Записываемые и перезаписываемые DVD — это технологии записи оптических дисков . Оба термина описывают оптические диски DVD , на которые можно записывать DVD-рекордер , тогда как только «перезаписываемые» диски могут стирать и перезаписывать данные. Данные записываются (« записываются ») на диск с помощью лазера , а не «запечатываются» на диск во время производства, как на DVD-ROM . Прессование используется в массовом производстве, прежде всего для распространения домашнего видео .
Как и CD-R , записываемые DVD используют краситель для хранения данных. Во время горения одного бита интенсивность лазера влияет на отражающие свойства сожженного красителя. Благодаря быстрому изменению интенсивности лазера данные высокой плотности записываются на точные дорожки. Поскольку записанные дорожки состоят из затемненного красителя, сторона данных записываемого DVD имеет четкий цвет. Записанные DVD имеют более высокий уровень сбоев при чтении, чем прессованные DVD, из-за различий в отражающих свойствах красителя по сравнению с алюминиевой подложкой прессованных дисков.
Большая емкость DVD-R по сравнению с CD-R достигается за счет фокусировки лазера на меньшую точку, создания меньших «ямок», а также более мелкого шага спирали канавки, которая направляет лазерный луч. Эти два изменения позволяют записывать больше ячеек в одну и ту же область физического диска, обеспечивая более высокую плотность данных. Меньший фокус возможен с помощью «красного» лазера с более короткой длиной волны (640 нм) по сравнению с длиной волны CD-R (780 нм). Используется в сочетании с объективом с более высокой числовой апертурой . Красители, используемые в каждом случае, разные, поскольку они оптимизированы для разных длин волн.
DVD-диски формата «R» можно записывать один раз и читать произвольное количество раз , тогда как форматы «RW» можно записывать неоднократно. Таким образом, диски формата «R» подходят только для энергонезависимого хранения данных, таких как аудио или видео. Это может вызвать путаницу, поскольку логотип « DVD+RW Alliance » представляет собой стилизованную букву «RW». Таким образом, многие диски имеют логотип RW, но не подлежат перезаписи.
По данным Pioneer, диски DVD-RW могут быть записаны примерно 1000 раз, прежде чем потребуется замена. [1] Диски RW используются для хранения энергозависимых данных, например, при создании резервных копий или коллекций файлов, которые могут быть изменены или перезаписаны. Они также идеально подходят для домашних DVD- видеомагнитофонов , где выгодно иметь перезаписываемый формат, поддерживающий скорость передачи цифровых видеоданных, при этом будучи съемным, небольшим и относительно недорогим. Еще одним преимуществом использования перезаписываемого диска является то, что если в процессе записи возникают ошибки или повреждены данные, его можно просто перезаписать, чтобы исправить ошибку, или поврежденные данные можно удалить. Это также полезно для тестирования программного обеспечения для создания оптических дисков .
Формат DVD-R был разработан компанией Pioneer в 1997 году. [2] Он поддерживается большинством обычных проигрывателей DVD и одобрен DVD Forum . Он имеет более широкую совместимость воспроизведения, чем DVD+R, особенно с гораздо более старыми проигрывателями. [ нужна цитация ] Формат тире использует метод « подземной предварительной ямы » [3] для предоставления информации об адресе сектора.
Согласно рекомендациям консорциума DVD-R, DVD «минус» R неверен; это, по сути, тире (т.е. DVD «тире» R). [ нужна цитация ] Технологии DVD-R и DVD+R несовместимы напрямую, что привело к войне форматов в индустрии DVD-технологий. Чтобы совместить два конкурирующих формата, производители создали гибридные приводы, которые могут читать оба формата — большинство гибридных приводов, поддерживающих оба формата, имеют маркировку DVD±R и Super Multi (включая поддержку DVD-RAM ) и очень популярны.
