Wir machen

Wir machen Wir machen

wie (fast) alles imwie (fast) alles im AmateurfunkAmateurfunkaus Spaß an der Freude….ob es aus Spaß an der Freude….ob es einen Nutzen hat, beantworteneinen Nutzen hat, beantworten

wir hier nicht!wir hier nicht!

24-Stunden-Aufzeichnung

Berlin

VorbemerkungenVorbemerkungen

Zum gemeinsamen Verständnis des folgenden Vortrages ist es notwendig die Zielstellungen von APRS zu verstehen, so wie sie von Bob Bruninga (dem "Erfinder" von APRS) sinngemäß formuliert wurden. Gleichzeitig gilt es sich zu vergegenwärtigen, dass jedes technische System auch Einschränkungen aufweist!Der heutige Zeitrahmen lässt eine vollständige Darstellung der Möglichkeiten von APRS nicht zu.

APRS GrundlagenAPRS Grundlagen

Der Begriff APRS Der Begriff APRS

Was bedeutet APRS?

Automatic

Packet

Reporting

System

• Es ist eine spezielle Variante von Packet Radio die keine Connects benötigt. • Betrieb auf nur einer Simplex-Frequenz.

ZieleZiele

APRS dient primär dazu binnen kurzer Frist auf HF ein lokale Übersicht über Positionsbaken in einem begrenzten Gebiet zu erlangen. Die Positionsbaken sollen schnellstmöglich mittels IGates in das Internet weitergeleitet werden um dort großräumige Übersichten zu ermöglichen. Nutzernachrichten sollen zwischen lokalen Nutzergruppen ausgetauscht werden. Mobilstationen sollen durch die lokale Abstrahlung standardisierter Informationsobjekte (Relais, Treffen usw.) unterstützt werden.

EinschränkungenEinschränkungen

Durch die Beschränkung auf einen Kanal mit 1200 Bd (Kollisionsgefahr) kann APRS, trotz der technischen Möglichkeit, im Regelfall nicht dazu dienen Positions- baken auf HF über große Entfernungen zu verbreiten. Die Verwendung des AX25-Protokolls lässt zwar die Adressierung von Baken auf HF über die dort vorgesehene max. Anzahl von Hops zu, das aber verknappt die für alle Nutzer verfügbare Bandbreite.

SelbstorganisationSelbstorganisation

Es gelten grundsätzlich die internationalen Standards wie sie in der Spezifikation der APRS Working Group (TAPR) V.1.01 und den Fortschreibungen existieren.

Es ist ein Ansatz unter Berücksichtigung der aufgezeigten Einschränkungen eine bestmögliche Zielerreichung in einem selbstorganisierenden System zu ermöglichen. Die Beachtung der Grundsätze ist aber im Hinblick auf die Vielzahl von betroffenen Individualinteressen ein Gebot des Ham-Spirit.

Wie begann es mit dem APRS?Wie begann es mit dem APRS?

Entwicklungsgeschichte

• Von Bob Bruninga, WB4APR 1992 entwickelt.

• Ursprünglich für US-NAVY.

• als APRSdos vorgestellt.

• Mittlerweile weltweit verbreitet auf UKW und KW.

• 2001 Start des ersten APRS Satelliten PCsat.

• APRS auch auf der ISS eingesetzt

Was kann APRS leisten?Was kann APRS leisten?

Anwendung für AFU

• Positionsdarstellung von fixen und beweglichen Stationen auf elektronischen Karten

• Positionsdarstellung von Objekten / besonderen Ereignissen

z.B.: Land-, Luft- und Wasserfahrzeuge, Wanderer, Relais QTH/QRG, Fieldday, OV-Abend, Treffen usw..

• Übermittlung aller Arten von TelemetriedatenZ.B: Wetterdaten, Peildaten

• Sonstige AnwendungenZ.B: CallbookServer, Fernsteuerung von Stationen, Kurznachrichten (Messages)

Hard- / Softwareanforderungen

• Stationärer Einsatz

• Mobiler Einsatz

• Digipeater

Hard- / SoftwareanforderungenHard- / Softwareanforderungen

Stationär - mit Kartendarstellung

• 2m Funkgerät (144.800MHz)• 1k2 fähiger TNC / Minimodem / Soundkarte• PC mit APRS Software

z.B: UI-View, Win Mac APRSdos,Xastir und neuerdings TrackOn

} Alternativ:TH-D7x TM-D7xx

Hard- / SoftwareanforderungenHard- / SoftwareanforderungenMobil – ich will nur meine Positionsbaken senden

• GPS Empfänger• 2m Funkgerät (144.800MHz)• APRS Tracker

z.B: TinyTrack, OpenTracker,AATIS APRS Bausatz, Anyfrog,

etc.

