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Introdução
Além dos dados, cabos de rede podem ser utilizados para transportar energia ou mesmo um sinal de telefone, reduzindo o número de fios que você precisa correr pelo prédio. Um ponto de acesso instalado no telhado, pode receber energia diretamente através do cabo de rede, sem que você precise levar também um cabo de energia até ele. Temos também os testadores e certificadores de cabos, que ajudam a solucionar problemas e podem ser usados para certificar os pontos de rede. Este tutorial é um apanhado geral sobre tudo isso. Vamos lá:
Testadores
Existem no mercado diversos testadores de cabos, que variam em sofisticação, indo desde simples verificadores de continuidade (que verificam individualmente cada um dos quatro pares, avisando caso algum dos fios esteja partido), a certificadores com ferramentas de diagnóstico muito mais sofisticadas, que efetivamente medem a qualidade do cabeamento, atestando que o ponto atende a diferentes padrões. Isso explica também a enorme variação de preços, com de um lado testadores simples que podem custar apenas alguns dólares (já cheguei a ver testadores de continuidade simples, feitos na China, que custavam apenas dois dólares cada!) quanto certificadores high-end que chegam a custar mais de 5.000 dólares no exterior, resultando em um custo pornográfico aqui no Brasil devido aos impostos.
Nas fotos a seguir temos um Fluke DTX-1800, um exemplo de certificador de cabos high-end, que possui módulos para o teste de diversos tipos de cabeamento, de cabos cat5 e cat6 a cabos de fibra monomodo. Além de realizar todos os tipos de testes (continuidade, impedância, frequência e assim por diante) ele possui teste pré-programado para certificar pontos de rede, atestando que eles atendem aos padrões estabelecidos:
Fluke DTX-1800 e um testador simples de continuidade
Abaixo temos um testador simples de continuidade, onde conjunto de leds se acende, mostrando o status de cada um dos fios. Se algum fica apagado durante o teste, você sabe que o fio correspondente está partido. A limitação é que eles não são capazes de calcular em que ponto o cabo está partido, de forma que a sua única opção acaba sendo trocar e descartar o cabo inteiro.
Certificadores como o Fluke DTX-1800 são um overkill para a maioria das situações, já que embora úteis, eles são muito caros. É o tipo de equipamento que seria comprado pela empresa e compartilhado apenas entre os funcionários mais qualificados, para trabalhos de certificação.
Os testadores de continuidade por sua vez são bastante acessíveis (os de boa qualidade custam geralmente entre 100 e 300 reais, mas os mais baratos podem chegar a custar 20 reais ou menos) e são úteis para detectar problemas básicos na crimpagem, atestando pelo menos que o cabo não está partido em nenhum ponto. Para redes de 100 megabits, o teste de continuidade é uma razoável garantia que a rede funcionará dentro do esperado, já que o 100BASE-TX é muito tolerante em relação ao cabeamento, mas no caso dos pontos Gigabit é interessante realizar mais testes, transferindo arquivos entre dois micros para verificar a velocidade da rede e utilizar algum utilitário de diagnóstico para verificar se pacotes não estão sendo perdidos em grande número e assim por diante. Se o cabeamento não estiver dentro do padrão, pode ser que as placas chaveiam automaticamente para o 100BASE-TX, mais um sintoma de que algo está errado.
Entre os dois extremos, temos vários tipos de testadores mid-range e high-end, que também possuem telas visualizadoras e são capazes de executar um bom número de testes (calculando por exemplo o comprimento total do cabo e em que ponto ele está rompido, a partir do tempo que o sinal demora para percorrer o circuito, detectando curtos ou a presença de um injetor PoE do outro lado e assim por diante), servindo como um meio-termo entre as duas categorias. Para alguns testes (como medir o comprimento do cabo e a presença de curtos) sequer é necessário que o módulo remoto esteja instalado do outro lado. Um exemplo é o Fluke Microscanner 2:
Exemplo de diagnóstico: Curto entre os fios do primeiro par a 29.8 metros
A boa notícia é que se você utilizar boas ferramentas e crimpar os cabos cuidadosamente, utilizando cabos e conectores dentro da categoria adequada ao tipo de instalação que está realizando, a incidência de problemas é relativamente pequena,pois é muito raro que os cabos venham com fios rompidos de fábrica. Os cabos de rede apresentam também uma boa resistência mecânica e flexibilidade, para que possam passar por dentro de tubulações. Quase sempre os problemas surgem por causa de conectores mal crimpados.