Было три версии DVD-RW, известные как версия 1.0 (1999 г.), версия 1.1 (2000 г.) и версия 1.2 (ноябрь 2003 г.). [4]
Запись DVD-RW версии 1.2 не имеет обратной совместимости с более ранними оптическими приводами , которые были адаптированы только к версиям 1.1 и 1.0. [5] [6]
Носители DVD-RW существуют в вариантах скорости записи 1× (снято с производства), 2×, 4× и 6×. Варианты с более высокой скоростью, хотя и совместимы с более низкими скоростями записи, записываются с наименьшей частотой ошибок при номинальной скорости, аналогично CD-RW . [7] [8] [9] [5]
Формат DVD+R был разработан коалицией корпораций, ныне известной как DVD+RW Alliance, в середине 2002 года в результате исследовательского проекта Hewlett-Packard Laboratories (также известного как HP Labs), начатого в 1996 году. Проект был детище Джоша Хогана, который представлял HP и участвовал в переговорах, которые привели к компромиссному формату DVD-ROM (предварительно записанных носителей) между DVD Forum и командами Sony и Philips. HP решила сотрудничать с Sony и Philips, которые поначалу были равнодушны к полностью перезаписываемому формату. Успех проекта HP Labs по проверке технологии убедил Sony и Philips пойти на этот шаг.
Проблема заключалась в совместимости перезаписываемого формата с существующими проигрывателями DVD-ROM. Перезаписываемые носители (такие как магнитные жесткие диски или перезаписываемые компакт-диски) имеют промежутки редактирования между секторами, чтобы обеспечить буфер, чтобы любые неточности синхронизации в тактовой частоте записи не приводили к случайной перезаписи новых данных в любом из других секторов. Диски DVD-ROM, мастеринг которых ведется с непрерывным потоком данных, не нуждаются в монтажных паузах. Фактически, производители предварительно записанных DVD-носителей весьма прохладно отнеслись к идее о том, что пользователи смогут использовать этот формат для своих собственных записей. HP рассматривала это как возможность войти в бизнес, но ключевой проблемой было устранение пробелов в редактировании. В начале 1996 года HP ушла из бизнеса по производству жестких дисков, и два инженера HPL, Дэниел (Дэнни) Абрамович и Террил Херст, были переведены на проект перезаписываемых DVD. Дэнни был (и остается) сервоинженером и интересовался петлями синхронизации (также известными как петли фазовой автоподстройки частоты ). Читая о канавках качания на старых форматах оптических дисков, Дэнни предположил, что частота качания, примерно равная частоте данных, обеспечит достаточную точность синхронизации (т. е. позволит нам заблокировать петлю фазовой автоподстройки частоты с достаточно небольшим джиттером), чтобы обеспечить добитовую точность синхронизации. На языке сервосистем это был высокочастотный, высококачественный опорный сигнал, которому следовал контур синхронизирующего сервопривода. По сути, можно было бы повернуть контур слежения в сторону и использовать все инструменты теории управления для улучшения синхронизации. Проблема заключалась в том, что не было ясно, не повлияет ли такой сигнал на сами данные. Дэвид (Дэйв) Таунер, инженер-оптик, работавший над проектом, пришел к выводу, что режимы обнаружения колебания и данных (как они добавляли или различали области на оптическом детекторе) сами по себе обеспечивали бы достаточное подавление синфазного режима. для разделения сигналов. В этот момент родилось понятие высокочастотных колебаний. Большая часть усилий команды после этого заключалась в проверке этой концепции, что привело к созданию фундаментального патента на этот формат Абрамовича и Таунера (патент США № 6046968, подан 24 июля 1997 г., выдан 4 апреля 2000 г.), озаглавленного «Re- Writable». Оптический диск, на котором постоянно формируется информация о тактовых частотах . К концу 1998 года благодаря ежемесячным встречам, проводимым руководителем проекта Карлом Тауссигом и часто сопровождаемым Джошем Хоганом, Sony и Philips сблизились с идеей этого формата.