Hard- / SoftwareanforderungenHard- / SoftwareanforderungenMobil – Ich will Positionsbaken Senden und empfangen

• GPS Empfänger mit Datenausgabe• TH-D7x / TM-D7xx, VX-8e• V11-Tracker u. Ä. (mit Display)• LCD-Track nach DJ7OO

Hard- / SoftwareanforderungenHard- / Softwareanforderungen

Mobil – ich will auch eine Kartendarstellung

• GPS Empfänger• 2m Funkgerät (144.800MHz)• 1k2 TNC• Opentracker Waypoints• Laptop oder WinCE / Palm• Geosat5-Navi

} Alternativ:TH-D7 / TM-D7xx

Hard- / SoftwareanforderungenHard- / SoftwareanforderungenDigipeater

• 2m Funkgerät (144.800MHz).• 1k2 fähiger TNC mit UIdigi Firmware besser 1k2 fähiger TNC mit APRS4R auf Router mit OpenWRT)• alternativ dazu PC mit APRS (digi) Software.

z.B: DIGIned, UI-View, Win Mac APRSdos,Xastir, etc.

Funktionsweise / EinstellungenFunktionsweise / Einstellungen

• Generell

• WIDE

• WIDEm-n

• I-Gate

• Pfadeinstellungen

• APRS-Knigge

• Einstellungen anhand UI-View.

Funktionsweise / EinstellungenFunktionsweise / EinstellungenGenerell

• APRS Netzwerk läuft auf nur einer Frequenz.• Verwendung von Generic Calls (WIDE)• 2 Arten von Digis: Fill-In und WIDE.• maximal 3 Digis im Pfad.• Keine Antikollissions-Funktionalität. • Unnötige Aussendungen vermeiden.• Bakenintervall Fix-Stationen ≥30min.• Bakenintervall Mobil-Stationen ≥ 1min.

(modern: Geschwindigkeitsabhängig)

Funktionsweise / EinstellungenFunktionsweise / EinstellungenFill-In Digipeater

• hilft Stationen ins Netz zu kommen (Handfunke)• reagiert nur auf WIDE1-1 und das eigene Call.• arbeitet als „Zubringer“ für WIDE-Digis. • kann prinzipiell jede fixe APRS Station sein.• sollte nächsten WIDE-Digi 100% erreichen.• Eigener Einzugsbereich ≥ ~10km.• kein weiterer Fill-In Digi innerhalb ~5km.• darf nicht auf RELAY, WIDE,WIDEm-n,TRACEm-n reagieren!• verbessert Netzabdeckung nur in Senderichtung

Funktionsweise / EinstellungenFunktionsweise / EinstellungenFill-In Digi - Beispiel

DL8RO-5DM0DM[Fill-In]

DL8RO-5>WIDE1-1,WIDE2-2DL8RO-5>DM0DM*,WIDE2-2

Bei Digipeating wird das generic Call WIDE1-1 durch das Call des Digis ersetzt.

Funktionsweise / EinstellungenFunktionsweise / EinstellungenWIDE Digi

• reagiert auf WIDE,WIDEm-n sowie das eigene Call.• sollte ein offiziell genehmigter Digi sein.• sollte nächsten WIDE Digi 100% erreichen.• Eigener Einzugsbereich bis ~50km.• kein weiterer WIDE Digi innerhalb ~25km (im flachen Land)

Funktionsweise / EinstellungenFunktionsweise / EinstellungenWIDE Digi – Beispiel

DL8RO-5DB0AJW[WIDE]

DL8RO-5>WIDEDL8RO-5>DB0AJW*

Bei Digipeating wird das generic Call WIDE durch das Call des Digis ersetzt.

