Autor: Florian Gabriel

CD-ROM / CD-RW / DVD

Inhaltsverzeichnis

1.

Die CD-ROM

(

R

ead

O

nly

M

emory)

1.1 Zur Geschichte der CD-ROM

Seite 3

1.2 Die technischen Grundlagen der CD-ROM

Seite 4­5

1.3

Fehlerkorrektur

Seite 6

1.4 ,,Red Book" & Co.

Seite 7

2. Die

CD-RW

(

R

e

W

riteable)

2.1 Zur Geschichte der CD-RW

Seite 8

2.2 Die technischen Grundlagen der CD-RW

Seite 9

2.2.1 Das Phase-Change-Verfahren

Seite 10

3. Die

DVD

(

D

igital

V

ersatile

D

isc)

3.1 Zur Geschichte der DVD

Seite 11

3.2 Die technischen Grundlagen der DVD

Seite 12-14

3.3

Verschiedene Arten der DVD

Seite 15-16

3.4 Die DVD im digitalen Heim-Kino-Bereich

Seite 17

3.5 Speichertechnologien der Zukunft

Seite 18

4.

Literaturverzeichnis Seite

19

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Referat CD-ROM, CD-RW, DVD

Florian Gabriel

Oktober 1999

1. Die

CD-ROM

1.1

Zur Geschichte der CD-ROM

Als CD-ROM (Abk. für

C

ompact

D

isc

R

ead

O

nly

M

emory) wird ein von der Audio-CD abgeleiteter

Datenträger bezeichnet, der 1985 von den Firmen SONY und Philips eingeführt wurde.

Die Audio-CD oder auch CD-DA (Abk. für

D

igital

A

udio) löste in den Jahren zuvor die allseits

beliebte Schallplatte ab, da sie diese in den Punkten Klangqualität, Handhabung, Pflegeleichtigkeit

und Handlichkeit bei weitem übertraf.

Dies machte diese

1,2 mm dicke Scheibe

zu einem der populärsten Gebrauchsgegenstände der Welt.

Überall auf dem Globus überlegte nun die Computerindustrie ob es nicht möglich, ist ein solches

Speichermedium auch für den Computer zu entwickeln.

Wie bereits erwähnt, waren es die Firmen SONY und Philips die die CD-ROM Mitte der 80er Jahre

auf dem Markt einführten.

Die neuen Möglichkeiten der Datensicherung auf CD waren nahezu ,,unbegrenzt". Die

650 MegaByte
Speichervolumen

der CD-ROM sind das 451fache einer normale Diskette, diese Dimension läßt sich

leichter verdeutlichen wenn man sich vorstellt, daß 270.000 Schreibmaschienenseiten auf eine CD-

ROM passen. Könnte man die Daten-,,Spur" einer CD aufrollen wie eine ,,Haribo-Schnecke", würde

sich eine Strecke von ca.

6 km

ergeben.

Damals waren die neuen Single oder auch Double-Speed CD-ROM Laufwerke noch eine Sensation,

heutzutage sind bereits 50fach Laufwerke für IDE und 40fache für SCSI für vergleichsweise kleines

Geld auf dem Markt.

Der größte Nachteil einer CD-ROM war, wie der Name schon sagt, daß sie nur gelesen werden

konnte. Sogenannte CD-Brenner konnten sich damals nur große Unternehmen leisten, CD-Brenner für

den Heim-Bereich waren erst Mitte der 90er Jahre erhältlich, bzw. für den normalen Verbraucher

bezahlbar.

Nächste Entwicklungsstufe der beschreibbaren CD-Rs (

CD-R

ecordable)waren die

wiederbeschreibbaren CD-RWs (

CD-R

e

W

riteable). Eine CD-RW kann im Gegensatz zur CD-R nicht

nur einmal, sondern bis zu 1.000 Mal wiederbeschrieben werden.

Durch den ständigen technischen Fortschritt entwickelten sich die einzelnen Komponenten wie z.B.

reflektierende Folien, die Schutzschicht aus Polycarbonat oder auch die gesamte Lasertechnik

kontinuierlich weiter.

Es wurde immer weiter geforscht, mit dem Ziel, das Speichervolumen soweit zu erhöhen, daß

komplette Spielfilme in Digitalem Sound auf eine einzige Disc passen. Die Entwicklung der

D

igital

V

ersatile

D

isc, kurz

DVD

, stand nun bevor...

1.2

Die technischen Grundlagen der CD-ROM

Abmessung

einer CD:

c´t

2

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Florian Gabriel

Oktober 1999

Die kleinste Speichereinheit einer CD ist das

Bit

. Die Daten sind ähnlich wie bei einer Schallplatte in

einer durchgehenden ,,Spur" untergebracht. Anders als bei der Schallplatte verläuft diese Spur, auch

gut als eine Art

Spirale

vorzustellen, bei der CD von innen nach außen. Da die Daten in einer Art

Kanal bzw. Spur untergebracht sind, nennt man ein Bit auf einer CD

Channel-Bit.

