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Technische Möglichkeiten verklären Blick für Opto-Speicher:


28.07.1989 - 

Noch ist keine in den neuen silbernen Speicherplatten

MÜNCHEN - Der Markt für Speichermedien expandiert. Aufgesplittet in drei Bereiche, geben Marktanalysten vor allem dem noch jungen Forschungszweig der wiederbeschreibbaren Speichermedien Erasables - große Zukunftschancen. Bei den gegen Zerstörung relativ gefeiten Datensilos fallen die CD-ROMs wegen ihrer Preiswürdigkeit ins Gewicht. Sprachverwirrung beherrscht nach Meinung der mit optischen Speichermedien befaßten Wissenschaftler die Szene. "Wenn man heute von optischen Speichern redet, dann ist das ein großes Faß, in das man reingreift und alle möglichen Dinge in der Hand hat, meint ein Sony-Mitarbeiter. Grundsätzlich unterscheide man zwischen analogen und digitalen Speicherverfahren, wobei den analogen auch für die Zukunft noch eine Existenzberechtigung zukomme. Das digitale Speichern von Real-Bildern beispielsweise erfordere eine solche Datenmenge, daß sie nicht im realen Ablauf wie Fernsehbilder wiedergegeben werden können. Alles, was Standbildcharakter habe, könne man durchaus im digitalen Bereich ansiedeln. Bewegtbilder indes lassen sich in der digitalen Domäne noch nicht verwirklichen. Ein Einzelbild hat ungefähr 1,5 Megabyte digitaler Information, 25 Bilder pro Sekunde sind beim Fernsehen Usus. Der Datenstrom, der für eine Sekunde Fernsehbild fließen müßte, läge so umgerechnet bei 215 Megabyte pro Sekunde, ein Wert, den ein serieller Kanal heute noch nicht schafft. Hier spuke noch viel Zukunftsmusik in den Köpfen, heißt es in Technikkreisen - konkrete, vermarktbare Ergebnisse seien frühestens Mitte der 90er Jahre zu erwarten. Digitale Optik für die Speicherung sei eher in anderen Bereichen en vogue, doch könne man im Fernsehproduktionsbereich schon rund 300 Standbilder auf einen solchen Träger packen - oder gut zwölf Sekunden Bewegtbilder. Zu, wenig für die intensive, wirtschaftliche Nutzung, deshalb seien hier analoge Medien Hauptdatenspeicher.

Drei Ausprägungen bestimmen den Markt für optische Speichermedien, der 1984 von Philips und Sony als Audio Player im Musikbereich erstmals aufgetan und mit marktreifen Produkten angegangen wurde: CD-ROMs (Compact Disk - Read Only Memory) als Urform optischer Speicher haben sich bereits in der Datenverarbeitung einen festen Platz erobert. Die Speicherung der digitalen Information auf diesem Medium geschieht - ähnlich wie bei den Audio-Versionen - mit einer sogenannten "eight-to-fourteen"-Modulation, das heißt, acht Datenbits werden auf 14 Speicherbits aufgebracht.

CD-ROMs bieten wirksame Fehlererkennung

Fehlererkennung und Fehlerbehebung werden nach dem "Cross Interleaved Reed-Solomon Code" (CIRC) durchgeführt und erreichen einen Quotienten von einen Bitfehler auf 100 000 000 000 Bit (1011), Verbesserungen dieser Rate wurden für den Einsatz von CD-ROMs im DV-Bereich durch einen Error Detection und Correction Code (EDC/ECC) erreicht, dessen Güte mit einem Bitfehler auf zehn hoch 16 Datenbits angegeben wird. Die hierzu notwendigen EDC/ECC-Daten reduzieren die Kapazität von 560 Megabyte im Audio- auf 540 Megabyte im DV-Bereich.

Da die Aufzeichnungsdichte entgegen magnetischen Speichern konstant ist, verändert sich die Drehzahl der CD-ROM bei der Bewegung des Lesekopfes nach innen, erläutert Dr. Klaus Meißner, Leitung Advanced Projects der Philips Kommunikations Industrie aus Siegen-Eiserfeld. Die mittlere Zugriffszeit liegt bei 0,5 Sekunden. Gespeichert werden die Informationen in Form von Vertiefungen (pits) auf der Disk-Oberfläche, die von einem Laserstrahl abgetastet werden. Die Intensitätsveränderung des reflektierten Laserlichts entspricht dem Binärwert 1.

Während man mit einer "reversefather"-Platte die Informationen in eine CD preßt, bedient man sich bei der Beschreibung einer WORM (Write Once Read Many) eines Laserstrahles, der die pits in eine auf einem Plastiksubstrat aufgebrachte Schicht einbrennt. Ein von einer Halbleiterdiode erzeugter schwächerer Lesestrahl tastet dann die Platte ab und gibt die Information "reflektiert" oder "nicht reflektiert" zur Verarbeitung weiter. Hieraus resultierten in der Vergangenheit einige Probleme für die Überprüfung und Behandlung von Schreibfehlern der eingespeicherten Daten. Bei der DRAW-Technik (direct read after write) mußte das Computersystem eine Umdrehung warten, bis die Eingabe überprüft werden konnte. Dieses Manko ist durch das DRDW-Verfahren (direct read during write) behoben, bei dem das System mit der gleichen Optik simultan vergleicht, ob die zu schreibenden Daten mit den geschriebenen übereinstimmen.

Bei der neuesten Entwicklung, den Erasables, erfolgt das Schreiben der Information beim TMO-Verfahren (Thermo-magneto-optic) durch die Erhitzung eines kleinen Bereiches der Oberfläche und Ausrichtung der Magnetisierung mittels eines Magnetfeldes. Nach der Abkühlung ist die Diskoberfläche gegenüber magnetischen Veränderungen widerstandsfähig. Das Lesen der Information ist möglich, da ein magnetisches