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我國(guó)5G商用四年以來，5G應(yīng)用呈現(xiàn)“百花齊放”的發(fā)展態(tài)勢(shì)，應(yīng)用案例累計(jì)超過5萬個(gè)，已融入97個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)大類中的60個(gè)，覆蓋國(guó)內(nèi)31個(gè)省、直轄市、自治區(qū)和香港、澳門特別行政區(qū)以及中國(guó)臺(tái)灣，我國(guó)5G應(yīng)用整體進(jìn)入規(guī)?；l(fā)展的關(guān)鍵期。
在5G應(yīng)用推廣過程中，終端成為5G與行業(yè)融合的“錨點(diǎn)”，融合終端的成本高、研發(fā)難等問題成為制約5G應(yīng)用規(guī)?；闹饕蛩?，而芯片成本高、功能冗余、生態(tài)缺乏又成為其中的關(guān)鍵。
為了打破這個(gè)產(chǎn)業(yè)瓶頸，大力推動(dòng)5G應(yīng)用規(guī)模化發(fā)展，工業(yè)和信息化部近日組織起草了《關(guān)于推進(jìn)5G輕量化（RedCap）技術(shù)演進(jìn)和應(yīng)用創(chuàng)新發(fā)展的通知（征求意見稿）》（以下簡(jiǎn)稱《通知》），并公開征求社會(huì)各界意見，此舉的重要目的之一在于凝聚“產(chǎn)學(xué)研用”共識(shí)，匯聚各方力量共同推進(jìn)5G輕量化（RedCap，ReducedCapability）芯片技術(shù)演進(jìn)、產(chǎn)品研發(fā)并構(gòu)建豐富的產(chǎn)業(yè)生態(tài)，實(shí)現(xiàn)芯片的低價(jià)、高質(zhì)量供給，降低行業(yè)5G應(yīng)用成本。
5G輕量化芯片應(yīng)運(yùn)而生，技術(shù)和產(chǎn)業(yè)加速推進(jìn)
5G輕量化技術(shù)是3GPP針對(duì)中高速連接專門立項(xiàng)研究的一種新技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，是簡(jiǎn)化版的5G。5G RedCap在Sub-6GHz頻段的帶寬只有傳統(tǒng)5G的1/5，即20MHz；減少了終端接收天線數(shù)量和MIMO層數(shù)，支持“1收”或“2收”；最大調(diào)制階數(shù)從256QAM降至64QAM，并支持半雙工模式等。通過對(duì)硬件及功能的精簡(jiǎn)，5G RedCap模組的成本相比現(xiàn)有5G模組降低了一半，規(guī)模商用的模組價(jià)格可以與Cat.4相當(dāng)，并使5G模組成本在未來三年內(nèi)下降到100元以下。
為什么要推出5G輕量化技術(shù)呢？這是因?yàn)樵?G應(yīng)用的前期推廣過程中，行業(yè)應(yīng)用市場(chǎng)呈現(xiàn)規(guī)模大、碎片化嚴(yán)重、行業(yè)終端類型多、價(jià)格敏感等特點(diǎn)，且80%以上的應(yīng)用場(chǎng)景不需要使用5G的全部功能及性能。
因此，供給側(cè)企業(yè)短時(shí)間內(nèi)無法通過規(guī)模出貨來降低成本，需求側(cè)企業(yè)又不想為冗余功能及性能買單，這就造成5G以模組方式與行業(yè)終端融合時(shí)，垂直行業(yè)都覺得貴，不愿意使用5G。
據(jù)信通院發(fā)布的行業(yè)終端成本分析，在通信方面，5G模組成本的70%來自于芯片，芯片的價(jià)格直接決定了垂直行業(yè)使用5G的硬件成本，因此需要對(duì)現(xiàn)有5G進(jìn)行精簡(jiǎn)。
面對(duì)產(chǎn)業(yè)訴求，3GPP在R17版本中規(guī)劃了5G RedCap標(biāo)準(zhǔn)，已于2022年6月凍結(jié)，該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了5G RedCap的技術(shù)指標(biāo)、能力，并明確5GRedCap主要面向可穿戴設(shè)備、工業(yè)傳感器和視頻監(jiān)控三類業(yè)務(wù)。
