Typen optischer Speicher

Die AVS4YOU-Programme unterstützen drei Typen optischer Speicherformate, die für alle Benutzer erhältlich sind. In dieser Sektion beschreibt man das Ziel dieser Formate und ihre Stelle in der Geschichte. Sobald unsere Programme weitere Typen optischer Speicher unterstützen, wird dieses Kapitel durch entsprechende Informationen darüber bereichert.

• Compact Disc (CD)

• Digital Versatile Disc (DVD)

  • DVDs mit unterschiedlicher Kapazität
  • DVDs von verschiedenen Formaten

• Blu-Ray Disc (bd)

Compact Disc

Digital Audio Compact Disc (CD-DA) ist ein optischer Massenspeicher, der Anfang der 1980er zur digitalen Speicherung der Musik von Philips und Sony eingeführt wurde und die Schallplatte sowie magnetische Bandkassetten ablösen sollte. 1984 haben Philips and Sony die Technologie erweitert, um Daten darauf abspeichern zu können, so wurde ein neues Format eingeführt: Compact Disc zur Speicherung von Daten für den Computer (CD-ROM).

Seitdem hat die Compact Disc die Situation mit dem Musikanhören und Verarbeiten elektronischer Informationen dramatisch geändert. Mit der Kapazität von bis zu 700 Megabytes Daten oder 80 Minuten hochwertiger Musik hat die Compact Disc den Vertrieb jeglicher elektronischer Informationen umgewälzt.

1990 haben Philips und Sony die Technologie noch einmal erweitert und die Compact Disc wurde beschreibbar (CD-R). Bevor die CD-R-Technologie eingeführt wurde, wurden CDs in kommerziellen Kopierwerken durch Prägen der Datenträger mit einem vorher aufgezeichneten Muster hergestellt. Heutzutage werden die Disks in den Kopierwerken massenhaft produziert. Für kleineren Produktionsumfang (bis zu 500 Kopien oder mehr, abhängig von dem Standort und Herstellern auf Ihrem Markt) kann es viel billiger sein, wenn man Disks mit käuflich erworbenen CD-Laufwerken beschreibt.

Rein theoretisch muss jede Disk von einem CD-ROM-Laufwerk gelesen werden, egal ob sie in einem Kopierwerk hergestellt oder mit einem CD-Aufzeichnungsgerät gebrannt wurde. In der Tatsache aber funktionieren einige billige Datenträger mit CD-Playern nicht besonders gut. Die hergestellten Disks und CD-R-Disks unterscheiden sich nur durch ihre Struktur. Die erste ist mit einer Reflexionsschicht aus Aluminium bedeckt, die der Disk silberne Farbe verleiht. Die letzte ist mit einer Farbschicht und Reflexionsschicht bedeckt (Farben können variieren: blau, silber, grün usw.).

Im Jahre 1997 wurde wiederbeschreibbares Diskformat Compact Disc ReWritable (CD-RW) eingeführt. Während die Informationen auf die vorher aufgezeichnete CD für immer auf ihre Polycarbonatschicht augetragen wird, enthält die CD-RW-Disk eine Silber-Indium-Antimon-Tellur-Schicht. Beim Schreiben benutzt der Schreibstrahl seine maximale Leistung und erhitzt das Material auf 500 bis 700 Grad Celsius. Dieses führt zu einer Verflüssigung des Materials. Beim Löschen des Datenträgers wird die Legierung wieder in ihren Ursprungszustand versetzt und ist damit wieder beschreibbar. Auf eine CD-RW-Disk können 700 MB Daten von einem CD-RW-Aufzeichnungsgerät ungefähr 1000 Male beschrieben werden.

Die Compact Disc besteht aus Sektoren (oder Blöcke), jeder davon enthält 2352 Bytes. Der Sektor 0 (Diskanfang) befindet sich an der Diskmitte; der letzte Sektor (Diskende) liegt am Diskrande.

