Der physikalische Disc-Aufbau

Eine DVD sieht einer CD zum Verwechseln ähnlich. Der einzige Unterschied, den man optisch ausmachen kann, liegt im Falle einer beidseitig bespielten DVD vor, da diese keinerlei Label vorweisen kann. Ansonsten teilen sich beide Formate die gleichen Abmessungen. (Der wahrscheinlichst positivste Effekt dieser Maße für die Industrie liegt darin, dass durch die Verwendung desselben Formfaktors die Produktionsstätten von aufwendigen Umrüstaktionen verschont bleiben.)

• Durchmesser: 12 cm, wie eine normale CD. (Zusätzlich gibt es noch DVDs mit nur 8 cm Durchmesser.) .
• Dicke: 1,2 mm, ebenfalls wie eine normale CD.

Jenseits dieser visuellen Ähnlichkeiten hören dann aber die gemeinsamen Attribute auf. Eines der letzten ist, dass die DVD die Daten zwar ebenfalls wie eine CD mit Pits und Lands speichert, die Dimensionen hier aber drastisch verkleinert worden sind. Ferner besteht eine DVD aus zwei verschiedenen Seiten, die beide jeweils zwei Datenschichten enthalten können. Je nachdem, wie groß der Durchmesser ist und aus wie vielen bespielten Schichten und Seiten eine DVD besteht (und damit auch, wie viel Kapazität sie beherbergen kann), wird sie anders benannt. Die Palette reicht dabei von DVD-1 (8 cm Durchmesser, eine Schicht, eine Seite, 1,4 GB) bis zur DVD-17 (12 cm Durchmesser, zwei Schichten, zwei Seiten, 17 GB).

DVD-5
Wenn man einmal von den 8 cm-Scheiben absieht, ist die DVD-5 die einfachste DVD-Variante. Auf dem gleichen physikalischen Platz einer CD lassen sich bei dieser DVD beinahe sechsmal so viele Daten
speichern, also statt 650 MB 4,7 GB. Erreicht wird dies durch:

• eine Verkleinerung der Pits (0,4 Mikrometer im Gegensatz zu 0,9)
• eine dichtere Verteilung der Pits
• einem engeren Spurabstand der Helix (statt 1,6 Mikrometer wie bei der CD nur noch 0,74 Mikrometer).

Eine DVD-5 besteht wie alle anderen auch aus zwei 0,6 mm dicken Seiten, die Rücken an Rücken aneinander geklebt sind. Allerdings ist nur eine der Seiten mit Daten bespielt, die andere besteht einzig aus der Polykarbonatbasis. (Das Aneinanderkleben der zwei Seiten besitzt außer dem Vorteil, die doppelte Speichermenge unterbringen zu können, übrigens auch den willkommenen Nebeneffekt, dass sich DVDs nicht so leicht wölben können. Der Nachteil liegt darin, dass man eine doppelseitig bespielte DVD schwerlich mit einem Label versehen kann.)

DVD-10
Die DVD-10 ist sozusagen das doppelte Lottchen der DVD-5 und besteht aus zwei bespielten Seiten. Jede der 0,6 mm dicken Seiten ist im Grunde eine ‚vollwertige‘ Disc für sich, aber um die zweite Seite im Laufwerk ablesen zu können, muss die Scheibe umgedreht werden.

DVD-9 / DVD-17
Diese Scheiben bestehen aus zwei Schichten, entweder nur auf einer Seite (DVD-9, DVD-14) oder auf beiden (DVD-17). Die erste Schicht ist natürlich semitransparent, damit der Laser auch die Daten der darunterliegenden Schicht erreichen kann. Erreicht wird dies durch zwei alternative Methoden:

• Entweder durch eine Art teildurchlässiger Folie, die auch die Refelektorschicht für die erste Schicht enthält und die über der tieferen Pit-Ebene aufgebracht wird (Imation-Verfahren).
• Oder durch einen semitransparenten Kleber, der aber nicht zwei Schichten voneinander trennt, sondern zwei Seiten (Matsushita-Verfahren). Das heißt, im Grunde kann man hier natürlich nicht von ‚Trennen‘, sondern muss eher von ‚Verbinden‘ reden. Aber wie auch immer. Der wesentliche Unterschied zwischen diesen beiden Verfahren liegt auf jeden Fall darin, dass das Imation-Verfahren tatsächlich zwei Schichten zur Verfügung stellt, während das Matsushita-Verfahren zwar wesentlich unkomplizierter und weniger aufwendig in der Herstellung ist, aber im Grunde eine Zwei-Seiten-Disc hinterlässt, die ohne Umzudrehen gelesen werden kann.