3GPP R17版本的凍結(jié)標(biāo)志著5G RedCap正式進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化階段。從往年標(biāo)準(zhǔn)和芯片的發(fā)展情況看，標(biāo)準(zhǔn)凍結(jié)到芯片落地的周期是2年左右，但對(duì)于5G RedCap，我國(guó)產(chǎn)業(yè)界呈現(xiàn)加速推進(jìn)的態(tài)勢(shì)。
在產(chǎn)品研發(fā)方面，2022年11月，我國(guó)IMT-2020（5G）推進(jìn)組完成5G RedCap各項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)試驗(yàn)。華為、中興通訊、中信科移動(dòng)、愛立信和諾基亞貝爾等5家網(wǎng)絡(luò)設(shè)備廠商，完成了網(wǎng)絡(luò)側(cè)的5G RedCap關(guān)鍵技術(shù)功能和外場(chǎng)性能驗(yàn)證；紫光展銳、翱捷科技、vivo、必博科技等國(guó)內(nèi)芯片及終端廠商，基于5GRedCap測(cè)試終端或原型驗(yàn)證平臺(tái)完成了關(guān)鍵技術(shù)功能驗(yàn)證。
在產(chǎn)業(yè)生態(tài)方面，2023年我國(guó)5G RedCap產(chǎn)業(yè)生態(tài)初見端倪。在芯片方面，高通、聯(lián)發(fā)科技、紫光展銳、翱捷科技等主流芯片企業(yè)積極投入研發(fā)；在模組方面，中國(guó)電信、中國(guó)移動(dòng)、中國(guó)聯(lián)通、移遠(yuǎn)通信、美格智能、廣和通、鼎橋等企業(yè)的5G RedCap模組陸續(xù)問世；在終端方面，大華、南瑞、利爾達(dá)、宏電、四信、中微普業(yè)等終端企業(yè)相繼推出5G RedCap終端20余款。此外，在產(chǎn)品落地驗(yàn)證方面，國(guó)內(nèi)四大運(yùn)營(yíng)商攜手華為、中興通訊以及終端合作伙伴，圍繞電力、工業(yè)、視頻監(jiān)控等重點(diǎn)領(lǐng)域完成10余次5G RedCap試商用現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證。
明確三大發(fā)展目標(biāo)，推動(dòng)5GRedCap技術(shù)演進(jìn)和應(yīng)用創(chuàng)新
雖然5G RedCap在技術(shù)和產(chǎn)業(yè)方面的探索實(shí)踐不少，但業(yè)內(nèi)對(duì)其發(fā)展規(guī)模和前景一直存在較多爭(zhēng)議，這是市場(chǎng)碎片化、投資回收長(zhǎng)期化及前景不確定性等因素導(dǎo)致的。為此，《通知》從技術(shù)產(chǎn)業(yè)、應(yīng)用規(guī)模、產(chǎn)業(yè)生態(tài)等方面提出了發(fā)展目標(biāo)，堅(jiān)定了產(chǎn)業(yè)的信心，有利于推動(dòng)5G RedCap技術(shù)演進(jìn)和應(yīng)用創(chuàng)新，使之在新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)、數(shù)字經(jīng)濟(jì)與實(shí)體經(jīng)濟(jì)深度融合等方面發(fā)揮積極作用。
《通知》明確了供給側(cè)、需求側(cè)及產(chǎn)業(yè)生態(tài)培育三方面的發(fā)展目標(biāo)。
一是技術(shù)產(chǎn)業(yè)穩(wěn)步發(fā)展，為5G RedCap應(yīng)用提供供給側(cè)的產(chǎn)品保障?！锻ㄖ诽岢?，5G RedCap標(biāo)準(zhǔn)持續(xù)演進(jìn)，技術(shù)能力滿足多樣化場(chǎng)景需求，通過形成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)指導(dǎo)終端研發(fā)和升級(jí)換代，提升產(chǎn)品質(zhì)量，降低產(chǎn)品成本。同時(shí)《通知》還明確提出，要豐富5G RedCap終端類型形態(tài)，形成100款以上的商用產(chǎn)品，為5GRedCap應(yīng)用發(fā)展提供充足的產(chǎn)品保障。