Eine CD dreht sich, vom Label aus gesehen, im Uhrzeigersinn wenn sie gelesen wird.

Dabei tastet der

Laser

diese Spirale nach Höhen und Tiefen, sogenannten

Pits

und

Lands

ab. Jeder

Übergang von Pit zu Land entspricht dem logischen Wert Eins. Der Raum zwischen den Übergängen

entspricht einer Serie von Nullen.

Ein Pit oder ein Land hat aus produktionstechnischen Gründen eine Länge von 2-11 Channel-Bits.

Frühestens nach einer Folge von 2 Nullen und spätestens nach einer Folge von 11 Nullen muß eine

Eins folgen. Für alle 256 Kombinationsmöglichkeiten von Nullen und Einsen reichen 8 Channel-Bits

also nicht aus. Das ist der Grund warum 14 Channel-Bits benötigt werden. Diese 14 Channel-Bits

werden mit 3

Merge-Bits

abgeschlossen, da es logischerweise nicht möglich ist, daß eine 14-Bit-

Folge mit einer Eins endet und die nächste mit einer Eins anfängt. Deshalb wurden nach 14 Channel-

Bits jeweils 3 Merge-Bits als eine Art Platzhalter eingeführt.

Ein Pit ist 0.1 µm tief und 1-3 µm lang. Rein proportional hat ein Pit die Größe eines Reiskorns, ist

allerdings ein ,,wenig" kleiner. Wäre ein Pit so groß wie ein Reiskorn, dann hätte die CD einen

Durchmesser von ca. 360 Metern!

Datenerfassung

auf CD:

c´t

Trifft der Laserstrahl auf ein Land, so werden bis zu 90% des Laserlichtes reflektiert, trifft er auf ein

Pit, wird je nach Länge des Pits, das Licht deutlich vermindert reflektiert.

Im Gehäuse des Lesekopfes indem sich auch der Laser befindet, sitzt eine Photodiode, welche den

Unterschied der reflektierten Lichtmenge in Signale umwandelt. Diese Signale entsprechen dem

Datenstrom auf der CD und können nun vom Computer interpretiert werden.

3

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Florian Gabriel

Oktober 1999

Elektronenraster-

Mikroskop-Bild

eines Datentracks

mit Pits & Lands:

Diese Bild ist eine Nahaufnahme einer CD. Die verschiedenen Längen der Pits und auch der Abstand

der einzelnen Pits zueinander, also die Lands, sind sehr gut zu erkennen. Die Idee der

DVD

war noch

geringere Pitabmessungen und einen noch engeren Spurabstand zu realisieren um eine siebenfache

Steigerung der Speicherkapazität zu erreichen.

1.3 Fehlerkorrektur

Was immer mal wieder passiert, sind Kratzer auf der Polycarbonat Schutzschicht.

In solchem Fall wird das Licht durch die Kratzer minimal gebrochen und in seiner Intensität verändert.

Dies hat zur Folge hat, daß die gelesenen Daten nicht mit den ,,Originalen" auf der CD

übereinstimmen.

Es gibt mehrere Möglichkeiten der Fehlerkorrektur bei der CD-DA und der CD-ROM. Allen liegt

das hoch komplizierte algorithmische

Reed-Solomon-Verfahren

zu Grunde. Bei diesem Algorithmus

wird ein Polynom (mathematische Funktion) verwendet, das mit Hilfe der Paritäts-Bits (,,Kontroll-

Bits") den Fehler und Fehlerort findet. Das Verfahren bei CD-DAs nennt sich

EDC/ECC

(

E

rror

D

etection

C

ode /

E

rror

C

orrection

C

ode), bei der CD-ROM wird es

CIRC

(

C

ross-

I

nterleaved

R

eed-

Solomon

C

ode) genannt.

1 0 1 0 1 0 1 0

à

0

ß Parity-Bit

In diesem Beispiel sind 4 Nullen vorhanden, also eine gerade Anzahl von Nullen. Für eine gerade

Anzahl hat das Parity-Bit den Wert Null, für eine ungerade Anzahl hätte es den Wert Eins.

1 0 1 1 1 0 1 0

à

1

ß Parity-Bit

In diesem Fall ist eine der Stellen falsch übertragen worden, das kopierte Parity-Bit hat einen anderen

Wert als das Original. Es wird erkannt, daß eins der acht Bits fehlerhaft übertragen wurde, welches

wäre in diesem Fall jedoch unklar, da sich das Parity-Bit auf das ganze Byte bezieht. Es kann hier nur

das fehlerhafte Byte lokalisiert werden, nicht das Bit.