DM0DM[Fill-In]

Funktionsweise / EinstellungenFunktionsweise / EinstellungenFill-In & WIDE Digis - Beispiel (multiple hops)

DL8RO-5DB0AJW[WIDE]

DL8RO-5>WIDE1-1,WIDE2-2DL8RO-5>DM0DM*,WIDE2-2

Bei Digipeating werden die generic Calls WIDE durch das Call des jeweiligen Digis ersetzt, bleibt ein Wide-Zähler übrig, wird dieser weitergegeben

DM0DM[Fill-In]

DL8RO-5>DM0DM*,DB0AJW*,WIDE2-1

Funktionsweise / EinstellungenFunktionsweise / EinstellungenWIDE Digi – WIDEm-n

• Nachteil von WIDE,WIDE,WIDE,• Langes Paket (14 Byte)• Kein Einfügen des Digi-Calls bei Weiterleitung.• Pfad kann nicht zurückverfolgt werden.

• Vorteil von WIDE3-3• Kürzeres Paket • Wahrscheinlichkeit der Weiterleitung höher!• Verhindert Doppelaussendungen• Digi-Call wird eingefügt• Sollte vorrangig verwendet werden!

Funktionsweise / EinstellungenFunktionsweise / EinstellungenWIDE Digi – WIDEm-n - Beispiel (multiple hops)

DL8RO-5

DB0BAR[WIDE]

DL8RO-5>WIDE3-3DL8RO-5>WIDE3-2

Bei Digipeating wird das generic Call WIDEm-n verändert. n wird bis 0 heruntergezählt.

DL8RO-5>WIDE3-1

DB0ZEH[WIDE]

SR3NDG[WIDE]

DL8RO-5>WIDE3

Funktionsweise / EinstellungenFunktionsweise / EinstellungenInternet Gateway • Leitet auf HF empfangene Pakete ohne Modifikation weiter an Internet-Clients.• Sendet vom Internet empfangene Baken auf HF mit dem eigenen Pfad aus (wenn aktiviert!). z.B.: eigener Pfad im UI-View ist: WIDE3-3 DL8RO>DB0BAR*,TCPIP* über I-Net empfangen, würde als DL8RO>WIDE3-3 erneut ausgesendet.

• Sollte deshalb, um die Frequenz nicht unnütz zu belasten, höchstens einen Digi im Pfad haben!

Eigener Pfad des IGate: WIDE1-1DL8RO>DB0BAR*,TCPIP* über I-Net empfangen, wird alsDL8RO>WIDE1-1 wieder ausgesendet.

•Eine Aussendung von Internet zu HF sollte auch deswegen besser nur für Messages eingestellt werden!

Funktionsweise / EinstellungenFunktionsweise / EinstellungenPfadeinstellungen

• WIDE1-1 darf nur am Anfang des Pfades stehen.• DL8RO-5>WIDE1-1,WIDE2-2

• WIDE1-1 im Pfad nur bei Mobil/Portabelstationen!

• als FixStation kein WIDE1-1 verwenden!• Wenn ein WIDE-Digi nicht direkt erreicht werden kann, das Call des Fill-In

Digis eintragen über den man dann den WIDE-Digi erreicht.zB: DL8RO>DM0DM,WIDE2-2

• Eigene Bakenlänge so kurz als möglich halten.• WIDEm-n anstelle von WIDE,WIDE,WIDE,..• Trace wird nicht mehr benutzt! Deshalb: WIDEm-n anstelle von TRACEm-n

• Nur unbedingt nötige Anzahl an Digis verwenden.laut AX25 wären es maximal 7, ein unmöglicher Wert! Wird jeder Digi nur von 3 anderen gehört, ergeben sich 3 hoch 7 = 2187 Digiwiederholungen)

Funktionsweise / EinstellungenFunktionsweise / EinstellungenEinstellungen - Vorschläge

• Mobil/Portabel:• Packetpath: WIDE1-1,WIDE2-2• Beacon intervall:

• länger als 10min, stehend: 30min• <30kmh: 5min• >30kmh: 1min• intelligente Baken (TM-D710, Tiny-Track, Open-Tracker)• Richtungswechsel

• Feststation:•Packetpath: Digicall, Wide2-2

(wenn ein Digi sicher erreicht wird) sonst: Wide3-3 •Beacon intervall: 30min•Object Intervall: 60min

Funktionsweise / EinstellungenFunktionsweise / EinstellungenAPRS Knigge – wie man‘s nicht machen sollte

• WIDE1-1 in der Mitte oder am Ende des PfadesDL8RO>WIDE2-2,WIDE1-1,Wide

DB0BAR[WIDE]

DB0AJW[WIDE]

DL8RO

DB0ZEH[WIDE1-1]

DB0SPN[WIDE1-1]

DB0FUZ[WIDE1-1]

Solche Einstellungen müllen das APRS Netz zu!Bitte niemals verwenden!!


