DVD v hlavním proudu aneb Ukládání gigabajtů dat

Jestliže ještě před pár lety představoval záznam na DVD média nepříliš dostupnou technologickou zajímavost, dnes j...


Jestliže ještě před pár lety představoval záznam na DVD média nepříliš
dostupnou technologickou zajímavost, dnes je všechno jinak. Poté, co ceny
klesly na "lidovou" úroveň a prakticky se vyřešily i komplikace s
kompatibilitou, je na čase se na DVD zařízení určená pro zápis a přepis podívat
z toho správného úhlu. Možnosti a výhody technologií, jež dávají uživatelům do
ruky nástroj pro ukládání několika gigabajtů dat na jediný disk či tvorbu
vlastních DVD titulů, už nelze ignorovat.
Rozhodování o nákupu konkrétního typu přepisovací DVD mechaniky by se mělo
odvíjet zejména od předpokládané oblasti nasazení. Z formátů určených pro zápis
a vícenásobný přepis je nejstarší DVD-RAM, neboť společnosti Toshiba, Hitachi a
Matsushita předložily organizaci DVD-Forum jeho specifikaci už v roce 1996.
DVD-RAM je díky svým vlastnostem nejvhodnější pro využití v oblasti firemního
IT, proto bývá nasazováno zejména jako řešení v oblasti zálohování
rozhodujícími argumenty jsou zde média, která dovolují až 100 tisíc cyklů
mazání/zápisu, vysoká míra ochrany proti poruchám dat a krátká přístupová doba
díky použitému Zoned CLV (Constant Linear Velocity, konstantní obvodová
rychlost) zápisu. Na druhou stranu ale nejsou DVD-RAM média schopny přečíst
zdaleka všechny mechaniky a přehrávače, díky čemuž tato technologie není
nejlepším řešením pro multimediální aplikace koncových uživatelů.
DVD-R/RW bývá označováno za techniku vhodnou pro záznam videa, neboť zapisuje
data s využitím metody CLV. DVD-R vyvinula společnost Pioneer a stojí za ním
sdružení RW Products Promotion Initiative, přičemž první rekordéry založené na
bázi DVD-R byly dostupné koncem roku 1997, v polovině roku 2000 se následně
objevila DVD-RW vypalovačka.
DVD+R/RW je schopno vypalovat informace jak pomocí CLV, tak i CAV (Constant
Angular Velocity, konstantní úhlová rychlost), díky čemuž je předurčeno nejen
pro nahrávání videa ve spotřebních DVD rekordérech, ale uplatní se i při
zálohování dat na PC. Na vývoji těchto formátů pracovaly společnosti Sony a
Philips spolu s partnery HP, Dell, Yamaha, Mitsubishi, Ricoh či Thomson. První
verze DVD+RW s kapacitou 3 GB byla nekompatibilní s tehdejšími DVD přehrávači a
většinou mechanik, zmíněné firmy proto pod záštitou organizace DVD+RW Alliance
představily v roce 2001 první vypalovačku a videorekordér založené na verzi
2.0. Formát DVD+R byl (paradoxně) představen teprve nedlouho poté, začátkem
roku 2002.
DVD-R/RW a DVD+R/RW mají blíže k dosud používaným technologiím CD-R/RW, což lze
považovat za jeden z důvodů, proč jsou příslušné disky schopny přečíst téměř
všechny novější mechaniky a přehrávače (analogicky jako u CD mohou mít některé
přehrávače problémy s RW médii). Na první pohled jsou rozdíly v metodách zápisu
stěží patrné. DVD-RAM, DVD-RW a DVD+RW například využívají pro vícenásobný
přepis tutéž technologii označovanou jako phase-change recording. Uspořádání
dat je nicméně u každé varianty naprosto odlišné.