二是應(yīng)用規(guī)模持續(xù)增長(zhǎng)，為5G RedCap應(yīng)用發(fā)展指明行業(yè)方向?！锻ㄖ诽岢?GRedCap連接數(shù)實(shí)現(xiàn)千萬級(jí)增長(zhǎng)的發(fā)展目標(biāo)，激發(fā)了終端側(cè)廠商產(chǎn)品研發(fā)和生產(chǎn)制造的積極性。通過規(guī)劃工業(yè)、能源、物流、車聯(lián)網(wǎng)、公共安全、智慧城市等重點(diǎn)應(yīng)用領(lǐng)域，為5G RedCap應(yīng)用創(chuàng)新發(fā)展指明行業(yè)方向；通過打造5個(gè)以上實(shí)現(xiàn)百萬連接的5G RedCap應(yīng)用領(lǐng)域，起到示范標(biāo)桿作用，引領(lǐng)5G RedCap應(yīng)用規(guī)模持續(xù)增長(zhǎng)。
三是產(chǎn)業(yè)生態(tài)繁榮壯大，保障5G RedCap應(yīng)用持續(xù)快速發(fā)展。《通知》提出，建設(shè)面向5G RedCap產(chǎn)業(yè)發(fā)展的技術(shù)和應(yīng)用創(chuàng)新平臺(tái)、公共服務(wù)平臺(tái)，以共享的理念打破融合研發(fā)的技術(shù)及產(chǎn)業(yè)資源瓶頸。通過構(gòu)建共享性平臺(tái)對(duì)外提供供需對(duì)接通道、產(chǎn)品研發(fā)指導(dǎo)、儀器儀表共享等服務(wù)，減輕企業(yè)參與5G RedCap產(chǎn)業(yè)發(fā)展的人力、物力成本，加大對(duì)創(chuàng)新型中小企業(yè)的培育力度，吸引更多企業(yè)參與5G RedCap應(yīng)用發(fā)展，繁榮壯大5G RedCap產(chǎn)業(yè)生態(tài)。
規(guī)劃七大主要任務(wù)，實(shí)現(xiàn)5G RedCap規(guī)?；涞?/strong>
為了保障三大發(fā)展目標(biāo)的落地，《通知》從標(biāo)準(zhǔn)制定、產(chǎn)業(yè)體系、網(wǎng)絡(luò)能力、應(yīng)用創(chuàng)新、示范標(biāo)桿、生態(tài)環(huán)境和安全保障七個(gè)方面進(jìn)行了細(xì)致的任務(wù)規(guī)劃。
標(biāo)準(zhǔn)是產(chǎn)業(yè)統(tǒng)一的基礎(chǔ)，也是5G RedCap真正實(shí)現(xiàn)落地的技術(shù)保障?？紤]到5G RedCap真正走進(jìn)行業(yè)，走進(jìn)各個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景，還需要各種適配和演進(jìn)優(yōu)化，《通知》提出，制定基于3GPPR17版本的5G RedCap相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，加強(qiáng)跨部門、跨行業(yè)、跨領(lǐng)域5G RedCap融合應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)制定，保障產(chǎn)業(yè)落地。
2023年4月，中國(guó)通信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)正式啟動(dòng)了基于3GPP R17版本的RedCap終端設(shè)備及基站設(shè)備通信行標(biāo)制定工作?！遁p量化（RedCap）終端設(shè)備技術(shù)要求（第一階段）》《6GHz以下頻段基站設(shè)備技術(shù)要求（第三階段）》《輕量化（RedCap）終端設(shè)備測(cè)試方法（第一階段）第1部分：功能和網(wǎng)絡(luò)兼容性測(cè)試》《輕量化（RedCap）終端設(shè)備測(cè)試方法（第一階段）第2部分：一致性測(cè)試》和《6GHz以下頻段基站設(shè)備測(cè)試方法（第三階段）》等標(biāo)準(zhǔn)預(yù)計(jì)于今年及明年完成并發(fā)布，初步形成指導(dǎo)RedCap技術(shù)與產(chǎn)品研發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)體系。