Das

Reed-Solomon-Verfahren

ist durch seine Komplexität in der Lage, auch das fehlerhafte Bit zu

lokalisieren und sogar zu korrigieren.

Eine gebräuchliche Methode bei CD-DAs ist die

Interpolation

.

Hierbei sind drei Arten der Interpolation zu unterscheiden:

· Interpolation 1. Grades: der letzte Wert wird wiederholt.

· Interpolation 2. Grades: der Mittelwert vom vorherigen und folgenden

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Oktober 1999

Wert wird wiedergegeben.

· Interpolation 3. Grades: das sog. "Stummschalten", für 1/75 Sekunde

erfolgt keine Ausgabe, die vorherigen und

folgenden Signale werden abgeschwächt

wiedergegeben.

1.4

,,Red Book" & Co.

Neben dem "Red Book" gibt es noch andere "Bücher" in den Farben Gelb, Orange, Grün, Weiss und

Blau.

So wie ISO, ECMA oder DIN Normen auf nationaler bzw. internationaler Ebene beschreiben, sind all

diese o.g. "Books"

Standards,

die die Sektorenformate auf Bitebene einer CD definieren. Diese

Standards wurden von den Herstellern SONY und Philips für verschiedene Einsatzgebiete festgelegt.

Die Bezeichnungen "Red Book", "Yellow Book", "Orange Book" etc. wurden nachträglich eingeführt

um das Standard-Chaos ein wenig einzudämmen.

So steht "

Red Book

" für den Standard

CDDA

(

C

ompact

D

isc

D

igital

A

udio).

Dieser Standard beschreibt das Format von Audio-CDs. Dicht gefolgt wird dieser vom

CD-ROM
Mode 1

, besser bekannt als "

Yellow Book

". Dies ist der Standard für allgemeine Datenspeicherung

und wird üblicherweise für Daten-CDs, also

CD-ROMs

verwendet.

Beim "

Red Book

"-Standard werden 2352 Byte eines Datensektors für Daten genutzt, die restlichen

882 Bytes werden für Fehlererkennungs-, Korrektur- und Kontrollzwecke verwendet.

Ein

Datensektor

wird in Vorspann, Nutzdatenanteil und Abspann unterteilt. Insgesamt umfaßt er

3234 Bytes.

Beim "

Yellow Book

"-Standard werden nur 2048 Byte für Daten genutzt. Dies resultiert daraus, daß

CD-ROMs nicht wie Audio-CDs kontinuierlich gelesen werden und deshalb durch das "Springen" des

Lasers anfälliger für Lesefehler sind. Aus diesem Grund wird beim "Yellow Book"-Standard mehr

Platz für Fehlererkennung etc. benötigt.

Es gibt natürlich auch CDs mit einem Mix aus Daten, Audio-, Video- und Bilddateien, sogenannten

"

Mixed-Mode-CD-ROMs

". Hierfür gilt der

CD-ROM Mode 2 XA Form 1

bzw. "

Orange Book

"-Standard.

Weitere Standards sind "

Green Book

" für Philips´ CD-I, "

White Book

" für Video-CDs. Ganz neu ist

der "

Blue Book

"-Standard für Video-CDs.

Dieser ist aber nicht mit "White Book" zu verwechseln; die beiden Standards sind nicht kompatibel,

da es sich beim "Blue Book"-Standard um eine völlig neue Technologie handelt.

2. Die

CD-RW

2.1 Zur Geschichte der CD-RW

Nach Erfindung der CD-ROM kam nicht sofort die CD-RW. Es gab noch drei "kleine"

Zwischenstationen bevor Hewlett Packard, MCC/Verbatim, Philips, Ricoh, SONY und Yamaha die

CD-RW

auf der

CeBIT ´97

erstmals vorstellten.

Erste Station

war die

CD-WORM

(

CD-W

rite

O

nce

R

ead

M

any).

CD-WORMs waren eine weiterentwickelte Form der CD-ROMs, sie waren in speziellen Gehäusen,

sogenannten Cartridges untergebracht. Im 3,5"-Format hatten sie eine Speicherkapazität von 128 MB,

im 5,25"-Format von 650 MB.

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Wie man aus dem Namen entnehmen kann, konnten die CD-WORMs einmal beschrieben und beliebig

oft gelesen werden. Zum Beschreiben der CD-WORMs müssen CD-WORM-Laufwerke verwendet

werden, das Lesen ist aber in jedem CD-Laufwerk möglich. Eigentlich sind alle CD-Brenner solche

Geräte. Ältere CD-Brenner der Philips-Generation werden unter Windows noch als WORM-Geräte

angesprochen, diese Geräte haben einen anderen Befehlssatz als herkömmliche CD-ROMs und

werden im PC unter dem Betriebssystem Windows nicht als CD-ROM angemeldet. Sie benötigen

deshalb zum Einlesen von CDs einen speziellen Treiber der vom Hersteller mitgeliefert werden muß.

