tiene mejor coberturaindoor

El espectro en LTE

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IMT-2000 Expansion Band (2.6Ghz)

Uplink 2500-2570 MHz

Downlink 2620-2690 MHz

Total 70 MHz

LTE 7

TDD (50MHz)

FDD (70MHz)

Uplink

FDD (70MHz)

Downlink

FDD

TDDLTE 38

El espectro en LTE

37

T i l LTE

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Terminales LTE

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