Veröffentlicht: Dienstag, 22. März 2011 14:23
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Es war im Jahr 1996, als der Öffentlichkeit ein neues Speichermedium im großen Stil präsentiert wurde - die DVD, Digital Versatile Disc. Damals wurde die der CD optisch extrem ähnliche Scheibe als allein glücklich machendes Speichermedium der Zukunft gefeiert. Der Anwendungsschwerpunkt lag zunächst in der Speicherung von Videodaten (DVD-Video), aber auch im Audiobereich (DVD-Audio) und vor allem bei Rechneranwendungen (DVD-ROM) hat sich das Medium aufgrund seiner hohen Speicherfähigkeit und Datentransferrate durchgesetzt.

 
Nach acht Jahren räumen auch die größten DVD-Skeptiker ein, dass sich die enormen Forschungsinvestitionen der Industrie ausgezahlt haben und die DVD sich zumindest im Bezug auf vorbespielte Medien im Video- und Rechnerbereich als das Standardmedium durchgesetzt hat. Als Aufzeichnungsmedium macht die DVD ebenfalls von sich reden. Leider existieren hier jedoch nach wie vor zueinander mitunter inkompatible Standards (DVD-R/-RW, DVD-RAM, DVD+RW). Einen klaren Gewinner im Machtkampf um die Gunst Käufer lässt sich nach wie vor nicht ermitteln. Derzeit werden verstärkt Multiformat-Recorder angeboten, die alle oben genannten DVD-Scheiben bespielen können. Es sieht daher so aus, als würden in Zukunft alle Standards nebeneinander koexistieren.
Seit einiger Zeit hat sich allerdings der Speicherbedarf insbesondere im PC-Bereich enorm geändert. Beispielsweise fassen heutige Festplatten etwa das 200 fache der Hard Disks von vor zehn Jahren. Nun ist es nur logisch sich auch gedanken über die Zukunft der DVD zu machen. Heute mögen etwa 8,5 Gigabyte (bzw. 4,7 Gigabyte bei den beschreibbaren Scheiben) an einseitiger Datenkapazität noch ausreichend erscheinen, aber langt das auch für die Softwareanwendungen von morgen? Auch der Heimkinobereich schreit nach höherer Speicherkapazität, schließlich soll sich das Bild im Fernsehen in Zukunft mit der Einführung digitaler Technik in hoher Auflösung (HDTV = High Definition Television) drastisch verbessern. HTDV besitzt gegenüber der heute in Deutschland standardisierten PAL-Technik eine viermal größere Auflösung - klar, das mit der Einführung von HDTV die zu übertragende Datenmenge drastisch steigen würde. Schon heute wird ein 4,5 Gigabyte DVD-Rohling knapp, wenn TV-Programme in bester Qualität (HDTV) aufgezeichnet werden sollen. In dieser Qualität passen nur gut 30 Minuten Video auf eine Scheibe - für einen Spielfilm bräuchte man also beim heutigen DVD-Standard drei Discs, ganz abgesehen von den Problemen, die zum Wechselzeitpunkt entstehen...

Doch das ist noch nicht alles. Ein weiteres in der Zukunft auf die DVD zukommendes Problem liegt in der Datentransferrate. Der heutige Standard sieht eine maximale Nettobitrate von knapp 10 Mbit/s vor, pro Sekunde stellt ein DVD-Player demnach fast 10 Millionen Bit an Videodaten bereit. Vielleicht meint der ein oder andere in Anbetracht dieser doch bereits recht großen Zahl, dass hier wohl kaum mehr Verbesserungen nötig sein werden. Betrachtet man aber bespielsweise wieder das Beispiel HDTV, so benötigt HDTV-Bildmaterial von einer Sekunde Länge nicht nur deutlich mehr Speicherplatz auf der DVD, es müssen verständlicherweise innerhalb einer Sekunde auch größere Datenmengen übertragen werden - im Minimalfall immerhin noch etwa 20Mbit/s, also mehr als die doppelte maximal erreichbare DVD-Datenrate. Keine Frage, auch im Bezug auf die Transferrate hat das Medium DVD streng genommen bereits heute ausgedient.

Selbstverständlich kennt auch die Industrie diese in Zukunft immer stärker drängenden Probleme. Daher gibt es jetzt schon eine ganze Reihe interessanter Techniken, die das Potential mitbringen sollen, die Nachfolge der DVD anzutreten. Diese Techniken werden am Ende dieses Artikels kurz vorgestellt. Zunächst soll jedoch kurz darauf eingegangen werden,wie auf Basis der DVD neue für das nächste Jahrzehnt fitte Speichermedien geschaffen werden können.