Durch Einführung der CD-RW und der DVD ist die CD-WORM veraltet und wird heute so gut wie

gar nicht mehr genutzt.

Zweite Station

war die sogenannte

CD-MO

. Hierbei handelt es sich um eine

m

agneto-

o

ptische CD,

die die gleichen Datenträgerformate wie die CD-WORM besaß, zum CD-ROM-Standart aber

inkompatibel war. Die CD-MO konnte ein und beidseitig wiederbeschrieben werden; auch für sie

waren spezielle Cartridges notwendig. Ihre Speicherkapazität reichte von 128 MB bis hin zu 2,6 GB.

Nachteile der CD-MO waren zum einen eine begrenzte Lebensdauer, da es vorkommen kann, daß sich

auf der Schicht, auf der die Daten gespeichert wurden, Blasen bildeten, zum anderen hat der

Schreibvorgang sehr viel Zeit in Anspruch genommen.

Dritte und letzte Stufe

vor der Einführung der CD-RW war die

CD-R

(

CD-R

ecordable). Sie brauchte kein Gehäuse, war zum CD-ROM-Standart kompatibel, konnte

allerdings nur ein Mal beschrieben werden. Zum Beschreiben waren wiederum spezielle Geräte,

sogenannte

CD-Brenner

notwendig. Die CD-R eignet sich sehr gut zur Sicherung von größeren

Datenbeständen oder für den Einsatz als sog. "Masterdisc".

Nach ihr folgte dann die

CD-RW

(

CD-R

e

W

riteable), welche sich bis zu 1.000 Mal löschen bzw.

überschreiben läßt. Auch für sie wurde ein besonderer CD-Brenner benötigt. Vor zwei Jahren waren

CD-RW-Medien noch weit mehr als das 10fache teurer als CD-R Rohlinge, heute sind

wiederbeschreibbare CDs schon unter DM 10,- zu haben...

2.2 Die technischen Grundlagen der CD-RW

Wie bereits erwähnt, wurde die erste CD-RW auf der CeBIT 1997 vorgestellt.

Um CD-RWs zu beschreiben braucht man einen besonderen CD-Brenner der für CD-RWs geeignet

ist. Ein solcher Brenner kann sowohl CD-RWs als auch herkömmliche CD-Rs beschreiben.

Heutzutage gibt es schon CD-RW Brenner, die mit 4facher Geschwindigkeit "wiederbeschreiben",

CD-R Brenner sogar mit bis zu 8facher. CD-RW Disks basieren auf einem neu entwickelten File-

System mit Namen

UDF

(

U

niversal-

D

isc-

F

ormat). Dieser Standard unterstützt das Schreiben von

kleinen Datenpaketen, womit verhindert werden soll, daß die CD bei einem sog.

Buffer-Underrun

(bei CD-Rs sehr "beliebt") unbrauchbar wird, - sollte beim Schreiben ein solcher Fehler auftreten,

wird der Schreibvorgang fortgesetzt. Gleichzeigtig mit der CD-RW wurde auch das

MultiRead

-

Verfahren eingeführt.

Phase-Change-

Medien, dazu gehören CD-RW- und DVD-Medien, haben die Eigenschaft, nur 15-

25% des Lichtes zu reflektieren. Normale CD-ROMs reflektieren ca. 70%.

MultiRead

-Laufwerke

verfügen über einen kleinen zusätzlichen Verstärker, den sog.

AGC

(

A

utomatic

G

ain

C

ontroller).

Dieser ist in der Lage, ein schwaches Signal auf einen verwertbaren Pegel anzuheben. AGCs werden

z.B. auch von Soundkarten verwendet um Mikrofonsignale zu verstärken.

MultiRead

Laufwerke sind also in der Lage sowohl CD-ROMs als auch Phase Change Medien zu

lesen. Fast alle seit 1997 hergestellten CD-ROM Laufwerke sind MultiRead fähig.

Das

Phase Change Verfahren

ist eine relativ neue Technologie.

Bei einer CD-RW sind

Pits & Lands

nicht im herkömmlichen Sinne vorhanden.

Bei Pits & Lands wird das Licht durch die Vertiefungen unterschiedlich stark reflektiert. Die CD-RW

hat keine Vertiefungen, sondern aufeinanderfolgende reflektierende und nicht reflektierende Zonen

auf der Datenspur. Diese

Reflektionszonen

haben die gleiche Funktion wie Pits und Lands.

