Обзор стандартов DVD, DVD+RW, DVD-R, DVD-RW

Матрица: перегрузка Много информации утекло с тех далеких пор, когда полная версия новейшего 3D Action занимала всего три дискеты. С ностальгией вспоминаю добрых дядек с радиорынка, у которых в любое время суток всего за червонец можно было отовариться парой-тройкой свежих игрушек “в свою тару” (на свою дискету то бишь). Но что было — то прошло, и ныне в моде лазерные дискотеки, лазерные мечи и лазерные же диски. Появление первых CD-дисков выглядело как откровение свыше. На одном носителе умещалось до 500—600 игр, которых хватало на месяцы непрерывного захватывающего гейм-процесса. Первый тревожный звоночек прозвучал, когда в свет вышел культовый квест Myst — которому одного диска уже катастрофически не хватало. Потом звонки эти превратились в не смолкающую трель: последующие игровые продукты без стеснения занимали по три-четыре диска. Назревала очередная информационная революция. Ныне скорости пишущих CD-приводов достигли спринтерского темпа — 700 Мб информации закатываются на болванку всего за три-четыре минуты. Емкость уперлась рогом в отметку 800 Мб и дальше расти, похоже, просто не может. А тем временем восьми миллионов байт пользователям уже недостаточно. Душа просит праздника, хлеба и зрелищ. Индустрия тут как тут: услужливо протягивает лоток с новым, многослойным носителем слова человеческого…

Рожденная Голливудом История нового стандарта записи олицетворяет собой крылатую фразу “Спрос рождает предложение”. Если стандарт CD стал ответом производителей на запросы звукозаписывающих компаний, то DVD появился на свет с легкой руки Голливуда. В незапамятном 1994 году акулы кинобизнеса сформулировали требования к новому носителю видеоинформации: • разрешение видеопотока, превышающее тогдашние возможности CD-дисков формата MPEG-1; • CD-качество звукового сопровождения и поддержка Dolby Surround; • не менее 133 минут видео на одной стороне диска; • возможность выбора между разными языками дубляжа (5—6 языков); • субтитры на разных языках; • поддержка широкоэкранных форматов изображения; • защита информации от копирования; • обратная совместимость с CD-дисками; • низкая цена. Зов голливудского льва разбудил дремлющие стаи разработчиков. В погоне за клиентами были забыты все разногласия. Ушел в небытие мертворожденный стандарт Super Density Digital Video Disc , разработанный компаниями Toshiba и Time Warner , исчезли так и не нареченные стандарты записи от Sony и Philips. В 1995 году был создан консорциум по разработке новейших технологий записи и воспроизведения. В его состав вошли такие монстры IT-индустрии, как Hitachi , Matsushita (Panasonic) , Mitsubishi , Philips , Pioneer , Sony , Thomson , Time Warner , Toshiba и JVC. Звезды выстроились самым что ни на есть правильным образом и подарили консорциуму новый стандарт сжатия видео MPEG2 на блюдечке с цифровой каемочкой. Блюдечко нарекли незамысловато, но звучно: DVD ( Digital Video