Uma curiosidade com relação aos testadores é que algumas placas-mãe da Asus, com rede Yukon Marvel (e, eventualmente, outros modelos lançados futuramente), incluem um software testador de cabos, que pode ser acessado pelo setup, ou através de uma interface dentro do Windows. Ele funciona de uma forma bastante engenhosa. Quando o cabo está partido em algum ponto, o sinal elétrico percorre o cabo até o ponto onde ele está rompido e, por não ter para onde ir, retorna na forma de interferência. O software cronometra o tempo que o sinal demora para ir e voltar, apontando com uma certa precisão depois de quantos metros o cabo está rompido, a mesma técnica usada pelos testadores.
PoE caseiro e hacks
Outra dica é que no padrão 100BASE-TX são usados apenas os pares laranja e verde para transmitir dados. Você pode tirar proveito disso para fazer um cabo mini-crossover para levar na sua caixa de ferramentas, usando apenas os pares laranja e verde do cabo. De um lado a pinagem seria: branco com laranja, laranja, branco com verde, nada, nada, verde, nada, nada; e do outro seria: branco com verde, verde, branco com laranja, nada, nada, laranja, nada, nada:
Cabo cross de emergência, feito com apenas dois dos pares do cabo
Este é um cabo fora do padrão, que não deve ser usado em instalações, mas, em compensação, ocupa um volume muito menor e pode ser útil em emergências.
O fato de serem utilizados apenas dois dos pares, deixa margem para que (desde que você não se importe em ficar limitado aos 100 megabits) utilize os outros dois pares para linhas de telefone, ou mesmo para alimentação elétrica de um switch ou ponto de acesso do outro lado do cabo em situações onde isso for conveniente, como quando precisar alimentar um ponto de acesso instalado no telhado, por exemplo.
Nesse caso, você usaria o par azul e/ou marrom do cabo de rede para transmitir corrente contínua (com a tensão gerada pela própria fonte do dispositivo, usando um dos pares apenas como uma extensão do fio), que diferente da corrente alternada, não prejudica de forma significativa a transmissão de dados nos pares vizinhos. Você pode tanto usar um único par, com um fio para o positivo e outro para o negativo, ou usar os dois fios de um dos pares para o positivo e o outro par para o negativo.
Os pares usados para a transmissão de energia são nesse caso cortado nas duas extremidades e usado apenas para a transmissão de energia (e/ou para a linha de telefone), sem entrar em contato com as placas de rede, que recebem apenas os dois pares usados para dados:
Existem também algumas soluções prontas (como o par de conectores da poto da direita, que incluem conectores de energia) mas eles trabalham sob o mesmo princípio, separando um dos (ou ambos) os pares para o conector de energia. Eles são geralmente chamados de "passive PoE", muito embora ão tenham nada a ver com o IEEE 802.3af, que é o padrão ratificado do PoE.
Em ambos os casos, tenha em mente que os cabos cat5 possuem uma resistência de cerca de 3 ohms para cada 33 metros, o que significa que em um cabo longo a tensão que chegará do outro lado será consideravelmente menor que a de entrada. Na grande maioria dos casos funciona sem problemas, mas ao usar cabos longo podem haver casos em que você pode precisar substituir a fonte por outra com uma tensão de saída mais alta para compensar a perda. Outra dica é que a resistência cai drasticamente ao usar um par para o positivo e outro para o negativo (dois fios para cada) em vez de usar um único par para as duas coisas (um fio para cada), fazendo com que a queda de tensão seja reduzida praticamente pela metade.
Use um multímetro para medir a tensão do outro lado do cabo (com o dispositivo ligado, para medir a tensão com carga) para verificar qual tensão está efetivamente chegando e assim poder calcular de quanto precisa. Você pode também calcular os valores teóricos usando a calculadora do Apenas usuários registrados e ativados podem ver os links., Clique aqui para se cadastrar...
Estas soluções caseiras ainda são usadas, mas estão saindo de moda em função do Power over Ethernet, que cumpre o propósito de uma forma mais moderna e padronizada, e sem abrir mão da compatibilidade com o gigabit Ethernet.
