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1 U n i o n i n t e r n a t i o n a l e d e s t é l é c o m m u n i c a t i o n s UIT-T SECTEUR DE LA NORMALISATION DES TÉLÉCOMMUNICATIONS DE L'UIT Série J Supplément 11 (04/2021) SÉRIE J: RÉSEAUX CÂBLÉS ET TRANSMISSION DES SIGNAUX RADIOPHONIQUES, TÉLÉVISUELS ET AUTRES SIGNAUX MULTIMÉDIAS Lignes directrices relatives à l'installation d'un service de télévision numérique pour les réseaux câblés fondées sur les Recommandations UIT-T Recommandations UIT-T de la série J Supplément 11

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3 Supplément 11 à la série J de Recommandations UIT-T Lignes directrices relatives à l'installation d'un service de télévision numérique pour les réseaux câblés fondées sur les Recommandations UIT-T Résumé Plusieurs pays en développement prévoient de déployer des installations à fibres optiques et des systèmes évolués de transmission numérique sur les réseaux hybrides fibre-câble coaxial (HFC), dans le but d'introduire des services de télévision numérique par câble dans leurs infrastructures. Le Supplément 11 à la série J de Recommandations UIT-T contient des lignes directrices fondées sur les Recommandations UIT-T à l'intention des pays qui développent leurs systèmes. Historique Édition Recommandation Approbation Commission d'études Identifiant unique * 1.0 UIT-T J Suppl /1000/14640 Mots clés Réseaux câblés, déploiement, télévision numérique, HFC, hybride fibre-câble coaxial, mise en œuvre, fibres optiques. * Pour accéder à la Recommandation, reporter cet URL dans votre navigateur web, suivi de l'identifiant unique, par exemple, Série J Supplément 11 (04/2021) i

4 AVANT-PROPOS L'Union internationale des télécommunications (UIT) est une institution spécialisée des Nations Unies dans le domaine des télécommunications et des technologies de l'information et de la communication (TIC). Le Secteur de la normalisation des télécommunications (UIT-T) est un organe permanent de l'uit. Il est chargé de l'étude des questions techniques, d'exploitation et de tarification, et émet à ce sujet des Recommandations en vue de la normalisation des télécommunications à l'échelle mondiale. L'Assemblée mondiale de normalisation des télécommunications (AMNT), qui se réunit tous les quatre ans, détermine les thèmes d'étude à traiter par les Commissions d'études de l'uit-t, lesquelles élaborent en retour des Recommandations sur ces thèmes. L'approbation des Recommandations par les Membres de l'uit-t s'effectue selon la procédure définie dans la Résolution 1 de l'amnt. Dans certains secteurs des technologies de l'information qui correspondent à la sphère de compétence de l'uit-t, les normes nécessaires se préparent en collaboration avec l'iso et la CEI. NOTE La présente publication de l'uit-t a un caractère informatif. Les dispositions obligatoires, telles que celles figurant dans les Recommandations UIT-T, n'entrent pas dans le champ d'application de la présente publication. Celle-ci devrait uniquement être citée en tant que référence bibliographique dans les Recommandations de l'uit-t. DROITS DE PROPRIÉTÉ INTELLECTUELLE L'UIT attire l'attention sur la possibilité que l'application ou la mise en œuvre de la présente publication puisse donner lieu à l'utilisation d'un droit de propriété intellectuelle. L'UIT ne prend pas position en ce qui concerne l'existence, la validité ou l'applicabilité des droits de propriété intellectuelle, qu'ils soient revendiqués par un membre de l'uit ou par une tierce partie étrangère à la procédure d'élaboration des publications. À la date d'approbation de la présente Recommandation, l'uit n'avait pas été avisée de l'existence d'une propriété intellectuelle protégée par des brevets ou par des droits d'auteur afférents à des logiciels, et dont l'acquisition pourrait être requise pour mettre en œuvre la présente Recommandation. Toutefois, comme il ne s'agit peut-être pas de renseignements les plus récents, il est vivement recommandé aux responsables de la mise en œuvre de consulter les bases de données appropriées de l'uit-t disponibles sur le site web de l'uit-t à l'adresse UIT 2021 Tous droits réservés. Aucune partie de cette publication ne peut être reproduite, par quelque procédé que ce soit, sans l'accord écrit préalable de l'uit. ii Série J Supplément 11 (04/2021)

5 Table des matières Page 1 Domaine d'application Références Définitions Termes définis ailleurs Termes définis dans le présent Supplément Abréviations et acronymes Conventions Recommandations UIT-T concernant la télévision numérique sur les réseaux câblés Résumé des Recommandations Choix de Recommandations... 7 Appendice I Système optique pour la transmission de signaux de radiodiffusion vidéonumérique... 9 I.1 Introduction... 9 I.2 Modèle de référence d'un système optique... 9 I.3 Points et éléments de mesure I.4 Spécification du système optique pour la transmission des signaux de radiodiffusion I.5 Normes de la CEI I.6 Programme des pays affiliés à la CEI Appendice II Télévision utilisant le protocole Internet (TVIP) sur un réseau hybride fibre-câble coaxial (HFC) et un réseau fibre jusqu'au domicile (FTTH) II.1 Introduction II.2 Catégories de TVIP II.3 TVIP sur système PON II.4 TVIP sur système DOCSIS II.5 Autres options de transmission de la TVIP Appendice III Services TVUHD (4K/8K) III.1 Transmission du service TVUHD 4K/8K par des lignes d'accès HFC III.2 Transmission du service TVUHD 4K/8K par lignes d'accès à fibres optiques/ftth III.3 Boîtier-décodeur STB 4K Bibliographie Série J Supplément 11 (04/2021) iii

6 Introduction De nombreux pays en développement procèdent actuellement au déploiement de la fibre optique et envisagent donc de déployer la télévision numérique sur les réseaux à fibres optiques. Les signaux de télévision numérique devraient être acheminés sur les réseaux à fibres optiques conformément, entre autres, aux Recommandations UIT-T J.185, J.186, J.83 et J.382, mais il est essentiel pour chaque pays de choisir la bonne Recommandation pour satisfaire ses exigences. iv Série J Supplément 11 (04/2021)