Multivypalování
I přes nekonečné spekulace a spory o to, který ze standardů si v budoucnu získá
dominantní postavení, nebo dokonce odsune svoji konkurenci mimo hru, se
ukazuje, že v dohledné době se "uživí" všichni zastánci DVD-RAM, DVD-R/RW i
DVD+R/RW. Z pohledu uživatele byla situace poměrně nepřehledná, avšak postupně
se vyjasnila.
Už fakt, že jsou současné přehrávače a DVD-ROM mechaniky často schopny číst
DVD-R/RW i DVD+R/RW, celou situaci značně zjednodušuje uživatel se nemusí
trápit nad tím, že jeho vypalovačka umí zaznamenávat pouze na jeden typ disků a
může spoléhat na to, že ať vypaluje ve kterémkoliv formátu, svá data přečte
takřka na čemkoliv.
Dalším důležitým trendem je pak nástup "kombinovaných" mechanik. Vše začalo už
v roce 2001, kdy DVD Forum (které podporuje DVD-RAM i DVD-R/RW) schválilo
specifikaci DVD Multi, pod niž spadají všechny technologie, jež organizace
zaštiťuje. Reakce výrobců na sebe nenechala dlouho čekat firmy Panasonic a
Hitachi vzápětí uvedly na trh mechaniky s možností čtení i zápisu na příslušná
média (včetně CD-R/RW).
Specifikace DVD Multi sice nezahrnuje formáty DVD+RW Alliance, nicméně nedlouho
poté tuto situaci koncem roku 2002 vyřešily firmy Sony a NEC jednoduše tím, že
představily mechaniky s podporou formátů sdružení DVD+RW Alliance i DVD Forum.
Vzápětí se k nim přidali i další výrobci a převážnou část trhu už dnes tvoří
mechaniky, které podporují DVD-R/RW a současně DVD+R/RW. Ty jsou zřejmě
nejvhodnějším typem zařízení pro běžného koncového uživatele, zatímco do
firemního prostředí se budou hodit kombinované vypalovačky pro DVD-R/RW a
DVD-RAM. Vzhledem k poměrně jednoznačné orientaci DVD-RAM na firemní sféru pak
vlastně ani není na škodu, že tento formát není podporován v tak širokém
měřítku jako ostatní standardy.

DVD-R
DVD-Recordable, krátce DVD-R, je formátem médií pro jediný zápis, jejichž
aktuální druhá verze pojme 4,7 GB dat. Veškerá média jsou zatím vyráběna v
jednovrstvém (sigle-layer) formátu, i když už byly představeny i dvouvrstvé
prototypy.
Existují dva druhy těchto médií, konkrétně DVD-R(A), tj. DVD-R for Authoring, a
DVD-R(G), DVD-R for General. Jejich vypalování je prováděno s odlišnými
vlnovými délkami laseru v případě DVD-R(G) je žádoucí 650 nm a u DVD-R(A)
pracuje laser s vlnovou délkou 635 nm. Oba typy médií se co do kompatibility s
mechanikami nebo přehrávači vzájemně prakticky neliší.
Pro zápis dat na DVD-R jsou k dispozici 2 záznamové režimy. Buďto běžný DAO
(Disc-At-Once) mód, nebo border zone recording, který se svojí podstatou podobá
multisession záznamu. Při ukládání dat sahá tento formát po technologii
využívající organických barviv, která se funkčním principem podobá způsobu
záznamu na CD-R. Na transparentním substrátu DVD-R média je vylisována
záznamová vrstva tvořená organickým barvivem (přičemž ale zůstává taktéž
transparentní), a ta je podložena metalickou reflexní vrstvou. Během zápisu
zahřívá laser záznamovou vrstvu v místě, které posléze bude odpovídat
vypálenému pitu (díře). V ohřátém místě se organická vrstva zbarví matně a
odráží pak laserový paprsek s menší intenzitou, než je tomu v transparentní
oblasti. Struktura méně a více reflexivních oblastí pak odpovídá sledu pitů
(děr) a landů (stupňů) na vypáleném DVD.