Outro componente que pode ser útil em algumas situações é o conector de loopback, que é usado por aplicativos de diagnóstico para testar a placa de rede. Ele é feito usando um único par de fios, ligado nos contatos 1, 2, 3 e 6 do conector, de forma que os dois pinos usados para enviar dados sejam ligados diretamente nos dois pinos de recepção, fazendo com que a placa receba seus próprios dados de volta:
Conector de loopback
A pinagem do conector de loopback é:
Branco com laranja
Laranja
Branco com laranja (retornando)
nada
nada
Laranja (retornando)
nada
nada
Ao plugar o conector na placa de rede, você notará que o link da rede é ativado. Ao usar o comando "mii-tool" no Linux, por exemplo, você teria um "eth0: no link" com o cabo de rede desconectado e passaria a ter um "eth0: negotiated 100baseTx-FD, link ok" depois de encaixar o conector de loopback.
Cabos sólidos e stranded, bots e inserts
Existem tanto cabos de rede com fios sólidos e também cabos stranded (de várias fibras, também chamados de patch), onde os 8 fios internos são compostos por fios mais finos. Os cabos sólidos são os mais comuns e são os recomendados para uso geral, pois oferecem uma menor atenuação do sinal (cerca de 20% menos, considerando dois cabos de qualidade similar):
Visão interna de um cabo sólido e de um cabo stranded
A única vantagem dos cabos stranded é que o uso de múltiplos fios torna os cabos mais flexíveis, o que faz com que sejam muitas vezes preferidos para cabos de interconexão curtos (patch cords), usados para ligar os PCs à tomadas de parede ou ligar o switch ao patch panel (veja detalhes a seguir).
Dentro do padrão, os cabos de rede crimpados com cabos stranded não devem ter mais de 10 metros. Você pode usar um cabo sólido de até 90 metros até a tomada e um cabo stranded de mais 10 metros até a estação, mas não pode fazer um único cabo stranded de 100 metros.
Embora seja um detalhe pouco conhecido, existiram conectores RJ-45 próprios para cabos stranded, onde as facas-contato internas tinham a ponta arredondada. Estes conectores não funcionavam muito bem com cabos sólidos (o formato da faca-contato tornava o contato deficiente). Tínhamos então conectores específicos para cabos sólidos, que utilizavam facas-contato com três lâminas.
Estes dois tipos foram logo substituídos pelos conectores atuais, onde as facas-contato são pontudas, de forma a funcionarem bem com os dois tipos de cabos. Os conectores RJ45 com este tipo de contato (que são de longe os mais usados atualmente) são também chamados de conectores universais:
Detalhe da faca-contato de um conector RJ-45
Além do cabo e do conector RJ-45, existem dois acessórios, que você pode ou não usar em seus cabos, conforme a disponibilidade. O primeiro são as capas plásticas (boots), que são usadas nas pontas dos cabos para melhorar o aspecto visual. Por estarem disponíveis em várias cores, elas podem ser também usadas para identificar os cabos, mas com exceção disso elas são puramente decorativas, não possuem nenhuma outra função. Para usá-las, basta colocar a capa antes do conector:
Boots
O segundo são os inserts, que são um tipo de suporte plástico que vai dentro do conector. Depois de destrançar, organizar e cortar o excesso de cabo, você passa os 8 fios dentro do insert e eles os mantêm na posição, facilitando o encaixe no conector.
Os conectores RJ-45 projetados para uso em conjunto com o insert possuem um espaço interno maior para acomodá-lo. Devido a isso, os inserts são fornecidos em conjunto com alguns modelos de conectores e raramente são vendidos separadamente:
Insert
O primeiro teste para ver se os cabos foram crimpados corretamente é conectar um dos micros (ligado) ao switch e ver se os LEDs da placas de rede e do hub acendem. Isso mostra que os sinais elétricos enviados estão chegando até o switch e que ele foi capaz de abrir um canal de comunicação com a placa.
Se os LEDs nem acenderem, então não existe o que fazer. Corte os conectores e tente de novo. Infelizmente, os conectores são descartáveis: depois de crimpar errado uma vez, você precisa usar outro novo, aproveitando apenas o cabo. Mais um motivo para prestar atenção.