7 Supplément 11 à la série J de Recommandations UIT-T Lignes directrices relatives à l'installation d'un service de télévision numérique pour les réseaux câblés fondées sur les Recommandations UIT-T 1 Domaine d'application Le présent Supplément contient une liste de Recommandations existantes et une description de leur utilisation pour contribuer au déploiement de services de télévision numérique sur les réseaux câblés basés sur la fibre optique et sur les réseaux hybrides fibre-câble coaxial (HFC). 2 Références [UIT-T J.83] [UIT-T J.94] [UIT-T J.183] [UIT-T J.185] [UIT-T J.186] [UIT-T J.288] [UIT-T J.382] [UIT-R BT.1869] [CEI x] [ISO/CEI/IEEE ] Recommandation UIT-T J.83 (2007), Systèmes numériques multiprogrammes pour la distribution par câble des services de télévision, son et données. Recommandation UIT-T J.94 (2016), Informations de service pour la diffusion numérique dans les systèmes de télévision par câble. Recommandation UIT-T J.183 (2016), Multiplexage temporel de plusieurs flux de transport MPEG-2 et formats génériques des flux de transport sur les systèmes de télévision par câble. Recommandation UIT-T J.185 (2012), Équipement de transmission pour l'acheminement des signaux de télévision multicanaux sur les réseaux d'accès optique par conversion en modulation de fréquence. Recommandation UIT-T J.186 (2008), Équipements de transmission de signaux de télévision multicanaux sur les réseaux d'accès optique par multiplexage de sous-porteuses. Recommandation UIT-T J.288 (2019), Encapsulation de paquets type-longueur-valeur (TLV) pour les systèmes de transmission par câble. Recommandation UIT-T J.382 (2018), Systèmes évolués de transmission numérique vers l'aval de services télévisuels, radiophoniques et de données pour la distribution par câble. Recommandation UIT-R BT.1869 (2010), Schéma de multiplexage pour paquets de longueur variable dans des systèmes de diffusion multimédias numériques. CEI (toutes les parties), Réseaux de distribution par câbles pour signaux de télévision, signaux de radiodiffusion sonore et services interactifs. ISO/CEI/IEEE :2021, Télécommunications et échange entre systèmes informatiques Exigences pour les réseaux locaux et métropolitains Partie 3: Norme pour Ethernet. 3 Définitions Néant. Série J Supplément 11 (04/2021) 1

8 3.1 Termes définis ailleurs Néant. 3.2 Termes définis dans le présent Supplément Néant. 4 Abréviations et acronymes Le présent Supplément utilise les abréviations et acronymes suivants: ADSL BLR CAS CATV CM CMTS CPE DOCSIS DVB END EPON EVM FEC FI FM FTTH GPON GSE HD HFC IM IP IPVB LDPC MAQ MDU MER MPEG MRF ligne d'abonné numérique asymétrique (asymmetric digital subscriber line) bande latérale résiduelle système d'accès conditionnel (conditional access system) télévision par câble (cable television) câblo-modem (cable modem) système de terminaison de câblo-modem (cable modem terminating system) équipement des locaux client (customer premises equipment) spécifications de l'interface du service de transmission de données par câble (data over cable service interface specifications) radiodiffusion vidéonumérique (digital video broadcasting) dégradation équivalente de bruit (equivalent noise degradation) réseau optique passif Ethernet (Ethernet passive optical network) amplitude du vecteur d'erreur (error vector magnitude) correction d'erreur directe (forward error correction) fréquence intermédiaire modulation de fréquence (frequency modulation) fibre jusqu'au domicile (fibre to the home) réseau optique passif gigabitaire (gigabit passive optical network) encapsulation de flux générique (generic stream encapsulation) haute définition (high definition) hybride fibre-câble coaxial (hybrid fibre/coaxial) modulation d'intensité (intensity modulation) protocole Internet (Internet protocol) radiodiffusion vidéo IP (IP video broadcasting) code de contrôle de parité à faible densité (low density parity check code) modulation d'amplitude en quadrature (quadrature amplitude modulation) unité d'habitation multiple (multi-dwelling unit) taux d'erreurs de modulation (modulation error ratio) groupe d'experts pour les images animées (moving picture expert group) multiplexage par répartition en fréquence 2 Série J Supplément 11 (04/2021)

9 MROF MRT NM ONU/ONT OTT PD PON RF SCM SI STB TLV TS TVIP UDP UHD VOD/VoD V-ONT WDM multiplexage par répartition orthogonale de la fréquence multiplexage par répartition dans le temps marge de bruit (noise margin) unité de réseau optique/terminaison de réseau optique (optical network termination/unit) over-the-top photodétecteur (photo detector) réseau optique passif (passive optical network) radiofréquence (radio frequency) multiplexage de sous-porteuses (sub-carrier multiplexing) information de service (service information) boîtier-décodeur (set top box) type-longueur-valeur (type length value) flux de transport (transport stream) télévision utilisant le protocole Internet protocole de datagramme d'utilisateur (user datagram protocol) ultra haute définition (ultra-high definition) vidéo à la demande (video on demand) terminal de réseau optique pour les signaux vidéo (video-optical network terminal) multiplexage par répartition en longueur d'onde (wavelength division multiplexing) 5 Conventions Néant. 6 Recommandations UIT-T concernant la télévision numérique sur les réseaux câblés Les signaux de télévision numérique par câble sont acheminés via les réseaux hybrides fibre-câble coaxial (HFC) ou grâce aux installations tout fibre optique comme la fibre jusqu'au domicile (FTTH). La Figure 1 présente les éléments qui composent ces installations. Au niveau de la tête des réseaux HFC et à fibres optiques, un ou plusieurs signaux de télévision numérique par câble, qui prennent généralement la forme d'un flux de transport MPEG-2, sont multiplexés dans une structure de trame, puis modulés sur le signal radiofréquence (RF), généralement au-dessous de 770 MHz, en fonction de la réglementation en vigueur dans chaque pays. Plusieurs signaux RF de fréquences différentes font l'objet d'un multiplexage par répartition en fréquence (MRF), et cet ensemble de signaux RF est converti en signal optique pour la transmission sur des câbles à fibres optiques. Dans le système HFC, ce signal optique est reconverti en signal électrique pour la transmission sur des câbles coaxiaux qui desservent les derniers kilomètres de la ligne d'accès de l'abonné. Dans les installations tout fibre optique, par exemple FTTH, le signal optique d'origine arrive directement au domicile du client. Série J Supplément 11 (04/2021) 3

