王洋

（中國移動通信集團(tuán)山西有限公司 太原 030009）

1 引言

隨著全球信息化程度的逐步深化，信息通信技術(shù)（Information and Communications Technology，ICT）已經(jīng)滲透到了社會生產(chǎn)、生活的各個領(lǐng)域。信息通信技術(shù)是融合了信息技術(shù)與通信技術(shù)而產(chǎn)生的新型技術(shù)領(lǐng)域，該技術(shù)依托強(qiáng)大的信息化網(wǎng)絡(luò)和高效的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，結(jié)合了現(xiàn)代信息處理技術(shù)、現(xiàn)代無線通信技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)理論，提供數(shù)據(jù)信息傳輸、音視頻會議、電話、傳真、即時(shí)通信等多種類型的應(yīng)用服務(wù)。據(jù)國際電信聯(lián)盟（International Telecommunication Union，ITU）統(tǒng)計(jì)，ICT能幫助全球減少二氧化碳排放量15%～40%[1]。截至2020年，ICT技術(shù)可在全球范圍內(nèi)將二氧化碳排放量降低15%[2]。

在我國每年80億的政府能源消耗中，50%來自IT產(chǎn)品的能源消耗。2007年，我國IT產(chǎn)品的總耗電量在300～500億度之間，而且IT產(chǎn)品能源消耗還以每年8%～10%的速度增長，CO2的排放主要來自計(jì)算機(jī)（40%）、服務(wù)器（23%）和固定、移動通信（共占24%）[3]。2008年，中國電信、中國移動、中國聯(lián)通總耗電量超過200億度，相當(dāng)于至少排放二氧化碳20萬噸（我國每生產(chǎn)消耗1度電相當(dāng)于排放約1kg二氧化碳），因此，信息通信網(wǎng)絡(luò)自身的綠色化進(jìn)程直接關(guān)系到我國對國際社會節(jié)能減排的承諾和可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實(shí)現(xiàn)。

2 信息通信網(wǎng)絡(luò)研發(fā)與運(yùn)營中的綠色實(shí)踐

信息通信網(wǎng)絡(luò)的有效綠色進(jìn)程直接受到了設(shè)備制造商、信息通信運(yùn)營企業(yè)、相關(guān)職能部門以及國際組織的影響，通過這三方面主體在信息通信行業(yè)的有效溝通可以促進(jìn)我國在信息通信產(chǎn)業(yè)的節(jié)能減排應(yīng)用。在節(jié)能減排工作探索過程中，設(shè)備制造商與信息通信運(yùn)營企業(yè)共同探討實(shí)踐節(jié)能減排技術(shù)方案，通過這種合作方式更能加速綠色技術(shù)方案的轉(zhuǎn)化效能。

在信息通信網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行過程中，主要能耗系統(tǒng)設(shè)備包括信息通信設(shè)備系統(tǒng)、溫濕控制調(diào)節(jié)系統(tǒng)、電源系統(tǒng)、照明系統(tǒng)4部分，運(yùn)維管理系統(tǒng)、綠色營銷計(jì)劃等同樣涉及到相應(yīng)的綠色節(jié)能環(huán)節(jié)。

2.1 綠色信息通信設(shè)備系統(tǒng)

我國GSM網(wǎng)絡(luò)載頻數(shù)量約400萬，每年基站消耗的能源至少需要100萬噸煤（按照1kg煤炭產(chǎn)生3kWh計(jì)算），其中不包括機(jī)房相關(guān)輔助設(shè)施（空調(diào)、變電、傳輸?shù)龋4]。隨著3G技術(shù)的逐步深化，舊設(shè)備集成度低、功耗大、溫度濕度要求較敏感等問題逐步凸顯，因此對于新舊設(shè)備逐步替代以及新設(shè)備的可擴(kuò)展升級性成為了新的技術(shù)研究關(guān)注點(diǎn)。設(shè)備生產(chǎn)商可以通過選用最新的功放芯片在相同體積的PCB上實(shí)現(xiàn)更高的功放效率，降低單盤厚度和面積，提高光電器件密集度優(yōu)化PCB電路布局，從而減小設(shè)備體積；選用高等級的電子元器件，提高設(shè)備在較高溫度下的正常運(yùn)轉(zhuǎn)可靠性，進(jìn)而降低空調(diào)耗能；改進(jìn)散熱片設(shè)計(jì)減少熱阻，提高熱傳導(dǎo)性能。