Gewöhnlich sind leere Disks mit folgender Größe erhältlich (Sektorangaben aufgerundet):

• 21 Minuten = 94500 Sektoren
• 63 Minuten = 283500 Sektoren
• 74 Minuten = 333000 Sektoren
• 80 Minuten = 360000 Sektoren

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Digital Versatile Disc

Im Januar 1995 hat Sony die Digital-Versatile-Disc-Technologie präsentiert, 6 Monate früher hat er aber seine Teilname in ihrer Entwicklung mitgeteilt. Drei Wochen später haben Pioneer, Time Warner und Toshiba ihre eigene Version von DVD angekündigt, die mehrere Unterschiede von der von Philips und Sony entwickelten Version aufgewiesen hat. Sofort ist ein Streit darüber entbrannt, welches von den beiden Formaten genutzt werden muss, denn jedes hatte seine Vor- und Nachteile.

Bis May 1995 konnten sich die Konkurrenten nicht einigen, als ein Bericht von führenden Geräte- und Programmhersteller (Apple, Compaq, Fujitsu, HP, IBM und Microsoft) veröffentlicht wurde, darin hat es gestanden, dass die beiden Formate nicht unterstützt werden, wenn es Vorteile im Gebrauch eines einzigen Formats gibt. So ist eine Mischung aus den zwei Formaten entstanden und ein DVD-Forum wurde von den Firmen organisiert, die in der Entwicklung der zwei Formate teilgenommen haben (Matsushita, Mitsubishi, Pioneer, Philips, Hitachi, JVC, Sony, Thompson, Toshiba und Time Warner).

Im Jahre 1996 wurden die Spezifikationen für DVD-ROM und DVD-Video endgültig festgelegt und DVD-Players wurden dann auf den Markt geliefert. Nach einem Jahr hat der DVD-Forum seine Arbeit an den Spezifikationen für die erste beschreibbare DVD-Disk (DVD-R) angefangen. Im November 1997 hat Pioneer die Erscheinung der ersten DVD-R-Laufwerke angekündigt, während Matsushita und Toshiba die ersten löschbaren DVD-Laufwerke (DVD-RAM) veröffentlicht.

1998 ist ein Verband entstanden, um wiederbeschreibbare Disks speziell für Datenspeicherung auf der Basis der 25-jährigen CD-Patente zu entwickeln. Am Anfang wurde dieses Format als DVD+RW genannt und durfte das DVD-Logo nicht benutzen, nachdem das DVD-Forum entschieden hat, dass es in den Technologien dieses Bereichs nicht verwendet werden konnte. Obwohl die Technologien, die bei den beiden Formaten benutzt wurden, gleich sind, gibt es laut den Lizenzregeln Unterschiede dazwischen, einige davon kann man an den Logos der Geräte und Media merken.

Fast genauso wie Compact Discs bestehen Digital Versatile Discs aus einer ununterbrochener Spirale von Sektoren (oder Blöcken) beginnend mit dem Loch in der Mitte und endend am Außenrand der Disk. Die Sektoren enthalten nur 2048 Bytes, was das Format weniger kompliziert macht.

Es gibt einige Typen der DVD-Disks, die voneinander durch Ihre Kapazität und Format unterscheiden.

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Die DVD-Haupttype, die nach Ihrer Kapazität variieren, sind:

DVD-5 - einseitig, Single Layer (Disk-Kapazität = ca. 4.7 GB, die Arbeitsoberfläche solcher Disk befindet sich auf einer Seite und besteht nur aus einer Schicht);

DVD-9 - einseitig, Double Layer (Disk-Kapazität = ca. 8.6 GB, die Arbeitsoberfläche solcher Disk befindet sich auf einer Seite und besteht aus zwei Schichten, jede mit 4.3 GB);

DVD-10 - zweiseitig, beide Seiten Single Layer (Disk-Kapazität = ca. 9.4 GB, die Arbeitsoberflächen solcher Disk befinden sich auf beiden Seiten und besteht aus einer Schicht mit ca. 4.7 GB);

DVD-14 - zweiseitig, eine Seite Double Layer und andere Seite Single Layer (Disk-Kapazität = ca. 13.3 GB, die Arbeitsoberflächen solcher Disk befinden sich auf beiden Seiten und besteht aus zwei Schichten, eine Schicht mit 4.3 GB auf einer Seite und eine Schicht mit ca. 4.7 GB auf anderer Seite);

DVD-18 - zweiseitig, beide Seiten Double Layer (Disk-Kapazität = ca. 17.2 GB, die Arbeitsoberflächen solcher Disk befinden sich auf beiden Seiten und jede besteht aus zwei Schichten jede mit 4.3 GB).