Creditos: guia do hardware
Além dos dados, cabos de rede podem ser utilizados para transportar energia ou mesmo um sinal de telefone, reduzindo o número de fios que você precisa correr pelo prédio. Um ponto de acesso instalado no telhado, pode receber energia diretamente através do cabo de rede, sem que você precise levar também um cabo de energia até ele. Temos também os testadores e certificadores de cabos, que ajudam a solucionar problemas e podem ser usados para certificar os pontos de rede. Este tutorial é um apanhado geral sobre tudo isso. Vamos lá:
Testadores
Existem no mercado diversos testadores de cabos, que variam em sofisticação, indo desde simples verificadores de continuidade (que verificam individualmente cada um dos quatro pares, avisando caso algum dos fios esteja partido), a certificadores com ferramentas de diagnóstico muito mais sofisticadas, que efetivamente medem a qualidade do cabeamento, atestando que o ponto atende a diferentes padrões. Isso explica também a enorme variação de preços, com de um lado testadores simples que podem custar apenas alguns dólares (já cheguei a ver testadores de continuidade simples, feitos na China, que custavam apenas dois dólares cada!) quanto certificadores high-end que chegam a custar mais de 5.000 dólares no exterior, resultando em um custo pornográfico aqui no Brasil devido aos impostos.
Nas fotos a seguir temos um Fluke DTX-1800, um exemplo de certificador de cabos high-end, que possui módulos para o teste de diversos tipos de cabeamento, de cabos cat5 e cat6 a cabos de fibra monomodo. Além de realizar todos os tipos de testes (continuidade, impedância, frequência e assim por diante) ele possui teste pré-programado para certificar pontos de rede, atestando que eles atendem aos padrões estabelecidos:
Fluke DTX-1800 e um testador simples de continuidade
Abaixo temos um testador simples de continuidade, onde conjunto de leds se acende, mostrando o status de cada um dos fios. Se algum fica apagado durante o teste, você sabe que o fio correspondente está partido. A limitação é que eles não são capazes de calcular em que ponto o cabo está partido, de forma que a sua única opção acaba sendo trocar e descartar o cabo inteiro.
Certificadores como o Fluke DTX-1800 são um overkill para a maioria das situações, já que embora úteis, eles são muito caros. É o tipo de equipamento que seria comprado pela empresa e compartilhado apenas entre os funcionários mais qualificados, para trabalhos de certificação.
Os testadores de continuidade por sua vez são bastante acessíveis (os de boa qualidade custam geralmente entre 100 e 300 reais, mas os mais baratos podem chegar a custar 20 reais ou menos) e são úteis para detectar problemas básicos na crimpagem, atestando pelo menos que o cabo não está partido em nenhum ponto. Para redes de 100 megabits, o teste de continuidade é uma razoável garantia que a rede funcionará dentro do esperado, já que o 100BASE-TX é muito tolerante em relação ao cabeamento, mas no caso dos pontos Gigabit é interessante realizar mais testes, transferindo arquivos entre dois micros para verificar a velocidade da rede e utilizar algum utilitário de diagnóstico para verificar se pacotes não estão sendo perdidos em grande número e assim por diante. Se o cabeamento não estiver dentro do padrão, pode ser que as placas chaveiam automaticamente para o 100BASE-TX, mais um sintoma de que algo está errado.
Entre os dois extremos, temos vários tipos de testadores mid-range e high-end, que também possuem telas visualizadoras e são capazes de executar um bom número de testes (calculando por exemplo o comprimento total do cabo e em que ponto ele está rompido, a partir do tempo que o sinal demora para percorrer o circuito, detectando curtos ou a presença de um injetor PoE do outro lado e assim por diante), servindo como um meio-termo entre as duas categorias. Para alguns testes (como medir o comprimento do cabo e a presença de curtos) sequer é necessário que o módulo remoto esteja instalado do outro lado. Um exemplo é o Fluke Microscanner 2:
Exemplo de diagnóstico: Curto entre os fios do primeiro par a 29.8 metros
A boa notícia é que se você utilizar boas ferramentas e crimpar os cabos cuidadosamente, utilizando cabos e conectores dentro da categoria adequada ao tipo de instalação que está realizando, a incidência de problemas é relativamente pequena,pois é muito raro que os cabos venham com fios rompidos de fábrica. Os cabos de rede apresentam também uma boa resistência mecânica e flexibilidade, para que possam passar por dentro de tubulações. Quase sempre os problemas surgem por causa de conectores mal crimpados.