結(jié)合大城市人們的生活工作規(guī)律，即“潮汐效應(yīng)”：工作時(shí)段大規(guī)模的“客戶終端”涌向中央商務(wù)區(qū)，下班時(shí)段生活區(qū)則成為了“客戶終端”的密集區(qū)。結(jié)合上述相關(guān)規(guī)律，基站設(shè)備的節(jié)能減排技術(shù)則應(yīng)運(yùn)而生：基于負(fù)荷的TRX關(guān)斷（BSC根據(jù)每個載頻板的話務(wù)情況進(jìn)行判斷，將空閑時(shí)長超過門限時(shí)間的話音信道載頻板所對應(yīng)的功放模塊PA工作電壓關(guān)閉，當(dāng)監(jiān)控的話務(wù)負(fù)荷上升，超過一定門限時(shí)，BSC會立即激活被關(guān)斷的TRX，以滿足話務(wù)需求。載頻啟動時(shí)間最高達(dá)分鐘級）；基于負(fù)荷的PA關(guān)斷（BSC根據(jù)每個載頻板的話務(wù)情況進(jìn)行判斷，將空閑時(shí)長超過門限時(shí)間的話音信道載頻板所對應(yīng)的功放模塊PA偏置電壓關(guān)閉，在話務(wù)增長時(shí)以毫秒級的時(shí)間內(nèi)重新打開功放偏置電壓以滿足話務(wù)需求）；基站采用BUU+RRU分布式基站設(shè)計(jì)等等[5]。

2.2 綠色溫濕控制調(diào)節(jié)系統(tǒng)與機(jī)房設(shè)計(jì)

溫濕控制調(diào)節(jié)系統(tǒng)作為信息通信設(shè)備系統(tǒng)的輔助設(shè)備有著重要的地位，通常空調(diào)溫濕控制設(shè)備功耗中，25%左右的功耗來源于空調(diào)的制冷系統(tǒng)所產(chǎn)生的功耗，12%左右的功耗來源于空調(diào)的送風(fēng)和回風(fēng)系統(tǒng)所產(chǎn)生的功耗。

空調(diào)系統(tǒng)的容量大小、設(shè)備的選型、系統(tǒng)的配備以及設(shè)計(jì)方案等技術(shù)參數(shù)的最終確定均取決于通信設(shè)備所處的地理位置（相同月份各地市間氣候差異較大，相同月份相同地區(qū)不同地域氣候差異較大），機(jī)房材質(zhì)不同導(dǎo)致保溫性能差異，機(jī)房面積、安裝設(shè)備密度、設(shè)備在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中的重要性，風(fēng)道設(shè)計(jì)規(guī)劃、環(huán)境智能感知控制、制冷調(diào)濕設(shè)備維護(hù)等方面有著直接聯(lián)系。

通常采用的節(jié)能溫濕控制調(diào)節(jié)系統(tǒng)及其技術(shù)包括如下。

2.2.1 新風(fēng)節(jié)能系統(tǒng)

新風(fēng)節(jié)能系統(tǒng)（如圖1）是基于溫濕度傳感、氣體學(xué)、熱學(xué)原理的智能控制技術(shù)，利用機(jī)房室內(nèi)外溫差形成熱交換，依靠大量的風(fēng)道有效地將機(jī)房內(nèi)的熱量迅速向外遷移，從而達(dá)到有效降低機(jī)房內(nèi)部溫度的目的。當(dāng)室外溫度較低時(shí)，關(guān)閉空調(diào)，通過新風(fēng)節(jié)能系統(tǒng)將室外冷空氣經(jīng)過濾后引入機(jī)房內(nèi)對設(shè)備散熱。新風(fēng)節(jié)能系統(tǒng)采用壁掛式小體積安裝，在外界溫度較低時(shí)節(jié)能效果明顯，但是根據(jù)機(jī)房內(nèi)部運(yùn)行網(wǎng)絡(luò)設(shè)備工作環(huán)境要求溫度范圍為15℃～30℃、濕度為40%～65%、防塵要求灰塵粒子濃度達(dá)標(biāo)和無腐蝕性塵埃的要求，新風(fēng)促進(jìn)機(jī)房內(nèi)對流達(dá)到降溫的同時(shí)不可避免的要增加機(jī)房內(nèi)灰塵顆粒[6]。