DVD+R
DVD formát, který ve svém označení nese znamínko "+", byl původně představen ve
verzi pro vícenásobný přepis (RW), a teprve začátkem roku 2002 se objevila
první média určená pro jediný zápis a výrobci začali nabízet odpovídající
mechaniky (popřípadě poskytli upgrade firmwaru, který umožnil čtení tohoto typu
médií).
Koncem loňského roku už však firmy Philips a Mitsubishi demonstrovaly zcela
novou technologii, jejíž vývoj začal už v roce 2001, a to dvouvrstvé DVD+R.
Dvouvrstvé DVD+R obsahuje dva tenké filmy organického barviva oddělené
mezivrstvou. Paprsek laseru pak mění fyzickou a chemickou strukturu zmíněných
vrstev tak, že "vypálená" oblast vykazuje odlišné optické vlastnosti
(odrazivost) oproti svému okolí. Aby bylo možné číst a zapisovat ve druhé
vrstvě, má první vrstva 50% propustnost. Přitom ale musí disponovat 18%
odrazivostí, aby byla zachována kompatibilita se standardem DVD-ROM to je
zajištěno použitím reflexivní kovové vrstvy ze slitiny stříbra. Druhá vrstva
musí mít vysokou citlivost, neboť je nutné počítat s tím, že část světla laseru
je pohlcena první vrstvou, a pod ní umístěná druhá reflexivní vrstva musí
zajistit analogicky vyšší míru odrazivosti. Toho je dosaženo optimalizací
materiálu barviva, respektive použitím stříbra a vhodným rozmístěním
předlisovaných drážek (grooves).

Phase-change recording
Všechny technologie pro vícenásobný přepis DVD-RW, DVD+RW i DVD-RAM ukládají
data za pomoci metody označované phase-change recording (tj. techniky fázových
změn). Média sestávají z transparentní vrstvy substrátu, v níž je vnořena
samotná záznamová vrstva. Ta se skládá ze čtyř složek: spodní dielektrické
vrstvy, záznamové vrstvy (tvořená kovovou slitinou), svrchní dielektrické
vrstvy a vrstvy reflexního materiálu.
Jestliže paprsek laseru rozehřeje při nižším výkonu záznamovou vrstvu na zhruba
200 ?C, atomy v kovové slitině se uspořádají krystalicky a rozpálená oblast má
vysoký stupeň odrazivosti. Druhý výkonnostní stupeň laseru zahřívá slitinu na
500-700 ?C, kdy atomy kovu dospějí do (energeticky bohatého) amorfního stavu. V
amorfním stavu má kovová slitina nízký stupeň odrazivosti. Sled oblastí s
nízkým a vysokým stupněm odrazivosti pak opět odpovídá uspořádání pitů a landů.

DVD-RAM
DVD-RAM bylo oficiálně zavedeno pod názvem DVD Rewritable, na současná média je
možné uložit na každé straně až 4,7 GB dat. DVD-RAM sází na vlnovou délku 650
nm ležící v červeném barevném spektru a médium je možné mazat a nahrávat podle
údajů výrobců až stotisíckrát.
DVD-RAM využívá záznamovou metodu wobbled land groove data jsou ukládána jak v
předlisovaných prohloubených oblastech (označovaných jako grooves), tak také na
mezi nimi ležících vyvýšeních (lands). Paprsek laseru přitom sleduje střídavě
groove a land stopy. Odlišná výšková úroveň dat (zapsaných v těchto stopách)
zvětšuje vzdálenost mezi vedle sebe ležícími datovými oblastmi, a snižuje tím
pravděpodobnost chyb při čtení. Datové stopy proto mohou být uspořádány s větší
hustotou (0,615 mikrometrů) než u jiných metod zápisu.
Každý sektor je započat hlavičkou (headerem) ta obsahuje informace o fyzické
adrese sektoru. Sektory DVD-RAM jsou uspořádány ve schématu Zoned CLV, což je v
podstatě kombinace módů CLV a CAV: médium je rozděleno do 35 zón počínaje
oblastí Zone 0 na vnitřní straně DVD-RAM. V dané zóně je rychlost otáčení
konstantní, s přechodem od jedné zóny ke druhé se ale mění, díky čemuž dosahuje
Zoned CAV vyšší rychlosti čtení než metoda CLV.