• 2 oder mehr WIDE1-1‘s hintereinanderDL8RO>WIDE1-1,WIDE1-1,WIDE

DB0DM[Fill-In]

DB0AJW[WIDE]

DL8RO

DB0ZEH[WIDE1-1]

DB0SPN[WIDE1-1]

DB0FUZ[WIDE1-1]


DB0MGB[WIDE]


• mehr als 2 WIDE‘s hintereinander DL8RO>WIDE,WIDE,WIDE

DB0BAR[WIDE]

DB0AJW[WIDE]

DL8RO

DB0ZEH[WIDE1-1]

DB0SPB[WIDE1-1]

DB0FUZ[WIDE1-1]


DB0MGB[WIDE]


• als Privatstation als WIDE Digi arbeiten, wenn es schon WIDE-Digis in der näheren Umgebung, ~30km Umkreis, gibt. DL8RO>WIDE3-3

DM0DM[WIDE]

DB0AJW[WIDE]

DL8RO

DB0ZEH[WIDE1-1]

DB0SPN[WIDE1-1]

DB0FUZ[WIDE1-1]


DB0DEQ[WIDE]

DGXyyy[WIDE]

Funktionsweise / EinstellungenFunktionsweise / EinstellungenAPRS Knigge – was verpönt ist

• Mehr als 3 Digis im Pfad:DL8RO>WIDE,WIDE,WIDE5-5

• kurze Bakenzeiten bei unbeweglichen Stationen:

• 1min, bei länger als 10min stehenden Mobilstationen.• <30min, bei Fixstationen.

• Als I-Gate einen Pfad mit mehr als einem Digi• WIDE2-2 oder mehr.

Solche Einstellungen belasten das APRS Netz!Bitte niemals verwenden!!

Newn-n Paradigma Newn-n Paradigma nach Bob Bruninga (WB4APR)

Der von Bruninga im ursprünglichen "New-EU Paradigm“ vorgeschlagene Weg in Europa maßgeblich auf die Einsicht der Nutzer zu setzen hat sich auch für ihn nicht als durchschlagend erwiesen. Weder die "Erziehung" mittels "Blacklists" noch die gezielte Ansprache der Verursacher haben den gewünschten Erfolg einer Entlastung der APRS-Frequenz 144.800 Mhz gezeigt.

Die Betrachtung des Netzes ist eine komplexe Angelegenheit.Wir wollen es folgend aus der Sicht der User tun:


ERFOLGREICHES APRS:

Der Erfolg Deines lokalen APRS-Netztes ist nicht, wie viele Stationen du auf Deinen Karten siehst, sondern wie verlässlich deine Mobil- oder Portabel-Station mit anderen in der Gegend kommunizieren kann. Das ist ein großerUnterschied. Dieses fundamentale Prinzip sollte richtungweisend für alles sein, was wir mit APRS in unseren lokalen Gebieten tun.

VERLÄSSLICHES APRS:

Anders herum gesagt, Du siehst typischer Weise zwischen 60 und 100 Stationen in einem Gebiet. Je mehr Stationen Du siehst, desto mehr Packete siehst du aufgrund von Kollissionen nicht. Und um so weniger verlässlich ist Dein Netzwerk für lokales Echtzeit-APRS.