Die CD-RW besteht aus

6

mehr Schichten als eine

normale CD-R, inklusive

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2.2.1 Das Phase-Change-Verfahren

Wie auf dem Bild auf Seite 9 zu sehen ist, befindet sich die Aufnahme-Schicht zwischen zwei

dielekrischen Schichten (Druckfehler im Bild: dielektrisch nicht dieelektrisch). Die Aufnahmeschicht

besteht aus einem sogenanntem

Phase-Change-Material

(Mischung aus Silber, Iridium, Antimon &

Tellur), welches beim

Phase Change Verfahren

durch den Laser punktuell über den Schmelzpunkt

hinaus auf 500 ­ 700°C erhitzt wird. Vor dem Erhitzen wird die Aufnahmeschicht als

amorph

(griech.: ungeformt, gestaltlos) bezeichnet.

Nach dem Erhitzen des amorphen Punktes kühlt der Punkt ab und befindet sich in einem

Kristallzustand.

Dieser Wechsel von stark und schwach reflektierenden Punkten hat bei einfallendem Licht den selben

Effekt wie die Pits und Lands einer CD-ROM.

Sollen die Daten nun wieder gelöscht werden, so werden die kristallisierten Punkte bei einem

Glühvorgang über "längere" Zeit einer Temperatur

ausgesetzt, die zwischen Schmelz- und Kristallisationspunkt liegt. Der kristallisierte Punkt schmilzt

und ist nach dem Abkühlen wieder amorph.

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Dieses

Phase Change Verfahren

läßt sich ca. 1.000 Mal wiederholen.

3. Die Digital Versatile Disc (DVD)

3.1 Zur Geschichte der DVD

Nach der CD-RW stand als nächstes die Entwicklung und Einführung der

DVD

bevor. Auch hier

waren die Firmen SONY und Philips wieder maßgeblich beteiligt. In der Anfangsphase war das

Interesse eher auf den Bereich der Unterhaltungselektronik fixiert; speziell vom Video- und

Spielkonsolenmarkt erhofften sich die Firmen riesige Umsatzzahlen.

Auf Grund einiger Realisierungsprobleme blieb es allerdings vorerst bei der schlichten Hoffnung, die

Computerindustrie jedoch erkannte das Potential der DVD als

Speichermedium

. Selbst eine

Standard-DVD arbeitet mit einer weitaus höheren Datenübertragungsgeschwindigkeit als das derzeit

schnellste verfügbare CD-ROM Laufwerk. Es dauerte nicht lange und die Palette der optischen

Speicher war um eine Komponente reicher. Mittlerweile haben DVDs ein Speichervolumen von bis zu

17 GB

. Verblüffend war, daß die Entwickler der DVD den gleichen Fehler wie die Entwickler der

CD-R gemacht haben. Bis ca. 1992 waren CD-ROM Laufwerke nicht in der Lage Multisession CD-Rs

komplett zu lesen, sondern immer nur die erste Session.

Das gleiche Problem bestand bei der ersten Generation von

DVD-ROM

(

R

ead

O

nly

M

emory)

Laufwerken. Auch sie sind nicht in der Lage Multisession DVDs zu lesen, was ihren Nutzen in Bezug

auf die noch kommenden

DVD-RAM

(

R

andom

A

ccess

M

emory) Medien sehr begrenzt.

Des weiteren gab es bei der

DVD-RAM

(2,6 GB) Streitigkeiten bezüglich des Standards.

Nachdem das DVD-Konsortium ein Format für die DVD-RAM beschlossen hatte, stellten kurze Zeit

später die Firmen SONY und Philips ihr eigenes Format mit dem Namen

DVD+RW

(3 GB), oder

eventuell auch mit dem Namen

PC-RW

(

P

hase

C

hange) vor, das wußten die beiden Giganten aber

noch nicht so genau. Dazu gesellte sich noch Pioneer mit ihrem Kürzel

DVD/RW

(3,95 GB) und zum

Schluß legte NEC mit ihrem

MMVF

(

M

ulti

M

edia

V

ideo

F

ile; 5,2 GB) noch einen drauf. Das Chaos

war perfekt! Das war 1997.

Bis heute haben sich die Konkurrenten immer noch nicht auf einen gemeinsamen Standard geeinigt.

Je länger die DVD-RAM braucht, um sich auf dem Markt zu etablieren, desto besser sind die derzeit

Absatzchancen für CD-RW Laufwerke. Ob es in naher Zukunft ein gemeinsames Format geben wird,

steht laut Auskunft von SONY/Philips in den Sternen. Vorerst geht der Kampf um die Marktanteile

zwischen SONY/Philips und Toshiba/Pioneer weiter...

3.2 Die technischen Grundlagen der DVD

Wie die CD-ROM arbeitet auch die

DVD-ROM

mit Pits und Lands.

8

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Die DVD-ROM hat ein sieben Mal so großes Speichervolumen wie die CD-ROM. Dies resultiert aus

einem engeren Spurabstand, kleineren Pitabmessungen und natürlich auch einem noch stärkeren und

kompakteren Lasers.