В 1999 году команда доказывала тогдашнему генеральному директору HP Лью Платту, что HP необходимо производить продукты для рынка телеприставок, компьютеров и видеокамер, чтобы по-настоящему использовать изобретение. Платт, имевший репутацию человека, не склонного к риску, решил ограничиться разработкой только компьютерных приводов, разработку которых планировалось на заводе в Бойсе. В 2000 году HP возглавила новый генеральный директор Карли Фиорина, и из-за новых финансовых ограничений подразделение решило отказаться от производства любых новых оптических приводов. Однако, поскольку компания HP владела указанным выше фундаментальным патентом, она могла получать лицензионные сборы за сам патент и добилась нескольких расширений патента США № 7701836 (выданного 20 апреля 2010 г.). Был также патент США № RE41881 (переиздан 26 октября 2010 г.), переиздание патента США № 6046968 с расширенной формулой изобретения. Наконец, появился патент США № RE43788 (выданный 6 ноября 2012 г.), второе переиздание патента № 6046968 с дополнительными требованиями.
Поскольку проблема синхронизации была решена с помощью высокочастотных колебаний, другая ключевая проблема, решенная командой HPL (благодаря усилиям Террила Херста и Крейга Перлова), заключалась в записи битов таким образом, чтобы не приводило к утечке одного бита в другой. . Поскольку в DVD+RW использовались носители с фазовым переходом, проблема была решена с помощью умной высокоскоростной модуляции коротких лазерных импульсов, позволяющей воспользоваться преимуществами нелинейных свойств нагрева и охлаждения материала и управлять формой импульсов. Несколько статей, описывающих эти усилия, можно найти по адресу: [10]
DVD Forum изначально не одобрял формат DVD+R и утверждал, что формат DVD+R не был официальным форматом DVD до 25 января 2008 года. [11]
25 января 2008 года DVD6C официально приняла форматы DVD+R и DVD+RW, добавив их в свой список лицензируемых продуктов DVD. [11]
Формат «плюс», разработанный HP в сотрудничестве с Philips и Sony и их альянсом DVD+RW , использует более надежный метод двухфазной модуляции [ 12 ] для предоставления информации об адресе «сектора». Он был введен после формата «-».
Частота качания увеличена со 140,6 кГц до 817,4 кГц. [13]
Как и DVD-R (однослойный), DVD+R (однослойный) официально существует с номинальной скоростью записи до 16× ( постоянная угловая скорость ). Однако как для типов +R, так и для типов -R некоторые модели оптических приводов половинной высоты (настольные) позволяют обойти рейтинг и записывать на скорости выше 16× на выбранные записывающие носители, которые поставщики считают высококачественными, включая Verbatim и Taiyo Yuden .
На двухслойных носителях оптические приводы половинной высоты, выпущенные ближе к 2010 году, такие как TSSTcorp TS-H653B 2007 года [14], адаптировали скорость записи до 16× на носителях DVD+R DL от некоторых производителей по сравнению с до 12× на DVD-R DL. Более поздние оптические приводы снизили максимально допустимую скорость записи на носителях +R DL и -R DL до 8×, обычно P-CAV . [5] [8] [7]
Существуют носители DVD+RW со скоростью записи 1×-4× и 2,4×-8×. [15] [16]
Скорость чтения ( постоянная угловая скорость ) на большинстве оптических приводов половинной высоты, выпущенных с середины 2000-х годов, составляет до 16× на DVD±R (однослойный) и 12× на DVD±R DL и DVD±RW. [8] [7] [5]
Все скорости передачи данных с постоянной линейной скоростью (чтение и запись) 2,0× на DVD-R/RW были заменены на 2,4× в спецификации для DVD+R/RW. Таким образом, в спецификациях оптических приводов в качестве базового уровня скорости передачи для DVD + R/RW указано «2,4 × CLV» вместо «2 × CLV». Более ранние оптические приводы также имели уровень скорости передачи данных 1,0× как для DVD-R/RW, так и для DVD+R/RW. [5] [17] [18]
