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Optischer Datenspeicher Als optischer Datenspeicher werden auswechselbare Massenspeicher bezeichnet die durch optische A

Optischer Datenspeicher

Als optischer Datenspeicher werden auswechselbare Massenspeicher bezeichnet, die durch optische Abtastung (meist mittels Laser) gelesen oder beschrieben werden. Neben optischen Platten gab es auch Entwicklungen von optischen Bändern, die hier nicht beschrieben werden.

Beschreibbare optische Datenträger
Größenvergleich zwischen Laserdisc (30 Zentimeter Durchmesser) und CD/DVD (12 Zentimeter Durchmesser)
Wasser läuft auf einer CD-RW. Da optische Datenträger wasserdicht sind, bleiben die Daten unversehrt.

Die bekanntesten optischen Speichermedien sind die CD-ROM (Beginn der nennenswerten Verbreitung seit etwa 1981) und deren Weiterentwicklungen DVD (seit etwa 1996) und Blu-ray Disc (seit etwa 2007). Daneben wurden noch diverse andere Medien und auch die Hybridvariante der Magneto-Optical Disc entwickelt. Diese haben jedoch in der Praxis eine geringere Bedeutung. Nur einmal beschreibbare optische Speichermedien werden WORM (vom englischen write once, read many, deutsch einmal schreiben, vielfach lesen) genannt und für die Archivierung von digitalen Informationen eingesetzt.

Optische Speichermedien sind zwar nicht anfällig für Datenverluste aufgrund eines mechanischen Versagens des Magnetkopfes wie bei Festplatten oder dem Versagen von Schaltkreisen wie bei Flash-Speichern, allerdings sind sie der natürlichen Alterung ausgesetzt und anfällig für Kratzer auf der Oberfläche. Bei einem möglichen Defekt eines optisches Laufwerkes bleibt die Datenscheibe jedoch unversehrt. Zudem bewahren Verfahren zur digitalen Fehlerkorrektur die vollständige Datenkonsistenz bei mäßigen Oberflächenkratzern auf. Datenträger mit höherer Datendichte wie Blu-ray Discs sind mit entsprechend höherer Fehlertoleranz ausgestattet.

Geschichte Bearbeiten

Das Unternehmen Foto-Mem wurde 1967 mit dem Ziel gegründet, Massenspeicher für Computer zu entwickeln, die im Gegensatz zu den damals üblichen Verfahren Daten nicht magnetisch auf Trommeln, Bändern oder Platten speichern, sondern auf optischen Medien. Anfang der 1970er Jahre gelang es Foto-Mem, eines seiner FM-360-Systeme an die New York Times zu verkaufen, die damit Inhalte alter Ausgaben archivieren wollte. Schließlich ging Foto-Mem das Geld aus und die Firma musste 1973 Konkurs anmelden, ohne je ein vollständig funktionierendes Gerät installiert zu haben.

Typen Bearbeiten

Tabelle der gebräuchlichsten Formate Bearbeiten

Es gibt viele verschiedene Formate optischer Platten:

Name Ursprünglich
für 		Kapazität⁠a
[GB] 		Nicht
beschreibbar 		Einmal-
beschreibbar 		Wieder-
beschreibbar 		RAM-Version Größere Version⁠b
CD Audio 0,7 CD-DA (Audio)
CD-ROM (Daten)		 CD-R CD-RW – –
DVD Video 4,7 DVD-Video
DVD-Audio
DVD-ROM		 DVD+R⁠c
DVD-R		 DVD+RW⁠c
DVD-RW		 DVD-RAM DL (8,5 GB)
DL Flipper (2 × 8,5 GB)
BD HD-Video 25 BD-ROM BD-R BD-RE – DL (50 GB)
BDXL (100–128 GB)
a 
Die wirklichen Kapazitäten können je nach Fabrikat um einige Prozent von den angegebenen abweichen. CD-Rs gibt es z. B. u. a. mit 650 MB oder 700 MB.
b 
Die größeren Versionen gibt es i. A. sowohl als ROM, einmal- oder wiederbeschreibbare Version.
c 
Die Hersteller konnten sich bei den beschreibbaren Versionen der DVD nicht auf ein Format einigen, so gibt es die Plus- und die Minus-Variante.

