Beschreibbare DVD (DVD-R)

Ein DVD-Brenner, die Weiterentwicklung des CD-Brenners, ist ein Gerät zum Beschreiben von DVD-Rohlingen. Jeder DVD-Brenner ist außerdem in der Lage, beschriebene CDs und DVDs zu lesen und CD-Rohlinge zu beschreiben.

 

 

Die ersten beschreibbaren DVDs waren im DVD5-Format erhältlich und hatten somit eine Kapazität von 4.7 GB. Anstatt der 4,7-GB-Rohlinge für DVDs können die neueren Brenner auch DL (Double Layer)-Medien mit einem Volumen von 8,5 GB beschreiben. Diese DVD-Rohlinge sind allerdings momentan noch um ein Vielfaches teurer.

 

Der DVD-Brenner arbeitet mit einem Laser, mit dem das Material der DVD-R oder DVD-RW lokal aufgeschmolzen wird, so dass sich die Reflexionseigenschaften ändern. Bei DVD-Rs ist dieser Vorgang irreversibel, während DVD-RWs wieder gelöscht werden können. Der Laser kann radial bewegt werden, während sich die DVD-R(W) dreht.

Die Geschwindigkeit des Beschreibvorgangs (auch Brennvorgang genannt) wird in Vielfachen von 1.350 kByte/s angegeben. 1-fach bedeutet also etwa eine Stunde pro 4,7-GB-Rohling, 2-fach entspricht 1/2 Stunde pro Rohling, 4-fach entspricht 1/4 Stunde usw. Die Brenndauer fällt also umgekehrt-proportional mit der Geschwindigkeit.

Die höheren Geschwindigkeiten (ab ca. 6-fach) werden nicht mehr auf dem gesamten Rohling wirksam. Die Brenner steigern die Geschwindigkeit von innen nach außen in zwei verschiedenen Verfahren: kontinuierlich im CAV-Modus oder stufenweise im ZCLV-Modus. Somit steigert sich die effektive Brenngeschwindigkeit bei höheren Nenn-Geschwindigkeiten nur noch gering.

Da sich allerdings Materialschwankungen gerade in den äußeren Randbereichen der DVD-Rohlinge auswirken, steigt mit zunehmendem Brenntempo – welches ja erst im äußeren Bereich zum Tragen kommt – auch die Fehlerrate.

Die meisten von DVD-Brennern beschriebenen DVD-Rohlinge können sowohl in DVD-ROM-PC-Laufwerken als auch in heutigen DVD-Playern abgespielt werden. DVD+R-Rohlinge sind oft besser lesbar als DVD-R-Rohlinge, was an ihren besseren Reflexionseigenschaften liegt.zum Seitenanfang

 

Double-Layer: die aktuelle Technologie

Der Großteil der Forschungsarbeit wurde bei der Entwicklung der DL-Rohlingen geleistet. Auf Seiten der Brenner-Hardware wurde nicht viel geändert, die optischen Schreib-Lese-Köpfe blieben ebenfalls gleich. Nur die Firmware und ein Teil der Brenner-Elektronik wurden modifiziert, so dass Double-Layer-DVDs und für diese Technologie notwendige zusätzliche Fehlerkorrekturen akzeptiert werden.

Genau wie bei den Verbesserungen in punkto Geschwindigkeit hat auch hier das "+"-Format die Nase vorn. Dies liegt vor allem an der Zahl der in der DVD+RW-Allianz zusammengeschlossenen Hersteller. Daher war Pioneer bei der Entwicklung der Produkte und der erforderlichen Validierung durch das DVD Forum fast auf sich allein gestellt. In der Zwischenzeit haben sich alle Firmen, die an der Verbesserung des DVD+RW-Formats arbeiten, aktiv an der Validierung der Normen beteiligt. Deshalb können derzeit nur einmal beschreibbare DVDs (+R) von der Double-Layer-Technologie (DL) profitieren.

 

Die wahre Herausforderung für die Forscher bestand darin, eine beschreibbare Double-Layer-DVD zu entwickeln, die ihren gepressten Pendants möglichst ähnlich war, um so für Kompatibilität zu sorgen.
Wie eine CD ist auch eine DVD 1,2 mm dick. Doch während eine CD aus einem Stück hergestellt ist, besteht eine DVD aus zwei 0,6 mm dicken Scheiben, die zusammengefügt sind.

 

Das Hauptproblem besteht darin, eine reflektierende Zwischenschicht R0 zu finden (in der Abbildung rot), die transparent genug ist, den Laserstrahl zur zweiten Schicht L1 durchzulassen, aber reflektierend genug, um die Informationen in Schicht L0 lesbar zu machen. Um mit der Standard-Double-Layer-DVD-ROM kompatibel zu bleiben (oder DVD Video) müssen die reflektierenden Schichten (R0 und R1) einen Reflektionsgrad von mindestens 18 % haben. Um außerdem innerhalb des DVD-Standards zu bleiben, muss die R0-Schicht mindestens 50 % des Laserstrahls durchlassen (sowohl beim Abspielen als auch beim Aufzeichnen). Dies bedeutet, dass es nur einen sehr schmalen Bereich gibt, innerhalb dessen man arbeiten kann. Im Ergebnis besteht die Schicht R0 aus einer Silberlegierung und die Form der Brennvertiefungen wurde optimiert. Die Trennschicht ist nur 55 Mikrometer dick und dient dazu, die beiden Schichten physisch zu trennen.
Beim Abspielen und Brennen kann der Laserstrahl einfach auf eine der beiden Schichten fokussiert werden, indem man die Brennweite der Linse entsprechend anpasst.

