Kundenmeinung: Die Computertechnik-Fibel ist wirklich verständlich geschrieben, frei von Ballast und ein tolles Nachschlagewerk. Insgesamt ein sehr empfehlenswertes Buch.
Nach Einführung der Audio-CD in den 80er Jahren wurde dieses Speichermedium schnell für den Computer-Bereich als Massenspeicher weiterentwickelt. Die CD-ROM bietet 650 oder 700 MByte Speicherplatz. Bald musst ein Medium her, um neben Daten und Ton auch Videos auf die Scheibe zu bringen. Die Filmindustrie war daran interessiert ihre Filme auf eine kompakte Scheibe, wie eine CD unterzubringen. Und die Computer-Industrie verlangte nach einem Speicher, der noch größere Datenmengen speichern konnte, als die CD-ROM.
Daher wurde das Konzept der CD aufgegriffen und verbessert. Heraus kam die DVD.
Geschichte
Anfangs gab es zwei verschiedene Firmen-Kooperationen, die unabhängig voneinander einen CD-Nachfolger entwickelten. Ende 1994 stellten die Firmen Sony und Philips die Multimedia-CD (MM-CD) vor. Dieses Speichermedium fasste 3,4 GByte Daten.
Eine andere Firmen-Kooperation von rund 20 Firmen stellt Anfang 1995 die Super Density-CD (SD-CD) vor. Sie bot 4,6 GByte Speicherplatz. Beide Speichermedien unterschieden sich nicht nur in ihrem Speicher, sondern auch in ihrem Aufbau. Bei der MM-CD wurde nur auf eine Seite die Daten gepresst. Die SD-CD hatte auf beiden Seiten, der Ober- und Unterseite, eine Datenträgerschicht.
Im Zeitraum zwischen 1995 und 1996 vermittelte dann die Film- und Computerindustrie zwischen den beiden Parteien. Daraus entstand das DVD-Konsortium, später DVD-Forum genannt. Man einigte sich damals auf die DVD als gemeinsames Format. Ende 1996 erschienen dann auch die ersten DVD-Laufwerke.
Ursprünglich stand DVD für Digital Video Disc. Ein Großteil der Anwendungen liegen jedoch im Computerbereich. Daher ist heute die korrekte Bezeichnung Digital Versatile Disc.
Aufbau einer DVD
Die Daten auf einer DVD werden in Erhöhungen (Pits) und Vertiefungen (Lands) in der Reflektionsschicht gespeichert. Der Übergang von einem Pit zu einem Land bzw. umgekehrt wird als logische 1 gewertet. Findet kein Wechsel statt, wird das als logische 0 gewertet. Um mehr Daten auf ein gleich großes Medium wie die CD unterzubringen, wurden die Pits und deren Abstand zueinander verkürzt und die Daten auf vier übereinanderliegende Schichten verteilt. Dadurch entstand ein Speichermedium, das bis zu 17 GByte Daten speichern kann.
Um die kleineren Pits lesen zu können, wurde die Wellenlänge des roten Lasers auf 635 nm bzw. 650 nm verkürzt. Zum Vergleich: die CD-ROM wird mit einem infraroten Laser und einer Wellenlänge von 780 mm gelesen.
Die Auflösung der Leseoptik wurde verbessert. Von 0,45 (CD) auf 0,6 (DVD). Man spricht von der numerischen Apertur. Sie ermöglicht es mit dem Laserstrahl die kleineren Pits abzutasten, die auf einer schmalern Spur liegen. Der Abstand zwischen den Spuren wurde von 1,6 µm (CD) auf 0,74 µm (DVD) mehr als halbiert.
Die feinere Datendichte ist natürlich auch empfindlicher bei Kratzern oder Verschmutzungen auf der DVD-Oberfläche. Die Daten werden wesentlich schneller unlesbar. Um dem vorzubeugen setzt man die fehlertolerante 8/16-Modulation und die aufwendige Fehlerkorrektur Reed-Solomon Product-Code (RSPC) ein. Letzteres wurde speziell für die DVD entwickelt.
Die physikalischen Eigenschaften einer DVD sind durch die ECMA und ISO in einer Spezifikation definiert. Dort ist unter anderem festgelegt, wie dick, schwer und groß eine DVD sein darf. Jeder Bereich auf der Scheibe und die Dicke der einzelnen Schichten ist exakt festgelegt. Auch die Anforderungen an die Beschriftungslabel ist angegeben.
Der Durchmesser einer DVD beträgt 12 cm oder 120 mm. Die Scheibe ist 1,2 mm dick und wiegt zwischen 13 und 20 Gramm. Das Loch in der Mitte muss mindestens 15 mm groß sein. Es darf nicht enger, aber 0,15 mm weiter sein.
Nach dem Loch kommt ein Ring (Stackring) auf der Oberseite und einer leicht versetzte Rille auf der Unterseite. Beide mechanischen Ungleichmäßigkeiten verhindern, dass die gestapelten DVDs sich bei der Produktion gegenseitig durch Reibung zerkratzen.
Es folgt der Lead-In, der zwischen 44 mm und 45,2 mm vom Loch aus gesehen beginnt. Er endet nach 48 mm und geht dann in den Datenbereich über. Nach dem Datenbereich folgt der Lead-Out.
Bei Dual-Layer-Medien (DVD-9 und DVD-18) gibt es eine Besonderheit. Es gibt zwei Möglichkeiten sie zu lesen. Einmal von innen nach außen und von außen nach innen. Im letzteren Fall wird auf den Lead-Out verzichtet und stattdessen eine sogenannte Mittelzone verwendet. Außerdem befindet sich auf dem Layer 1 (unten) kein Lead-In.
