Hier gibt es prinzipiell zwei verschiedene Möglichkeiten: Da ist einmal die DVD-R oder DVD+R, auf der man einmal aufnehmen kann. Die Aufnahme wird fixiert und ist danach gegen Löschen oder Ueberschreiben geschützt. Für eine DVD, deren Aufnahmen beliebig oft ueberschrieben werden können, gibt es die DVD-RAM, DVD-RW und DVD+RW.
DVD-RAM
Es gibt mehrere DVDs, auf denen man selbst aufnehmen und fast
beliebig oft wieder überschreiben (vulgo:löschen) kann. Alle
verwenden die "Phase-Change"-Technik. Das Phase-Change
Aufzeichnungsverfahren findet bei DVD-RAM und anderen optischen Technologien
Anwendung.
Phase-Change-Medien bestehen üblicherweise aus einer transparenten
Substratschicht mit darin eingebetteter Aufzeichnungs- und Reflexionsschicht.
Die Aufzeichnungsschicht selbst ist ein Konglomerat aus vier Lagen: Sie setzt
sich aus der unteren dielektrischen Schicht, dem recording layer (alloy), der
oberen dielektrischen Schicht und einer Schicht reflektierenden Materials
zusammen. Das alloy, zu deutsch Metalllegierung, besteht entweder aus einem
Gemisch von Germanium, Antimon und Tellurium (Ge-Sb-Te) oder Indium, Silber,
Antimon und Tellurium (In-Ag-Sb-Te). Die beiden dielektrischen Schichten fügen
sich aus Zinksulfid und Siliziumdioxid zusammen (ZnS-SiO2). Erhitzt ein
Laserstrahl niedriger Leistung den recording layer auf etwa 200 Grad Celsius,
ordnen sich die Atome innerhalb der Metalllegierung kristallin an. In diesem
Zustand besitzt der erhitzte Bereich einen hohen Reflexionsgrad. Bei langsamen
Abkühlen bleibt dieser Zustand erhalten.
Die zweite Leistungsstufe des Lasers erhitzt die Legierung auf 500 bis 700 Grad
Celsius. Die Atome innerhalb des Metalls gelangen in einen energiereicheren und
damit ungeordneten, amorphen Zustand. Die beiden dielektrischen Schichten
entziehen dem Metall innerhalb einer kurzen Zeitspanne die Energie,
beziehungsweise kühlen das Metall rasch ab. Dadurch bleibt dieser Zustand
während der Abkühlphase erhalten. Im amorphen Zustand besitzt die
Metalllegierung einen niedrigen Reflexionsgrad. Die Abfolge von Bereichen mit
niedrigem und hohem Reflexionsgrad entspricht der Folge von Pits und Lands.
Die DVD-RAM verwendet das wobbled land and groove-Schreibverfahren: Daten sind
sowohl in den vorgepressten Vertiefungen (grooves) als auch auf den dazwischen
liegenden Erhöhungen (lands) gespeichert. Der Laserstrahl folgt dabei
abwechselnd den groove- und land-Spuren. Das unterschiedliche Höhenniveau der
aufgezeichneten Daten vergrössert den Abstand nebeneinanderliegender
Datenbereiche und verringert so die Wahrscheinlichkeit für Lesefehler. Als
Konsequenz ist es möglich, Datenspuren dichter als bei anderen Schreibverfahren
anzuordnen (0,615 µm). Einem Sektor ist jeweils ein Header vorangestellt, der
Informationen über die physikalische Adresse des Sektors beinhaltet.
Es gibt auch präzise Clock-Pulse. Wenn also aus irgendeinem Grund
- zum Beispiel Beschädigung - einige Adressen nicht gelesen werden können, so kann das
System deren Position aufgrund der Zeitangaben dennoch präzise errechnen. Das
ergibt eine besonders hohe Zuverlässigkeit im praktischen Betrieb.