Mögliche Ansätze zur Steigerung der Datenkapazität/Datenrate:

Eine einfache Methode die Speicherkapazität eines Speichermediums zu erweitern stellt die schlichte Vergrößerung der Oberfläche auf der Informationen gesichert werden können dar. Im Falle der DVD, bei der sich Daten in Form von Pits (Vertiefungen) und Lands (Erhöhungen) auf der silbrig schimmernden Seite der DVD unter einer Schutzschicht befinden, würde das bedeuten, dass einfach der Durchmesser der Scheibe vergrößert wird. Je größer die Oberfläche der Disc, desto mehr Pits und Lands können darauf untergebracht werden und desto größer ist damit die Speicherkapazität. Der Käufer ist jedoch seit der CD ein Format mit 12cm Durchmesser gewöhnt. Eine Umstellung auf einen neuen Datenträger fällt deutlich leichter, wenn die Anfassqualität bereits von alten Medien her bekannt ist. Ferner hat sich das CD-Format als recht universal herausgestellt. Es verbindet eine hohe Speicherdichte mit noch portablen Abmessungen. Größere Datenträger würden insbesondere die Kunden nicht akzeptieren, die die Medien häufig im portablen Betrieb einsetzen möchten. Man denke nur an ein schallplattengroßes Medium, das im Auto eingesetzt werden soll - das ist wohl kaum realisierbar. Auch die Datenrate bliebe bei einem derartigen Vorgehen konstant beim bisherigen Wert von ca. 10Mbit/s. Und nicht zuletzt müssten völlig neue Antriebsmechanismen, die auch mit der größeren Scheibe zurechtkommen, entworfen werden. Alles in allem schafft man sich mit dieser Vorgehensweise mehr Probleme als eventuelle Verbesserungen. Daher scheidet dieses Vorgehen bei der Entwicklung neuer der DVD ähnlicher Speichermedien generell aus. Bei allen bisher von der Industrie vorgestellten Nachfolgetechniken wird am 12cm Format festgehalten.

Sehr vielversprechend ist hingegen die Überlegung die Pits und Lands bei gleichbleibender Medienoberfläche zu verkleinern, anstatt die Oberfläche bei gleichbleibenden Strukturabmessungen zu vergrößern. Auf diese Weise können auf einer 12cm Scheibe mehr Informationsbits untergebracht und damit die Kapazität und Datenrate des Mediums gesteigert werden.
Vergleich der Pitgrö�en bei CD, DVD und Blu-ray
Bereits beim Umstieg von CD auf die DVD war diese Taktik ausschlaggebend für die enorme Kapazitätssteigerung von 700Mb (CD) auf 4,7Gb (DVD). Die Idee hat aber leider einen Haken. Die bisher zur optischen Abtastung verwendeten roten Laser mit einer Wellenlänge von 635 bis 650 Nanometern (DVD) können kleinere Informationspits als die der DVD nicht mehr auflösen. Die Fokussierung des Laserstrahls auf das einzelne Informationspit schlägt schlicht fehl, umgangssprachlich ausgedrückt, der Laser "übersieht" die kleinen Erhöhungen auf der Oberfläche der Scheibe. Da die Auflösung von optischen Abtastsystemen proportional zu Numerischer Apertur (NA) und Wellenlänge (λ) des Lasers ist (genauer ~ NA/λ), hat man entweder die Möglichkeit die Numerische Apertur zu vergrößern, oder die Wellenlänge des verwendeten Lasers zu verkleinern, um kleinere Informationspits auf der Disc-Oberfläche noch erkennen zu können. Bei kommenden Medien sollen Laser mit Licht im blau-violetten Wellenlängenbereich (405nm) verwendet werden. Diese sind bisher komplizierter und deutlich teurer herzustellen als rote Laser, insbesondere die Temperaturstabilität und Langzeitkonstanz erreicht noch nicht die Werte von roten Lasern, was sich aber mit einem breiten Anwendungsfeld und der damit einhergehenden starken Verbesserung des Fertigungs-Know-Hows sowie der steigenden Stückzahlen ändern dürfte. Eine Massenproduktion von blauen Lasern wird nach Vorstellung der Forschungsinstitute, unter anderem Osram Opto Semiconductors in Regensburg, etwa ab diesem Jahr (2004) möglich sein. Ab dann könnten neue auf dieser Lasertechnik basierende optische Speichermedien im großen Stil vertrieben werden. Ergänzend zur Herabsetzung der Wellenlänge der verwendeten Laser, die in etwa eine Erhöhung der Disckapazität um den Faktor 2,5 mit sich bringt, wird ebenfalls versucht die numerische Apertur zu steigern.