DVD-RW
DVD-Rerecordable, tedy DVD-RW, je podle údajů výrobců opakovaně přepisovatelné
přinejmenším 1 000x. Médium pojme opět objem dat odpovídající specifikaci
DVD-5, tedy maximálně 4,7 GB na jednu stranu, případně 9,4 GB na obě strany
(jako u DVD-10). DVD-RW, koncipované jakožto opakovaně přepisovatelná varianta
DVD-R, se svému protějšku fyzicky podobá. Maximální délka pitu, rozteč stop či
délka datových bitů jsou proto identické. Laser pracuje s vlnovou délkou 650 nm.
Zápis je založen na metodě fázových změn. V transparentní vrstvě substrátu
DVD-RW média je vylisována záznamová stopa ve tvaru sinusovky, která se
spirálovitě odvíjí od středu směrem ven. DVD-RW ukládá data v prohloubené stopě
mezi jednotlivými vinutími datové stopy ve sledu pitů a landů. Pro adresaci
jednotlivých sektorů a identifikaci dat slouží oblasti označované "land prepit
area", které se nacházejí na vyvýšené stopě.
DVD-RW pracuje ve dvou různých zápisových módech. První se nazývá restricted
overwrite mode a vyžaduje předchozí formátování média. Prostřednictví redukce
prázdných (nepopsaných) míst (gaps) by se měl tento režim postarat o lepší
záznamový výkon. Alternativou k němu je sequential recording mode, který lze
opět označit za analogii k multisession záznamu u CD-R/RW.

DVD+RW
DVD+RW je dalším formátem pro přepisovatelná média. Vypalovačky jsou schopné
ukládat až 4,7 GB dat na jednu stranu média, které by mělo být použitelné
přinejmenším pro 1 000 cyklů zápisu a mazání. Oproti jiným přepisovatelným
médiím je v případě DVD+RW možné provádět záznam stejně tak v CLV módu, jako v
režimu CAV (tedy s konstantní úhlovou rychlostí). S CAV je pak možné dosáhnout
rychlejšího polohování optiky laseru (tj. vyšší přístupové rychlosti), neboť
oproti CLV se nemusí současně měnit rychlost otáčení. S metodou CAV ovšem nelze
provádět lineární videozáznam na fragmentovaných DVD+RW médiích, hodí se však
pro běžné PC aplikace (ukládání dat), zatímco pro videosnímky je vhodné CLV.
Funkce lossless linking pak dále zvyšuje připravenost DVD+RW mechanik právě pro
oblast záznamu videa zápis je možné pozastavit a pokračovat v rámci intervalu
dlouhého maximálně 1 mikrometr. K existujícímu záznamu se tak mohou bez
přerušení napojit nová videodata.
Laser využívá pro zápis dat vlnovou délku 650 nm. K fyzickému záznamu používá
DVD+RW metodu high frequency wobbled groove. V transparentní vrstvě substrátu
média se nachází vylisovaná (spirálově vinutá) datová vrstva. DVD+RW ukládá
data v prohloubené oblasti označované groove.

Rozhoduje uživatel
Každý, kdo si chce pořídit DVD vypalovačku, může volit mezi přístroji s
podporou různých formátů, respektive s podporou několika z nich. Důležitou roli
ale nutně hraje i dostupnost médií, firmwarových updatů a dalších služeb ze
strany výrobců.