DVD-RAM wird von der Mehrheit der
Mitglieder des DVD-Forums (alle ausser Philips und Sony) unterstützt. Er sieht in der
Version 1.0 eine Kapazität von 2,6 Gigabyte pro Seite vor, in der Version 2.0 sind es 4,7
GB. Aus Gründen der Betriebssicherheit wird diese Platte - als einzige in der DVD-Familie
- in einer Cartridge betrieben, wie das ja auch schon bei der Mini Disc der Fall ist. Man
kann sie aber durchaus auch ohne benützen, da die Datensicherheit aufgrund der neuesten
Entwicklungen nun mehr als tausend Mal grösser ist als das bei den ersten Vorschlägen
der Fall war. Viele Leute gehen mit Wechselspeichern äusserst ruppig um, sodass man die
Cartridge aus Gründen der Langzeit-Betriebssicherheit gewählt hat. Auch für die
Verwendung in Video-Camcordern ist dieser Schutz von Vorteil. Immerhin lässt sich die
DVD-RAM gut 100.000x beschreiben, hundert Mal so oft wie die anderen wiederbeschreibbaren
Formate.
Die DVD-RAM benützt eine Aufnahmemethode, die sich
„zonenkonstante Lineargeschwindigkeit" nennt. Man kann sich das so vorstellen,
dass die DVD in 24 konzentrische Kreise eingeteilt ist. Die äusseren Kreise enthalten
mehr Sektoren als die inneren, sodass die gesamte Oberfläche der DVD ökonomisch
ausgenützt wird und eine nahezu gleichmässige Informationsdichte gewährleistet wird.
Da die DVD-RAM ihre Wurzeln in der Computertechnik hat, funktioniert sie ähnlich
wie eine Harddisk. Das bringt zum Beispiel im Betrieb mit DVD-RAM Videorecordern
grosse Annehmlichkeiten: Wenn man einzelne Aufnahmen oder Aufnahmeteile löscht,
rutschen die verbliebenen Programme oder Programmteile automatisch zusammen.
Alle durch Löschen frei gewordenen Stellen werden automatisch addiert und
erhöhen damit die Kapazität für weitere Aufnahmen. Dadurch muss man sich auch
nicht entscheiden, an welcher Stelle der Disc eine neue Aufnahme beginnen soll.
Jede Aufnahme beginnt automatisch am Ende der vorhergehenden.
Hier sind die Spezifikationen:
| DVD-RAM V 2.0 |
DVD-RAM V 1.0 |
|
| Kapazität 12 cm | 4,7 GB/Seite | 2,6 GB/Seite |
| Kapazität 8 cm | 1,46 GB/Seite | - |
| Laser-Wellenlänge | 650 nm | 650 nm |
| Numerical Aperture | 0,6 | 0,6 |
| Aufzeichnungsmethode | Phase-Change | Phase-Change |
| Spur-Format | Wobble Land-Groove | Wobble Land-Groove |
| Spur-Abstand | 0,615 um | 0,74 um |
| Datenbit-Länge | 0,28 um | 0,41 um |
| Sektor-Grösse | 2048 Byte | 2048 Byte |
| Modulationssystem | 8 to 16 RLL | 8 to 16 RLL |
| Fehlerkorrektur | Reed-Solomon Product Code |
Reed-Solomon Product Code |
| Anzahl der Zonen | 35 | 24 |
| Fehler-Management | ja | ja |
| Datenrate | 22,16 MBit/sec. | 11,08 MBit/sec. |
Da die DVD-RAM Daten mehr als doppelt so schnell aufnehmen und wiedergeben kann wie das für Video nötig ist, bietet sie auch die Möglichkeit, zugleich aufzunehmen und wiederzugeben. Bei der Aufnahme werden die in Echtzeit anfallenden Daten zunächst in einem Speicher zwischengelagert und von dort aus blockweise mit Höchstgeschwindigkeit auf die Platte geschrieben. Während der Zeit, in der der Speicher gefüllt wird, hat der Laserpickup mit einer mittleren Zugriffsgeschwindigkeit von 80 Millisekunden genügend Zeit, andere Stellen der DVD mit Höchstgeschwindigkeit in einen zweiten Speicher einzulesen, von wo aus sie wiederum in Echtzeit ausgegeben werden. Man kann also beispielsweise eine Fernsehsendung aufnehmen und die Sendung von Anfang an wiedergeben, obwohl die Aufnahme noch läuft.