10 Signaux d'entrée Mise en trames et multiplexage Codage de canal Modulation RF Tableau 1 (1) (*1) O/E Câble coaxial STB HFC Modulation optique (E/O) Câble à fibres optiques Tableau 1 (2) V-ONT STB FTTH (*2) J Suppl.11(21)_F01 NOTE Le câble à fibres optiques aux emplacements (*1) et (*2) utilise une longueur d'onde différente. Figure 1 Installations HFC et FTTH pour la télévision par câble Le Tableau 1 présente une liste des Recommandations UIT-T applicables à ces installations. Ces Recommandations peuvent être réparties en deux groupes. Le premier groupe de Recommandations concerne les fonctions allant de la mise en trames à la modulation RF, et le deuxième groupe concerne la modulation optique du signal RF. Tableau 1 Recommandations UIT-T applicables aux services de télévision numérique par câble basés sur les réseaux à fibres optiques et HFC (1) De la mise en trames à la modulation RF UIT-T J.83 UIT-T J.183 UIT-T J.288 UIT-T J.382 Titre Systèmes numériques multiprogrammes pour la distribution par câble des services de télévision, son et données Multiplexage temporel de plusieurs flux de transport MPEG-2 et formats génériques des flux de transport sur les systèmes de télévision par câble Encapsulation de paquets type-longueur-valeur (TLV) pour les systèmes de transmission par câble Systèmes évolués de transmission numérique vers l'aval de services télévisuels, radiophoniques et de données pour la distribution par câble Description Un seul flux de transport MPEG-2 sur un canal MAQ MRT de plusieurs flux de transport MPEG-2, et structure de trame pour la transmission haut débit au moyen d'un regroupement des canaux Encapsulation de paquets TLV sur un canal de réseau câblé UIT-T J.83 ou UIT-T J.183 pour transmettre des paquets de longueur variable tels que des paquets IP Transmission numérique par câble évoluée avec une efficacité spectrale élevée au moyen du multiplexage MROF et du code LDPC, connue également sous le nom DVB-C2 4 Série J Supplément 11 (04/2021)

11 UIT-T J.185 UIT-T J.186 Titre (2) Modulation optique Équipement de transmission pour l'acheminement des signaux de télévision multicanaux sur les réseaux d'accès optique par conversion en modulation de fréquence Équipements de transmission de signaux de télévision multicanaux sur les réseaux d'accès optique par multiplexage de sousporteuses Description Modulation de fréquence avant la modulation d'intensité Modulation d'intensité En outre, les signaux de télévision numérique peuvent être envoyés sous la forme de paquets IP via un réseau HFC en utilisant les spécifications de l'interface du service de transmission de données par câble (DOCSIS), ou via un système de réseau optique passif (PON) FTTH. Ce cas d'utilisation ne constitue pas le sujet principal du présent Supplément, mais une description brève des systèmes DOCSIS et PON figure dans l'appendice I. 6.1 Résumé des Recommandations 1) Recommandation UIT-T J.83 La Recommandation [UIT-T J.83] traite de la définition de la structure de trame, du codage de canal et de la modulation des signaux numériques multiprogrammes de services de télévision, son et données distribués sur les réseaux câblés. Cette Recommandation comporte quatre Annexes (A, B, C et D), qui spécifient les quatre systèmes numériques de télévision par câble utilisés dans différentes régions. Les Annexes A, B et C concernent les systèmes par câble qui transportent un seul flux de transport MPEG-2 sur un canal MAQ, et l'annexe D est consacrée à la transmission numérique à bande latérale résiduelle à 16 états (BLR-16). Cette Recommandation préconise que, lors de l'introduction de nouveaux services multiprogrammes numériques dans des réseaux câblés existants ou futurs, l'on fasse appel à un des systèmes dont la structure de trame, le codage de canal et la modulation sont spécifiés dans les Annexes A, B, C et D. 2) Recommandation UIT-T J.183 La Recommandation [UIT-T J.183] décrit un format de multiplexage par répartition dans le temps (MRT) pour la transmission de plusieurs flux de transport MPEG-2 et/ou formats génériques de flux de transport au moyen d'une mise en œuvre simple de l'interface physique des systèmes MPEG-2 sur les systèmes de télévision par câble. La trame MRT encapsule les flux de transport MPEG-2 et/ou formats génériques de flux de transport, qui sont mis en paquets de 188 octets, avant transmission. Elle décrit aussi la structure de trame pour la transmission haut débit au moyen de la technologie de regroupement des canaux. Le format de trame permet à un opérateur de télévision par câble d'empaqueter plusieurs flux de transport dans un seul canal ou dans plusieurs canaux. L'exploitation d'un réseau de distribution par câble serait plus souple si les services pouvaient être intégrés sur la base du flux de transport. 3) Recommandation UIT-T J.288 La Recommandation [UIT-T J.288] propose un mécanisme d'encapsulation des paquets TLV (type, longueur, valeur) spécifié dans la Recommandation UIT-R BT.1869 pour les systèmes de transmission par câble conçus conformément à la Recommandation [UIT-T J.83]. Série J Supplément 11 (04/2021) 5