圖1 新風(fēng)節(jié)能系統(tǒng)

2.2.2 熱交換器系統(tǒng)[7]

熱交換器（如圖2）在完全隔離內(nèi)外空氣的前提下，利用外界冷源對內(nèi)部環(huán)境進(jìn)行冷卻，從而達(dá)到減少空調(diào)運(yùn)行時(shí)間以實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的。具體實(shí)現(xiàn)：通過兩組風(fēng)機(jī)分別抽吸外部的冷空氣（外循環(huán)）和內(nèi)部的熱空氣（內(nèi)循環(huán)），冷、熱空氣在熱交換芯體中進(jìn)行熱量交換，通過熱交換芯體膜片，外部冷空氣在芯體處通過膜片吸收內(nèi)部空氣的熱量，最終將被加熱后的外部空氣被直接送出機(jī)房外。該系統(tǒng)與新風(fēng)節(jié)能系統(tǒng)相比，在雙向換氣的基礎(chǔ)上增加了熱交換器，避免室內(nèi)的冷(熱)氣流失混合流失，同時(shí)熱交換系統(tǒng)的密封性保持了機(jī)房內(nèi)部的清潔度。

圖2 熱交換器

2.2.3 空調(diào)降溫系統(tǒng)

空調(diào)降溫節(jié)能系統(tǒng)主要是指采用了較為先進(jìn)的節(jié)能技術(shù)或節(jié)能手段而構(gòu)成的空調(diào)組構(gòu)成的熱交換體統(tǒng)，例如：調(diào)變頻空調(diào)、水冷空調(diào)、乙二醇自然冷卻節(jié)能空調(diào)、基于模糊控制理論的自適應(yīng)空調(diào)[8]?？照{(diào)系統(tǒng)長期運(yùn)行會出現(xiàn)油分子沉積在組件內(nèi)部，形成大量油膜，油膜嚴(yán)重阻礙了金屬壁的熱傳導(dǎo)，同時(shí)系統(tǒng)本身摩擦損耗加大，軸承溫度隨之升高，壓縮機(jī)使用壽命縮短、空調(diào)能效下降快等問題，通過添加空調(diào)節(jié)能添加劑可以有效提高空調(diào)能效、節(jié)約能源；節(jié)能空調(diào)換熱器納米噴涂技術(shù)對提高空調(diào)系統(tǒng)熱交換效率、降低空調(diào)能耗作試點(diǎn)測試工作，以防止空調(diào)鋁箔污染和腐蝕，并減少熱交換器的不必要能量損失。上述節(jié)能溫濕控制調(diào)節(jié)系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中可以取長補(bǔ)短、綜合運(yùn)用以便達(dá)到最好的節(jié)能效果。