pc substrate — подложка recording, layer — записываемый слой, bonding layer — связующий слой, printing layer - печатный слой
Disk — “цифровой видео-диск”). Чуть позже, немного понаблюдав за развитием новорожденного, “папаши” решили “быть ширше” и окрестили стандарт новым именем — Digital Versatile Disk (“цифровой многофункциональный диск”). Предположительно, именно с этого момента всем колеблющимся стало ясно, что перспективы у DVD — немалые. И спустя всего несколько месяцев стан поклонников нового стандарта увеличился до 240 компаний. В частности, консорциум почтили своим присутствием такие гранды, как IBM , Intel , NEC , Sharp , LG Electronics и Samsung. У лука есть слои, у людоеда есть слои (с) Шрек Внешне CD и DVD — двое из ларца, одинаковы с лица. Диски обоих стандартов выглядят абсолютно идентично. Физическая структура дисков DVD и CD также схожа. Этакий круглый бутерброд диаметром двенадцать сантиметров, состоящий из защитного слоя, прозрачной полимерной основы и отражающего слоя. Неизменным остался и принцип записи: есть отражение луча — “1” , нет отражения — “0”. Главное различие — в размере минимального сектора записи информации (аналог магнитной ячейки у дискеты или жесткого диска). Длина его уменьшилась в два раза и составляет 440 нм. Информация на диск по-прежнему наносится по спирали, от центра к краям. Но шаг спирали также изменился вдвое — теперь он составляет всего 740 нм против 1500 у CD. Для считывания “компактных” секторов пришлось уменьшить и размер “патефонной иголки” — длина волны лазера сократилась с 780 нм до 635 нм. Существенная разница также в том, что “бутерброд” DVD одинаково полезен с обеих сторон — для записи и считывания информации могут быть использованы и верхняя, и нижняя поверхности диска. Даже если вторая сторона не задействована для записи, она присутствует на всех носителях. Емкость диска DVD первого поколения составила 4,7 Гб, и он получил официальное наименование DVD-5. В 1996 году спецификации были впервые представлены страждущим массам. И уже в конце года приводы и носители информации появились в открытой продаже в Стране восходящего солнца. Именно из Японии новый стандарт начал победное шествие по миру, трансформируясь и обрастая новыми слоями. Через некоторое время, не желая останавливаться на достигнутом, консорциум DVD, уже переименованный в “DVD-форум” , принял новый стандарт записи — DVD-9. Идея новой технологии — в использовании многослойных дисков для увеличения объема хранимой информации. Первый слой по-прежнему получается механической прессовкой, а дополнительный слой наносится напылением. Причем дополнительный верхний слой является полупрозрачным и не препятствует чтению “глубинного” собрата. Диск стандарта DVD-9 способен хранить до 8,54 Гб данных. Единственный минус “слоеного ноу-хау” в том, что для чтения информации требуется дорогой лазер с изменяемым фокусным расстоянием. Соответственно этому значительно увеличивается стоимость конечных устройств — “ридеров”. Дальнейшим развитием стандартов DVD-5 и DVD-9 стали двухсторонние DVD-10 ( 9,4 Гб) и DVD-18 ( 17,08 Гб). Современные DVD-ROM без проблем читают диски всех описанных форматов. К сожалению, в нашей стране большее распространение получили именно односторонние однослойные диски (DVD-5), хотя в буржуазной Европе-Америке уже достаточно давно в открытой продаже имеются и видео-, и аудиодиски стандартов DVD-10 и DVD-18. Таблица совместимости форматов* Формат диска Привод DVD-ROM Привод DVD-R(G) Привод DVD-R(A) Привод DVD-RW Привод DVD-RAM Привод DVD+RW
DVD-ROM + + + + + +
DVD-R(G) ++/+ +/- +/+ +/- +/-DVD-R(A)+ +/- +/+ +/- +/- +/-
DVD-RW ++/- +/- +/+ +/- +/-DVD-RAM- -/- -/- -/- +/+ -/-DVD+RW+ +/- +/- +/- +/- +/+

• Читает/пишет. **Возможны исключения, например некоторые DVD-R(G) не читаются на первых модификациях приводов DVD-ROM.Мой номер — 245, на телогреечке печать При разработке Digital Versatile Disk были также учтены интересы голливудских воротил, не на шутку обеспокоенных проблемой защиты информации. Для начала, в лучших традициях детей лейтенанта Шмидта, весь мир был поделен на шесть региональных зон.