Aber nicht nur physikalische Veränderungen an den optischen Datenträgern führen zu einer Kapazitätserhöhung. Ein weiterer wichtiger Schritt ist die bessere Ausnutzung des vorhandenen Speicherplatzes durch perfektionierte Codierungen. Dabei geht es zunächst einmal nicht um die optimale Codierung der Nutzdaten - dazu weiter unten mehr - sondern um die möglichst verlustlose Ausführung von Fehlerkorrigierenden Codes und Maßnahmen zur Organisation der Disc. Bei der DVD beträgt das Verhältnis von Nutzdaten (also den eigentlichen Daten, die der Anwender auf der Scheibe platzieren möchte) und Daten zur Organisation (Taktrückgewinnung, Defekt-Management, Fehlerkorrektur, Strukturierung der Daten auf der Disc) gerade einmal 1:2,3. Das bedeutet, dass für ein Bit Nutzdaten bereits gut 2 Bit Overhead entstehen. Effizientere Codierungen können dieses Verhältnis bei den modernen Medien mittlerweile auf 1:1,8 drücken. In der Summe können so auf der physikalisch gleichen Scheibe deutlich mehr Daten untergebracht werden.

Die vierte Möglichkeit die Datenkapazität der DVD zu steigern bezieht sich nur auf speziellere Anwendungen, wie beispielsweise die Video- und Audiodatenspeicherung. Wer sich bereits näher mit dem Thema DVD beschäftigt hat weiß, dass Bildinformationen auf der DVD in komprimierter Form gespeichert werden. Hinter dieser Nutzdatenreduzierung steckt ein ausgefeilter Algorithmus, der versucht das Bildmaterial, das auf die DVD aufgespielt werden soll, möglichst soweit zu reduzieren, dass bei gleichbleibend hoher Bildqualität möglichst viel Material auf die Scheibe passt. Dies wird in erster Linie dadurch bewerkstelligt, dass Bildinformationen, die das menschliche Auge nur schlecht wahrnehmen kann (z.B. kleinste Farbunterschiede), vergröbert oder komplett weggelassen werden. Da das Auge auf diese Änderungen unempfindlich reagiert, sinkt die subjektive Qualität so gut wie nicht. Durch die Entfernung überflüssiger Bildinformation reduziert sich jedoch der Speicherbedarf des Bildmaterials drastisch. Der bei der DVD verwendete Codieralgorithmus nennt sich MPEG-2. Geht der MPEG-2 Coder allerdings zu beherzt ans Werk können die fehlenden Bildinformationen so extrem ansteigen, dass sie vom Auge wahrgenommen werden. Das Bild zerfällt in ein Klötzchenmuster und die subjektive Bildqualität sinkt dementsprechend.
MPEG-2 war im Jahre 1996, also zur Einführung der DVD, das Non plus Ultra in der Videocodierung. Doch an den Codecs wurde seit damals viel gefeilt und verbessert, so dass heute deutlich leistungsfähigere Techniken zur Verfügung stehen. Beispielsweise können moderne Codecs wie DivX 4, MPEG-4 oder die ganz neuen Standards H.264/AVC (Advanced Video Coding, identisch mit MPEG-4 Part 10) und Windows Media Video 9 (VC-9) von Microsoft Bilddaten bei gleicher subjektiver Qualität deutlich stärker komprimieren, als MPEG-2 Coder. Bei gleichem Bildmaterial kann daher die Spieldauer einer DVD durch Verwendung eines neuen gegenüber MPEG-2 verbesserten Videocodecs deutlich gesteigert, oder alternativ bei gleichbleibender Spieldauer komprimierte hochauflösende HDTV Sendungen aufgespielt werden. Waren zu Zeiten von MPEG-2 noch etwa 4Mbit/s an Daten erforderlich, um ein Bild in bester Qualität darzustellen, so benötigen die modernen Nachfahren nur mehr die Hälfte oder noch weniger.
Natürlich wird durch die Verwendung neuer Codecs die physische Datenkapazität der DVD nicht verändert. Nach wie vor passen ca. 8,5 GB Daten auf eine einseitige zweischichtige DVD, die maximal erreichbare Nettotransferrate bleibt ebenso erhalten. Moderne Codecs sorgen jedoch dafür, dass für gleichbleibende Bildqualität weniger Speicherplatz und eine geringere Transferrate aufgewendet werden müssen. Die Verwendung der Komprimierungstechnik spielt allerdings nur im Heimkinobereich eine Rolle, wo sehr große Mengen an Bildmaterial aufgespielt werden und daher durch Verwendung der Codecs tatsächlich Daten eingespart werden können. Will man hingegegen die Daten seines PCs sichern, so kann man allenfalls eine verlustlose Komprimierung (z.B. ZIP) anwenden, schließlich will man keine seiner Daten mit einem verlustbehafteten Verfahren wegrationalisieren.
Problematisch sind die neuen Codecs insbesondere auch im Bezug auf ihre Hardwareanforderungen. Die Decodierung geht dabei noch verhältnismäßig passabel vonstatten, problematisch ist aber die Codierung beispielsweise in H.264/AVC. Um unkomprimiertes Videomaterial zu codieren benötigt man die Rechenleistung eines modernen PCs - an Codierung beispielsweise in einem Stand-Alone-Recorder ist daher bisher kaum zu denken. Ein solches Gerät wäre technisch zwar durchaus realisierbar, aber zum jetzigen Zeitpunkt auf dem Markt nicht zu konkurrenzfähigen Preisen anzubieten. Da die Decodierung weniger Aufwand mit sich bringt, sind aber vorbespielte Scheiben mit H.264/AVC durchaus erschwinglich herstellbar.
Insgesamt wird man aber nicht um eine physische Verbesserung des DVD-Standards umhinkommen.