Übersicht optischer Datenspeicher Bearbeiten

Name Kapazität⁠a Experimentell⁠b Zeitraum⁠c
Laserdisc (LD) 300 MB 1971–2001
Write Once Read Many Disk (WORM) 0,2–6,0 GB 1979–1984
Compact Disc (CD) 650–900 MB seit 1981
MiniDisc (MD) 140 MB seit 1989
Magneto Optical Disc (MOD) 0,1–16,7 GB seit 1990
Phasewriter Dual (PD) 600 MB 1995–1999
Digital Versatile Disc (DVD) 4,7–17 GB seit 1995
Laser Intensity Modulation Direct OverWrite (Limdow-Disc) 2,6 GB 10 GB seit 1996
GD-ROM 1,2 GB seit 1997
Fluorescent Multilayer Disc 50–140 GB 1998–2003
Versatile Multilayer Disc (VMD) 5–20 GB 100 GB 1999–2010
Hyper CD-ROM 1 PB 100 EB seit 1999
DataPlay 500 MB 1999–2006
Ultra Density Optical (UDO) 30–60 GB seit 2000
HD-FVD (FVD) 5,4–15 GB seit 2001
Enhanced Versatile Disc (EVD) DVD 2002–2004
HD DVD 15–51 GB 1 TB 2002–2008
Blu-ray Disc (BD) 25–100 GB 400 GB seit 2002
BD XL 100 GB, 128 GB 1 TB seit 2010
Professional Disc for Data (PDD) 23 GB 2003–2006
Professional Disc 23–128 GB seit 2003
Digital Multilayer Disk 22–32 GB 2004–2007
Multiplexed Optical Data Storage (MODS-Disc) 250 GB – 1 TB seit 2004
Universal Media Disc (UMD) 900 MB – 1,8 GB seit 2004
Holographic Versatile Disc (HVD) 3,9 TB seit 2004
Protein-coated Disc (PCD) 50 TB seit 2005
M-DISC 4,7 GB (DVD-Format), 25 GB (Blu-Ray-Format), 100 GB (Blu-ray – BD-R XL) seit 2009
Archival Disc 0,3 - 1 TB seit 2014
Ultra HD Blu-ray 50 GB, 66 GB, 100 GB, 128 GB seit 2015
a 
Die wirklichen Kapazitäten können je nach Fabrikat um einige Prozent von den angegebenen abweichen. CD-Rs gibt es z. B. u. a. mit 650 MB oder 700 MB.
b 
Das beinhaltet Prototypen und theoretische Größen.
c 
Angaben von Beginn der Entwicklung bis zu Vermarktungsende oder Aufgabe der Entwicklung.

Vorteile Bearbeiten

  • Geringe Abnutzung durch berührungsloses Lesen
  • Geringe Medienkosten

Nachteile Bearbeiten

  • Einige beschreibbare und wiederbeschreibbare Medien – hier vor allem CD-R, CD-RW, DVD±R und DVD±RW – haben nur eine begrenzte zeitliche Haltbarkeit.
  • Bei unsachgemäßer Lagerung können Probleme während des Lesevorganges auftreten.
  • Begrenzte Zahl an Schreibzyklen bei wiederbeschreibbaren Medien (DVD-RAM max. 1.000.000, andere CD/DVD-Formate max. 1.000, in der Realität meistens deutlich weniger).

Vergleichstabelle Bearbeiten

CD DVD HD DVD Blu-ray Disc Ultra HD Blu-ray
Speicherkapazität (SL/DL/TL/QL): 540–900 MB 4,7/8,5 GB 15/30/51 GB 25/50 & 66/100 & 128/200 GB -/50 & -/60/100 & -/-/-/128
Markteinführung: 1982
(noch erhältlich) 		1996
(noch erhältlich) 		2005
(bereits eingestellt) 		2006
(noch erhältlich) 		2015

(noch erhältlich)