Каждый DVD-ROM содержит в своей прошивке намертво вбитый номер региона, для которого данный плеер предназначен. Такой же номер зашит и в любой лицензионный DVD-диск. Если коды регионов не совпадают — дело швах. Кина не будет. Идеологическая подоплека такого подхода в том, что прокат и продажа фильма начинается в разных регионах в разные сроки. Зачастую версии одних и тех же фильмов для Америки, Европы и всеядной России различаются как небо и земля. Кроме того, играют свою роль местная цензура и законодательные ограничения. Разделение мира на регионы позволило временно предотвратить нелегальное распространение голливудской классики по миру. Как вскорости выяснилось, защита оказалась настолько эффективной, что смогла заблокировать продажи даже вполне легальной продукции. Тому способствовали запутанные реселлерские каналы компьютерных продавцов и медлительность процесса “локализации” дисков. Отличные японские ридеры, по случаю привезенные из Сибири, тяжело воспринимали великолепные англоязычные фильмы с Канарских островов. В итоге многие производители плееров сперва нелегально, а потом с молчаливого попустительства отцов индустрии начали выпускать проигрыватели с отключенной региональной защитой. Тем не менее в продаже все еще можно встретить “географически подкованный” плеер, который не дружит с пиратскими сокровищами Горбушки. Зональная защита — далеко не единственный цербер, оберегающий информацию от расхитителей капсобственности. На службе DVD стоят еще несколько оригинальных технических решений, серьезно затрудняющих нелегальное копирование. Стандарт защиты Macrovision оберегает видеосигнал от записи на видеомагнитофоны. Принцип действия — в создании постоянных помех, что сбивает автоподстройку видеомагнитофонов под входящий видеосигнал и искажает запись до неузнаваемости. Способы борьбы с данным “злом” уже найдены и заключаются в использовании выхода RGB или в изменении прошивки плеера. Алгоритм CGMS (Copy **Generation Management System)**защищает видеопоток от захвата платами видеомонтажа и ТВ-тюнерами. Для этого в сигнал NTSC добавляется специальная строка защиты, искажающая картинку и звук. Механизм защиты CSS (Content Scrambling System) шифрует все данные, содержащиеся на DVD-диске, чтобы потом при воспроизведении расшифровывать их на лету. В 1999 году этот хитрый алгоритм не выдержал напора пиратских страстей и пал жертвой хакеров, одарив мир сотнями нелегальных дисков. Не осталась без внимания и аудиочасть диска D

VD. Система защиты CPPM (Content Protection for Prerecorded Media) надежно сторожит музыкальные хиты путем добавления в проигрываемый файл особой метки, препятствующей копированию музыки в компьютерных системах. А бытовые системы выдают на линейный выход сигнал с пониженным битрейтом, сводя результат всех изобретательских потуг на абсолютный ноль. Меняю DVD-проигрыватель на DVD-выигрыватель Какая свадьба без баяна, и какой стандарт хранения информации без возможности самостоятельной записи дисков? Стандарт DVD, не успев надежно обосноваться на рынке накопителей информации, столкнулся с серьезной конкуренцией со стороны традиционных CD-дисков. На рынок хлынул поток дешевых пишущих приводов. Сегодня продажи накопителей CD-RW вплотную приблизились к продажам традиционных приводов CD-ROM. Цены на дисководы CD-RW упали практически ниже себестоимости и стали чарующе близки к кошельку практически любого покупателя. Само собой, DVD-форум вынужден бороться со сложившейся ситуацией. На переднем рубеже защиты встали широкой грудью так называемые “комбо-приводы” (CD/DVD-combo). Они удачно сочетают в себе возможность чтения дисков стандарта DVD-ROM и запись дисков стандартов CD-R и CD-RW. Доля данных устройств на рынке сравнительно мала — у крупных производителей накопителей модели данной линейки занимают 3—5 процентов от общего ассортимента продукции. Но именно они являются лучшим выбором для тех людей, кому традиционного CD-RW дисковода уже мало, а возможность записи дисков DVD их пока не интересует.

Действительно, “зачем платить больше” и покупать два раздельных привода, если комбинированные дисководы полностью заменяют их за гораздо более низкую цену. Зачастую именно этот довод являются решающим при покупке лазерного привода стандарта CD-RW/DVD. Ибо иных преимуществ перед конкурирующими устройствами, кроме цены, комбо-приводы не имеют. Что ни говори, а стандарт CD-RW/DVD является бабочкой-однодневкой, призванной развлекать пользователей до того момента, когда цены на пишущие приводы DVD упадут до разумных пределов. Одноразовое удовольствие История рождения на свет пишущих приводов стандарта DVD немного напоминает детскую басню о лебеде, раке и щуке. Денежная идея устройства, способного упихать на один носитель до 4,7 Гб информации, внесла раздор в ранее монолитные ряды DVD-форума. Вдоволь насытившись плодами коллективного творчества, ведущие бренды вновь рассыпались на группы заинтересованных товарищей. Первыми на рынок вышли диски DVD-R от патриарха цифровой индустрии — компании Pioneer. Носители и устройства этого формата поступили в продажу еще в далеком 1997 году. При создании спецификации за основу была взята уже отлаженная и проверенная идея формата CD-R. Если вкратце, то отличие болванки DVD-R от обычного диска DVD-ROM заключается в специальном пигментном слое, чутко реагирующем на прикосновения лазерного луча. **