Konkrete Formatvorschläge

Anhand der oben aufgeführten Möglichkeiten haben sich bisher mehrere unterschiedliche Formate ergeben, die alle auf das alleinige Anrecht auf die DVD-Nachfolgerschaft pochen. Alle Formate befinden sich jedoch noch in einem recht frühen Entwicklungsstand, weshalb sich in Zukunft sicher noch die ein oder andere Änderung ergeben dürfte.

Blu-ray Disc (BD):

foto Bei der Blu-ray Disc handelt es sich um einen Anfang 2002 von den Firmen Sony, Matsushita, Philips, Hitachi, LG, Pioneer, Thomson, Sharp und Samsung entwickelten Standard für optische Speichermedien. Mittlerweile haben sich Mitsubishi, TDK und die PC-Hersteller Dell und HP diesen neun Firmen angeschlossen.
Der Standard definiert eine 12cm Disc zur einseitigen Speicherung von Daten in optischer Form unter Verwendung eines blau-violetten Lasers. Dabei sollen ähnlich wie bei der heutigen DVD zwei Datenschichten (Layer) vorhanden sein, wodurch eine maximale Datenkapazität von etwa 27GB (Single Layer) bzw. 54GB (Dual Layer) erreicht wird. Zunächst wird allerdings nur die einseitige Blu-ray auf dem Markt erscheinen. Aufgrund der ebenfalls deutlich gesteigerten Datentransferrate von bis zu 36Mbit/s ist das Medium voll und ganz HDTV tauglich, wobei in top Qualität unter Verwendung einer 27GB-Scheibe bis zu 120 Minuten HDTV-Videomaterial ihren Platz finden. In VHS-Qualität können gar satte 13 Stunden Bilddaten auf einer 27GB Blu-ray-Disc untergebracht werden. Neue Codieralgorithmen wie MPEG-4, Windows Media 9 oder H.264/AVC, die den Platz auf der Blu-ray Disc noch besser ausnutzen könnten, sind für diesen Standard allerdings bisher nicht im Gespräch, es sieht so aus, als würde der Standard wie bei der DVD nur MPEG-2 als Algorithmus zur Datenkompression zulassen.
Blu-ray Prototyp von Philips Die Aufzeichnungstechnik für wiederbeschreibbare Scheiben hat man bei der selbstbeschreibbaren DVD abgeguckt: es wird das Groove-Recording verwendet. Die Informationspits werden alle innerhalb vorgepresster Spuren (Grooves) untergebracht und mittels Phase-Change-Verfahren aufgezeichnet. Bisher wurden nur mit einfacher Geschwindigkeit bespielbare BDs entwickelt. Die Aufnahmedauer einer 27GB Blu-ray Disc liegt daher bei recht langen 1,5 Stunden. In Zukunft soll das Medium aber auch für Multispeed Aufzeichnung wie bei beschreibbaren DVDs und CD-R/RWs üblich gerüstet werden, vorerst ist zweifache Geschwindigkeit das Entwicklungsziel. Heutige DVDs sollen ebenfalls mit Blu-ray-Recordern abspielbar sein. Vorbespielte Blu-ray Discs werden mit einer einzigartigen ID versehen, die sie dank 128-Bit-Verschlüsselung vor 1:1 Raubkopien schützen soll.
