Optischer Speicher

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Ein Optischer Speicher ist ein Speicher wie CDs oder DVDs, dessen Informationen auf Optischem Wege (mit Hilfe eines Lasers) gelesen und geschrieben werden.

Inhaltsverzeichnis

Allgemeine Funktionsweise

Die heute gebrÀuchlichen Optischen Speicher sind allesamt WechseldatentrÀger. Die Daten werden auf Scheiben gespeichert, die in einem Laufwerk rotieren und dabei von einem Laser abgetastet oder beschrieben werden.

Mechanischer Aufbau der DatentrÀger

Fast alle gebrĂ€uchlichen Formate haben Ă€hnliche Ausmaße. Das hat den Vorteil, dass Laufwerke verschiedene Formate unterstĂŒtzen können und es somit keinen großen Unterschied macht, ob der Benutzer nun eine CD oder eine DVD benutzt.

Eine CD (wie auch DVD und Nachfolgeformate) ist eine runde Scheibe mit einem Außendurchmesser von 12cm.

Die Daten sind in einer spiralförmigen Spur (von innen nach außen) angeordnet.

Lesevorgang

Auf der Datenschicht des DatentrĂ€gers befindens sich Erhöhungen und Vertiefungen (Pits und Lans). Ein Laser tastet die OberflĂ€che des DatentrĂ€gers ab. Dabei wird der Strahl von der OberflĂ€che reflektiert und von einem Detektor wieder empfangen. Trifft der Strahl auf eine Kante (wo eine Vertiefung anfĂ€ngt oder aufhört), so entsteht eine Phasenverschiebung des polarisierten Lichts durch unterschiedliche WellenlĂ€ngen bei der Reflexion (Auslöschung durch Interferenz). Die "einsen und nullen" stecken also nicht in den Vertiefungen und Erhebungen selbst, sondern in den ÜbergĂ€ngen zwischen diesen.


Verschiedene Formate

Die gebrĂ€uchlichen Optischen Speicher Ă€hneln sich in ihrer Funktionsweise. Die Unterschiede stellen im Wesentlichen eine Weiterentwicklung in Richtung eines grĂ¶ĂŸeren Speichervolumens dar (bei Beibehaltung der physikalischen GrĂ¶ĂŸe des DatentrĂ€gers).

CD

Eine Compact Disc (CD) ist eine runde Scheibe mit einem Außendurchmesser von 12cm. Die Daten werden auf einer spiralförmigen Bahn (von innen nach außen) angeordnet.

Den grĂ¶ĂŸten Teil der CD macht eine transparente Polycarbonat-Schicht aus. An deren Oberseite befinden sich Vertiefungen, die die Daten darstellen. Darauf ist eine Aluminiumschicht aufgedampft, welche den Laserstrahl bei der Abtastung reflektiert. DarĂŒber befindet sich eine Lack-Schicht, auf der sich wiederum ein Aufdruck oder eine Beschriftung sein kann.

DVD

Die DVD (die AbkĂŒrzung stand frĂŒher fĂŒr Digital Video Disc, spĂ€ter dann fĂŒr Digital Versitale Disc) ist Ă€hnlich aufgebaut wie die CD. Die Strukturen sind allerdings noch kleiner als auf einer CD. Außerdem sind die Daten in mehreren Schichten angeordnet. Dadurch sind grĂ¶ĂŸere Datenmengen möglich.

Blue-Ray/HD-DVD

Diese beiden Formate sind die Nachfolge-Formate der CD. Sie bieten ein noch grĂ¶ĂŸeres Speichervolumen.

Dies wird unter anderem durch den Einsatz von Lasern mit kĂŒrzerer WellenlĂ€nge als bei DVD oder CD erreicht. Dadurch können die Strukturen feiner aufgelöst werden. (Das Licht des Lasers befindet sich im blauen Bereich - daher auch der Name Blue-Ray)

Schreibverfahren

Man kann Optische Speicher auch nach ihrer Beschreibbarkeit unterteilen Die "Grundform" der gÀngigen optischen Speicher erlaubt nur einen lesenden Zugriff.

Diesen Versionen folgten aber - mit einigem Abstand - immer auch einmal beschreibbare Varianten und anschließend mehrfach beschreibbare. Zum Beschreiben benötigt man nicht nur spezielle DatentrĂ€ger, sondern auch ein passendes Laufwerk (auch "Brenner" genannt), das das Schreiben des entsprechenden Formats unterstĂŒtzt.

nur-lesende Version einmal beschreibbare Version mehrmals beschreibbare Version
CD CD-R (CD Recordable) CD-RW (CD ReWritable)
DVD DVD-R / DVD+R DVD-RW / DVD+RW /DVD-RAM
Blue-Ray Disc noch nicht vorhanden
HD-DVD

nicht beschreibbar

Bei nicht beschreibbaren DatentrÀgern werden die Vertiefungen schon bei der Herstellung in die Kunststoffschicht des DatentrÀgers gegossen.

Ein Vorteil gegenĂŒber den beschreibbaren Varianten ist, dass sie haltbarer als diese sind.

einmal beschreibbar

Beim Schreiben brennt der Laser die Vertiefungen in die Datenschicht des DatentrÀgers.

mehrmals beschreibbar

Die Datenschicht wird mit einem Laser erhitzt. Je nachdem, wie stark das Material erhitzt wird, nimmt es nach dem AbkĂŒhlen einen polykristallinen oder einen amorphen Zustand an. Diese beiden ZustĂ€nde stellen die GrĂ€ben und Erhebungen dar.

Datenformat

Das Dateiformat von optischen Speichern verwendet generell hohe Redundanzen.

Fehlerkorrektur

Beim Beschreiben von Optischen Speichern lassen sich Fehler in der Aufzeichnung nicht vermeiden. Außerdem altern (gerade beschreibbare) Optische Speicher mit der Zeit. Deshalb wird bei den gebrĂ€uchlichen Verfahren ein aufwĂ€ndiges Fehlerkorrektur-Verfahren eingesetzt.

Weblinks