Genau wie das Abspielen von Double Layer DVD Video erfolgt auch das Aufzeichnen im DL-Modus wie in der Abbildung oben gezeigt. Der Brennvorgang beginnt im Zentrum der DVD auf der ersten Schicht. Wenn die äußere Kante der DVD erreicht ist, ändert die Linse die Brennweite, so dass der Laser die zweite Schicht erreichen kann, und der Brennvorgang wird fortgesetzt, vom Rand der Scheibe in Richtung Zentrum.
Mit dieser Technologie ist es theoretisch möglich, 8,5 GB auf einer einzigen DVD zu speichern. In der Praxis sind es allerdings nur exakt 7,96 GB. Im Video-Modus kann man damit vier Stunden in DVD-Qualität oder bis zu 16 Stunden in VHS-Qualität aufzeichnen. Andererseits sinkt die Geschwindigkeit bei diesem Modus auf 2,4x.

 

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16x - das Ende der Fahnenstange...

Obwohl das Thema bei der Double-Layer-Technologie eher eine untergeordnete Rolle spielt, haben die Hersteller bei ihren Bemühungen um immer höhere Geschwindigkeiten nicht nachgelassen. Wie üblich ist es das "+"-Format, das hier die Nase vorn hat. Die bislang erreichte maximale Geschwindigkeit ist 16x bei +R. Bei -R beträgt sie 8x, während sie bei wieder beschreibbaren Medien nur 4x für DVD-RW und DVD+RW beträgt.
Bis in den Sommer 2006 waren die Hersteller der Meinung, dass mit 16x bereits die absolute Spitzengeschwindigkeit erreicht ist. Bei dieser Geschwindigkeit dreht sich die Scheibe mit ungefähr 10.000 U/min und der Brenner kommt an seine physischen Grenzen. Es gibt zwar technisch ausgefeiltere mechanische Systeme, welche die DVD stabilisieren und die Vibrationen verringern könnten, aber sie würden die Herstellungskosten deutlich in die Höhe treiben. Der Preis des Endprodukts würde damit weit über dem liegen, was der Markt akzeptiert.

...oder doch nicht?

Kurz bevor die neuen Brenner mit HD-DVD- oder Blu-ray-Technik in den Massenmarkt gelangen, zündet NEC im September 2006 nochmals den Turbo und präsentiert einen neuen DVD-Brenner, der Medien mit bis zu 18-facher Geschwindigkeit beschreibt. Auch unterstützt es die LabelFlash-Technologie, mit der sich Motive auf den Rohling brennen lassen. Das „AD-7173A“ erlaubt die freie Wahl zwischen den unterschiedlichen am Markt erhältlichen DVD-Formaten wie den einmal beschreibbaren, wieder beschreibbaren und doppellagigen DVD-Medien. Einmal beschreibbare DVDs (DVD-R und DVD+R) werden mit bis zu 18-facher-DVD-Geschwindigkeit beschrieben, wieder beschreibbare (DVD+RW) und doppellagige DVDs (DVD +R9 und DVD-R DL) mit bis zu 8-facher Geschwindigkeit. Die wieder beschreibbaren DVD-RW werden mit maximal 6-fachem Speed bearbeitet. Für DVD-RAMs gilt 12-faches Schreibtempo. Als Leselaufwerk schließlich kann der Brenner mit 16-facher-DVD-, 12-facher-DVD-RAM und 48-facher-CD-Geschwindigkeit aufwarten.

Das Laufwerk unterstützt auch die „Labelflash“-Technologie, die bis zu 256 Helligkeitsabstufungen auf die Oberseite eines Rohlings auftragen kann. Der Beschriftungsvorgang dauert laut NEC weniger als zehn Minuten. Die Voraussetzung für den Einsatz von Labelflash sind Rohlinge, die eine entsprechend beschriftungsfähige Oberseite besitzen.

Unter dem Namen „AD-7170A“ bringt NEC zusätzlich ein preisgünstigeres Modell ohne Labelflash-Technik mit den gleichen Schreib- und Leseleistungen wie dem AD-7173A in den Handel. Mit dem DVD-Brenner „ND-5170A“ wird außerdem eine Variante ohne DVD-RAM und Labelflash-Unterstützung angeboten.

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Dieser Artikel:

Geschichte der DVD
Unterschiede zur CD
Technische Daten
DVD-Formate
Herstellungsverfahren
Das optische System
Datencodierung
Brennen
Lightscribe und Labelflash

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