Das neue n-N Denkmuster ändert nicht nur einige Digipeater-Parameter, sondern hebt auch die Aufklärung der Benutzer hervor. Die Kapazität eines lokalen APRS-Netzwerkes mit 1200 baud wird durch jeden zusätzlich benutzen Digipeater erheblich gesenkt. Die versorgte Fläche wird zwar größer, doch die Kapazität wird um die Hälfte gesenkt. Typische Gebiete, in denen Leute 2 Hops mit 4 oder mehr Digipeatern benutzen, können nur um die 60 bis 100 Benutzer unterstützen. Umgekehrt, wenn keine Digipeater benutzt werden und jeder einander direkt hören könnte, dann könnte APRS theoretisch ungefähr 360 Benutzer auf einer Simplex-Frequenz unterstützen (mit Zeitschlitzen). Aber da zu viele Leute zu viele Hops und schlechte Pfade benutzen, welche zu viele Wiederholungen erzeugen, sind manche Gebiete im Land mit der 10fachen Anzahl an Paketen regelrecht gesättigt und nur der Stärkste und Missbräuchlichste kommt durch. Die Verlässlichkeit des Netzes ist miserabel für diejenigen, deren Pakete es noch nicht einmal bis zum nächsten Digipeater schaffen, weil das Netz mit Paketen von außerhalb gerade

zu verstopft ist.


Empfehlungen für APRS-Nutzer innerhalb des neuen n-N DenkmustersHaltet eure Packete innerhalb eures ALOHA-Kreises, um die gegenseitige Beeinträchtigung zu minimieren!(mit dem ALOHA-Kreis ist es möglich, auf der Karte darzustellen, wie weit der Reichweiteradius der eigenen Station reicht. Genauer gesagt, aus welcher Entfernung die Frames der anderen Stationen sicher empfangen werden, mit denen man in Verbindung treten könnte. Es ist eher nicht dazu gedacht, Aussagen über die tatsächlichen Ausbreitungsbedingungen zu treffen.)

Also:1. VERALTET: Relay, WIDE, TRACE, TRACEn-N 2. Wir benutzen:Wide2-2 für ortsfeste und mobile Stationen (WIDE3-3 ist

OK außerhalb von Ballungsgebieten) 3. WIDE1-1,WIDE2-1 für Mobilstationen in Gebieten mit Kleinzellen- (also Fill-In) Digipeatern 4. Benutzt DIGI1,DIGI2,DIGI3... für Punkt-zu-Punkt-Verbindungen


Lösung: veraltete Relay und WIDE Pfade aus dem Verkehr ziehen:

Die größte Verbesserung in den meisten Gebieten erreicht man ganz einfach dadurch, die Benutzer von der Verwendung der veralteten RELAY und WIDE, Pfade abzubringen. Die Pfade generieren vielfache Schleifen, da es keine entsprechende Schleifen-Unterdrückung bei den Digipeatern gibt. Die Benutzung dieser Pfade beansprucht das System 3 bis 5 mal mehr, als vergleichbare WIDEn-N Pfade. WIDEn-N Pfade besitzen einen perfekten Algorithmus zur Schleifen-Unterdrückung. Die Lösung ist einfach. Benutzt WIDE1-1 anstatt RELAY und höchstens WIDE3-3 statt WIDE,WIDE,WIDE


Lösung: für hartnäckige User intelligente Digis benutzen!

User, die nicht über den Ham-Spirit beeinflussbar sind, werden durch die Technik zur Normeneinhaltung gezwungen.Ihre falsch und zu hoch angesetzten Pfade (RELAY, TRACE, sowie höher als WIDE3-3) werden vom Digipeater auf die empfohlene Norm eingeschränkt. Das ist besonders in Ballungsgebieten des APRS von hoher Bedeutung.In Berlin/Brandenburg müssten wir das noch nicht, es könnte aber auf uns zukommen, wenn sich die Useranzahl deutlich erhöht.Unabhängig vom „müssen“ arbeiten schon eine Reihe Digipeater so.Wer z.B. bei DB0BAR mit WIDE7-7 ankommt, wird nicht an andere Digis weitergegeben!

Wie werde ich schnell QRV?Wie werde ich schnell QRV?• Teuerste Möglichkeit: Kauf eines Geräte mit APRS-Funktion• beliebiges 2m-Gerät, Installation von UI-View32, als Modem: 1200-Bd-TNC, Baycom-3105-Modem, AATIS-USB-Modem, PTC-2, Soundkarte+AGWPE!, usw.