Beiden gemeinsam ist natürlich das Prinzip: Die teildurchlässige Erstschicht kann ohne Probleme durchdrungen werden, um Zugang zu den tieferliegenden Daten zu erlangen. Dazu wird der Laser kurzzeitig refokussiert. (Ein im Laufwerk integrierter Cache soll bei der Videowiedergabe übrigens einen nahtlosen Übergang von einem Layer zum anderen ermöglichen – allerdings ist die Implementierung nicht immer bestens gelungen. Unter Umständen macht sich eine kurze Stockung im Datenfluss bemerkbar, die das Videobild für einen kurzen Moment einfriert.)

DVDs mit zwei Schichten besitzen auf dem unterem Layer aus Gründen der Datensicherheit geringfügig größere Dimensionen (0,44 Mikrometer ‚große‘ Pits) und eine leicht erhöhte Lesegeschwindigkeit (3,84 m/s statt 3,49 m/s).

Double-Sided/Dual-Layer-Kombinationen
Der Grund dafür, dass man momentan zwar sehr viele DVDs mit zwei Seiten (DVD-10) oder einseitig bespielte mit zwei Schichten (DVD-9) erstehen kann, jedoch noch keine Kombinationen beider Varianten (DVD-17), liegt darin, dass die Fertigung von DVD-17-Scheiben nach dem Imation-Verfahren erheblich komplizierter vonstatten geht, als für alle anderen DVD-Varianten, und längst nicht alle Produktionsstätten mit der notwendigen Technologie ausgerüstet sind. Momentan wird man bestenfalls DVD-14 finden können, die zwar zwei Seiten besitzen, bei denen aber nur eine Seite mit zwei Schichten ausgestattet wird.

Speicherkapazitäten
Hier finden Sie eine Auflistung aller DVD-Nur-Lese-Varianten, deren Speicherkapazitäten und das Fassungsvermögen für normal komprimierte Audio- und Videodaten in Stunden und Minuten.

Zum Verlauf der Datenspuren der einzelnen Schichten
Die Datenspur der ersten Schicht verläuft wie jene auf CDs: vom Mittelloch ausgehend spiralförmig nach außen. Für die Spur der zweiten Schicht gibt es zwei Alternativen:

• Ein PTP-Track (Parallel-Track-Path), welcher parallel zum Track der ersten Schicht verläuft und während des Lesevorgangs beliebig gewechselt werden kann (um einen Film beispielsweise aus einem anderen Kamerawinkel betrachten zu können).
• Ein OTP-Track (Opposite Track Path), welcher die umgekehrte Ausleserichtung hat (für Filme mit Überlänge beispielsweise). Am Ende des Tracks der ersten Schicht wird der Laser refokussiert und der Lesevorgang verläuft gradlinig weiter – nur in umgekehrter Richtung, also von außen nach innen.

Zum Lesevorgang
Die Lasertechnik – die Verkleinerung der physikalischen Dimensionen erfordert natürlich dementsprechend modifizierte Pickups. Kleinere Pits, geringerer Pit- und Spurabstand und die geringere Dicke der Disc (0,6 mm im Gegensatz zu 1,2 mm) benötigen einen Rotlichlaser mit kürzerer Wellenlänge (650, beziehungsweise 635 nm im Gegensatz zu 780 nm), der gleichzeitig auch stärker gebündelt seine Arbeit verrichten kann.

Reed Solomon Code
Die für die CD gebräuchliche Fehlerkorrektur wurde durch eine wesentlich effektivere ersetzt, die den veränderten Dimensionen besser gerecht wird: RS-PC (Reed Solomon Product Code). Diese besitzt eine um den Faktor Zehn gesteigerte Zuverlässigkeit.

EFM Plus, das Modulationsverfahren
Das von der CD bekannte digitale Modulationsverfahren EFM (Eight to Fourteen Modulation) wurde um zwei Bit auf 16 Bit (plus 3 Kontrollbits) pro vorhandenem abzuspeicherndem Byte (8 Bit) erhöht. Und als ob die gleichen Leute, die schon Generationen von Kinogängern mit unmöglichen Übersetzungen in Entzücken versetzten, auch hier den Ton angeben, nannte man dieses Modulationsverfahren nicht naheliegenderweise ESM, sondern EFM Plus – was nicht viel Sinn macht, aber wenigstens bekannt klingt.

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