Besonders bei der DVD-ROM ist auch, daß sie auf zwei übereinander liegenden Schichten

CD-ROM

DVD-ROM

beschrieben werden kann. Es gibt

einseitige Einschichtendiscs,

welche abgesehen vom

Speichervolumen mit der CD-ROM gleichzusetzen sind.

einseitige

Einschichtendisc:

9

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Des weiteren gibt es die

einseitige Zweischichtendisc

. Diese besteht aus zwei 0.6mm dicken,

zusammengeklebten Halbdiscs. Die Halbdiscs sind so verklebt, daß die beiden beschreibbaren

Schichten untereinander liegen. Jede von ihnen kann sowohl ein- wie auch zweischichtig beschrieben

werden. Die erste Schicht (auf welche der Laser zuerst trifft) ist halbdurchlässig, damit der Laser auch

die zweite Schicht abtasten kann. Zum Lesen der zweiten Schicht muß der Brennpunkt des Lasers

verstellt werden. Die Daten können entweder parallel, durch hin und her springen des Lasers gelesen

werden oder, indem die erste Spur von innen nach außen und die zweite von außen nach innen gelesen

wird.

Mittlerweile gibt es auch schon

zweiseitige Ein- und Zweischichtendiscs

mit bis zu 17 GB an

Speicherplatz. Alle DVD-ROM Player können zweiseitige Discs lesen, dazu ist allerdings das

einseitige
Zweischichtendisc:

manuelle drehen der Scheibe erforderlich.

Theoretisch wäre auch ein Player mit einem Lesekopf ober- und einem unterhalb der DVD denkbar.

DVD-ROM Player ab der zweiten Generation sind in der Lage am PC gebrannte CD-Rs und CD-RWs

zu lesen.

Die in der Zukunft erscheinenden

DVD-RAM Player

werden nicht nur die dazu gehörigen

DVD+RW

(DVD/RW, MMVF...) Medien beschreiben können, sondern auch die alten CD-Rs und CD-RWs. Das

war bisher nicht möglich, da die Beschichtung der "alten" Medien zuviel von dem roten Laserlicht

absorbierte. Dieses Problem wurde gelöst, indem den neuen Geräten ein zweiter Laser, ein Infrarot

Laser, eingebaut wurde.

Das Beschreiben von DVD-RAM Medien verläuft nach dem

Wobbled-Land-and-Groove-
Verfahren

.

10

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Diese

Grooves

werden nicht vom DVD-RAM Recorder "gebrannt", sondern sind auf den leeren Discs

bereits ab Werk vorgepreßt. Bei jeder Umdrehung wechselt der Laserstrahl von Land zu Groove und

umgekehrt. Dieses Verfahren soll bewirken, daß sich die beiden nebeneinander liegenden Spuren

durch den Höhenunterschied zueinander weniger beeinflussen.

Wichtig:

Diese Wobble-Land-and-Groove-Technik darf nicht mit der Technik einer

zweischichtigen DVD verwechselt werden.

Bei beiden Techniken muß der Brennpunkt des Lasers verändert werden. Bei Land-

and-Groove handelt es sich aber nur um eine beschriebene Schicht, auf der die

Datenspuren abwechselnd auf verschiedenen Höhenebenen liegen, nicht in

verschiedenen Schichten!

Problem hierbei war, den DVD-ROM Playern "klar" zu machen, daß es sich bei

der eingelegten Disc nicht um eine zweischichtige Disc handelt, sondern um

eine Einschichtige, die mit zwei verschiedenen Fokussierebenen arbeitet.

Trotz einiger Bedenken von Gegnern dieses Verfahrens, hat es sich heute durchgesetzt. Die neuen

DVD-ROM Player erkennen den Unterschied zwischen zwei Schichten und zwei Fokussierebenen.

Die

Fehlerkorrektur

bei DVDs läuft nach dem

Reed-Solomon-Product-Code

,

welcher ca. zehnmal leistungsfähiger ist als bei normalen CD-ROMs.

3.3 Verschiedene Arten der DVD

So wie bei CDs Unterschiede zwischen CD-DA, CD-R, CD-ROM etc. vorhanden sind, gibt es auch

hier eine Menge unterschiedliche DVD-Arten,

-Formate und ­Speichervarianten.

11

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Für die DVDs verschiedener "Größe" gibt es spezielle Bezeichnungen:

·

DVD-5:

kleinste aller DVDs, faßt 4,7 GB an Daten.

·

DVD-9:

ist doppelschichtig, faßt auf der unteren Schicht soviel wie

eine DVD-5, auf der transparenten darüber etwas weniger.

·

DVD-10:

beidseitig beschrieben, faßt auf jeder Seite eine DVD-5.

·

DVD-18:

doppelseitig und doppelschichtig, ca. 17GB, im September

kam

das erste Video auf einer DVD-18 auf den Markt;

20-Stunden-Video von tropischen Fischen!!!