Лазер с длиной волны635нм просто выжигает необходимую информацию на светоотражающем слое. То есть, говоря иными словами, принципиальных отличий от технологии записи дисков CD-R нет. Единственная разница — в высокой плотности записи информации и иной файловой системе. Первый диск, изготовленный по технологии DVD-R, вмещал "всего"3,95Гб информации и стоил порядка50долларов США. Сам пишущий привод был выпущен на рынок по астрономически высокой цене в $17 000. Чуть позже, в1999году, появилась версия1.9стандарта DVD-R. Диск, изготовленный по новой идеологии, вмещает4,9Гб информации. Так же как и диски CD/DVD, DVD-R выпускается в двух форм-факторах — диаметром80и120мм. Толщина диска составляет1,2мм. Формат DVD-R версии 1.9 получил официальный сертификат DVD-форума. Настало время подумать о пресловутой защите авторских прав. Именно в думах о сохранении копирайта и родился последний на сегодняшний день стандартDVD R 2.0**, включающий в себя защиту от нелегального копирования. Решение традиционно: в служебную зону болванки записывается информация, предотвращающая перезапись его содержимого. С распространением понятия “копирайт” DVD-R практически моментально разделился на два микростандарта — для записывающих студий и для обычных пользователей. Их главное отличие друг от друга — в длине волны применяемого лазера. Для профессионального формата используется635нм, для “домашнего” формата —650 нм. То есть записать на бытовом устройстве студийный диск нельзя, равно как и на студийном не закатать обычную DVD-R болванку. Чтение информации с дисков обоих типов происходит без проблем.

Профессиональный формат DVD-R(A) (DVD-R For Authoring) сохранил обратную совместимость с версиями 1.0 и 1.9. Привод DVD-R(A) без проблем прожигает болванки старого типа. Основная изюминка стандарта — возможность записи заголовков дисков в формате Cutting Master Format (CMF). Это позволяет использовать болванки DVD-R(A) в качестве мастер-дисков для последующего серийного тиражирования. Из заголовков CMF заводские дупликаторы получают всю необходимую им для функционирования информацию. Также отметим, что в формат изначально не была включена возможность потокового шифрования данных CSS. Стандарт DVD-R(G) (DVD-R For General) ориентирован на массового потребителя. Длина волны записывающего лазера в 650 нм не позволяет корректно прожигать диски старых форматов DVD-R 1.0 и 1.9; их можно только считывать. Для записи информации используются диски стандарта General DVD-R. Поддерживаются как односторонние (на 4.7 Гб), так и двусторонние (на 9,4 Гб) диски. Еще одним преимуществом формата является низкая стоимость пишущих приводов — примерно на один нолик дешевле, чем у профессиональных “писак” DVD-R(A). Именно формат DVD-R(G) ныне является общепринятым синонимом DVD-R и поддерживается практически всеми проигрывателями DVD-ROM. Единственный недостаток формата — невозможность использования DVD-R(G) в качестве мастер-диска для последующего тиражирования (отсутствует поддержка CMF). Считается, что в домашних условиях эта возможность вряд ли будет востребована.

Записки Pioneer После появления однократно записываемых DVD-R следующим логичным шагом стал выпуск многократно перезаписываемых дисков DVD-RW. И вновь пионером в этой области стала фирма Pioneer. За основу разработчики взяли уже проверенную временем идею перезаписываемого формата CD-RW. В пишущем приводе, как и в устройствах DVD-R, используется лазер с длиной волны 635 нм. Единственная разница заключается в материале информационного слоя. Он может многократно менять свои оптические характеристики под воздействием лазерного луча разной мощности. Гарантируется до 1000 циклов качественной перезаписи. Пока существуют только односторонние диски DVD-RW емкостью 4,7 Гб. Благодаря конструктивному родству приводы DVD-RW без проблем пишут диски стандарта DVD-R(G). Первая версия стандарта вышла в декабре 1999 года. Она включала в себя систему защиты CSS, встраиваемую в пишущий привод и не позволяющую ему прожигать копии лицензионных дисков. По спецификации в заголовке (lead-in) диска выдавливается служебная информация. Она-то и предотвращает нелегальное копирование содержимого болванки. Как побочный эффект использования CSS — у многих DVD-RW версии 1.0 возникли проблемы с чтением в бытовых проигрывателях. В итоге была выпущена версия стандарта 1.1 , в которой lead-in прописывался лазерным лучом. Это позволило решить проблему несовместимости. Именно диски стандарта DVD-RW 1.1 являются наиболее частыми гостями на наших прилавках. Специально для хранения защищенной информации впоследствии была разработана версия стандарта 1.1b. По ее спецификации каждый диск обладает уникальным 56 -битным идентификационным номером, с помощью которого шифруются все содержащиеся на нем данные. В итоге, даже если информацию удастся переписать, она не прочитается из-за отсутствия ключа.