Blu-ray Discs mit Cartridge Um die Daten vor Staub, Schmutz und Kratzern zu bewahren dient eine 0,1mm dicke Schutzschicht, sie fällt also deutlich geringer aus als bei der DVD (0,6mm). Hier liegt im Moment noch eines der größten Herstellungsprobleme. Die Schutzschicht ist so dünn, dass sie noch nicht mechanisch auf die Scheiben aufgebracht werden können. Bei den bisher in Japan auf den Markt gebrachten Medien wird die Schicht daher von Hand (!) aufgeklebt. Der Output der Fabriken ist entsprechend gering, die Herstellungspreise verglichen mit DVD-Rohlingen imens.
Die dünne Schutzschickt offenbart auch den wohl größten Nachteil der Blu-ray Disc - ihre Empfindlichkeit gegen Schmutz. Die Abtastung durch den Laser kommt bei Fingerabdrücken und Kratzern schnell aus dem Tritt. Um vernünftig auf die direkt unter der Oberfläche liegenden Informationspits zugreifen zu können muss der Laser bereits an der Scheibenoberfläche sehr schmal ausfallen. Besitzt der Laserstrahl an der DVD-Oberfläche eine Dicke von gut 500 Mikrometern, so misst der Laserstrahl der Blu-ray Disc an deren Oberfläche nur noch etwa 120 Mikrometer im Durchmesser - Fingerabdrücke bewirken eine Verschmutzung in diesem Größenbereich und könnten so die Blu-ray Disc bereits gehörig ins Straucheln bringen (siehe Bild unten). Aus diesem Grund überlegt man die Scheiben ähnlich der Minidisk und der DVD-RAM in der Serienfertigung in eine Cartridge zu verpacken, was das Medium nicht eben handlicher macht, die Gefahr von Verschmutzung der Scheibenoberfläche aber vermeidet.
Auch wenn Sony in Japan bereits den ersten Blu-ray Recorder für Heimkinoanwendungen vorgestellt hat und zum Kauf anbietet (ca. 4000 Euro), so ist mit einer schnellen Markteinführung noch nicht zu rechnen. In Europa werden die Geräte wohl erst 2006 allgemein verfügbar sein. Die Kosten für die neuen Rohlinge werden sich nach einer Markteinführungsphase wohl auf dem Niveau heutiger CD-Rs bewegen.

Vergleich der Empfindlichkeit der Abtastung gegenÃŒber FingerabdrÃŒcken bei DVD und Blu-ray

 

HD-DVD, Advanced Optical Disc (AOD):
AOD-Recorder von NEC

 

 

Als Aufzeichnungsverfahren kommt hier das Land-and-Groove-Recording zum Einsatz, es werden also sowohl die vorgeprägten Vertiefungen der Rohlinge, als auch die dazwischen liegenden Erhöhungen beschrieben.

Die Hauptunterschiede zur Blu-ray-Disc liegen im mechanischen Aufbau. Wie die DVD besitzt die AOD eine 0,6mm dicke Schutzschicht und erbt damit die positiven Eigenschaften der DVD im Bezug auf Unempfindlichkeit gegen Schmutz und Kratzer. Eine Cartridge wie bei der Blu-ray Disc ist nicht vorgesehen. Durch die Ähnlichkeit von DVD und AOD sollen die Scheiben deutlich billiger als Blu-ray Discs herzustellen sein - schließlich können bestehende Produktionsstraßen für DVDs leicht für die Herstellung von AODs modifiziert werden. Auch die Abwärtskompatibilität soll nach Wunsch von Toshiba sichergestellt werden. Das Unternehmen präsentierte Anfang des Jahres erste Prototypen von HD-DVD-Playern, die sowohl eine blaue, als auch eine rote Laserdiode beinhalten und so auch herkömmliche DVDs problemlos abspielen sollen.