在行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)方面，5G應(yīng)用產(chǎn)業(yè)方陣組織國(guó)家電網(wǎng)、大華等行業(yè)企業(yè)，構(gòu)建跨界的標(biāo)準(zhǔn)研討及制定機(jī)制，針對(duì)電力及視頻領(lǐng)域需求，組織開展《精簡(jiǎn)化5G芯片能力和技術(shù)要求》等標(biāo)準(zhǔn)的制定工作。
對(duì)于未來演進(jìn)，我國(guó)也應(yīng)依托中國(guó)通信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)、5G應(yīng)用產(chǎn)業(yè)方陣等行業(yè)組織加強(qiáng)與垂直行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化組織協(xié)作，以垂直行業(yè)需求為牽引，構(gòu)建跨界融合技術(shù)研究及標(biāo)準(zhǔn)制定的新模式，共同推動(dòng)3GPP R18及后續(xù)版本5G RedCap國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的制定。
完備的產(chǎn)業(yè)體系是高質(zhì)量供給的基礎(chǔ)，網(wǎng)絡(luò)是5G RedCap應(yīng)用的基礎(chǔ)?！锻ㄖ窂慕K端、網(wǎng)絡(luò)及行業(yè)融合三個(gè)層面布局，提升5G RedCap產(chǎn)品供給能力和應(yīng)用基礎(chǔ)，旨在構(gòu)建5G RedCap應(yīng)用基礎(chǔ)保障體系。
在終端方面，鼓勵(lì)產(chǎn)業(yè)鏈上下游協(xié)同聯(lián)動(dòng)，推進(jìn)5G RedCap產(chǎn)品研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，加快RedCap與網(wǎng)絡(luò)切片、高精度定位、5G LAN（局域網(wǎng)）等5G原生應(yīng)用結(jié)合，豐富終端類型和產(chǎn)品形態(tài)，降低芯片、模組成本。在網(wǎng)絡(luò)層面，雖然我國(guó)已建成全球技術(shù)最先進(jìn)、規(guī)模最大的5G網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)“縣縣通5G”，但5G網(wǎng)絡(luò)尚未開展RedCap能力升級(jí)，致使5G RedCap應(yīng)用難以商用；下一階段應(yīng)鼓勵(lì)運(yùn)營(yíng)商按照適度超前的原則，分階段分區(qū)域開通5G
RedCap商用能力，推動(dòng)主要城市實(shí)現(xiàn)5G RedCap連續(xù)覆蓋，提升廣域物聯(lián)業(yè)務(wù)的連續(xù)性和可靠性。
在生態(tài)融合方面，開展跨界的5G Inside等生態(tài)活動(dòng)，以及供需對(duì)接、產(chǎn)品入庫(kù)等活動(dòng)。目前5G應(yīng)用產(chǎn)業(yè)方陣已經(jīng)聯(lián)合產(chǎn)業(yè)各方開展5G Inside系列活動(dòng)，在電力、視頻等領(lǐng)域開展了供需對(duì)接活動(dòng)，三大運(yùn)營(yíng)商也已經(jīng)開展5G
Inside產(chǎn)品推薦等活動(dòng)。應(yīng)用是5G RedCap規(guī)?；慨a(chǎn)的產(chǎn)業(yè)牽引力，示范標(biāo)桿是5G RedCap應(yīng)用的直接引導(dǎo)。
《通知》從行業(yè)應(yīng)用、個(gè)人應(yīng)用和標(biāo)桿先行三個(gè)方面，積極拓展市場(chǎng)空間，樹立應(yīng)用示范標(biāo)桿，形成可復(fù)制推廣的解決方案，實(shí)現(xiàn)5G RedCap規(guī)?；瘧?yīng)用。在行業(yè)應(yīng)用方面，通過征集5G RedCap解決方案，打造場(chǎng)景化解決方案，賦能行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，推動(dòng)工業(yè)、能源、物流、港口、車聯(lián)網(wǎng)、公共安全、智慧城市等領(lǐng)域的5G RedCap應(yīng)用拓展。