Первые болванки и приводы нового стандарта появились на рынке в 2001 году. С тех пор доля дисков DVD-RW на рынке значительно возросла. В итоге они практически полностью совместимы со всем существующим парком DVD-приводов. Исключение составляют лишь очень старые модели DVD-ROM и бытовых проигрывателей, мощности лазера которых не хватает на чтение информации с информационной подложки. Ведь отражающая способность ее серьезно уступает традиционным дискам DVD-ROM и DVD-R. Лазерный винчестер Но DVD-RW не суждено было стать “самодержавным пионером” рынка перезаписываемых DVD носителей. На лакомый кусочек рынка нацелился исследовательский отдел корпорации Matsushita (в миру — Panasonic). Она разработала свой, альтернативный формат перезаписываем

track — дорожка, header — заголовок sector — сектор, embossed — “выдавленная”, информация zones — зоны диска
ых носителей, получивший название DVD-RAM. В процессе технологических пертурбаций стандарт утратил практически все свойственные DVD черты, включая совместимость с приводами DVD-ROM. Первые приводы DVD-RAM появились на рынке в 1998 году. В накопителях и дисках нового стандарта слились воедино основные технологии DVD и MO (магнитооптика). Лазер нагревает поверхность диска, и она меняет свои отражающие свойства. Основное отличие от дисков DVD-RW — нанесенные на поверхность диска метки секторов. Это роднит технологию DVD-RAM с традиционными винчестерами и позволяет форматировать болванки DVD-RAM под любую “традиционную” файловую систему, включая FAT32. Емкость одностороннего диска составляет 4,7 Гб, двустороннего — 9,4 Гб. Диски выдерживают до 100 000 циклов перезаписи. Приводы без особых проблем читают все известные форматы DVD. Физически носитель DVD-RAM представляет собой одно- или двусторонний диск, помещенный в пластиковый картридж размерами 124,6x135,5x8,0 мм. Именно из-за этого картриджа шансы прочитать диск DVD-RAM в обычном накопителе DVD близки к нулю. Если картридж не запаян намертво, можно извлечь диск и попробовать прочитать его в “обычном” дисководе с поддержкой стандарта DVD-RAM. На данный момент основным применением пишущих приводов и дисков данного стандарта является резервное копирование информации. Здесь очень пригодятся и высокий ресурс, и большая емкость носителей. Заменим минусы на плюсы

Прочие члены форума DVD тоже не хотели оставаться голодными и разработали собственный стандарт перезаписываемых дисков, внеся свою долю в общую неразбериху названий и аббревиатур. Philips, Sony, Hewlett-Packard, Dell, Ricoh и Yamaha , объединившись, заменили “тире” в аббревиатуре DVD-RW на “плюс” и выпустили свой стандарт DVD+RW. Работоспособная версия спецификации с поддержкой видеодисков и носителей емкостью в 4,7 Гб появилась в 1999 году. Никаких принципиальных технологических отличий между DVD-RW и DVD+RW нет. Разница в формате представления информации. DVD+RW, в отличие от DVD-RW, поддерживает мультисессионную запись (запись в несколько приемов). Более высокая точность позиционирования лазерного луча позволяет осуществлять коррекцию данных “на лету”, в реальном времени переписывая отдельные сбойные сектора диска. Также, по мнению многих специалистов, в DVD+RW реализован более совершенный алгоритм коррекции ошибок.