DVD+RW поддерживает метод записи, называемый «связывание без потерь», что делает его пригодным для произвольного доступа и улучшает совместимость с проигрывателями DVD . [19] Стандарт перезаписываемого DVD+RW был формализован раньше, чем неперезаписываемый DVD+R (противоположное верно для форматов DVD). Хотя заслуга в разработке стандарта часто приписывается Philips, фундаментальная работа была проделана командой Hewlett-Packard Labs (HPL). Он был «завершен» в 1997 году Альянсом DVD+RW, после того как команда HPL подала фундаментальный патент (патент США № 6046968). Затем от него отказались до 2001 года, когда он был сильно переработан (в частности, емкость увеличилась с 2,8 ГБ до 4,7 ГБ). [ нужна цитата ]
Функция имитации режима записи больше не является официальной частью стандарта, как это было для CD-R , CD-RW , DVD-R и DVD-RW , хотя и поддерживается оптическими приводами Plextor . [20] [21]
Еще одно отличие от DVD-R/RW/R DL заключается в том, что информация о записывающем устройстве (модель оптического привода) не записывается приводом автоматически на диски DVD+. Nero DiscSpeed позволяет самостоятельно добавлять такую информацию для последующего поиска. [22]
Другие изменения включают удаление специальной команды стирания SCSI в оптических приводах , которая вместо этого выполняется программным обеспечением, которое перезаписывает данные нулевыми символами . Это значит, что стандарт не позволяет вернуть диск в пустое (незаписанное) состояние после первой записи. [23]
DVD+RW DL когда-то был разработан и анонсирован компанией JVC, но так и не был продан из-за проблем с его низкой отражательной способностью (двухслойный). [24] [25] [26] [27]
По состоянию на 2006 год рынок записываемых DVD-технологий не проявлял никаких признаков стабилизации в пользу форматов «плюс» или «тире», что в основном является результатом увеличения количества двухформатных устройств, которые могут записывать в оба формата. , известные как мультирекордеры DVD . [28] Стало очень сложно найти новые компьютерные приводы , которые могут записывать только в один из форматов. Напротив, устройства записи DVD-видео еще [ когда? ] отдают предпочтение одному формату перед другим, часто налагая ограничения на то, что будет делать неблагоприятный формат. [29] Однако, поскольку формат DVD-R используется с 1997 года, он на пять лет опережает DVD+R. Таким образом, старые или более дешевые DVD-плееры (до 2004 года выпуска), скорее всего, будут предпочитать исключительно стандарт DVD-R. [30] [ нужен лучший источник ]
Диски DVD+R необходимо отформатировать перед записью на совместимом видеорекордере DVD. DVD-R не нужно форматировать перед записью на совместимом DVD-видеорекордере, поскольку два варианта дисков записываются в разных форматах [ необходимы пояснения ] .
Между форматом «тире» и «плюсом» существует ряд существенных технических различий, хотя большинство пользователей не заметят этой разницы. Одним из примеров является то, что адрес в стиле DVD+R в системе отслеживания и контроля скорости с предварительной канавкой (ADIP) менее восприимчив к помехам и ошибкам, что делает систему ADIP более точной на более высоких скоростях, чем система наземной подготовки ямы (LPP), используемая DVD-R. Кроме того, DVD+R(W) имеет более надежную систему управления ошибками, чем DVD-R(W), что обеспечивает более точную запись на носитель независимо от его качества. Практический результат заключается в том, что записывающее устройство DVD+R способно определять местонахождение данных на диске с точностью до байта, тогда как DVD-R не способен на такую точность.