• beliebiges 2m-Gerät, TinyTrack, Open-Tracker, GPS-Maus• D-Star mit GPS-RX, sendet Daten über das Gateway ins Internet,

die APRS-HF-Gateways senden diese u.U. lokal wieder aus (DB0ZEH)

(Funktionalität aber stark eingeschränkt)

Interessante erweiterte Möglichkeiten Interessante erweiterte Möglichkeiten Speziell im Mobilbetrieb:• Message auf das Display einer gehörten Station senden (kannst du auf 145,5?, bitte QSY)• Voice alert = auf der APRS-QRG wird der Subton 123 nur bei Sprache mit ausgesendet, so kann man eine gesehen Station rufen• Bake mit Programmanweisungen, Gegenstelle muß nur die Tune-Taste drücken, um auf die richtige QRG QSY zu machen (genutzt von Relaisfunkstellen, aber auch einzelnen OM) Beispiel: DB0BLO 439.275MHz Toff -760 FM-Relais+Echolink 48880

Wie kann ich das Netz unterstützen?Wie kann ich das Netz unterstützen?• ich arbeite mit meinem TM-D7xx oder mit UI-View als Fill-In-Digi (WIDE1-1), wenn ich in einer Gegend mit größerer Entfernung zum nächsten WIDE-Digi wohne

• ich arbeite nicht als Digi, wenn ein Digi in der Nähe ist!

• ich entschließe mich eine Lücke mit einem „richtigen“ Digi zu füllen, der im Dauerbetrieb läuft, wenn im Umkreis von ~25km kein Digi ist

Informationen im WebInformationen im WebAllgemeine Informationen

• www.tapr.orgwww.tapr.org – Spezifikation des APRS-Protokolles

• www.aprs.orgwww.aprs.org – Homepage des Erfinders WB4APR

• www.aprs-dl.dewww.aprs-dl.de – Deutsche APRS-Homepage

• www.aprs-berlin.de - Berliner APRS-Gruppe u.v.m.

http://www.aprs-berlin.de/

http://www.aprs-berlin.de/

Informationen im WebInformationen im WebSoftware & Hardware

jeder findet unter

www.aprs-dl.dewww.aprs-dl.de

diverse Informationen zu Software und Hardware.Die zuvor genannten Seiten bieten ebenfalls Infoszu diesem Bereich.UI-View kann man hier herunterladen:

http://welcome.to/uiviewhttp://welcome.to/uiview

Informationen im WebInformationen im WebKartenmaterial

• http://members.a1.net/oe3owa/index.htm

• http://db0lj.dyndns.org/pub/ham/aprs

• http://db0fhn.efi.fh-nuernberg.de/~dc3rj/

Die Karten liegen meistens gepackt im ZIP-Formatvor. Unter www.winzip.comwww.winzip.com findet man die Softwarezum Entpacken der heruntergeladenen Dateien.

Informationen im WebInformationen im WebAPRS-Gruppen

Viele APRS-Gruppen haben Homepages im Internet.www.aprs-berlin.dewww.aprs-berlin.dewww.aprs-bayern.dewww.aprs-bayern.dewww.aprs-frankfurt.dewww.aprs-frankfurt.dewww.aprs-saar.dewww.aprs-saar.dewww.aprs-hamburg.dewww.aprs-hamburg.de

Die APRS-Gruppen bieten: Infos zu ihren APRS-Aktivitäten, Digipeatern und oft Karten aus ihrem Aktivitätsbereich.

Informationen im WebInformationen im WebLive-APRS

Man kann APRS im Internet “live” mitverfolgen:

www.aprs.fi

bietet Live-Daten aus aller Welt und hält sie in einer Datenbank für die spätere Betrachtung vor.

http://www.aprs.fi/

Appendix AAppendix AAPRS Frequenzen

• IARU Region 1: 144.800MHz 1k2 FMSonderregelung PA: 431.035,5 1k2 für Novice

• IARU Region 2: 144.390MHz 1k2 FM

• Satelliten: Packetpfad

- ISS: 145.800dwn/145.990up 1k2 RS0ISS,WIDE,SGATE- PCsat:145.828dwn/145.828up 1k2 WD3ADO-1,WIDE,SGATE

• Kurzwelle:- 29.250 FM 1k2- 14.103 LSB 300 Baud- 10.151 LSB 300 Baud

ImpressumImpressum

Quellen : APRS-Hamburg.DE APRS-BW.DE APRS-DL.DE

Nachbearbeitung für regionale Bedürfnisseund Aktualisierung: DL8RO

Stand 09/2009

Vielen Dank für die Aufmerksamkeit!

Sehen wir uns inAPRS?

Ulrich Hergett

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