Ende September 1997 wurde der Weltstandard für DVD-R
verabschiedet, die DVD, die man selbst bespielen kann - allerdings nur ein einziges Mal,
denn ein Löschen oder Überschreiben ist nicht möglich (wie schon bei CD-R). Die
Kapazität betrug ursprünglich 3,95 Gigabyte pro Seite. Das ist ein bisschen weniger als
die 4,7 GB einer fabrikgepressten DVD und hängt damit zusammen, dass hier der Spurabstand
mit 0,8 Mikron etwas grösser gewählt wurde als dort (0,78 m). Daraus ergeben sich für
das Abspielen in DVD-ROM Spielern aber keine Probleme, denn diese Geräte stellen
sich automatisch auf den Spurabstand ein. Mittlerweile ist man aber bereits bei einer
Kapazität von 4,7 GB pro Seite angelangt und es gibt auch "Double-Layer" DVD-R
mit 8,5 GB auf zwei Informationsschichten einer Seite.
Zum Speichern der Daten greift man auf die
organic dye-Technologie zurück, die vom Funktionsprinzip dem
CD-R-Aufzeichnungsverfahren ähnelt: In das transparente Substrat des
DVD-R-Rohlings wird eine aus organischer Farbe bestehende, ebenfalls
transparente Aufzeichnungsschicht gepresst und mit einer metallischen
Reflexionsschicht hinterlegt. Als Material für den organischen Farbstoff dient
Cyanin, Phtalocyanin oder Azure. Der Metall-Layer besteht zumeist aus Gold. Die
farbliche Kombination der organic dye- und Reflexionsschicht verleiht den
Rohlingen ihren Farbton.
Während des Schreibvorgangs erhitzt der Laser die Aufzeichnungsschicht an den Stellen, die später Pits entsprechen sollen. Durch stetiges variieren der Laserleistung (in einem Bereich von 6 bis 12 mW) vermeidet man eine zu starke punktuelle Hitzeentwicklung, die ansonsten zu grosse Pits zur Folge hätte. An den erhitzten Stellen verfärbt sich die organische Farbschicht dunkel und reflektiert so den Laserstrahl weniger stark als ein transparenter Bereich. Die Struktur von wenig reflektierenden und stark reflektierenden Bereichen entspricht der Folge von Pits und Lands auf gepressten DVDs.
Zum Aufzeichnen von Daten auf DVD-R existieren zwei Schreibmodi. Zum einen der von der CD-R/RW bekannte DAO-Modus sowie das border zone recording, das von der Funktionsweise Multisession-recording ähnelt: Am Ende des Datenbereichs fungiert eine border-out area genannte Pufferzone als temporäres Lead-Out. Kommen in einer weiteren Session Daten hinzu, wird eine neue border-out area erstellt und die alte ignoriert.
Selbstverständlich kann man DVD-R auf DVD-ROM Geräten und auf praktisch allen DVD-Videoplayern abspielen, sofern im Video Format aufgenommen wurde.
Nun sind aber auch DVD-R Recorder für Computereinbau für den Heimgebrauch auf dem Markt. Damit in diesen Geräten keine direkten Kopien von DVDs gemacht werden können, hat man dafür eine eigene Gattung von DVD-R eingeführt: Hauptunterschied zwischen den beiden nun existierenden beiden Gattungen ist, dass die bisher bekannten, professionellen DVD-R(A)-Rohlinge (DVD-R for Authoring) mit einem Laser von 635 nm Wellenlänge beschrieben werden, wogegen der Laser für DVD-R(G)-Medien (DVD-R for General) mit einer Wellenlänge von 650 nm arbeitet. Die jeweiligen Rohlinge kann also nur der passende Brenner beschreiben.