Hinweis: die Kapazität der DVD wird in den so genannten dezimalen Gigabytes gemessen (1 Gigabyte ist 1000 Megabytes gleich). Die tatsächliche Größe der DVDs ist kleiner als die in Computer Gigabytes oder Gibibytes gemessene Größe (1 Gigabyte ist 1024 Megabytes gleich).

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Die Disk-Formate sind:

DVD-ROM (nur Lesezugriff, industriell hergestellt)

Eine fabrikmäßig hergestellte DVD wird mit einer Presse produziert. Die DVD Version 1.0 wurde im Jahre 1995 veröffentlicht und im September 1996 abgeschlossen. "DVD" ging ursprünglich auf die Abkürzung von "Digital Video Disc" zurück; nach Angaben des DVD-Forums meinen, dass sie "Digital Versatile Disc" bedeutet, und weist auf solche Weise auf ihr Potential für mit Video nicht verbundene Applikationen. Toshiba hält sich an die Interpretation "Digital Versatile Disc" an. Das DVD-Forum ist nie zu einer Meinung gekommen, so lautet der offizielle Name dieses Formats einfach "DVD"; diese Abkürzung bedeutet "offiziell" nichts.

DVD-R (R = Recordable once - beschreibbar)

Eine beschreibbare DVD oder DVD-R ist eine optische Disk mit größerer Speicherkapazität als CD-R, gewöhnlich 4.7 GB anstatt 700 MB, obwohl die Standardkapazität machte 3.95 GB aus. DVD-R wurde von Pioneer im Herbst 1997 entwickelt. Dieses Format wird von meisten DVD-Playern unterstützt, und wurde vom DVD-Forum hoch geschätzt. Man kann Daten auf DVD-R nur einmal beschreiben.

DVD-RW (RW = ReWritable - wiederbeschreibbar)

DVD-RW ist eine wiederbeschreibbare optische Disk mit der gleichen Speicherkapazität wie bei DVD-R, gewöhnlich 4.7 GB. Das Format wurde von Pioneer im November 1999 entwickelt und vom DVD Forum anerkannt. Im Unterschied zu DVD-RAM, ist es in fast 75% von üblichen DVD-Playern abspielbar. Der wichtige Vorteil der DVD-RW im Vergleich mit DVD-R besteht dain, dass diese Disk geleert und wieder beschrieben werden kann. Gemäß Pioneer können DVD-RW Discs bis zu ca. 1000 Mal, danach müssen sie ersetzt werden. DVD-RW Discs werden meistens für volatile data genutzt, zB Backups oder Dateisammlung. Sie werden auch für Heim-DVD-Video-Recorder gebraucht.

DVD-R DL (double layer - doppelschichtig)

DVD-R DL (Dual Layer) (auch als DVD-R9 bekannt) ist eine Ableitung vom DVD-R-Formatstandard. DVD-R DL Disks haben zwei beschreibbare Farblayer, jedes davon kann fast 4.7 GB der Single-Layer Disk fassen, dadurch wird die Kapazitätssteigerung bis zu 8.55 GB erzielt. Die Disks können in vielen DVD-Laufwerken gelesen (ältere Geräte sind weniger kompatibel) und nur in DVD+RW DL und Super-Multi-Laufwerken erstellt werden.