Dank der Unterstützung des DVD-Forums (vorbespielte Medien seit Ende November 2003, Spezifikation 0.9 der beschreibbaren AOD seit Februar 2004) hat die Advanced Optical Disc enormen Rückenwind im Bezug auf die DVD-Nachfolgerschaft erhalten. Auf der anderen Seite wird die Blu-ray Disc nach wie vor von großen Firmen der Unterhaltungselektronik wie Sony und Philips unterstützt. Letztere wurde von diesem Firmenkonsortium dem DVD-Forum auch garnicht zur Entscheidung über den Nachfolgestandard vorgeschlagen. Daher steht nach wie vor nicht hundertprotzentig fest, welche Scheibe denn nun das Rennen machen wird. Erste HD-DVD Seriengeräte für den Heimkinobereich sind für das Weihnachtsgeschäft 2004 angekündigt, die breite Masse sollen die Geräte dann in der zweiten Jahreshälfte 2005 zu Preisen von ca. 150 Euro für Computerlaufwerke erreichen.

 

HD-DVD9 (High Definition DVD9):

Einen ganz anderen Weg wird von Warner Bros. mit der HD-DVD9 beschritten. Es handelt sich dabei um einen aufgebohrten DVD9-Standard. An der grundlegenden DVD-Hardware hat sich jedoch nichts geändert. Als Datenträger kommen die heutigen DVDs zum Einsatz (DVD-9, also zweiseitig mit Doppellayer), die Abtastung übernimmt wie bisher ein roter Laser mit einer Wellenlänge zwischen 635nm und 650nm. Das Gro der Veränderung liegt vielmehr in den Kompressionsalgorithmen für Videodaten. Time Warner hat sich zum Ziel gesetzt auf heutigen DVDs hochauflösendes HDTV in bester Qualität unterzubringen. Vermutlich werden dabei entweder Windows Media 9 oder H.264/AVC das Rennen unter sich aus machen. Im Prinzip könnten aber alle der oben bereits erwähnten modernen Codierverfahren zum Einsatz kommen. Erste Prototypen wurden schon präsentiert - mit gut zwei Stunden HDTV auf einem DVD9-Träger und einer nötigen Nettotransferrate von gerade einmal 7 Mbit/s, ein Wert, der problemlos von heutigen DVD-Laufwerken erreicht wird.

Die Vorteile von HD-DVD9 gegenüber Blu-ray und AOD liegen auf der Hand. Dank bewährter Technik lässt sich die Hardware preiswert herstellen. HD-DVD9 Player dürften problemlos kompatibel zur heutigen DVD sein, schließlich ist die einzige Neuerung in Abspielgeräten ein modernerer Decoderchip für den Videodatenstrom. Da H.264/AVC auf MPEG-4 basiert dürfte es problemlos möglich sein mit einem Decoderchip sowohl das alte MPEG-2 der heutigen DVDs, als auch hochauflösende HDTV-Datenströme in H.264/AVC zu dekodieren. Wer seine DVDs am PC mittels Softwaredecoder abspielt benötigt wohlmöglich garkeine neue Hardware. Ein simples Softwareupdate könnte genügen, was den Preis nicht allzusehr in die Höhe schnellen lassen dürfte. Aus diesen Gründen wird ein Einstieg in die Welt des hochauflösenden Fernsehens mit HD-DVD9 sicher deutlich leichter fallen, als mit Blu-ray und AOD, die definitiv neue Hardware voraussetzen.

Doch die HD-DVD9 besitzt leider auch einen gravierenden Nachteil. Es wird nur vorbespielte Filmmedien geben, was auch nicht weiter verwundert, ist Time Warner doch groß im Geschäft beim Vertrieb von Kinohits aus Hollywood. Daher ist es nur verständlich, dass man bei der HD-DVD9 Softwarepiraterie gleich von vornherein ausschließt, indem man bespielbare Medien erst garnicht anbietet. Als interessanter Datenspeicher für den PC-Bereich fällt das Format sowieso flach, da bespielbare HD-DVD9-Scheiben, wären sie denn verfügbar, nicht mehr Datenkapazität zur Verfügung stellen würden wie gewöhnliche DVDs.

 

Enhanced Versatile Disc (EVD):

 

Bei der Enhanced Versatile Disc handelt es sich um einen Alleingang von 9 chinesischen Firmen, darunter Beijing Homaa Microelectronics Technology und Beijing E-world Technology. Unterstützung erhalten diese Firmen auch von LSI Logic. Das von der chinesischen Regierung bezuschusste Projekt soll einen unabhängigen chinesischen Standard für zukünftige Optische Speichermedien für die Unterhaltungselektronik etablieren. Die EVD ist eines von mehreren chinesischen Projekten, die darauf abzielen das Land respektive seine Industrie unabhängiger von Lizenzzahlungen an ausländische Unternehmen zu machen.