在溫濕控制調(diào)節(jié)系統(tǒng)實(shí)踐中，機(jī)房的設(shè)計(jì)對于溫濕控制調(diào)節(jié)系統(tǒng)的功耗有很大的影響，因此在新機(jī)房設(shè)計(jì)中建議按照基本操作流程：（1）新機(jī)房安裝設(shè)備建議采用面對面、背靠背的排列方式，機(jī)柜安裝列之間的間距大于1.5m；（2）準(zhǔn)確評估各設(shè)備的制冷量需求，架設(shè)通向每個機(jī)柜的單獨(dú)的空調(diào)冷風(fēng)送風(fēng)管道：根據(jù)每個機(jī)柜的制冷風(fēng)量測算需求，計(jì)算空調(diào)系統(tǒng)需要配置的風(fēng)量及冷量用于精確送風(fēng)，并適當(dāng)考慮系統(tǒng)維修、故障冗余及空調(diào)效率水平，保證空調(diào)冷量、出風(fēng)量、出風(fēng)濕度達(dá)到設(shè)計(jì)要求。建議采用“上走線、下送風(fēng)、先冷設(shè)備、再冷環(huán)境”的組建方式。架空地板下嚴(yán)禁鋪設(shè)其他管線（消防線纜除外），同時(shí)也需要定期檢測架空地板的漏風(fēng)率，空調(diào)配置采取N+1（N≤5）的組合方式[9]。（3）動態(tài)制冷控制系統(tǒng)動態(tài)調(diào)整每個機(jī)柜到達(dá)的制冷氣流溫濕度、風(fēng)量，徹底解決機(jī)房局部過熱和降低空調(diào)能耗的問題。機(jī)房設(shè)計(jì)方案力求具有可擴(kuò)展性和可升級性，信息通信設(shè)備、走線架、風(fēng)管等由通信電氣工程師總體設(shè)計(jì)完成，防止各功能模塊間的不匹配。除此之外，在新機(jī)房的選材方面建議：減少建筑物的體形系數(shù)，建設(shè)緊湊型基站；選取隔熱、保溫、防輻射、隔音性能好的建材；需要安裝玻璃的機(jī)房建議采用中空玻璃、低輻射玻璃以及斷熱橋框料；在基站建筑外表面粉刷隔熱涼水性絕熱反射膏，基站建筑內(nèi)表面設(shè)置保溫層。

送風(fēng)管道、送風(fēng)方式的選擇需要結(jié)合當(dāng)?shù)氐牡乩砦恢谩夂蚯闆r等方面綜合考慮，一般室外循環(huán)風(fēng)道布置要求“北進(jìn)南出”或“東進(jìn)西出”；循環(huán)風(fēng)道布置要求“下進(jìn)上出”；室外循環(huán)風(fēng)道管道口需要設(shè)置金屬防護(hù)網(wǎng)，防止小動物進(jìn)入，影響設(shè)備安全；基站墻體開孔采用專用工具施工，不得直接砸洞，影響房屋強(qiáng)度系數(shù)；基站墻體開孔要求“內(nèi)高外低”，避免防雨罩密封不嚴(yán)時(shí)，雨水流入基站；對于偏遠(yuǎn)山區(qū)等野外基站不要選用室外型設(shè)備，防止設(shè)備丟失。

2.3 綠色新能源動力

我國幅員遼闊，有著豐富的太陽能、風(fēng)能、潮汐能等自然資源，正因?yàn)檫@樣在全國各地的信息通信運(yùn)營服務(wù)設(shè)備都可以因地制宜的利用當(dāng)?shù)氐淖匀毁Y源用于信息通信設(shè)備運(yùn)營能源供給。2009年中國移動已在世界屋脊西藏建成全球通信領(lǐng)域最大的太陽能基站群。預(yù)計(jì)到2010年末，中國移動在西藏新增基站中應(yīng)用太陽能發(fā)電的將占90%以上，每年可節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤550t，相應(yīng)減排二氧化硫11.6t，減排二氧化碳1813t，減排煙塵135t。

電力系統(tǒng)作為信息通信設(shè)備的能源供給基礎(chǔ)，在信息承載支撐、通信業(yè)務(wù)服務(wù)方面起著決定性作用。當(dāng)電流流經(jīng)非線性特性負(fù)載時(shí)，與所加的電壓不呈線性關(guān)系，就形成非正弦電流，即電路諧波產(chǎn)生。諧波會降低發(fā)電、輸電及用電設(shè)備的效率，電容器、電纜等設(shè)備過熱、絕緣老化、壽命縮短，進(jìn)而導(dǎo)致由于電氣測量設(shè)備波動引起的繼電保護(hù)和自動裝置的誤動作；干擾鄰近通信系統(tǒng)，噪聲降低通信質(zhì)量，甚至干擾通信系統(tǒng)正常工作，因此在工程方案設(shè)計(jì)中應(yīng)當(dāng)做相應(yīng)的技術(shù)處理。