Zum einen gibt es die

DVD-ROM

, sie entsprich der CD-ROM, d.h. sie kann nur

gelesen werden. Einziger Unterschied ist eigentlich nur die Speicherkapazität bzw. das Ein-, Zwei-

oder Vierschichten-System (siehe Bild auf Seite 15).

Die meisten im Handel erhältlichen DVD-ROM Player sind

abwärtskompatibel

, was bedeutet, daß

sie durch ein

Zwei-Linsen-System

in der Lage sind auch CD-ROMs oder CD-DAs zu lesen.

DVD-ROMs sind durch ihr hohes "Fassungsvermögen" in der Computerindustrie sehr gefragt. Zum

einen als

Backup-Medien

zur Datensicherung und zum anderen als Medium für

Computerspiele

,

welche immer noch höherauflösende Grafiken verwenden und bisweilen riesige Video- und

Audiosequenzen enthalten. Auch die Videoindusrie hat großes Interesse an der DVD-ROM... (siehe

Kapitel 3.4)

12

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Oktober 1999

Für die Jahrtausendwende ist ein neuer

DVD-Audio

Standart geplant, der wie z.Zt. VHS-Videos,

Surround-Klänge

wiedergeben kann.

Desweiteren gibt es die

DVD-R

, sie ist wie die CD-R nur einmal beschreibbar.

Die Technik wurde von den CD-Recordern übernommen, sie soll auf allen DVD-Playern lesbar sein.

Die komplexeste Variante der DVD ist die

DVD-RAM

. Sie entspricht der CD-RW und kann fast

beliebig oft gelöscht und wiederbeschrieben werden.

Wie in Kapitel 3.1 erwähnt, gibt es mehrere, von verschiedenen Herstellern festgelgte DVD-RAM-

Formate. Im Dezember diesen Jahres sollen z.B. bei Philips die ersten DVD+RW Recorder und

Medien auf dem Europäischen Markt erscheinen.

Der Preis wird bei ca. DM 1500,- für den Recorder und DM 60,- für die Medien liegen. Eine sehr

große Preissenkung, wenn man bedenkt, daß ein

DVD-R-Recorder

vor 15 Monaten noch ca. DM

30.000,- gekostet hat.

Die einzelnen DVD-Formate wie DVD+RW (Philips), DVD/RW (Pioneer) etc. sind untereinander

nicht kompatibel, manche arbeiten mit Cardridges, andere ohne. Ein gemeinsames Format ist wie

gesagt noch nicht gefunden.

3.4

Die DVD im digitalen Heim-Kino-Bereich

Die DVD setzt vor allem im Heim-Video(Kino)-Bereich neue Maßstäbe.

Durch die digitale Übertragung gehören unscharfe Bilder und Nebengeräusche wie bei VHS-Geräten,

sowie das lästige Spulen der Vergangenheit an.

Auf Grund des fast

nichtexistenten Qualitätsverlustes

ist auch die 1.000ste Wiederholung des

eigenen Lieblingsfilm so gut wie die erste.

Bis zu neun verschiedene Perspektiven einer Szene sind möglich (

Multiple Angle

), was meist bei

Sportdokumentationen oder Musikvideos der Fall ist.

Weiterhin verfügen DVD-Player über eine

"Parental-Lock"

Funktion, was bedeutet, daß Filme ab

einer bestimmten Altersgrenze erst nach Eingabe eines Passwortes zu sehen sind.

Das möglicherweise wichtigste Merkmal einer DVD sind ihre bis zu

acht Audiospuren

. Hierdurch ist

es möglich einen Film in Deutsch, Englisch, Französisch, Italienisch oder auch in Kisuaheli (J) auf

ein und der selben Disc unterbringen. Jede dieser Audiospuren kann wiederum ein anderes Format

benutzen, was Bitauflösung oder Anzahl der Audiokanäle anbelangt.

Gängigste Variante sind zwei Kanäle, also Stereo. Möglich sind auch fünf plus ein Kanal (zwei

Lautsprecher vorne, zwei hinten, ein Center-Speaker plus einem Tieftöner; Dolby Digital 5.1). Dies ist

der Kinoübliche Raumklang bei dem es auch wieder verschiedene Formate gibt (Unterschied in der zu

übertragenen Datenrate).

Die bekanntesten sind wohl

Dolby Digital

,

dts

(

D

igital

T

heater

S

ystems), und

SDDS

(

S

ony

D

ynamic

D

igital

S

ound), wobei Dolby Digital unbestrittener Marktführer ist.

Ganz neu ist die Dolby Digital Surround EX 6.1 Technik die bei dem Film

"Star Wars: Episode I" zum ersten Mal zum Einsatz kam.

Hierbei gibt es zusätzlich zu den Lautsprechern "links und rechts hinten" noch einen für "Mitte

hinten".