Im Gegensatz zu HD-DVD (AOD) und Blu-ray basiert die EVD auf dem bisher bereits eingesetzten roten Laser. Um HD-Filme in hoher Qualität dennoch auf den Scheiben speichern zu können geht die EVD genauso vor wie die HD-DVD9. Man verwendet einen stark komprimierenden Codec mit der Bezeichnung VP6, entwickelt von On2 Technologies New York

Ob sich die EVD außerhalb Chinas nennenswert verbreiten wird ist eher fraglich. Selbst innerhalb der chinesischen Staatsgrenzen häufen sich die Probleme. Einerseits existiert kaum Software für die neue Technologie, andererseits wird von Inkompatibilitäten zu bestehenden HD-Fernsehern und HD-Projektoren gesprochen, die den Erfolg der EVD ausbremsen können. Ansonsten weist die EVD ähnliche Vor- und Nachteile auf wie die HD-DVD9.

 

UDO (Ultra Density Optical):
UDO-Logo

Ein weiterer Vorschlag für das optische Speichermedium kommt von der

Firma Plasmon

Mit der Ultra Density Optical zielt Plasmon auf den professionellen Sektor, in dem hohe Speicherdichte und vor allem sichere Archivierung hoch im Kurs stehen. Für den Audio-Video-Bereich ist dieses Medium nicht vorgesehen, trotzdem möchten wir einen kleinen Blick auf die interessante Scheibe werfen.

Um absolute Sicherheit vor Datenmanipulation sicher zu stellen, hat sich Plasmon einige Tricks einfallen lassen. Am interessantesten ist eine spezielle von Plasmon patentierte Aufnahmetechnik, eine Abart des Phase-Change-Verfahren. Dabei wird die Molekularstruktur auf der Disc-Oberfläche von einmal bespielbaren Medien während des Brennvorgangs dauerhaft umstrukturiert. Möglich wird dies durch eine Modifikation des auch bei anderen optischen Medien eingesetzten Aufnahmeverfahrens: die Temperaturausgleichsschicht entfällt. So ist eine spätere Änderung der Daten nicht mehr möglich, ohne das Medium zu zerstören. Auf diese Weise ist auch für sensibelste Informationen größtmögliche Sicherheit vor unbefugter Manipulation gewährleistet. Auch Rewritable Medien verwenden das Phase-Change-Verfahren, allerdings hier in einer Variante, die das Löschen der Daten ermöglicht. Neben der besonderen Aufnahmetechnik garantieren fehlerkorrigierende Codes und Algorithmen höchste Datensicherheit.

UDO-Medien

Natürlich ist es im professionellen Bereich essentiell wichtig in etwa abschätzen zu können, wie lange ein Medium die Daten ohne Verluste halten kann. Plasmon gibt die Lebensdauer der in stabilen 5,25-Zoll-Cartridges verpackten UDO-Discs mit 50 Jahren an - mehr als genug für die allermeisten Anwendungen.

 

Dem gestiegenen Kapazitätsbedarf will Plasmon zunächst mit UDO´s von 30Gb Kapazität entgegentreten. Die Daten werden dabei auf beide Seiten der Discs mit 130mm Umfang geschrieben, was in automatisch arbeitenden Datenbibliotheken einen Roboter zur Wechselsteuerung unumgänglich macht. Die Daten selbst werden in 8kByte-Sektoren organisiert. Hieraus dürfte sich ein Nachteil der UDO ergeben: die meisten Betriebssysteme erwarten von optischen Speichermedien eine Organisation der Daten in 2kByte-Sektoren (CD und DVD verwenden diese Struktur). Um den heutigen Rechnern den Umgang mit der UDO beizubringen müssen daher Treiber-/Betriebssystemanpassungen vorgenommen werden. In Sachen Platzeffizienz hingegen stehen die Scheiben von Plasmon sehr gut da: das Verhältnis von Nutzdaten zu geschriebenen Daten (Nutzdaten + Daten zur Organisation,Fehlererkennung und Fehlerkorrektur) beträgt etwa 1:1,8.