12 Un grand nombre des systèmes de radiodiffusion numérique existants transfèrent des flux de transport MPEG-2. Mais des formats de paquets de longueur variable, par exemple TLV, sont spécifiés afin de transmettre efficacement sur les canaux de radiodiffusion des paquets IP regroupant des paquets de longueur variable. Afin de pouvoir transmettre des paquets TLV au moyen du système de transmission UIT-T J.83 existant, il est nécessaire de fragmenter les paquets TLV de longueur variable et de les encapsuler dans des paquets de longueur fixe de 188 octets. 4) Recommandation UIT-T J.382 La Recommandation [UIT-T J.382] contient des spécifications à prendre en compte pour les systèmes évolués de transmission numérique par câble en sens aval afin d'assurer une grande efficacité d'utilisation du spectre et d'économiser des ressources de transmission en sens aval dans les réseaux hybrides fibre-câble coaxial (HFC). Cette Recommandation spécifie une définition commune de la structure de trame, du codage de canal et de la modulation pour les services télévisuels, radiophoniques et de données, y compris les services de radiodiffusion et de multidiffusion de haute qualité, distribués par le biais de réseaux HFC. La Recommandation [UIT-T J.382] équivaut à la norme DVB-C2, qui fait référence à la seconde génération de systèmes numériques multiprogrammes pour la transmission par câble élaborée dans le cadre du projet européen de radiodiffusion vidéonumérique (DVB). Elle permet d'augmenter la capacité de transmission d'un canal de réseau câblé grâce à l'utilisation d'un code à correction d'erreur directe (FEC) efficace, appelé code de contrôle de parité à faible densité (LDPC), et à la modulation avec multiplexage par répartition orthogonale de la fréquence (MROF). Elle prend en charge les flux de transport et n'importe quel format d'entrée par paquets ou continu, ainsi que l'encapsulation de flux générique (GSE). 5) Recommandation UIT-T J.186 La Recommandation [UIT-T J.186] décrit une méthode de transmission des signaux de télévision multicanal dans des réseaux d'accès optiques. Les équipements de transmission UIT-T J.186 permettent de transmettre des signaux vidéo multicanaux à modulation MAQ-64, MAQ-256 et autres grâce au multiplexage de sous-porteuses (SCM). Suivant la technique de multiplexage SCM, la porteuse principale est celle du signal à fréquence optique, tandis que les sous-porteuses acheminent dans la bande latérale optique les signaux vidéo électriques à multiplexage MRF. Le format des signaux sortant du photodétecteur (PD) de la terminaison de réseau optique (ONT) est identique à celui des signaux alimentant le modulateur de l'émetteur optique. On utilise la méthode SCM dans le cas d'une ligne de jonction d'un système hybride fibre-câble coaxial (HFC). 6) Recommandation UIT-T J.185 La Recommandation [UIT-T J.185] décrit une méthode de transmission des signaux de télévision multicanaux dans des réseaux d'accès optique. Les équipements de transmission UIT-T J.185 permettent d'acheminer des signaux vidéo multicanaux à modulation MAQ-64, MAQ-256 et autres grâce à une conversion en modulation de fréquence (FM). Dans ce système de transmission FM, les signaux de télévision multicanaux à multiplexage par répartition en fréquence (MRF) sont convertis simultanément en un signal unique FM à large bande. Celui-ci est ensuite acheminé dans le réseau d'accès optique après application de la technique de modulation d'intensité. Le terminal de réseau optique pour les signaux vidéo (V-ONT) situé dans les locaux client convertit le signal unique FM reçu, ce qui permet de retrouver les signaux vidéo multicanaux à multiplexage MRF d'origine pour la télévision par câble coaxial. L'interface de ce système de transmission FM est identique à celui du système de multiplexage de sous-porteuses à modulation d'amplitude (AM-SCM) défini dans la Recommandation [UIT-T J.186]. 6 Série J Supplément 11 (04/2021)

13 6.2 Choix de Recommandations 1) Multiplexage de signaux de télévision multiprogrammes numériques Pour envoyer un signal de télévision multiprogramme numérique au moyen d'un canal MAQ de réseau câblé, la Recommandation [UIT-T J.83] ou [UIT-T J.183] est utilisée en fonction de la composition du signal multiprogramme. Dans la Recommandation [UIT-T J.83], un seul flux de transport MPEG2 est reçu à l'entrée et un seul canal MAQ se trouve à la sortie. Ce flux de transport contient un ou plusieurs programmes télévisuels et sonores numériques. Chaque programme se distingue par l'identificateur de service, qui fait partie des informations de service figurant dans la trame de la Recommandation [UIT-T J.83]. Des détails sur les informations de service sont disponibles dans la Recommandation UIT-T J.94 "Informations de service pour la diffusion numérique dans les systèmes de télévision par câble". Lorsque les flux de transport MPEG2 proviennent de différentes sources telles que des stations de télévision, les identificateurs de service des flux de transport diffèrent les uns des autres. Quand le débit binaire de chaque flux correspond à ce qui peut être envoyé sur un seul canal MAQ, on utilise la Recommandation [UIT-T J.83]. Cependant, si le total des débits binaires d'au moins deux flux de transport combinés correspond à ce qui peut être envoyé sur un canal MAQ, il est raisonnable de les multiplexer, en s'appuyant sur la Recommandation [UIT-T J.183], pour occuper un seul canal MAQ. La Recommandation [UIT-T J.183] définit la "trame de multiplexage des flux de transport (TSMF)", qui assure le multiplexage d'au moins deux flux de transport MPEG2 pour former un seul flux à transmettre sur un seul canal MAQ. La Recommandation [UIT-T J.83] contient quatre annexes. L'Annexe A est principalement utilisée en Europe, en Afrique, en Asie et en Amérique du Sud, l'annexe B en Amérique du Nord et l'annexe C au Japon. L'Annexe D est consacrée à la transmission numérique BLR-16 pour l'amérique du Nord, mais elle n'est pas utilisée. Il est nécessaire de tenir compte de l'interopérabilité entre les différents opérateurs de la région et d'autres facteurs pour bien choisir l'annexe à utiliser. 2) Systèmes de transmission optiques Pour transmettre un signal RF à modulation MAQ sur une portion de fibre d'un réseau HFC ou FTTH, celui-ci doit être converti du format électrique au format optique, en utilisant la Recommandation [UIT-T J.186] ou [UIT-T J.185]. La Recommandation [UIT-T J.186] est intitulée "Équipements de transmission de signaux de télévision multicanaux sur les réseaux d'accès optique par multiplexage de sous-porteuses". Le terme "multiplexage de sous-porteuses" (SCM) est utilisé ici pour décrire un système dans lequel plusieurs signaux RF de la télévision par câble (sous-porteuses) font l'objet d'un multiplexage MRF, puis d'une modulation d'intensité effectuée à l'aide d'un signal optique de longueur d'onde unique. D'autre part, la Recommandation [UIT-T J.185] applique la modulation FM au signal MRF avant que l'intensité de celui-ci soit modulée par un signal optique de longueur d'onde unique conformément à la Recommandation [UIT-T J.186]. Le Tableau 2 compare les caractéristiques des modulations IM (UIT-T J.186) et FM (UIT-T J.185). En résumé, l'utilisation de la modulation FM accroît la complexité et les coûts des dispositifs, mais réduit les dégradations dues au bruit et aux distorsions. La décision finale concernant l'utilisation de la Recommandation [UIT-T J.186] ou [UIT-T J.185] devrait être prise une fois que les facteurs présentés ci-dessous ont été comparés. Série J Supplément 11 (04/2021) 7