Datenrate (1×): 1,228 MBit/s (Daten),
1,411 MBit/s (PCM-Audio) 		11,08 MBit/s 36,55 MBit/s 36 MBit/s 72–144 Mbit/s
Lesemethode: CAV/CLV
Laser-Wellenlänge: 780 nm (Nahes Infrarot) 650 nm (Rot) 405 nm (Violett) 405 nm (Violett) 405 nm (Violett)
Numerische Apertur (NA): 0,45 0,60 0,65 0,85 0.85
Fokusdurchmesser: 650 nm 542 nm 312 nm 238 nm 238 nm
Spurabstand: 1,60 µm 0,74 µm 0,40 µm 0,32 µm 0,32 μm
Laserpunkt: 2,11 µm 1,32 µm 0,76 µm 0,58 µm 0,58 µm
Video-
codec: 		MPEG-1 ja ja ja ja ja
MPEG-2 nein ja ja ja ja
H.264/MPEG-4 AVC nein nein ja ja ja
VC-1 nein nein ja ja ja
H265/HEVC nein nein nein nein ja
Audio-
codec: 		Linear PCM ja ja ja ja ja
Dolby TrueHD nein nein ja ja ja
DTS-HD Master Audio nein nein ja ja ja
Dolby Digital siehe AC-3 CD ja ja ja ja
DTS siehe DTS-CD ja ja ja ja
Dolby Digital Plus nein nein ja ja ja
Maximale Videoauflösung: 480 × 576 (PAL)A
480 × 480 (NTSC) 		720 × 576 (PAL)
720 × 480 (NTSC)A 		1920 × 1080 (Full HD) 3840 × 2160 (Ultra HD)
Bildwiederholrate: 25 Hz (PAL)
29,97 Hz (NTSC) 		24/25/30p, 50/60i 24/30/50/60p, 50/60i 24/30/50/60p, 50/60i
DRM: keine CSS AACS AACS / BD+ AACS
Datenblockgröße: 2048 Byte