Die momentan ausschliesslich von Pioneer erhältlichen, professionellen DVD-R-Brenner DVD-R-S101 und DVD-R-S201 fallen in die Gruppe der Authoring-Geräte. Sie nutzen einen Teil des Lead-In-Sektors des Rohlings, um darin das so genannte Disc Description Protocol (DDP) zu speichern. Dies ist notwendig, wenn der Rohling einem Presswerk als Vorlage zur Vervielfältigung dienen soll.
Die neuen Consumer-Brenner, die heute nahezu alle Computerhersteller in ihre Geräte einbauen, gehören zur zweiten Kategorie der General-Geräte und schreiben diese Informationen nicht. Sie können mit Authoring-Rohlingen nichts anfangen und benötigen spezielle DVD-R(G)-Medien, die sich wiederum nicht zur Serienproduktion einsetzen lassen. Zudem besitzen sie einen speziellen Hardware-Kopierschutz, der eine Bit-zu-Bit-Kopie von CSS-geschützten (Content Scrambling System) Video-DVDs verhindert.
Wer daran denkt, selbst eine derart geschützte Video-DVD zu erstellen, sollte beachten, dass keiner der aktuellen Recorder CSS-verschlüsselte Scheiben erzeugen kann. Zwar schreiben sie durchaus die verschlüsselten Dateien, nicht aber den Schlüssel zum Dekodieren: Der so genannte ‘Title-Key’ steht üblicherweise im Lead-In-Sektor einer DVD, den weder Consumer- noch Authoring-Recorder erreichen; für diesen Fall muss man momentan immer noch ein DLT-Streamer-Band verwenden, um die Daten im Presswerk anzuliefern.
DVD-R-Medien beider Sorten sollen in allen aktuellen
DVD-ROM-Laufwerken und Consumer-Playern lesbar sein. Erste Tests haben allerdings gezeigt,
dass zunächst einige Laufwerke noch Probleme mit den neuen Scheiben hatten. Ein ähnlicher Effekt
war anfangs bei CD-R- und CD-RW-Medien zu beobachten. Mittlerweile geht man
davon aus, dass DVD-R und DVD+R von mehr als 90 Prozent der bekannten Abspielgeräte
gelesen werden können. Aufgrund ihrer guten Kompatibilität und auch ihrer
günstigen Preise haben DVD-R eine sehr hohe Akzeptanz gefunden.
Anfang Oktober 2003 hat Pioneer dem internationalen DVD-Forum den Vorschlag zur
Standardisierung von doppelschichtigen DVD-R mit 8,5 GB Speicherkapazität
unterbreitet. Solche Platten kommen im Sommer 2004 auf den Markt und sollen auf allen
konventionellen DVD-Playern abspielbar sein. Bespielt werden können diese "Dual
Layer" Discs allerdings nur in Geräten, die speziell dafür eingerichtet
sind. Manche Computerlaufwerke lassen sich entsprechend aufrüsten, bei den
meisten Heim-Videorecordern ist dies nicht der Fall.
DVD-RW
Insgesamt 41, in der RW-Products Promotion Initiative (RWPPI)
zusammengeschlossene Firmen propagieren unter der Federführung von Pioneer das
wiederbeschreibbare Format DVD-RW (zuvor auch als DVD-R/W oder DVD-ER, für
Erasable, bezeichnet). Der Videorecorder nach diesem System kann die DVD- RW
in zwei unterschiedlichen Formaten beschreiben: Im Video-Modus und im "Video
Recording"-Modus. Der Video-Modus entspricht dem Format, in dem DVD-Video-Discs
gefertigt werden (.vob-Dateien), was bedeutet, dass die Scheiben auf heutigen DVD-Playern
abgespielt werden können. Das "Video Recording Format", das früher "Real
Time Recording" (RTR) hieß, ist der offizielle Standard des DVD-Forums und wird in
seiner logischen Struktur (.vro-Dateien) auch bei DVD-RAM verwendet. Diese Norm erlaubt
eine wesentlich bessere Ausnutzung der Disc-Möglichkeiten, etwa variable Bitrate oder
bequemes Editing der Aufnahmen auf der Scheibe. Eine so beschriebene Platte lässt sich
aber nicht auf herkömmlichen DVD-Videoplayern abspielen.