DVD+R (R = Recordable once - einmal beschreibbar)

DVD+R ist eine optische Disk mit der Speicherkapazität von 4.7 GB. Das Format wurde von einer Koalition von Unternehmen bekannt als DVD+RW Alliance Mitte 2002 entwickelt. Da das DVD+R-Format mit dem DVD-R-Format konkuriert, das vom DVD-Forum entwickelt wurde, wurde es vom DVD-Forum nicht anerkannt, der behauptet, dass das DVD+R-Format kein offizielles DVD-Format ist. Das DVD+R-Format wurde vom DVD-R-Format abgeleitet. Die Hybridlaufwerke, die mit den beiden funktionieren können und oft als "DVD±RW" bezeichnet werden, sind sehr populär, weil es noch keinen gemeinsamen Standard für beschreibbare DVDs gibt. Zwischen Strich- und Plusformaten gibt es wichtige technische Unterschiede und trotzdem würden die meisten Verbraucher keinen Unterschied merken. Das Plus-Format wird als besser entwickeltes Format betrachtet.

DVD+RW (RW = ReWritable - wiederbeschreibbar)

DVD+RW ist eine wiederbeschreibbare optische Disk mit der gleichen Speicherkapazität wie bei DVD+R, gewöhnlich 4.7 GB (betrachtet als 4.7 · 109, eigentlich 2295104 Blöcke, 2048 Bytes pro Block). Das Format wurde von DVD+RW Alliance Ende 1997 entwickelt, obwohl der Standard bis 2001 nicht benutzt wurde, wurde er später verbessert und seine Kapazität wurde von 2.8 GB bis 4.7 GB vergrößert. Das Recht, den Standard weiter zu entwickeln, liegt bei Philips, einem der Mitglieder von DVD+RW Alliance. Obwohl DVD+RW vom DVD-Forum noch nicht akzeptiert wurde, ist das Format zu populär, so dass die Hersteller es nicht berücksichtigen können, so können DVD+RW Disks in drei Viertel der heutigen DVD-Player abgespielt werden. Im Gegensatz zum DVD-RW-Format, wurde DVD+RW früher als DVD+R zu einem Standart gemacht.

DVD+R DL (double layer - doppelschichtig)

DVD+R DL (Double Layer), auch als DVD+R9 bekannt, ist ein verbessertes Format von DVD+R, das von DVD+RW Alliance entwickelt wurde. Es wurde im Oktober 2003 demonstriert. DVD+R DL Disks haben zwei beschreibbare Farblayer, jedes davon kann fast 4.7 GB der Single-Layer Disk fassen, dadurch wird die Kapazitätssteigerung bis zu 8.55 GB erzielt. Die Disks können in vielen DVD-Laufwerken gelesen (ältere Geräte sind weniger kompatibel) und nur in DVD+RW DL und Super-Multi-Laufwerken erstellt werden. Die letzten DL-Laufwerke beschreiben Double-Layer Disks langsamer (2.4x bis zu 8x) als Single-Layer-Speicher (8x-16x). Eine wiederbeschreibbare Double-Layer-Version namens DVD+RW DL befindet sich auch in der Entwicklungsphase, aber sie wird wahrscheinlich mit den existierenden DVD-Laufwerken inkompatibel sein.

DVD-RAM (random access rewritable - direkter Lese-/Schreibzugriff auf alle Daten, wiederbeschreibbar)

DVD-RAM (DVD Random Access Memory) ist eine Diskspezifikation, die 1996 von DVD-Forum vorgestellt wurde, der Spezifikationen für beschreibbare DVD-RAM-Medien und entsprechende DVD-Schreiber anfertigt. DVD-RAM-Speicher werden seit 1998 für Rechner, Kameras und Videorecorder benutzt. Man kann eine DVD-RAM Disk an vielen kleinen Rechtecken erkennen, die auf der Oberfläche des Speichermediums verstreut sind. Im Vergleich zu anderen beschreibbaren DVDs ist das DVD-RAM-Format näher zur Festplattentechnologie, weil es konzentrische Tracks anstatt einem langen spiraligen Track hat. Im Gegensatz zu den konkurierenden Formaten DVD+R, DVD-R, DVD+RW und DVD-RW, braucht man keine spezielle DVD-Brennsoftware, um DVD-RAMs auf dem Rechner zu beschreiben oder zu lesen. Auf DVD-RAMs kann man genauso zugreifen wie auf eine gewöhnliche Magnetdiskette oder Festplatte. DVD-RAM passt besser als DVD±RW für Datenbackups und Gebrauch in Kameras. DVD-RAM Disks haben folgende Vorteile: sie haben lange Haltbarkeit von mindestens 30 Jahren und lassen bis zu 100.000 Schreib-/Löschzyklen zu, man braucht keine DVD-Brennsoftware, sie können genauso wie Wechselplatte genutzt werden.