Uma curiosidade com relação aos testadores é que algumas placas-mãe da Asus, com rede Yukon Marvel (e, eventualmente, outros modelos lançados futuramente), incluem um software testador de cabos, que pode ser acessado pelo setup, ou através de uma interface dentro do Windows. Ele funciona de uma forma bastante engenhosa. Quando o cabo está partido em algum ponto, o sinal elétrico percorre o cabo até o ponto onde ele está rompido e, por não ter para onde ir, retorna na forma de interferência. O software cronometra o tempo que o sinal demora para ir e voltar, apontando com uma certa precisão depois de quantos metros o cabo está rompido, a mesma técnica usada pelos testadores.
PoE caseiro e hacks
Outra dica é que no padrão 100BASE-TX são usados apenas os pares laranja e verde para transmitir dados. Você pode tirar proveito disso para fazer um cabo mini-crossover para levar na sua caixa de ferramentas, usando apenas os pares laranja e verde do cabo. De um lado a pinagem seria: branco com laranja, laranja, branco com verde, nada, nada, verde, nada, nada; e do outro seria: branco com verde, verde, branco com laranja, nada, nada, laranja, nada, nada:
Cabo cross de emergência, feito com apenas dois dos pares do cabo
Este é um cabo fora do padrão, que não deve ser usado em instalações, mas, em compensação, ocupa um volume muito menor e pode ser útil em emergências.
O fato de serem utilizados apenas dois dos pares, deixa margem para que (desde que você não se importe em ficar limitado aos 100 megabits) utilize os outros dois pares para linhas de telefone, ou mesmo para alimentação elétrica de um switch ou ponto de acesso do outro lado do cabo em situações onde isso for conveniente, como quando precisar alimentar um ponto de acesso instalado no telhado, por exemplo.
Nesse caso, você usaria o par azul e/ou marrom do cabo de rede para transmitir corrente contínua (com a tensão gerada pela própria fonte do dispositivo, usando um dos pares apenas como uma extensão do fio), que diferente da corrente alternada, não prejudica de forma significativa a transmissão de dados nos pares vizinhos. Você pode tanto usar um único par, com um fio para o positivo e outro para o negativo, ou usar os dois fios de um dos pares para o positivo e o outro par para o negativo.
Os pares usados para a transmissão de energia são nesse caso cortado nas duas extremidades e usado apenas para a transmissão de energia (e/ou para a linha de telefone), sem entrar em contato com as placas de rede, que recebem apenas os dois pares usados para dados:
Existem também algumas soluções prontas (como o par de conectores da poto da direita, que incluem conectores de energia) mas eles trabalham sob o mesmo princípio, separando um dos (ou ambos) os pares para o conector de energia. Eles são geralmente chamados de "passive PoE", muito embora ão tenham nada a ver com o IEEE 802.3af, que é o padrão ratificado do PoE.
Em ambos os casos, tenha em mente que os cabos cat5 possuem uma resistência de cerca de 3 ohms para cada 33 metros, o que significa que em um cabo longo a tensão que chegará do outro lado será consideravelmente menor que a de entrada. Na grande maioria dos casos funciona sem problemas, mas ao usar cabos longo podem haver casos em que você pode precisar substituir a fonte por outra com uma tensão de saída mais alta para compensar a perda. Outra dica é que a resistência cai drasticamente ao usar um par para o positivo e outro para o negativo (dois fios para cada) em vez de usar um único par para as duas coisas (um fio para cada), fazendo com que a queda de tensão seja reduzida praticamente pela metade.
Use um multímetro para medir a tensão do outro lado do cabo (com o dispositivo ligado, para medir a tensão com carga) para verificar qual tensão está efetivamente chegando e assim poder calcular de quanto precisa. Você pode também calcular os valores teóricos usando a calculadora do Apenas usuários registrados e ativados podem ver os links., Clique aqui para se cadastrar...
Estas soluções caseiras ainda são usadas, mas estão saindo de moda em função do Power over Ethernet, que cumpre o propósito de uma forma mais moderna e padronizada, e sem abrir mão da compatibilidade com o gigabit Ethernet.