Im Lead-In kann es die Burst Cutting Area (BCA) geben, in der durch einen Barcode-ähnlichen Streifen eine Seriennummer aufgepresst ist. Der BCA-Code wird erst nach der DVD-Herstellung eingefügt. Er kennzeichnet eine DVD-ROM-Serie oder jede einzelne DVD.
Der Lead-Out ist mindestens 2 mm breit. Die letzten Millimeter am Außenrand der DVD sind der Rand (Rim Area), der keine Daten enthält. Der Datenbereich endet spätestens nach 116 mm. Wann genau der Lead-Out beginnt, hängt vom Ende des Datenbereichs ab.
CD
DVD SL
DVD DL
Gewicht
14 - 33 g
13 - 20 g
13 - 20 g
Dicke
1,2 mm
1,2 mm (2 x 0,6 mm)
1,2 mm (2 x 0,6 mm)
Durchmesser
120 mm
120 mm
120 mm
Ausleseseiten
1
1 oder 2
1 oder 2
Schichten pro Seite
1
1
2
Lesegeschwindigkeit (1x)
1,2 m/s
3,49 m/s
3,84 m/s
Lochdurchmesser
15 mm
15 mm
15 mm
Spurabstand
1,6 µm
0,74 µm
0,74 µm
kleinste Pit-Länge
0,833µm
0,4 µm
0,44 µm
Numerische Apertur
0,45
0,6
0,6
Reflektionsgrad
min. 70 %
45 - 85 %
18 - 30 %
Laserwellenlänge
780 nm
635/650 nm
635/650 nm
Speicherkapazität
Die genannten Speicherkapazitäten zu einer DVD sind eine Vorgabe der Filmindustrie. Diese geht von einer Standardlänge pro Film von 135 Minuten aus.
Durch das Addieren der Datenrate pro Sekunde kommt man inklusive Bild, Ton in mehreren Sprachen und Untertitel auf 4,69 MBit. In der Minute sind das 281,4 MBit. Bei 135 Minuten ergibt das eine Datenmenge von ca. 38 GBit, was etwas über 4,7 GByte entspricht. Das ist die Speicherkapazität einer DVD-5. Diese wird für DVD-Video verwendet. Wenn das nicht ausreicht greift man auf die doppellagige DVD-9 zurück.
Bei der Speicherkapazität rechnet man in 1 kByte. Wobei 1 kByte 1000 Byte und nicht 1024 Byte betragen. Bei der Bezeichnung des Typs wird dann die Speicherkapazität noch mal großzügig aufgerundet. So kommt es zu den unterschiedlichen Werten bei der Angabe der Speicherkapazität.
Übersicht der DVD-Typen
DVD-Typ
Seiten
Schichten
Kapazität
Besonderheit
DVD-5
1
1
4,7 GByte
-
DVD-9
1
2
8,5 GByte
-
DVD-10
2
1
9,4 GByte
-
DVD-14
2
1/2
13,24 GByte
Hybrid-DVD
DVD-18
2
2
17 GByte
-
DVD-1
1
1
1,5 GByte
8 cm Durchmesser
DVD-2
1
2
2,7 GByte
8 cm Durchmesser
DVD-3
2
1
2,9 GByte
8 cm Durchmesser
DVD-4
2
2
5,3 GByte
8 cm Durchmesser
DVD-Formate
DVD-Video
Mehrstündige Videos mit hochqualitativen, interaktiven Videosequenzen mit mehreren Soundspuren und Untertiteln. Die Video-Daten werden mit MPEG2 komprimiert.
DVD-Audio
Musik mit 24-Bit-Auflösung und 96 kHz Sampling-Frequenz.
DVD-ROM
Speichermedium für Computer, ähnlich der CD-ROM.
DVD-R
Einmalbeschreibbare DVD wie die CD-R.
DVD-R DL
Einmalbeschreibbare DVD mit zwei Aufnahmeschichten, wie bei einer DVD-9
DVD-RW
Wiederbeschreibbare DVD des DVD-Forums, ähnlich der CD-RW.
DVD+R
Einmalbeschreibbare DVD und Konkurrenz zur DVD-R.
DVD+R DL
Einmalbeschreibbare DVD mit zwei Aufnahmeschichten, wie bei einer DVD-9
DVD+RW
Wiederbeschreibbare DVD und Konkurrenz zur DVD-RW.
DVD-RAM
Wiederbeschreibbare DVD ähnlich wie DVD-RW und DVD+RW.
Recordable CSS
Filme mit dem "DVD Download"-Siegel lassen sich auf spezielle "DVD-R for CSS Managed Recording" brennen.
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Kundenmeinung: Die Kommunikationstechnik-Fibel ist sehr informativ und verständlich. Genau das habe ich schon seit langem gesucht. Endlich mal ein Buch, das kurz und bündig die moderne Informationstechnik beleuchtet.
Nach Einführung der Audio-CD in den 80er Jahren wurde dieses Speichermedium schnell für den Computer-Bereich als Massenspeicher weiterentwickelt. Die CD-ROM bietet 650 oder 700 MByte Speicherplatz. Bald musst ein Medium her, um neben Daten und Ton auch Videos auf die Scheibe zu bringen. Die Filmindustrie war daran interessiert ihre Filme auf eine kompakte Scheibe, wie eine CD unterzubringen. Und die Computer-Industrie verlangte nach einem Speicher, der noch größere Datenmengen speichern konnte, als die CD-ROM.
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