DVD se chystá ke skoku vpřed
Právě když se začalo zdát, že nastala nejvhodnější doba vyrazit na nákup DVD
vypalovačky, už klepou na dveře nové technologie. Nejméně vám zřejmě
rozhodování zkomplikuje nástup 12x záznamu, který představuje pouze rychlostní
skok, jenž může ušetřit čas při vypalování, ale jinak zůstane vše při starém a
nedojde k problémům s kompatibilitou. Zajímavějšími novinkami jsou už nicméně
dvouvrstvá (dual-layer) DVD+R s dvojnásobnou kapacitou a technologie
High-Definition DVD založená na modrém laseru.

Dvojitá nálož
Dual-layer DVD+Recordable (známé také pod označením double-layer DVD+R) pojme
téměř dvojnásobek kapacity běžného 4,7GB média, a je tak schopno uchovat
například celý high-bit-rate komerční film o objemu 8,5 GB (ve formátu DVD-9).
Pro běžného uživatele to v praxi znamená, že se na disk vejdou 3 (nebo více)
hodiny videa ve vysoké kvalitě.
Data jsou přitom ukládána ve dvou vrstvách, které jsou přístupné z jedné strany
média, takže není třeba jej otáčet (jako v případě oboustranných disků se
srovnatelnou kapacitou). Je však třeba počítat s tím, že dual-layer disky
nemusejí být kompatibilní přinejmenším s některými současnými přehrávači a
vypalovačkami upgrade firmwaru v novějších modelech by to však měl podle
výrobců vyřešit a počítá se tak s 90% kompatibilitou. První vypalovačky s
podporou dual-layer DVD+R jsou již na trhu a v průběhu doby je bude nabízet
většina výrobců. Specifikaci konkurenčního formátu dual-layer DVD-R už
ratifikovala organizace DVD Forum, takže by se v dohledné době měly objevit
příslušné mechaniky a média.

Modré světlo
Ačkoliv se jim v poslední době dostává hodně pozornosti, jen těžko můžeme
mluvit o tom, že by byly DVD technologie založené na modrém laseru připraveny
na převzetí pozice současných produktů. Ani ti nejoptimističtější analytici
nepředpokládají, že by modrý laser získal majoritní pozici na trhu dříve než za
nějakých pět let. Avšak už dnes probíhá boj o to, který formát se stane hlavním
standardem.
Ačkoliv se variant objevilo více, rozhodovat se bude mezi dvěma soupeři:
HD-DVD, které má podporu organizace DVD Forum a stojí za ním zejména Toshiba a
NEC, a Blu-ray společnosti Sony, jehož podporují prakticky všichni ostatní.
Čína se pak ubírá vlastní cestou s EVD (Enhanced Versatile Disc), což je další
standard, jehož pozice je nicméně ve zbytku světa nejistá. Ve srovnání s
laserem využívajícím červené světlo, který je dnes běžně používán v CD a DVD
produktech, pracují modré lasery s kratší vlnovou délkou 405 nanometrů (ve
srovnání s 650 nm). To se projeví v rychlejších impulzech a užších stopách,
které mohou být umístěny blíže k sobě což se odrazí ve větší kapacitě i
rychlosti.
DVD-Forum, NEC a Toshiba tvrdí, že HD-DVD, které zvýší kapacitu média až na 15
GB v jedné vrstvě, je snáze implementovatelné, a lze tedy na trh uvést rychleji
příslušná zařízení, neboť nevyžaduje kompletní přebudování současných výrobních
linek. NEC už dokonce oznámil výrobu duálních čtecích i zápisových hlav s
červeným i modrým laserem (avšak zatím ne mechanik), které zajistí i zpětnou
kompatibilitu. Sony spolu s dalšími pak tvrdí, že skutečným zlomem bude Blu-ray
s kapacitou 23,3-27 GB na vrstvu. Produkty založené na modrém laseru jsou dnes
už v prodeji například v podobě Professional Disc for Data firmy Sony (s
kapacitou 23 GB). Ten je ovšem určen (a to i svojí cenou) pro účely zálohování
ve firemní sféře.









Komentáře
K tomuto článku není připojena žádná diskuze, nebo byla zakázána.