Outro componente que pode ser útil em algumas situações é o conector de loopback, que é usado por aplicativos de diagnóstico para testar a placa de rede. Ele é feito usando um único par de fios, ligado nos contatos 1, 2, 3 e 6 do conector, de forma que os dois pinos usados para enviar dados sejam ligados diretamente nos dois pinos de recepção, fazendo com que a placa receba seus próprios dados de volta:
Conector de loopback
A pinagem do conector de loopback é:
Branco com laranja
Laranja
Branco com laranja (retornando)
nada
nada
Laranja (retornando)
nada
nada
Ao plugar o conector na placa de rede, você notará que o link da rede é ativado. Ao usar o comando "mii-tool" no Linux, por exemplo, você teria um "eth0: no link" com o cabo de rede desconectado e passaria a ter um "eth0: negotiated 100baseTx-FD, link ok" depois de encaixar o conector de loopback.
Cabos sólidos e stranded, bots e inserts
Existem tanto cabos de rede com fios sólidos e também cabos stranded (de várias fibras, também chamados de patch), onde os 8 fios internos são compostos por fios mais finos. Os cabos sólidos são os mais comuns e são os recomendados para uso geral, pois oferecem uma menor atenuação do sinal (cerca de 20% menos, considerando dois cabos de qualidade similar):
Visão interna de um cabo sólido e de um cabo stranded
A única vantagem dos cabos stranded é que o uso de múltiplos fios torna os cabos mais flexíveis, o que faz com que sejam muitas vezes preferidos para cabos de interconexão curtos (patch cords), usados para ligar os PCs à tomadas de parede ou ligar o switch ao patch panel (veja detalhes a seguir).
Dentro do padrão, os cabos de rede crimpados com cabos stranded não devem ter mais de 10 metros. Você pode usar um cabo sólido de até 90 metros até a tomada e um cabo stranded de mais 10 metros até a estação, mas não pode fazer um único cabo stranded de 100 metros.
Embora seja um detalhe pouco conhecido, existiram conectores RJ-45 próprios para cabos stranded, onde as facas-contato internas tinham a ponta arredondada. Estes conectores não funcionavam muito bem com cabos sólidos (o formato da faca-contato tornava o contato deficiente). Tínhamos então conectores específicos para cabos sólidos, que utilizavam facas-contato com três lâminas.
Estes dois tipos foram logo substituídos pelos conectores atuais, onde as facas-contato são pontudas, de forma a funcionarem bem com os dois tipos de cabos. Os conectores RJ45 com este tipo de contato (que são de longe os mais usados atualmente) são também chamados de conectores universais:
Detalhe da faca-contato de um conector RJ-45
Além do cabo e do conector RJ-45, existem dois acessórios, que você pode ou não usar em seus cabos, conforme a disponibilidade. O primeiro são as capas plásticas (boots), que são usadas nas pontas dos cabos para melhorar o aspecto visual. Por estarem disponíveis em várias cores, elas podem ser também usadas para identificar os cabos, mas com exceção disso elas são puramente decorativas, não possuem nenhuma outra função. Para usá-las, basta colocar a capa antes do conector:
Boots
O segundo são os inserts, que são um tipo de suporte plástico que vai dentro do conector. Depois de destrançar, organizar e cortar o excesso de cabo, você passa os 8 fios dentro do insert e eles os mantêm na posição, facilitando o encaixe no conector.
Os conectores RJ-45 projetados para uso em conjunto com o insert possuem um espaço interno maior para acomodá-lo. Devido a isso, os inserts são fornecidos em conjunto com alguns modelos de conectores e raramente são vendidos separadamente:
Insert
O primeiro teste para ver se os cabos foram crimpados corretamente é conectar um dos micros (ligado) ao switch e ver se os LEDs da placas de rede e do hub acendem. Isso mostra que os sinais elétricos enviados estão chegando até o switch e que ele foi capaz de abrir um canal de comunicação com a placa.
Se os LEDs nem acenderem, então não existe o que fazer. Corte os conectores e tente de novo. Infelizmente, os conectores são descartáveis: depois de crimpar errado uma vez, você precisa usar outro novo, aproveitando apenas o cabo. Mais um motivo para prestar atenção.
Creditos: guia do hardware
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