由于信息通信行業(yè)的特殊性要求信息通信網(wǎng)絡(luò)全天候保持可靠運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，蓄電池成為了保證服務(wù)質(zhì)量的基礎(chǔ)設(shè)施之一，但是溫度過高或過低對蓄電池的安全運(yùn)行和壽命影響較大，所以在機(jī)房設(shè)置蓄電池安裝時(shí)需要考慮到這方面的因素；蓄電池可以通過自然資源存儲、釋放能量，為信息通信設(shè)備提供部分時(shí)段甚至全天候的工作能源，選用帶有整流模塊輪換休眠工作方式的高頻開關(guān)電源，最大限度提高系統(tǒng)及單只模塊的帶載能力，降低熱備份和換流損耗。

2.4 綠色照明系統(tǒng)

綠色照明系統(tǒng)主要是指采用效率高、壽命長、安全性能穩(wěn)定的照明產(chǎn)品（電光源、燈具、控制系統(tǒng)等）達(dá)到節(jié)電減排效果，采取的方法包括：

（1）機(jī)房內(nèi)原有照明設(shè)施保持不變，通過開關(guān)線路整改實(shí)現(xiàn)功能區(qū)域劃分控制，通常處于關(guān)閉狀態(tài)，僅在施工或維護(hù)工作時(shí)進(jìn)行照明，同時(shí)加裝LED光源燈具作為常設(shè)照明設(shè)備；

（2）將監(jiān)控室、辦公室、樓道等區(qū)域光源由原普通日光燈更換為節(jié)能燈，公共區(qū)域輔助安裝聲光控功能模塊并合理設(shè)置光源間距；

（3）樓道、洗手間等公共區(qū)域的照明更換為節(jié)能燈并安裝聲光控開關(guān)控制；

（4）所有的走線槽、電源線等材料均使用阻燃型材料并且嚴(yán)禁與信息通信設(shè)備相連。

2.5 綠色運(yùn)維與綠色理念

作為信息通信行業(yè)的運(yùn)營商，在運(yùn)營的各個環(huán)節(jié)中都應(yīng)時(shí)刻牢記綠色環(huán)保的社會責(zé)任。在信息通信設(shè)備的采購環(huán)節(jié)要選擇達(dá)到綠色環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品，重視整個產(chǎn)品的生命周期的各個環(huán)節(jié)是否具備綠色要求（功能設(shè)計(jì)-研發(fā)-產(chǎn)品原料選型、制造-供應(yīng)鏈-產(chǎn)品安裝-退網(wǎng)回收再利用）。

市場調(diào)研機(jī)構(gòu)IDC最近發(fā)布的報(bào)告顯示，企業(yè)使用的服務(wù)器有近40%其利用率低于50%；空閑時(shí)關(guān)掉CRT監(jiān)視器可節(jié)省臺式機(jī)72%的能耗；CRT屏幕的全白背景與全黑背景能耗分別是74 W和59W；一臺臺式計(jì)算機(jī)設(shè)備的耗電 110～200W，筆記本電腦為臺式機(jī)的1/3。這些數(shù)字都說明了在信息通信行業(yè)中可以節(jié)能的綠色環(huán)節(jié)：有效利用服務(wù)器；關(guān)閉空閑監(jiān)視或者將其待機(jī)；降低監(jiān)視器亮度，液晶監(jiān)視器屏幕代替CRT監(jiān)視器屏幕；搭建集中化、無紙化智能傳真平臺，可以實(shí)現(xiàn)對傳統(tǒng)傳真的集中化管理和無紙、無污染化流轉(zhuǎn)；將無人值守機(jī)房的普通攝像機(jī)更換為紅外線攝像機(jī)，在無人時(shí)關(guān)閉照明系統(tǒng)，合理關(guān)閉各營業(yè)廳熱風(fēng)幕。