Technisch gesehen ist die DVD-RW eine Weiterentwicklung der populären DVD-R. Was
die Abspielbarkeit von mit Computerdaten beschriebenen DVD RW angeht, so sind diese
Scheiben aber wegen der abweichenden Reflexionseigenschaften der verwendeten Materialien
nicht in jedem DVD-ROM Player nutzbar. Da zweischichtige, fabrikgefertigte DVD-ROMs (im
DVD-9-Format) ähnliche Reflexionseigenschaften aufweisen wie die DVD-RW, verwechseln die
Laufwerke den Medientyp und suchen auf dem einschichtigen DVD-RW-Medium eine zweite
Schicht. Ein Firmware-Upgrade ist notwendig, um auch alten Playern den korrekten Umgang
mit DVD-RW beizubringen.
Nicht jede DVD-RW ist für jeden Recorder geeignet. Es gibt Recorder für
verschiedene Schreibgeschwindigkeiten und Rohlinge, die für verschiedene
Schreibgeschwindigkeiten spezifiziert sind. Eine für 4-fache
Schreibgeschwindigkeit spezifizierte DVD-RW lässt sich nicht mit einfacher
Geschwindigkeit beschreiben.
DVD+RW
Philips und Sony wollten die vom DVD-Forum (in dem sie selber Mitglieder sind) abgesegneten Formate nicht mittragen und haben ein eigenes Format entwickelt. Am 3. September 1997 haben sie Details eines anderen Formates mit dem Namen DVD+RW ins Gespräch gebracht, das ursprünglich eine Kapazität von 3 GB pro Seite bringen sollte. Mittlerweile haben sich auch Hewlett Packard, Mitsubishi Chemicals, Ricoh und Yamaha dieser Gruppe angeschlossen, Dell, Compaq und Sony verwenden das Format in Computern.
An der Internationalen Funkausstellung in Berlin Ende
August 1999 hat Philips dann einigen auserwählten Fachleuten einen DVD+RW
Videorecorder mit einer höchst willkommenen Fähigkeit vorgeführt: Die auf ihm gemachten
Aufnahmen konnten auf jedem gewöhnlichen DVD-Videoplayer abgespielt werden. Dies
hatte bis zu diesem Zeitpunkt als nahezu unmöglich gegolten und war auch von
keinem der konkurrierenden Formate erreicht worden. Der Prototyp schien auch
bereits einen beachtlichen Reifegrad erreicht zu haben, denn Philips hat die
Markteinführung "zu sehr vernünftigen Preisen" für den Sommer des Jahres 2000
versprochen. Allerdings gab es ein paar Monate später einen Rückzieher: Philips
sprach nun nicht mehr davon,
dass DVD+RW Aufnahmen auf jedem DVD-Videoplayer abgespielt werden können, sondern von
einer Kompatibilität mit ca. 80% der bekannten Geräte. Auch wurde die Einführung auf
den Herbst 2001 verschoben. Dafür liegt die Speicherkapazität pro Platte jetzt bei 4,7
GB. Mittlerweile lassen sich DVD+RW wohl auf etwa 85 % bis 90% der bekannten DVD-Player abspielen,
ausserdem gibt es auch eine einmal bespielbare DVD+R, die allerdings
nicht auf allen Recordern verwendbar ist, die DVD+RW aufnehmen können. Wichtig:
DVD+RW und DVD+R können nur in Geräten aufgenommen werden, die ausdrücklich
dafür vorgesehen sind.
DVD+RW sind technisch gesehen nahe Verwandte der populären CD-RW und auf den
meisten DVD-Videoplayern und DVD-ROM Laufwerken abspielbar.