14 Tableau 2 Comparaison entre les Recommandations UIT-T J.186 et UIT-T J.185 UIT-T J.186 UIT-T J.185 Modulation Modulation d'intensité (IM) Modulation de fréquence (FM) avant la modulation IM Complexité des dispositifs Dispositifs simples Dispositifs complexes Sensibilité Sensibilité aux distorsions Sensibilité au bruit qui nécessite donc: une intensité de signal plus élevée à la réception plus de répéteurs Sensibilité aux distorsions Utilisation nécessaire d'un amplificateur optique de grande qualité Largeur de bande Jusqu'à 3,2 GHz Jusqu'à 1,0 GHz Résistance au bruit qui nécessite donc: une intensité de signal plus faible à la réception moins de répéteurs pour les transmissions longue distance Insensibilité aux distorsions Possibilité d'utiliser un amplificateur optique de qualité standard Pour concevoir et déployer le système de transmission optique basé sur la Recommandation [UIT-T J.186], la série de normes internationales CEI donne des informations pratiques portant notamment sur la configuration du système, les paramètres de base du système ou encore les méthodes de mesure. Ces normes sont présentées dans l'appendice I. Il convient de noter que même si la Recommandation [UIT-T J.186] s'applique aux signaux vidéo analogiques et numériques, l'appendice I porte sur les normes de la série CEI applicables uniquement aux signaux à modulation numérique. 8 Série J Supplément 11 (04/2021)

15 Appendice I Système optique pour la transmission de signaux de radiodiffusion vidéonumérique I.1 Introduction (série de normes CEI 60728) La série de normes internationales [CEI x], intitulée "Réseaux de distribution par câbles pour signaux de télévision, signaux de radiodiffusion sonore et services interactifs", donne des informations sur la configuration, les spécifications, les méthodes de mesure et les considérations d'ordre conceptuel relatives aux systèmes de services pratiques, dont le déploiement et la conception reposent sur les équipements de transmission définis dans la Recommandation [UIT-T J.186]. Certaines de ces normes, notamment les Parties 113 et 115, sont applicables aux systèmes optiques pour la transmission des signaux de radiodiffusion, composés d'un équipement de tête de réseau, de lignes de transmission optique, d'un câblage interne aux bâtiments et de sorties de système. Alors que la Recommandation [UIT-T J.186] traite des signaux vidéo numériques et analogiques, la plupart des normes de la CEI les plus récentes traitent principalement des signaux de télévision utilisant uniquement la technologie de transmission numérique. Elles définissent aussi les paramètres de base des systèmes et les méthodes de mesure applicables aux systèmes optiques de distribution entre l'équipement de tête de réseau et les sorties de système, afin d'évaluer la qualité de fonctionnement des systèmes et leurs limites de fonctionnement. Dans ces normes, la fréquence du signal supérieure est limitée à environ MHz. Ces normes décrivent la transmission RF pour les signaux totalement numérisés à diffusion large ou restreinte (distribution de contenus de radiodiffusion dans une zone limitée) sur le réseau FTTH et présentent le système xpon comme un support de couche physique. La description détaillée de la couche physique n'entre pas dans le champ d'application de ces normes, qui se limite à la transmission de signaux RF sur le réseau FTTH. Par conséquent, ces normes ne traitent pas des technologies de transport IP, telles que les protocoles de multidiffusion IP et les protocoles associés. Toutefois, elles s'appliquent aussi à la transmission des signaux de radiodiffusion sur un réseau de télécommunication si les dispositions énoncées dans la partie relative à la fibre optique de ces normes sont respectées. I.2 Modèle de référence d'un système optique La Figure I.1 présente le modèle de référence du système FTTH pour la transmission de signaux de radiodiffusion. Bien que le nombre d'amplificateurs optiques et de répartiteurs optiques varie en fonction de l'ampleur du système optique, ou du nombre d'abonnés à connecter, la configuration du réseau de base doit suivre le modèle de référence du système. En outre, les niveaux optiques requis pour le fonctionnement du système étant relativement élevés, il convient d'accorder une attention particulière à la sécurité conformément aux normes [CEI ], [CEI ] et [CEI ]. En général, deux solutions se présentent pour créer un système de transmission optique, à savoir une solution à une fibre et une solution à deux fibres. Le modèle de référence illustré dans la Figure I.1 inclut le système de transmission des signaux de radiodiffusion et le système de transmission des signaux de données. Ce dernier utilise les deux sens de transmission sur la fibre optique avec des longueurs d'ondes optiques différentes. Les deux systèmes sont combinés grâce à des filtres avec multiplexage par répartition en longueur d'onde (WDM) à l'entrée et à la sortie du réseau de distribution à titre d'exemple. Le réseau de distribution est constitué d'éléments optiques passifs, comme des fibres optiques et des diviseurs de puissance optique uniquement, compte tenu de la maintenance et de l'expansion future des systèmes. Série J Supplément 11 (04/2021) 9

16 Dans certains cas, on utilise une unité de réseau optique (ONU) trois en un reposant sur une solution à une fibre (unité ONU pour les signaux vidéo (V-ONU), unité ONU pour les données et terminal téléphonique). Dans d'autres cas, l'unité ONU est située à l'extérieur de la maison de l'abonné. (Note La CEI emploie le terme "unité de réseau optique (ONU)" dans ses normes, alors que l'uit-t emploie le terme "terminaison de réseau optique (ONT)" dans ses Recommandations.) Il existe plusieurs solutions permettant de connecter des unités d'habitation multiples (MDU) avec des systèmes FTTH (voir la Figure I.1). L'une d'elles consiste à connecter une unité MDU à l'aide d'un port électrique situé après la sortie d'une unité V-ONU, et une autre consiste à connecter l'unité MDU à l'aide d'un port optique depuis une installation extérieure. Il est nécessaire d'éviter une diaphonie optique et électrique dans la solution à une fibre. La diaphonie optique entre, d'une part, le signal de données vers l'aval transmis sur une longueur d'onde de nm et, d'autre part, le signal de télévision par câble vers l'aval, se produit si le multiplexage WDM à nm n'assure pas une protection suffisante contre le signal à nm. La diaphonie électrique entre, d'une part, le signal de données émis à nm et, d'autre part, le signal à nm à l'entrée du récepteur du photodétecteur pour la télévision par câble, se produit en raison d'un rayonnement électromagnétique à l'intérieur du triplexeur très compact. Il est envisagé d'utiliser les longueurs d'ondes optiques et les bandes de fréquences radioélectriques listées dans les Tableaux I.1 et I.2. Tableau I.1 Longueur d'onde optique pour le système FTTH Signal optique Longueur d'onde Document Transmission vidéo nm [CEI ] Retour RF nm [CEI ] Données (dans le sens aval) nm/1 577 nm [ISO/CEI/IEEE ] Données (dans le sens amont) nm/1 270 nm [ISO/CEI/IEEE ] Tableau I.2 Gammes de fréquences Bande de fréquences 47 MHz à 862 MHz (signaux à modulation numérique uniquement) Document [CEI ], [CEI ], [CEI ] 950 MHz à MHz (transmission des signaux par satellite) [CEI ], [CEI ] NOTE Les normes [CEI Ed1] (gamme de fréquences 47 MHz à 862 MHz) et [CEI Ed2] (gamme de fréquences 950 MHz à MHz) seront fusionnées dans quelques années pour constituer la norme [CEI Ed2] (gamme de fréquences 47 MHz à MHz). 10 Série J Supplément 11 (04/2021)