在個(gè)人應(yīng)用方面，推動(dòng)可穿戴、智能家居等新型終端向5G RedCap演進(jìn)升級(jí)，探索5G個(gè)人應(yīng)用創(chuàng)新。在標(biāo)桿先行方面，一是推動(dòng)行業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)打造模式創(chuàng)新、成效顯著、易復(fù)制推廣的5G RedCap應(yīng)用示范標(biāo)桿，通過“頭部效應(yīng)”，形成規(guī)?；瘧?yīng)用。二是通過“綻放杯”5G應(yīng)用征集大賽、案例征集等活動(dòng)，聚集優(yōu)秀案例和資源，樹立先進(jìn)典型，引導(dǎo)各行業(yè)應(yīng)用創(chuàng)新發(fā)展，加快形成一批實(shí)現(xiàn)百萬連接的5G RedCap應(yīng)用示范標(biāo)桿。
目前5G應(yīng)用產(chǎn)業(yè)方陣正在進(jìn)行5G RedCap場(chǎng)景化需求及解決方案的研究和標(biāo)準(zhǔn)化工作，發(fā)布《精簡(jiǎn)化5G芯片視頻及電力應(yīng)用白皮書》等，并在第六屆“綻放杯”5G應(yīng)用征集大賽中設(shè)置“5G應(yīng)用融合產(chǎn)品專題賽”，培育并篩選5G RedCap相關(guān)產(chǎn)品及解決方案。生態(tài)是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)，是產(chǎn)業(yè)繁榮的保障。
《通知》提出，構(gòu)建融通發(fā)展的5G RedCap生態(tài)環(huán)境，形成多種公共服務(wù)創(chuàng)新平臺(tái)，鼓勵(lì)行業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)發(fā)揮產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì)，構(gòu)建資源共享型公共服務(wù)平臺(tái)，培育5G RedCap創(chuàng)新型中小企業(yè)，形成大中小企業(yè)融通發(fā)展格局；鼓勵(lì)基礎(chǔ)電信企業(yè)、科研機(jī)構(gòu)建設(shè)產(chǎn)業(yè)生態(tài)公共服務(wù)平臺(tái)，發(fā)揮IMT-2020（5G）推進(jìn)組引導(dǎo)作用，持續(xù)推進(jìn)規(guī)范制定、技術(shù)試驗(yàn)等相關(guān)工作，加速5G RedCap從標(biāo)準(zhǔn)向商用邁進(jìn)；依托5G應(yīng)用產(chǎn)業(yè)方陣，推動(dòng)各5G創(chuàng)新中心搭建5G RedCap應(yīng)用測(cè)試床，提供技術(shù)咨詢、測(cè)試認(rèn)證、供需對(duì)接等公共服務(wù)，定期發(fā)布5G RedCap解決方案商名錄與典型應(yīng)用解決方案，發(fā)布5G RedCap產(chǎn)品目錄，提升5G行業(yè)終端的行業(yè)辨識(shí)度與市場(chǎng)認(rèn)可度。
IMT-2020（5G）推進(jìn)組明確了我國(guó)5G RedCap技術(shù)試驗(yàn)規(guī)劃包括制定試驗(yàn)規(guī)范和構(gòu)建測(cè)試環(huán)境兩部分，并分兩個(gè)階段組織5G RedCap技術(shù)與產(chǎn)品測(cè)試。2022年面向典型應(yīng)用場(chǎng)景，IMT-2020（5G）推進(jìn)組制定關(guān)鍵技術(shù)測(cè)試規(guī)范，開展芯片終端和終端原型樣機(jī)測(cè)試；2023年面向商用需求，重點(diǎn)驗(yàn)證5GRedCap商用和預(yù)商用設(shè)備的端到端功能，以及芯片終端和系統(tǒng)間的互操作能力。