DVD+R также имеет большую область калибровки мощности (PCA). PCA в DVD+R имеет длину 32768 секторов по сравнению с 7088 секторами в DVD-R. В PCA, который расположен близко к внутреннему краю диска, выполняется 15-ступенчатая процедура калибровки (изменения мощности) лазера дисковода перед каждой записью и во время записи, чтобы учесть небольшие различия между дисками и диски. Этот процесс известен как проверка мощности. Калибровка во время записи допускает небольшие изменения качества между различными участками диска, например, небольшие различия в оптических свойствах, примесях или толщине слоя красителя в пластике или красителе. Результаты тестов питания сохраняются в области управления записью (RMA), которая может содержать до 7088 калибровок (на DVD-R). На диск невозможно записать после того, как RMA заполнится, хотя на дисках RW он может быть очищен. CD-R, CD-RW, DVD-R, DVD+R, DVD-R DL, DVD+R DL, DVD+RW и DVD-R имеют PCA. Компакт-диски (и, возможно, DVD) также могут иметь два PCA: один на внутреннем крае диска для тестирования на низкой скорости, а другой на внешнем крае для тестирования на высокой скорости. [31] [32] [33 ] [ 34 ] [35 ] [36] [37] [38]
Дополнительные методы связывания сеансов более точны при использовании DVD+R(W) по сравнению с DVD-R(W), что приводит к меньшему количеству поврежденных или непригодных для использования дисков из-за переполнения буфера и многосессионных дисков с меньшим количеством ошибок PI/PO. [39]
Как и в случае с другими носителями «плюс», можно изменить тип книги , чтобы повысить совместимость носителей DVD+R (хотя, в отличие от DVD+RW, это односторонний процесс). Это также известно как установка битов. [40]
Поскольку ОЗУ означает оперативное запоминающее устройство, оно работает более или менее как жесткий диск и было разработано для корпоративного резервного копирования. DVD-RAM, разработанный в 1996 году, представляет собой перезаписываемый оптический диск, первоначально заключенный в картридж. В настоящее время доступен в стандартном размере 4,7 ГБ (а иногда и в других размерах), он полезен в приложениях, требующих быстрой доработки и перезаписи. Его можно читать только в приводах, совместимых с DVD-RAM, которыми являются все многоформатные приводы. DVD Forum поддерживает этот формат. Он использует физические выделенные маркеры секторов (видимые в виде прямоугольников на стороне чтения диска) вместо предварительных ям или колебаний, используемых в других типах записываемых и перезаписываемых носителей.
Многоформатные накопители могут читать и записывать более одного формата; например, DVD±R(W) (записываемый и перезаписываемый DVD плюс тире) используется для обозначения приводов, которые могут записывать/перезаписывать форматы плюс и тире, но не обязательно DVD-RAM. Приводы с пометкой «DVD Multi Recorder» поддерживают форматы DVD±R(W) и DVD-RAM. [28]
Носители для записи DVD продаются двух стандартных размеров: обычного размера 12 см для домашней записи и использования на компьютере и небольшого размера 8 см (иногда называемого miniDVD ) для использования в компактных видеокамерах . Например, меньший Mini DVD-RW вмещает 1,46 ГБ. [41]
Примечания:
В следующей таблице описаны максимальная скорость DVD-R и относительное типичное время записи полного диска согласно обзорам cdrinfo.com и cdfreaks.com. Многие обзоры различных торговых марок при различных состояниях оборудования и DVD дают гораздо более низкие и широкие измерения, чем оптимальные цифры, приведенные ниже.
Время записи может варьироваться (± 30 с) в зависимости от устройства записи и используемого носителя. Для высокой скорости стратегия записи меняется с постоянной линейной скорости (CLV) на постоянную угловую скорость (CAV) или зональную постоянную линейную скорость (ZCLV). В таблице ниже в основном предполагается CAV.
Некоторые приводы DVD Multi Recorder половинной высоты , выпущенные с 2007 года, такие как TSSTcorp SH-S203/TS-H653B (2007), официально адаптированы для поддержки скорости записи до 12× на DVD-R DL и 16× на DVD+R. DL (только на записываемых носителях от выбранных производителей), в то время как более поздние устройства записи DVD, такие как SH-224DB (2013 г.), и устройства записи Blu-Ray, такие как LG BE16NU50 (2016 г.), ограничили поддерживаемую скорость записи DVD±R DL до 8. ×. [7] [8]
Большинство дисков DVD±R/RW рекламируются с использованием определения 1 гигабайт = 1 ГБ = 1 000 000 000 байт. [43] Это может сбить с толку многих пользователей, поскольку DVD-диск емкостью 4,7 ГБ (4,7 миллиарда байт), который рекламируется как таковой, может отображаться на их устройстве как имеющий 4,38 ГиБ (в зависимости от того, какой тип префиксов использует их устройство). [44]
Согласно исследованию, опубликованному в 2008 году Отделом исследований и испытаний сохранности Библиотеки Конгресса США, большинство записываемых компакт-дисков имеют более высокую вероятность большей долговечности по сравнению с записываемыми DVD-продуктами. [45]
Носители более высокого качества имеют тенденцию служить дольше. Используя сканирование поверхностных ошибок , можно измерить скорость исправимых ошибок. Более высокий уровень ошибок указывает на носитель более низкого качества и/или ухудшение качества носителя . Это также может указывать на царапины и/или данные, записанные неисправным оптическим приводом .