17 V-ONU NTU Antenne locale de Terre Antenne distante de Terre Antenne satellite E O Tête de réseau distante Superlien Studio O E Récepteur optique Contrôle du terminal de l'abonné Service interactif Internet Téléphone Contrôle du terminal de l'abonné Système de tête de réseau Interface de réseau E O OLT Amplificateur d'extension optique n λ1 Amplificateur de distribution optique λ3 Terminal distant NTU: Unité de terminaison de réseau LAN: Réseau local WDM(*): Dans le cas d'un réseau de communication de données reposant sur une solution à une fibre λ1 λ2 Réseau de transmission n n WDM(*) Réseau FTTH Boîtier terminal Boîtier terminal Câble de distribution optique WDM(*) WDM(*) Manchons de dérivation Câble de dérivation de l'abonné Réseau de distribution Interface réseau de bâtiment (BNI) D-ONU LAN Interface réseau de bâtiment (BNI) n V-ONU D-ONU LAN Boîtier terminal Amplificateur optique Interface du réseau domestique (HNI) WDM(*) D-ONU LAN n Répartiteur RF Amplificateur répétiteur à l'intérieur des bâtiments Réseau de bâtiment Unité d'habitations multiples (MDU) n Répartiteur optique Unité d'habitations multiples (MDU) Fibre optique Interface du réseau domestique (HNI) Réseau de bâtiment (BN) NTU Sortie du système Interface du réseau domestique (HNI) Sortie du système Réseau d'accès Réseau domestique (HM) Interface du réseau domestique (HNI) V-ONU Unité d'habitation Équipement terminal Unité d'habitation unique (SDU) Équipement terminal Unité de traitement et combineur Commutateur de réseau J Suppl.11(21)_FI.1 Figure I.1 Exemple de système FTTH pour les signaux télévisuels et sonores Les points de spécification en matière de qualité de fonctionnement du système optique sont présentés dans la Figure I.2. Série J Supplément 11 (04/2021) 11

18 Système d'antenne (ou autre réseau d'alimentation) Antenne de Terre Antenne satellite Exigences de qualité de fonctionnement Sortie de l'émetteur optique Sortie de l'amplificateur optique Entrée de l'unité V-ONU Interface HNI (sortie de l'unité V-ONU) CATV/MATV/SMATV Entrée de la tête de réseau Tête de réseau E O n Réseau FTTH V-ONU Réseau domestique (HN) Sortie du système Équipement terminal Exigences de qualité de fonctionnement Exigences de qualité de fonctionnement Exigences de qualité de fonctionnement Exigences de qualité de fonctionnement Exigences de qualité de fonctionnement, voir section 4 (en service) J Suppl.11(21)_FI.2 Figure I.2 Points de spécification en matière de qualité de fonctionnement du système FTTH I.3 Points et éléments de mesure Le présent paragraphe décrit les méthodes de mesure élaborées spécifiquement pour le système FTTH. Les points de mesure décrits dans le présent Supplément se limitent à la partie du système allant du terminal de sortie de l'émetteur optique jusqu'à la sortie du système. I.3.1 Points de mesure Il est nécessaire de mesurer la puissance optique aux points (1) à (5) et le niveau du signal électrique aux points (6) et (7) de la Figure I.3 pour veiller au bon fonctionnement de l'intégralité du système. Des mesures doivent être effectuées aux points (5), (6) et (7) pour garantir le bon fonctionnement du système au point de sortie de la section optique et au point d'interface des locaux du client. Le bruit d'intensité relative (RIN) devrait être mesuré aux points (1) à (5) et le rapport signal/bruit S/N (signal électrique) aux points (6) et (7). Ligne de transmission optique Émetteur optique E O Amplificateur optique Diviseur de Diviseur de puissance optique puissance optique n n Unité V-ONU O E Réseau à l'intérieur des habitations Sortie du système (1) Sortie de l'émetteur (2) Sortie de l'amplificateur à fibre dopée à l'erbium (EDFA) (3) Sortie du diviseur (a) (4) Sortie du diviseur (b) (5) Entrée de l'unité V-ONU (6) Sortie de l'unité V-ONU (7) Sortie du système J Suppl.11(21)_FI.3 I.3.2 Figure I.3 Points de mesure du système de distribution vidéo Éléments de mesure Les points de mesure et les paramètres mesurés sont résumés dans le Tableau I.3. Les mesures aux points (5), (6) et (7) sont obligatoires, tandis que des mesures à d'autres points sont nécessaires pour veiller au bon fonctionnement du système. 12 Série J Supplément 11 (04/2021)