UDO-Laufwerk

 

Die Aufnahme der Daten erfolgt wie oben bereits erwähnt mit einem speziellen Phase-Change-Verfahren im Recording Format Groove & Land, also sowohl in die Spurrillen, als auch auf die dazwischen liegenden Erhöhungen. Die Disc unterteilt sich in fest eingestellte Zonen, die unterschiedlich viele Sektoren beinhalten. Der Vorteil der festen Datenstruktur liegt in der schnell möglichen Formatierung. Die Aufzeichnung erfolgt vom Äußeren der Scheibe nach Innen (CD/DVD entgegengesetzt). Die Transferrate von ersten Laufwerken liegt laut Hersteller Plasmon bei einer maximalen SCSI-Transferrate von 40MB/s. Anzumerken ist noch, dass die Datenkapazität nach Plasmon-Road-Map bis 2007 dank noch besserer Kanalcodierung auf bis zu 120GB gesteigert werden soll.

Road-Map von Plasmon fÌr die DatenkapazitÀt der UDO

Professional Disc for Data (PDD) & Professional Disc for Broadcast (PDB)
Professional Disc for Data Logo

Wie der Name bereits andeutet handelt es sich bei der PDD um einen optischen Datenspeicher, der von Sony im Hinblick auf den gestiegenen Kapazitätsbedarf im professionellen Sektor entwickelt wurde. Die PDD ist vom Aufbau und der Datenorganisation her der Blu-ray Disc äußerst ähnlich, soll aber wertiger hergestellt sein. Beide Formate stecken in einer schützenden Cartridge und arbeiten mit demselben Laser. Trotzdem sind beide Formate inkompatibel miteinander. Wer gehofft hat später einmal seinen Blu-ray-Recorder mit billigen Medien aus dem Profisektor füttern zu können bzw. umgekehrt, der muss leider enttäuscht werden. Die PDD bietet eine Speicherkapazität von 15GB bis 20GB pro Seite, die Haltbarkeit wird von Sony mit 50 Jahren angegeben.

 

Erste Profirecorder für die neue Scheibe werden bereits ausgeliefert. Der nötige Recorder schlägt dabei mit ca. 3300$ zu Buche, die Medien mit 45$ (PDD-R) bzw. 50$ (PDD-RW). Sony plant bereits eine Verbesserung des PDD-Formats, die Nachfolgerversion soll ab 2005 auf den Markt kommen und bis zu 50GB Daten aufnehmen können. In einigen Jahren ist auch eine Version mit 100GB und bis zu 36MB/s Transferrate geplant.

Ebenfalls auf den professionellen Sektor zielt die Professional Disc for Broadcast. Dabei handelt es sich um eine speziell für den Produktionsbereich entwickelte optische Disc, die in professionellen digitalen Kameras und Produkten für den Videoschnitt zum Einsatz kommen soll. Die Scheibe selbst ist wie die PDD ein Ableger der Blu-ray-Disc.

Einige Formate im Überblick:

In der folgenden Tabelle finden Sie die wichtigsten Kenndaten der neuen optischen Speichermedien. Alle Angaben sind natürlich ohne Gewähr und können sich aufgrund der noch nicht ausgereiften Standards noch ändern.

 DVDBlu-ray DiscAODHD-DVD9
Disc Durchmesser (mm) 120 120
(Cartridge: 129 x 131 x 7mm)
120 120
Beschreibbare Medien? Ja Ja Ja Nein
 
Datenkapazität:
(Single Layer)
4,7GB max. 27GB 15GB ---
Datenkapazität:
(Dual Layer)
8,54GB max. 54GB 30GB 8,54GB
Datenkapazität:
(beschreibbare Disc)
Single Layer: 4,7GB Single Layer: 27GB
Dual Layer: 54GB
Single Layer: 20GB
Dual Layer: 40GB
---
Nettotransferrate 9,8Mbit/s 36Mbit/s 36Mbit/s 9,8Mbit/s
 
Lasereigenschaften rot
(635nm-650nm)
blau-violett
(405nm)
blau-violett
(405nm)
rot
(635nm-650nm)
Oberste Schutzschickt, Dicke: 0,6mm 0,1mm 0,6mm 0,6mm
Numerische Apertur der Linsen (NA): 0,6 0,85 0,65 0,6
Focustiefe
(im Vergleich zur DVD)
1 0,25 0,5 1
 
Spurweite: 0,74um 0,32um ??? 0,74um
Minimale Pit-Länge: Single Layer: 0,4um
Dual Layer: 0,44um
0,138um ??? 0,44um
Aufnahmetechnik: Groove Groove Land And Groove ---
Video Codec: MPEG-2 MPEG-2 MPEG-2,
H.264/MPEG-4 AVC,
Windows Media Video 9
wahrscheinlich H.264/MPEG-4 AVC
steht noch nicht fest