Als Bonus sind DVD+RW-Recorder im Unterschied zu DVD-RAM-Laufwerken in der Lage, im CAV-Verfahren aufzunehmen. CAV steht wie auch bei CD- und DVD-ROM-Laufwerken für "Constant Angular Velocity". Das bedeutet, dass sich die Platte mit konstanter Geschwindigkeit dreht. In den äußeren Bereichen einer Disc können aber pro Windung mehr Daten untergebracht werden, was beim Lesen zu einer zunehmenden Datenrate mit der Annäherung des Lasers an den Rand einer DVD oder CD führt. Analog müssen die Laufwerke dann aber auch in der Lage sein, beim CAV-Recording mehr Daten pro Sekunde zu schreiben, was einen entsprechenden Laser voraussetzt. Das Hauptproblem beim schnellen Schreiben ist, dass die verwendeten Phase-Change-Materialien eine gewisse Zeit brauchen, bis sie heiss genug sind und ihren Zustand ändern. Der Laser muss also mehr Hitze in kürzerer Zeit erzeugen und trotzdem ebenso genau schreiben wie im langsamen Schreibmodus.
Dieser Umstand wird sich vor allem im Preis der Geräte
bemerkbar machen. Der Vorteil dieses Verfahrens liegt in der schnelleren Positionierung
der Laser-Einheit, da lediglich die Position des Lasers, nicht aber die
Drehgeschwindigkeit der DVD geändert werden muss. Nicht-lineare Video-Aufnahmen, wie sie
zum Beispiel auf fragmentierten Discs notwendig sind, sollen so möglich sein. DVD+RW
ermöglicht darüber hinaus durch das so genannte lossless linking ein nahezu punktgenaues
Anhängen weiterer Aufnahmen an bereits bestehende Daten. Dies ist für die Verwendung im
Videorecorder von essentieller Bedeutung.
Am 3. Oktober 2003 hat Philips die Entwicklung einer zweischichtigen DVD+R
bekannt gegeben, die eine Speicherkapazität von 8,5 GB bieten und noch 2004 in
Produktion gehen soll. Den Aufbau dieser Platte sehen Sie in dem nachstehenden
Bild, technische Details dazu gibt es
hier. Abspielen lassen
sich diese DVD+R 9 auf allen konventionellen DVD-Playern, zum Aufnehmen benötigt
man hingegen Geräte, die speziell für diesen Plattentyp eingerichtet sind. Zweischichtige DVD+RW sind nicht vorgesehen.
Hier eine Zusammenstellung der verschiedenen Formate mit ihren bestimmenden Eigenheiten sowie die wichtigsten Firmen, die das jeweilige Format unterstützen:
DVD Aufnahmesysteme für Video |
|||||
| DVD-R | DVD-RAM | DVD-RW | DVD+R | DVD+RW | |
| Geräte erhältlich | Wird von allen bekannten DVD-RAM und DVD-RW Recordern unterstützt | JVC Panasonic Toshiba |
JVC, LG, Pioneer, Sharp, Sony, Toshiba |
Wird von
den meisten DVD+RW Recordern unterstützt |
Daewoo, Humax, Philips, Sony, Thomson, Yamaha |
| Geräte angekündigt | Hitachi Samsung |
Kenwood Mitsubishi Onkyo |
|||
| Bespielbarkeit | 1 x | 100.000 x | 1.000 x | 1 x | 1.000 x |
| Datenrate MBit/sec. | 11 | 22 | 11 | 11 - 27 | 11 - 27 |
| Max. Spielzeit pro Seite | 8 h | 8 h | 8 h | 8 h | 8 h |
| Doppelseitige Platten erhältlich | ja | ja | nein | ja | nein |
| Gleichzeitige Aufnahme und Wiedergabe | nein | ja | nur Pioneer und nur im VR-Format | nein | nein |
| Nachbearbeitung | nein | ideal | gut | nein | eingeschränkt |
| Abspielbar in DVD-Playern | fast immer | nur auf Geräten mit DVD-RAM Playback Logo |
Video Format fast immer Video Recording Format nein |
fast immer | meistens |
Die 83 Firmen, die die vom DVD-Forum festgelegten Standards
DVD-RAM, DVD-R und DVD-RW unterstützen, haben sich im Recordable DVD Council
zusammengeschlossen während die Interessen des separaten Formats DVD+RW von der DVD+RW Alliance vertreten werden.