dummy substrate — верхняя подложка, substrate — подложка, bonding — припрессовка, bonding layer — связующий слой, protective layer — защитный слой, reflective layer — отражающий слой, recording layer — записываемый слой
Помимо поддержки записи DVD+RW дисков, стандарт официально позволяет производить запись дисков CD-R и CD-RW. У приводов других стандартов такая возможность официально не заявлена. В плане совместимости диски DVD+RW не уступают своим конкурентам DVD-RW — они также читаются всеми новыми моделями бытовых и компьютерных проигрывателей. Вот такие вот мы нестандартные Не останавливаясь на достигнутом уровне хаоса, члены консорциума любителей “плюсов” выпустили в 2002 году однократно записываемые носители DVD+R. Принципы нового стандарта полностью аналогичны DVD+RW — та же “продвинутая коррекция ошибок” и мультисессионная запись информации. В дисках DVD+R также применяется специальный отражающий слой с повышенными рефлективными способностями. Это позволяет устранить проблемы с совместимостью дисков из-за недостаточной мощности лазера и низкой точности позиционирования луча в бытовых проигрывателях и старых приводах DVD-ROM. Единственным, но критичным недостатком формата стало то, что ни один старый привод DVD+RW не способен записать диски DVD+R — их лазеры не поддерживают нужного режима работы. Эти проблемы обратной совместимости серьезно замедлили распространение стандарта в массах. А тем временем не за горами новые технологии записи.

minimum pit length — минимальный размер ячейки, optical transmitters protection, layer — защитный слой, minimum mark length — минимальный размер ячейки, substrate — подложка, track pitch — шаг записи
Голубой вагон бежит, качается… Устав от бесконечной череды стандартов и названий, принесшей немало убытков технологии DVD, ведущие игроки рынка решили снова объединить свои усилия. Компании Sony, Matsushita (Panasonic), Samsung, LG, Philips, Thomson, Hitachi, Sharp и Pioneer объявили о разработке нового формата носителей информации. Именно он в свое время станет преемником DVD. Будущий герой получил название Blu-Ray (“Голубой луч”). Носитель стандарта Blu-Ray сохранил размеры своих предшественников — все те же 120 мм в диаметре. Емкость диска увеличена практически в 7 раз. Односторонний однослойный диск Blu-Ray способен нести до 27 Гб информации. Своим названием стандарт обязан применению синего лазера с длиной волны 405 нм. Для справки: в дисках CD и DVD применялись лазеры красного спектра. Уменьшившаяся длина волны позволила понизить шаг спирали вдвое, до 320 нм. Изменилась также и толщина защитного покрытия диска — с 0,6 мм до

0,1 мм. Это позволит уменьшить ошибки, возникающие при чтении и записи информации. Предусмотрены различные размеры дисков Blu-Ray. Так, компания Philips выпустила 30- мм диск емкостью в 1 Гб и привод к нему. Подобные диски предназначены для мобильных ПК и не менее мобильных телефонов. Диски Blu-Ray емкостью 27 Гб недавно были стандартизированы и получили наименование BD-27. В производство также запущены двухслойные диски емкостью 54 Гб. Подобного объема хватит для сохранения двухчасового фильма в набирающем популярность стандарте HDTV. Выпуском данных носителей занимаются компании Sony, JVC, TDK и Samsung. Массовый выход приводов на рынок намечен на 2004 год. Предполагается, что основным конкурентом нового стандарта станет все тот же DVD. Аналитики предсказывают массовое падение цен на DVD-приводы и накопители.Возможно, они сместятся из сектора middle-end систем в массовый сектор рынка, полностью вытеснив формат CD-ROM. Viva la Revolution! Спецификации наиболее популярных форматов DVD Параметр DVD-ROM однослойный DVD-ROM двухслойный DVD-R Authoring DVD-R General DVD-RW DVD+RW
Емкость, Гб 4,7 8,54 4,7 (3,95) 4,7 4,7 4,7
Длина волны, нм 650 650 635 650 650 650
Отражающая способность, % 45—85 18—30 45—85 45—85 18—30 18—30
Глубина модуляции >0,6 >0,6 >0,6 >0,6 >0,6 >0,6
Ширина дорожки, мкм 0,74 0,74 0,74 0,74 0,74 0,74
Минимальная длина пита, мкм 0,4 0,44 0,4 (0,44) 0,4 (0,44) 0,4 0,4