Weblinks Bearbeiten

Einzelnachweise Bearbeiten

  1. Optical Storage Media. (PDF; 424 kB) In: Rheinisch-Westfaelische Technische Hochschule Aachen — Lehrstuhl für Informatik. Abgerufen am 25. Dezember 2020.
  2. ↑ (PDF) (Nicht mehr online verfügbar.) August 2015, archiviert vom Original am 20. Oktober 2020; abgerufen am 18. Januar 2021.
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Veröffentlichungsdatum:
Als optischer Datenspeicher werden auswechselbare Massenspeicher bezeichnet die durch optische Abtastung meist mittels Laser gelesen oder beschrieben werden Neben optischen Platten gab es auch Entwicklungen von optischen Bandern die hier nicht beschrieben werden Beschreibbare optische DatentragerGrossenvergleich zwischen Laserdisc 30 Zentimeter Durchmesser und CD DVD 12 Zentimeter Durchmesser Wasser lauft auf einer CD RW Da optische Datentrager wasserdicht sind bleiben die Daten unversehrt Die bekanntesten optischen Speichermedien sind die CD ROM Beginn der nennenswerten Verbreitung seit etwa 1981 und deren Weiterentwicklungen DVD seit etwa 1996 und Blu ray Disc seit etwa 2007 Daneben wurden noch diverse andere Medien und auch die Hybridvariante der Magneto Optical Disc entwickelt Diese haben jedoch in der Praxis eine geringere Bedeutung Nur einmal beschreibbare optische Speichermedien werden WORM vom englischen write once read many deutsch einmal schreiben vielfach lesen genannt und fur die Archivierung von digitalen Informationen eingesetzt Optische Speichermedien sind zwar nicht anfallig fur Datenverluste aufgrund eines mechanischen Versagens des Magnetkopfes wie bei Festplatten oder dem Versagen von Schaltkreisen wie bei Flash Speichern allerdings sind sie der naturlichen Alterung ausgesetzt und anfallig fur Kratzer auf der Oberflache Bei einem moglichen Defekt eines optisches Laufwerkes bleibt die Datenscheibe jedoch unversehrt Zudem bewahren Verfahren zur digitalen Fehlerkorrektur die vollstandige Datenkonsistenz bei massigen Oberflachenkratzern auf 1 Datentrager mit hoherer Datendichte wie Blu ray Discs sind mit entsprechend hoherer Fehlertoleranz ausgestattet Inhaltsverzeichnis 1 Geschichte 2 Typen 2 1 Tabelle der gebrauchlichsten Formate 2 2 Ubersicht optischer Datenspeicher 3 Vorteile 4 Nachteile 5 Vergleichstabelle 6 Weblinks 7 EinzelnachweiseGeschichte BearbeitenDas Unternehmen Foto Mem wurde 1967 mit dem Ziel gegrundet Massenspeicher fur Computer zu entwickeln die im Gegensatz zu den damals ublichen Verfahren Daten nicht magnetisch auf Trommeln Bandern oder Platten speichern sondern auf optischen Medien Anfang der 1970er Jahre gelang es Foto Mem eines seiner FM 360 Systeme an die New York Times zu verkaufen die damit Inhalte alter Ausgaben archivieren wollte Schliesslich ging Foto Mem das Geld aus und die Firma musste 1973 Konkurs anmelden ohne je ein vollstandig funktionierendes Gerat installiert zu haben Typen BearbeitenTabelle der gebrauchlichsten Formate Bearbeiten Es gibt viele verschiedene Formate optischer Platten Name Ursprunglichfur Kapazitat a GB Nichtbeschreibbar Einmal beschreibbar Wieder beschreibbar RAM Version Grossere Version bCD Audio 0 7 CD DA Audio CD ROM Daten CD R CD RW DVD Video 4 7 DVD VideoDVD AudioDVD ROM DVD R c DVD R DVD RW cDVD RW DVD RAM DL 8 5 GB DL Flipper 2 8 5 GB BD HD Video 25 BD ROM BD R BD RE DL 50 GB BDXL 100 128 GB a Die wirklichen Kapazitaten konnen je nach Fabrikat um einige Prozent von den angegebenen abweichen CD Rs gibt es z B u a mit 650 MB oder 700 MB b Die grosseren Versionen gibt es i A sowohl als ROM einmal oder wiederbeschreibbare Version c Die Hersteller konnten sich bei den beschreibbaren Versionen der DVD nicht auf ein Format einigen so gibt es die Plus und die Minus Variante Ubersicht optischer Datenspeicher Bearbeiten Name Kapazitat a Experimentell b Zeitraum cLaserdisc LD 300 MB 1971 2001Write Once Read Many Disk WORM 0 2 6 0 GB 1979 1984Compact