信息通信服務(wù)運(yùn)營商是直接與消費(fèi)者進(jìn)行交流的最終服務(wù)環(huán)節(jié)，中國移動依托其高效的服務(wù)平臺將其綠色理念滲透到企業(yè)的各項(xiàng)服務(wù)活動中：推進(jìn)“綠色行動計(jì)劃”；開展“綠箱子”環(huán)保計(jì)劃；開展移動通信行業(yè)應(yīng)對氣候變化相關(guān)課題研究；加強(qiáng)基站電磁輻射檢測，建立內(nèi)部評估制度，主動預(yù)防風(fēng)險(xiǎn)；建立SIM卡“舊卡新用”業(yè)務(wù)（目前的卡基的制作材料主要為PVC和ABS工程塑料，一個卡基相當(dāng)于一個塑料袋，而用戶在辦理新的SIM卡后，隨即將卡基丟棄，使其混入到了普通垃圾中進(jìn)行處理。塑料無法自然降解，將對環(huán)境造成危害。）；“空中充值”可以有效減少紙質(zhì)充值卡；“綠箱子”活動廢舊電子產(chǎn)品回收等活動或倡議。

3 綠色信息通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的制定

國際電信聯(lián)盟（ITU）于2008年分別在日本和英國舉行兩次有關(guān)ICT和氣候變化的專題研討會，議題探討了ICT在解決氣候變化方面的問題，涉及標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)、環(huán)境監(jiān)測、緩解氣候變化等方面開展工作；國際電聯(lián)電信標(biāo)準(zhǔn)化顧問組（TSAG）于2008年7月在日內(nèi)瓦舉行的會議上成立了ITU-T有關(guān)ICT和氣候變化的焦點(diǎn)組，主要對如何利用ICT減少GHG排放、評估方法等開展研究；由歐盟主導(dǎo)的JRC組織、歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會（ETSI）的環(huán)境工程技術(shù)委員會（EE）也著手制定相應(yīng)的ICT環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)。

歐洲共同體委員會2009年7月發(fā)布了白皮書《實(shí)現(xiàn)歐盟ICT標(biāo)準(zhǔn)化的現(xiàn)代化》，白皮書內(nèi)容涉及ICT標(biāo)準(zhǔn)化的現(xiàn)代化政策、歐盟ICT標(biāo)準(zhǔn)化現(xiàn)代化（ICT標(biāo)準(zhǔn)在公共采購中的應(yīng)用，鼓勵I(lǐng)CT研究、創(chuàng)新和標(biāo)準(zhǔn)化之間的協(xié)作，ICT標(biāo)準(zhǔn)中的知識產(chǎn)權(quán)等）等方面。

我國通信標(biāo)準(zhǔn)化工作由國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局、工業(yè)和信息化部管理，具體由中國通信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會（CCSA）執(zhí)行。標(biāo)準(zhǔn)涉及通信節(jié)能基礎(chǔ)、管理、方法；材料性能標(biāo)準(zhǔn)；機(jī)房環(huán)境的節(jié)能降耗；機(jī)房環(huán)境、設(shè)施布局、空調(diào)系統(tǒng)的有效性、新型節(jié)能降耗技術(shù)的使用等方面。

4 小結(jié)

隨著ICT技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展和國內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制定以及技術(shù)開發(fā)商、網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商、終端用戶的共同努力，綠色通信息技術(shù)必然會向著標(biāo)準(zhǔn)化、集約化、高效化的方向穩(wěn)健的發(fā)展，最終實(shí)現(xiàn)減少對生存環(huán)境的污染，養(yǎng)成良好的使用ICT產(chǎn)品的“綠色”習(xí)慣，推進(jìn)我國信息化產(chǎn)業(yè)的良性循環(huán)，建設(shè)環(huán)境友好型和資源友好型的綠色信息社會。

[1]劉建明, 趙峰. ICT網(wǎng)絡(luò)模式的關(guān)鍵技術(shù)與發(fā)展. 電力系統(tǒng)通信, 2009,（4）

[2]GeSI. SMART 2020: Enabling the Low Carbon Economy in the Information Age. 10, 2008

[3]李潔. ICT與節(jié)能減排及標(biāo)準(zhǔn)研究進(jìn)展. 電信網(wǎng)技術(shù), 2009,（9）

[4]呂錢浩, 毛文勇, 朱潔. 引領(lǐng)環(huán)保趨勢的綠色GSM網(wǎng)絡(luò)方案.郵電設(shè)計(jì)技術(shù), 2009,（6）

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