5G應(yīng)用產(chǎn)業(yè)方陣成員單位中國(guó)信通院與鼎橋、華為、浙江移動(dòng)等企業(yè)構(gòu)建了成都及杭州聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室，向業(yè)界提供5G RedCap模組、終端與解決方案的研發(fā)、調(diào)測(cè)等服務(wù)。
安全是5G進(jìn)入行業(yè)的前提，《通知》提出，提升5G RedCap安全保障能力，鼓勵(lì)產(chǎn)業(yè)各界圍繞5G RedCap產(chǎn)品新特性，開展終端、網(wǎng)絡(luò)、平臺(tái)相關(guān)安全標(biāo)準(zhǔn)研制，加強(qiáng)5G RedCap上線和試商用前的安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，提升5G RedCap安全保障能力。
全面保障，共建5GRedCap創(chuàng)新發(fā)展新環(huán)境
5G RedCap技術(shù)演進(jìn)和應(yīng)用創(chuàng)新發(fā)展離不開良好的發(fā)展環(huán)境，《通知》從政策、監(jiān)測(cè)、人才、推廣等維度，為5G RedCap提供了良好環(huán)境，明確提出鼓勵(lì)地方政府出臺(tái)配套政策，支持5G RedCap網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、產(chǎn)業(yè)培育、應(yīng)用創(chuàng)新、安全保障和生態(tài)構(gòu)建。
解決5G RedCap融合難、市場(chǎng)難、選品難、成本高的“三難一高”潛在發(fā)展瓶頸，全方位推動(dòng)5G RedCap技術(shù)與優(yōu)勢(shì)行業(yè)融合發(fā)展。同步開展5G RedCap發(fā)展監(jiān)測(cè)評(píng)估，通過常態(tài)化跟蹤監(jiān)測(cè)產(chǎn)業(yè)、網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量和應(yīng)用進(jìn)展，支撐相關(guān)政策制定和產(chǎn)業(yè)活動(dòng)，促進(jìn)5G應(yīng)用規(guī)模化發(fā)展。
此外，加強(qiáng)5G跨行業(yè)、跨領(lǐng)域的復(fù)合人才培養(yǎng)，建立應(yīng)用推廣機(jī)制，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)各方加強(qiáng)跨行業(yè)對(duì)接，通過供需對(duì)接、測(cè)試床、訓(xùn)練營(yíng)、宣講會(huì)等多種形式，推廣各行業(yè)5G RedCap應(yīng)用的成功經(jīng)驗(yàn)，全面優(yōu)化5G RedCap應(yīng)用創(chuàng)新環(huán)境和能力。
小結(jié)
隨著全球5G的大規(guī)模商用，5G發(fā)展進(jìn)入應(yīng)用規(guī)?；摹跋掳雸?chǎng)”，高質(zhì)量、低成本的融合終端成為5G應(yīng)用規(guī)?；那疤?，產(chǎn)業(yè)界對(duì)5G RedCap賦能千行百業(yè)寄予厚望，工業(yè)和信息化部組織起草的《通知》，將為5G RedCap帶來廣闊的發(fā)展前景。期待在產(chǎn)業(yè)各方的共同努力下，5G RedCap能夠在5G物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)“新爆發(fā)”，助力5G應(yīng)用規(guī)模化發(fā)展。
*本文刊載于《通信世界》總第927期 2023年9月10日 第17期
原文標(biāo)題：《5G輕量化芯片賦能產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)》
作者：中國(guó)信通院5G應(yīng)用創(chuàng)新中心 杜斌 杜加懂
責(zé)編/版式：蓋貝貝
審核：舒文瓊
監(jiān)制：劉啟誠(chéng)
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