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Referat CD-ROM, CD-RW, DVD

Florian Gabriel

Oktober 1999

Um den eigenen PC DVD-Kino tauglich zu machen wird entweder ein

Hardware-

oder

Software-
Decoder

benötigt (und natürlich ein DVD-ROM). Um einen Film mit Hilfe eines Software-Decoders

auf einem 200MHz Rechner zu sehen, braucht man eine sehr leistungsfähige Grafikkarte, ohne diese

gleicht der Film eher einer Diashow. Hier wären dann schon 400MHz und höher gefragt.

Ein Hardware-Decoder ist eine Steckkarte, die die CPU, also insbesondere ältere Modelle, entlastet.

Da der Anschaffungspreis eines Hardware-Decoders an die DM 500,- betragen kann, sollte man sich

überlegen, ob nicht direkt die Anschaffung eines DVD-Players zum Anschluß an die SCART-Buchse

des Fernsehers am geeignetsten ist...

3.5

Speichertechnologien der Zukunft

Eine Osloer Firma arbeitet an der Entwicklung eines

Proteinspeichers

auf Molekülebene. Wie beim

Phase-Change-Verfahren sollen hier die Moleküle mit Hilfe von Licht in zwei verschiedene Zustände

versetzt werden.

Sollte es irgendwann soweit sein, ist es theoretisch denkbar, daß dieser Proteinspeicher die bisherigen

Speichermedien (auch Festplatten) ablöst.

Eine einzige Chipkarte bestückt mit Proteinspeichern hätte ein Speichervolumen von

170 Tera Bytes

und die Dicke eines Speichers soll nur

350nm

betragen

(zum Vergleich: DVD = 1.200.000nm; oder um auf die Dicke einer DVD zu kommen müßte man

3428 Proteinspeicher aufeinander legen).

Problem ist, daß es bist jetzt noch keine Transistoren in dieser Größenordnung gibt. Zur Zeit sind nur

Transistoren bis 250nm verfügbar.

Ein weiteres Speichermedium könnte der

Holospeicher

sein.

Hier sollen Daten nicht in einer Spur sondern in einer Art Muster gespeichert werden, was zur Folge

hätte das dieses Muster sehr viel schneller zu Lesen und Schreiben wäre. Dies ist vor allem bei großen

Datenmengen, z.B. Videobildern oder Fernsehübertragungen, von großem Vorteil.

Das "Los Alamos National Laboratory" für unveränderliche Datenbestände hat das

HD-ROM

(

H

igh

D

ensity) entwickelt. Hierbei handelt es sich um Stahlstifte aus rostfreiem Stahl oder Iridium, denen die

Daten mittels

Ionenstrahltechnik

auf die Oberfläche "graviert" werden. Diese Stahlstifte sind nicht

entflammbar, wasserunempfindlich, schwer verformbar und sollen die Daten angeblich ca. 5.000 Jahre

speichern. Die Speicherdichte ist 200 Mal höher als bei einer CD-ROM.

Ein HD-ROM mit der Fläche einer CD-ROM hätte eine Speicherkapazität von 127 GB.

Weiterhin im Gespräch ist eine

Hybrid-CD-ROM

. Diese hat eine integrierte Onlineverbindung, mit

anderen Worten ist sie, solange sie in einem Laufwerk liegt, ununterbrochen online und wird ständig

aktualisiert.

Besonders interessant ist diese Technik für Reiseinfos, Hotelbuchungen, Software-Updates und

Werbung, halt für alle sich ständig ändernden Daten.

4. Literaturverzeichnis

Internet:

· www.sony.de/prod_special/dvd/pl_intro.html

· www.referate.heim.at/html/c/cdrom01.htm

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Referat CD-ROM, CD-RW, DVD

Florian Gabriel

Oktober 1999

· www.htw-dresden.de/~htw8939/projekte/klimsa/osmedia/cdformate.html

· www.fh-hamburg.de/m/pers/bornmueller/cd-rom/ueberbli.htm

· http://members.aol.com/mediapgs/private/technik/dvd.htm

· www.zdnet.de/news/trend/009/cd-rw-wc.htm

· http://raden-online.de/technik/hard/cd_rw.htm

· www.dvd-nextgen.de/inhalt/features.htm

· www.uni-weimar.de/~petter/opti_SP.html

· www.heise.de/ct/99/20/100/

· www.heise.de/ct/art_ab97/9713044/

· www.heise.de/ct/art_ab97/9705018/

· wwwai.wu-wien.ac.at/inf_wirt/03.04.html

· www.pc-egge.ch/support/DVD-funktion.htm

· www.pcspiele.de/produkte/artikel/prph/9801/pdlfw-wf.htm

Zeitschriften:

· ,,Das große Computer-Lexikon ´98", Andreas Voss, 1. Auflage, DATA BECKER

· c´t 1998, Heft 4

· c´t 1998, Heft 7

· c´t 1998, Heft 26

· c´t 1999, Heft 20

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