Disc CD 650 900 MB seit 1981MiniDisc MD 140 MB seit 1989Magneto Optical Disc MOD 0 1 16 7 GB seit 1990Phasewriter Dual PD 600 MB 1995 1999Digital Versatile Disc DVD 4 7 17 GB seit 1995Laser Intensity Modulation Direct OverWrite Limdow Disc 2 6 GB 10 GB seit 1996GD ROM 1 2 GB seit 1997Fluorescent Multilayer Disc 50 140 GB 1998 2003Versatile Multilayer Disc VMD 5 20 GB 100 GB 1999 2010Hyper CD ROM 1 PB 100 EB seit 1999DataPlay 500 MB 1999 2006Ultra Density Optical UDO 30 60 GB seit 2000HD FVD FVD 5 4 15 GB seit 2001Enhanced Versatile Disc EVD DVD 2002 2004HD DVD 15 51 GB 1 TB 2002 2008Blu ray Disc BD 25 100 GB 400 GB seit 2002BD XL 100 GB 128 GB 1 TB seit 2010Professional Disc for Data PDD 23 GB 2003 2006Professional Disc 23 128 GB seit 2003Digital Multilayer Disk 22 32 GB 2004 2007Multiplexed Optical Data Storage MODS Disc 250 GB 1 TB seit 2004Universal Media Disc UMD 900 MB 1 8 GB seit 2004Holographic Versatile Disc HVD 3 9 TB seit 2004Protein coated Disc PCD 50 TB seit 2005M DISC 4 7 GB DVD Format 25 GB Blu Ray Format 100 GB Blu ray BD R XL seit 2009Archival Disc 0 3 1 TB seit 2014Ultra HD Blu ray 50 GB 66 GB 100 GB 128 GB seit 2015a Die wirklichen Kapazitaten konnen je nach Fabrikat um einige Prozent von den angegebenen abweichen CD Rs gibt es z B u a mit 650 MB oder 700 MB b Das beinhaltet Prototypen und theoretische Grossen c Angaben von Beginn der Entwicklung bis zu Vermarktungsende oder Aufgabe der Entwicklung Vorteile BearbeitenGeringe Abnutzung durch beruhrungsloses Lesen Geringe MedienkostenNachteile BearbeitenEinige beschreibbare und wiederbeschreibbare Medien hier vor allem CD R CD RW DVD R und DVD RW haben nur eine begrenzte zeitliche Haltbarkeit Bei unsachgemasser Lagerung konnen Probleme wahrend des Lesevorganges auftreten Begrenzte Zahl an Schreibzyklen bei wiederbeschreibbaren Medien DVD RAM max 1 000 000 andere CD DVD Formate max 1 000 in der Realitat meistens deutlich weniger Vergleichstabelle BearbeitenCD DVD HD DVD Blu ray Disc 2 Ultra HD Blu ray 2 Speicherkapazitat SL DL TL QL 540 900 MB 4 7 8 5 GB 15 30 51 GB 25 50 amp 66 100 amp 128 200 GB 50 amp 60 100 amp 128Markteinfuhrung 1982 noch erhaltlich 1996 noch erhaltlich 2005 bereits eingestellt 2006 noch erhaltlich 2015 noch erhaltlich Datenrate 1 1 228 MBit s Daten 1 411 MBit s PCM Audio 11 08 MBit s 36 55 MBit s 36 MBit s 72 144 Mbit sLesemethode CAV CLVLaser Wellenlange 780 nm Nahes Infrarot 650 nm Rot 405 nm Violett 405 nm Violett 405 nm Violett Numerische Apertur NA 0 45 0 60 0 65 0 85 0 85Fokusdurchmesser 650 nm 542 nm 312 nm 238 nm 238 nmSpurabstand 1 60 µm 0 74 µm 0 40 µm 0 32 µm 0 32 mmLaserpunkt 2 11 µm nbsp 1 32 µm nbsp 0 76 µm nbsp 0 58 µm nbsp 0 58 µm nbsp Video codec MPEG 1 ja ja ja ja jaMPEG 2 nein ja ja ja jaH 264 MPEG 4 AVC nein nein ja ja jaVC 1 nein nein ja ja jaH265 HEVC nein nein nein nein jaAudio codec Linear PCM ja ja ja ja jaDolby TrueHD nein nein ja ja jaDTS HD Master Audio nein nein ja ja jaDolby Digital siehe AC 3 CD ja ja ja jaDTS siehe DTS CD ja ja ja jaDolby Digital Plus nein nein ja ja jaMaximale Videoauflosung 480 576 PAL A 480 480 NTSC 720 576 PAL 720 480 NTSC A 1920 1080 Full HD 3840 2160 Ultra HD Bildwiederholrate 25 Hz PAL 29 97 Hz NTSC 24 25 30p 50 60i 24 30 50 60p 50 60i 24 30 50 60p 50 60iDRM keine CSS AACS AACS BD AACSDatenblockgrosse 2048 ByteWeblinks BearbeitenOptical Storage Technology Association OSTA seit 2009 nicht mehr aktualisiert Einzelnachweise Bearbeiten Optical Storage Media PDF 424 kB In Rheinisch Westfaelische Technische Hochschule Aachen Lehrstuhl fur Informatik Abgerufen am 25 Dezember 2020 a b White Paper Blu ray Disc Format 4th Edition PDF PDF Nicht mehr online verfugbar August 2015 archiviert vom Original am 20 Oktober 2020 abgerufen am 18 Januar 2021 Normdaten Sachbegriff GND 4172679 0 lobid OGND AKS Abgerufen von https de wikipedia org w index php title Optischer Datenspeicher amp oldid 236261070