19 Paramètres mesurés (exemples) Tableau I.3 Points de mesure et paramètres mesurés Points de mesure (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) Sortie de l'émetteur Sortie de l'amplificateur EDFA Sortie du diviseur de puissance optique (a) Sortie du diviseur de puissance optique (b) Entrée de l'unité V-ONU Sortie de l'unité V-ONU Sortie du système Puissance optique Rapport S/N (électrique) Rapport S/N (RIN) (voir Note) Taux d'erreurs sur les bits (BER), taux d'erreurs de modulation (MER) Des mesures sont possibles à ces points. Des mesures sont possibles à ces points lorsque la puissance optique est supérieure à 3 db (mw). NOTE L'estimation théorique du rapport S/N au point (6), c'est-à-dire à la sortie de l'unité V-ONU, est fondée sur les résultats des mesures relatives aux équipements individuels. I.4 Spécification du système optique pour la transmission des signaux de radiodiffusion En ce qui concerne la transmission des services de radiodiffusion numérique sur les réseaux optiques, on utilise principalement les méthodes de modulation MAQ-64/256 ou MROF avec la modulation MAQ-256/1 024/ La Figure I.2 présente les points de spécification en matière de qualité de fonctionnement du système FTTH classique. Les points de mesure (identiques aux points de spécification en matière de qualité de fonctionnement) et d'autres éléments de mesure permettant de contrôler la qualité de fonctionnement du système optique sont également représentés. Le rapport minimal S/N à la sortie de la tête de réseau, à la sortie de l'unité V-ONU et à la sortie du système, ainsi que le rapport S/N de section pour la ligne de transmission et le réseau à l'intérieur des habitations, sont indiqués dans le Tableau I.4. (Ce tableau concerne l'unité SDU, tandis qu'il existe un autre tableau pour les unités MDU dans la norme CEI ) S'agissant des signaux à modulation numérique, le taux d'erreurs sur les bits (BER) doit être utilisé en tant que paramètre de spécification uniquement à l'entrée de la tête de réseau. Un taux de est requis pour les signaux de radiodiffusion à modulation numérique avant la correction FEC avec un codage RS (204, 188). Dans le cas d'une autre méthode FEC, un taux de est requis après la correction FEC. Il est possible d'utiliser des paramètres supplémentaires à l'entrée de la tête de réseau, à savoir la dégradation équivalente de bruit (END), la marge de bruit (NM), le taux d'erreurs de modulation (MER) et l'amplitude du vecteur d'erreur (EVM). Série J Supplément 11 (04/2021) 13

20 Tableau I.4 Rapport minimal S/N requis en cours de service (47 MHz MHz pour une unité SDU) Signal de radiodiffusion Système Modulation Sous-porteuse Rapport S/N à la sortie de la tête de réseau Rapport S/N sur la ligne de transmission optique (5) Rapport S/N à la sortie de l'unité V-ONU (6) Rapport S/N pour l'interface réseau à l'intérieur des habitations Rapport S/N à la sortie du système (7) db db db db db ISDB-T MROF MAQ ISDB-C [UIT-T J.83] ISDB-C2 [UIT-T J.382] MAQ MAQ MROF MAQ MAQ MAQ-4 096(4/5) MAQ-4 096(5/6) DVB-T MROFC MAQ DVB-T2 MROFC MAQ DVB-C MAQ MAQ DVB-C2 MROFC MAQ MAQ MAQ-4 096(5/6) MAQ (9/10) NOTE Ces valeurs de spécification donnent un exemple concernant une unité d'habitation unique (SDU) avec une gamme de fréquences de 1 GHz ou moins. I.5 Normes de la CEI On trouvera ci-dessous une liste de normes de la CEI utiles pour concevoir et exploiter un système FTTH. Cependant, la plupart des informations figurant dans le présent Appendice sont disponibles dans les normes [CEI ] et [CEI ]. Dans le cas des références datées, seule l'édition citée s'applique. Dans le cas des références non datées, la dernière édition du document dont il est fait mention (y compris n'importe quel amendement) s'applique. CEI :2017, Réseaux de distribution par câbles pour signaux de télévision, signaux de radiodiffusion sonore et services interactifs Partie 13-1: Extension de largeur de bande pour les signaux radiodiffusés sur un système FTTH. CEI :2016, Réseaux de distribution par câbles pour signaux de télévision, signaux de radiodiffusion sonore et services interactifs Partie 101: Performances des systèmes de voie directe soumis à une charge de porteuses exclusivement numériques. 14 Série J Supplément 11 (04/2021)

21 CEI (en cours d'élaboration), Optical equipment for systems loaded with digital channels only. CEI :2018, Réseaux de distribution par câbles pour signaux de télévision, signaux de radiodiffusion sonore et services interactifs Partie 113: Systèmes optiques pour la transmission de signaux de diffusion soumis à une charge de porteuses exclusivement numériques. CEI :2021, Réseaux de distribution par câbles pour signaux de télévision, signaux de radiodiffusion sonore et services interactifs Partie 115: Systèmes optiques internes aux immeubles pour la transmission de signaux de diffusion. CEI :1988, Essais d'environnement Partie 1: Généralités et guide. CEI , Sécurité des appareils à laser Partie 1: Classification des matériels et exigences. CEI , Sécurité des appareils à laser Partie 2: Sécurité des systèmes de télécommunication par fibres optiques (STFO). CEI , Sécurité des appareils à laser Partie 12: Sécurité des systèmes de communication optiques en espace libre utilisés pour la transmission d'informations. CEI :2005, Interfaces optiques avec connecteurs pour fibres optiques Partie 1: Interfaces optiques pour fibres monomodales à dispersion non décalée Généralités et lignes directrices. Rapport technique CEI 61930, Symbologie des graphiques de fibres optiques. Rapport technique CEI 61931:1998, Fibres optiques Terminologie. NOTE 1 L'édition 2 de la norme CEI , qui doit être achevée en 2022, fera mention d'une bande de fréquences allant jusqu'à 3,3 GHz pour la transmission de signaux à fréquence intermédiaire (FI) par satellite, mais les normes [CEI ] et [CEI ] pour la transmission de signaux analogiques resteront inchangées. NOTE 2 La norme CEI est actuellement en cours d'élaboration. Les travaux devraient être achevés d'ici à la fin de l'année NOTE 3 La norme CEI est actuellement en cours d'élaboration. Les travaux devraient être achevés d'ici à la fin de l'année I.6 Programme des pays affiliés à la CEI Le Programme des pays affiliés est un système permettant aux pays non membres de participer aux travaux de la CEI. La CEI a lancé ce programme en 2001 pour encourager les pays en développement à prendre part à ses travaux et leur faire profiter des avantages de la technologie de manière efficace et au coût le plus bas possible. En 2019, 86 pays étaient membres du Programme dirigé par M. Rojas Manyame (Namibie) depuis janvier Les participants au Programme bénéficient notamment des avantages suivants: Obtention d'une version électronique des documents de la CEI (de plus, il est possible d'avoir accès gratuitement à davantage de normes CEI en devenant membre "Affiliate Plus"). Installation et utilisation de la bibliothèque de la CEI. Méthode d'adoption plus simples qu'une norme CEI. Participation sans frais. Série J Supplément 11 (04/2021) 15