Не все модели оптических приводов умеют качественно сканировать диски. [46]
Диски DVD-R состоят из двух акриловых дисков толщиной 0,6 мм, склеенных друг с другом клеем. Один содержит направляющую лазерную канавку, покрыт записывающим красителем и отражателем из сплава серебра или золота. Другой (для односторонних дисков) представляет собой «фиктивный» диск без канавок, обеспечивающий механическую стабильность сэндвич-структуры и совместимость со стандартной геометрией компакт-диска, которая требует общей толщины диска около 1,2 мм. Сэндвич-структура также помогает защитить слой, содержащий данные, от царапин толстым «пустышным» диском, что является проблемой компакт-дисков, у которых нет такой структуры. Двусторонние диски имеют две рифленые стороны, пригодные для записи, и пользователю необходимо перевернуть диск, чтобы получить доступ к другой стороне. По сравнению с толщиной компакт-диска 1,2 мм, лазерный луч DVD должен проникнуть через пластик всего на 0,6 мм, чтобы достичь записывающего слоя красителя, что позволяет линзе фокусировать луч на пятно меньшего размера для записи меньших ямок.
В DVD-R адресация (определение местоположения лазерного луча на диске) осуществляется с помощью дополнительных ямок и площадок (так называемых предварительных ямок) в областях между канавками. Канавка на диске DVD-R имеет постоянную частоту качания 140,6 кГц, используемую для управления двигателем и т. д.
В 2011 году компания JVC анонсировала носитель записи для архивных DVD, изготовленный с использованием методов контроля качества и частоты проверки, превышающих традиционно используемые в производстве носителей, и с использованием специально разработанного серебряного сплава в качестве отражающего слоя и органического красителя с добавками собственной разработки для обеспечения долговечности. срок хранения данных . [47]
Слой записи в DVD-RW и DVD+RW представляет собой не органический краситель, а специальный металлический сплав с фазовым переходом , часто GeSbTe . Сплав можно переключать между кристаллической фазой и аморфной фазой, изменяя отражательную способность в зависимости от мощности лазерного луча. Таким образом, данные можно записывать, стирать и перезаписывать. [48]
В октябре 2003 года было продемонстрировано, что двухслойную технологию можно использовать с диском DVD+R, чтобы почти удвоить емкость до 8,5 ГБ на диск. [ нужна цитация ] Эти двухслойные (DL) версии DVD-R DL появились на рынке в 2005 году.
Спецификация для двухслойных дисков DVD-RW емкостью 8,5 ГБ (8 500 000 000 байт) была одобрена DVD Forum , [49] и компания JVC объявила о разработке первого носителя этого формата в 2005 году. [50] Двойной Спецификация двухслойного DVD+RW была утверждена в марте 2006 года с емкостью 8,5 ГБ. [51] Однако производственная поддержка этих перезаписываемых двухслойных дисков не была реализована из-за затрат и ожидаемой конкуренции со стороны новых форматов с большей емкостью, таких как Blu-ray и HD DVD .
Важная информация для подписчиков книги спецификаций формата DVD-RW, версия 1.2.
Аппарат не записывает видео в формате 16:9 на DVD+R(W).
Компания Victor Company of Japan, Ltd. (JVC) рада сообщить, что разработала первую в мире [по состоянию на 4 апреля 2005 г.] технологию односторонних двухслойных дисков DVD-RW с максимальной емкостью 8,5 ГБ.