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Blu-Ray Discs

Blu-ray Disc (bd) ist ein optisches Speichermedium der nächsten Generation für Speichern der hochauflösenden Videos und hochdichten Daten. Der Blu-ray-Standard wurde von einer Gruppe der führenden Hersteller aus der Unterhaltungselektronik und IT-Industrie entwickelt, die sich Blu-ray Disc Association (bdA) genannt hat und von Sony und Philips geleitet wurde. Blu-ray hat die Kapazität von 25 Gigabytes pro Layer.

Blu-ray hat seinen Namen durch kürzere Wellenlänge (405 nm) des blauvioletten Lasers bekommen, der dadurch eine Kapazitätssteigerung im Vergleich zu DVD ermöglicht hat, die dieselben physikalischen Parameter hat, aber eine Wellenlänge von 650 nm des infraroten Lasers benutzt.

bd-R (R = Recordable once - einmal beschreibbar)

Die Kapazität des Single-Layer-Blu-ray Disc (bd) beträgt 23.3, 25 oder 27 GB: Es reicht für ein ungefär 4 Stunden dauerndes hochauflösendes Video mit Audio. Die Kapazität der Dual-Layer-bd macht 46.6, 50 oder 54 GB aus: Es reicht für ein ca. 8 Stunden dauerndes HD-Video. Die Machbarkeitsstudien für bds mit Kapazität von 100 GB und 200 GB und 4 und 8 Layern entsprechend werden heutzutage durchgeführt. Eine vierlagige Version der Blu-ray Disc, die auf einer Seite um 100 GB fassen soll, wurde von TDK schon vorgestellt.

bd-RE (RE = ReWritable - wiederbeschreibbar)

Der wiederbeschreibbare bd-RE-Standard ist zusammen mit bd-R- (beschreibbar) und bd-ROM-Formaten erhältlich, die Mitte 2004 als Bestandteil der Version 2.0 der Blu-ray-Spezifikation verfügbar wurden. Die vorher aufgezeichneten bd-ROM-Speichermedien sind seit Anfang 2006 verfügbar.

Außer den 12 cm großen Disks wird eine 8-cm-Variante für kleine Kameras geplant, die die Kapazität von 15 GB haben wird.

Um die Erweiterungsfähigkeit des Blu-ray-Disc-Formats für die Zukunft zu sichern, unterstützt es auch mehrlagige Disks, die die Kapazitätssteigerung bis zu 100GB/200GB (25GB pro Layer) durch Vergrößerung der Layeranzahl der Disk erlauben müssen.

Die Blu-ray-Laufwerke, die heutzutage produziert werden, haben die Übertragungsrate von 36 Mbit/s (54 Mbit/s für bd-ROM), aber die Prototype mit 2x Übertragungsgeschwindigkeit (72 Mbit/s) befinden sich momentan in der Entwicklungsphase. Die Raten von 8x und größer sind für die Zukunft geplant.

Da die Daten auf einer Blu-ray Disc sich sehr nah zur Oberfläche befinden, haben die Disks hohe Empfindlichkeit zu Staub und Kratzern aufgewiesen und mussten in Plastiktüten zum Schutz untergebracht werden. Die Lösung dieses Problems wurde im Januar 2004 gefunden, nachdem klares Polymer vorgestellt wurde, so haben Blu-ray Discs eine unvergleichliche Kratzfestigkeit bekommen. Die Beschichtung, die von TDK Corporation unter dem Namen "Durabis" entwickelt wurde, erlaubt bds nur mit einem Papiertaschentuch sauber zu machen, was CDs und DVDs beschädigen kann. Beschichtete bds können angeblich nicht einmal mit einem Schraubenzieher beschädigt werden.

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