22 II.1 Appendice II Télévision utilisant le protocole Internet (TVIP) sur un réseau hybride fibre-câble coaxial (HFC) et un réseau fibre jusqu'au domicile (FTTH) Introduction La partie principale des présentes lignes directrices concerne la télévision numérique acheminée sur un réseau unidirectionnel de télévision par câble composé d'un réseau à fibres optiques et d'un réseau hybride fibre-câble coaxial (HFC). Toutefois, le réseau câblé est sur le point de migrer vers une infrastructure bidirectionnelle fondée sur le protocole IP, par la mise en œuvre soit des spécifications de l'interface du service de transmission de données par câble (DOCSIS) sur le réseau HFC, soit du système de réseau optique passif (PON) sur le réseau à fibres optiques. Ce que nous appelons la "télévision utilisant le protocole Internet (TVIP)" est transmise actuellement sur ces réseaux. Le présent appendice offre un aperçu de la TVIP sur un réseau fibre jusqu'au domicile (FTTH) PON et DOCSIS. II.2 Catégories de TVIP La TVIP se décline sous différentes formes. Il peut s'agir d'un service linéaire ou en temps réel, ou d'un service non linéaire tel que la vidéo à la demande (VoD). Les services peuvent être acheminés soit sur un réseau Internet ouvert dit "de meilleur effort", soit sur un réseau IP géré. Ces catégories sont illustrées dans la Figure II.1. Les services non linéaires utilisent toujours une connexion en mode unidiffusion ou une connexion point à point. La plupart des services linéaires utilisent actuellement une connexion en mode unidiffusion, mais les connexions en mode multidiffusion ou point à multipoint sont plus à même de garantir une utilisation efficace de la largeur de bande. Réseau IP géré Internet ouvert ("meilleur effort") Services linéraires Mode multidiffusion Mode unidiffusion Par exemple: DAZN (pour le sport) VoD Services non linéaires VoD (mode unidiffusion) Par exemple: Netflix, Amazon J Suppl.11(21)_FII.1 II.3 TVIP sur système PON Figure II.1 Catégories de TVIP Le réseau optique passif (PON) peut renvoyer à tout type de réseau optique composé de dispositifs passifs mais, dans ce contexte, il renvoie au réseau optique passif gigabitaire (GPON) ou au réseau optique passif Ethernet (E-PON). Le réseau optique passif gigabitaire (GPON), défini dans les Recommandations de la série [b-uit-t G.984.x], est utilisé comme une technologie de réseau d'accès pour interconnecter les utilisateurs d'un réseau câblé ou d'un réseau de télécommunication avec le réseau central. Le réseau GPON a un débit binaire en sens aval de 2,4 Gbit/s et un débit binaire en sens amont de 1,2 ou 2,4 Gbit/s (généralement 1,2 Gbit/s). En principe, il peut desservir jusqu'à 64 abonnés se trouvant à une portée physique de 10 à 20 km. 16 Série J Supplément 11 (04/2021)

23 Le réseau E-PON, aussi appelé "Ethernet-PON", est défini dans le document [b-ieee 802.3ah]. Il a la même fonction que le réseau GPON, mais les débits binaires dans les sens aval et amont sont de 1,2 Gbit/s pour un maximum de 32 abonnés. Tant le réseau GPON que le réseau E-PON ont des versions à 10 Gbit/s de normes et de produits disponibles actuellement. On trouvera par exemple des informations détaillées concernant le réseau GPON de 10 gigabits, appelé réseau "XG-PON", dans les Recommandations de la série [b-uit-t G.987.x], tandis que le réseau E-PON de 10 gigabits est décrit dans le document [b-ieee 802.3av]. Les systèmes GPON et E-PON sur réseau câblé sont tous deux composés d'un système de terminaison de ligne optique (OLT) au niveau de la tête de réseau câblé et d'une unité de réseau optique (ONU) au niveau des locaux des abonnés, avec un réseau de distribution optique passif (ODN) assurant l'interconnexion des systèmes. Cette structure générique est illustrée dans la Figure II.2. Figure II.2 Système GPON générique (repris de la série UIT-T G.983) Le plus souvent, le service TVIP consiste à envoyer un flux de transport MPEG2 (MPEG2-TS) au moyen du protocole IP en ajoutant un en-tête IP à chaque paquet de flux de transport (TS). Ce système est appelé MPEG2-TS sur IP. Tant dans le système GPON que dans le système E-PON, les abonnés partagent la largeur de bande dans les sens aval et amont. Si tous les abonnés utilisent le sens aval en même temps, chaque abonné aura un débit binaire moyen d'environ 30 Mbit/s. Cette valeur est suffisante pour transmettre un service TVIP de bonne qualité, mais l'utilisation du mode multidiffusion réduira les exigences relatives à la largeur de bande totale. II.4 TVIP sur système DOCSIS Le laboratoire CableLabs met actuellement au point des spécifications de l'interface du service de transmission de données par câble (DOCSIS) en tant que technologie de réseau d'accès pour transmettre et recevoir des données via un réseau câblé HFC. Les spécifications DOCSIS ont été révisées plusieurs fois, et la toute dernière Recommandation approuvée est la Recommandation UIT-T H.224, laquelle définit les systèmes de transmission de données à haut débit par câble de cinquième génération. Les systèmes de transmission de cinquième génération comprennent plusieurs nouvelles fonctionnalités qui s'appuient sur les spécifications des Recommandations UIT-T précédentes, notamment les Recommandations de la série UIT-T J.222.x (DOCSIS 3.0) et la Recommandation UIT-T J.225 (DOCSIS 3.1). La Recommandation [b-uit-t J.224] contient de nouvelles fonctionnalités essentielles pour la couche physique (PHY) et définit le mode de fonctionnement DOCSIS en duplex intégral (FDX). La relation et la correspondance entre les diverses générations de spécifications DOCSIS de CableLabs et les Recommandations UIT-T de la série J portant sur les spécifications DOCSIS sont disponibles dans le Supplément 10 de la série J [b-uit-t série J Sup 10]. Série J Supplément 11 (04/2021) 17

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