DMD gegen Goliath

Fluoreszierende Speichermedien sollen Blu-ray & Co Paroli bieten

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Das Geschäft mit optischen Datenspeichern brummt. Der stetig steigende Bedarf an Medien und die kurzen Innovationszyklen rufen auch kleine Firmen wie D Data auf den Plan, die den Branchengrößen mit einem völlig neuen Konzept das DVD-Erbe inklusive der lukrativen Lizenzeinnahmen streitig machen wollen.

Während sich die großen Medienhersteller langsam auf den Wechsel von der DVD zur HD-DVD und Blu-ray Disc vorbereiten, zeigte die amerikanische Entwicklungsfirma D Data am Rande der Media-Tech Expo ein neuartiges Konzept für optische Datenspeicher. Statt mit einem Laser eine Disc abzutasten und das reflektierte Laserlicht auszulesen, arbeitet die Digital Multilayer Disc (DMD) mit mehreren fluoreszierenden Schichten. Wenn man diese Schichten mit kohärentem Laserlicht anregt, beginnen sie inkohärent zu leuchten. Um das Signal auszulesen, kann man also auf die üblichen Reflexionsschichten vollkommen verzichten. So lassen sich Medien mit mehr als zwei Datenträgerschichten herstellen und die Speicherkapazität erhöhen. Bei „klassischen“ optischen Medien wie DVD, HD-DVD oder Blu-ray Disc wird hingegen mit jeder zusätzlichen Speicherschicht der Nutzpegel geringer, da die nötigen semitransparenten Reflexionsschichten das Signal abschwächen. So ist bei der DVD und HD-DVD bereits nach zwei Schichten Schluss, bei der Blu-ray Disc sind laut Roadmap bis zu vier Schichten vorgesehen.

D Data zeigte auf der Media-Tech nun erstmals einen funktionstüchtigen Prototyp einer transparenten DMD mit sechs Schichten und einer Speicherkapazität von 15 GByte. Darauf gespeichert waren zwei Stunden des Films „Gods and Generals“ von Ted Turner in einer HD-Auflösung von 1080p (1920 x 1080 in Vollbildern). Der Prototyp-Player arbeitet mit einem roten Laser, wie er auch für DVDs genutzt wird. Für die Filmvorführung musste jedoch noch ein PC mittels Software den MPEG-2-HD-Datenstrom dekodieren. Der zugehörige Hardware-Decoder soll erst in drei Monaten einsatzbereit sein.

Sie spielt wirklich: Auf die durchsichtige 12-cm-Scheibe passt ein zweistündiger Film in HD-Auflösung.

Bereits vor fünf Jahren hatte Constellation 3D ein solches Verfahren angekündigt, ohne jemals funktionstüchtige Geräte zu präsentieren. Im Zuge der Dot-Com-Krise zogen sich die Finanzgeber zurück und die Firma ging pleite. Das technologische Know-how und ein Teil der Wissenschaftler um Dr. Eugene Levich wechselte zu D Data, die derzeit 15 Entwicklungsingenieure beschäftigen. Man habe aus der damaligen Pleite viel gelernt und die Technik weiterentwickelt, erklärt Levich. Da die DMD mit einem roten Laser abgetastet wird, kann sie auf jeder Schicht etwa so viele Daten speichern wie eine DVD. Derzeit seien 4,7 GByte pro Layer möglich, also DMDs mit insgesamt 30 GByte Speicherkapazität. Die Player könnten sehr viel günstiger gebaut werden als vergleichbare Abspielgeräte für HD-DVD oder Blu-ray Disc, Levich schwebt ein Verkaufspreis von etwa 300 Euro vor - die Laufwerke könnten natürlich auch CDs und DVDs lesen.

Schwieriger gestaltet sich schon die Herstellung der mehrschichtigen Medien. Für die DMD sollen modifizierte DVD-Produktionsmaschinen genutzt werden, die die einzelnen etwa 50 µm dünnen Schichten im so genannten 2P-Verfahren (Photo-Polymerisation) nacheinander auf zwei Halbscheiben auftragen und am Ende zusammenkleben. Dieses Verfahren kommt derzeit auch bei der Herstellung von zweilagigen DVD-Rohlingen (DVD+R DL) zum Einsatz. Es ist allerdings sehr aufwendig und die Medienausbeute ist relativ gering, da die Gefahr eines Produktionsfehlers wesentlich höher ist als bei einlagigen Medien. D Data hat deshalb ein besonderes Spritzgussverfahren mit günstigen Stampern entwickelt, mit dem die Firma Produktionsausbeuten von 88 Prozent und mehr erzielen will. Die Herstellungskosten pro DMD sollen so mit rund zwei Euro moderat bleiben. Darüber hinaus muss man die einzelnen Schichten sehr genau aufbringen, da sich Fehler über den gesamten Sandwich-Aufbau kumulieren. Derzeit haben nur wenige Maschinenhersteller die dafür nötige Technik parat.

Bevor die ersten DMD-Player auf den Markt kommen, gilt es noch viele Fragen zu klären. So vertraut D Data derzeit darauf, dass es keine DMD-Recorder gibt und deshalb auch kein weiterer Kopierschutz für die HD-Filme nötig sei. Doch natürlich weiß auch Dr. Levich, dass kein Hollywood-Produzent seine Filme einem System ohne Verschlüsselung der Daten anvertrauen wird - auf Nachfrage erklärte er denn auch, es werde an einem Kopierschutzsystem gearbeitet. Die erste offizielle DMD-Spezifikation soll bis zum Jahresende fertig sein.

Ob die DMD jemals erscheint, ist vor allem eine marktpolitische Frage. D Data dürfte es schwer fallen, große Produktionsfirmen auf seine Seite zu ziehen. So wollte der Entwickler des MPEG-2-Decoder-Chips beispielsweise nicht genannt werden, da er gleichzeitig für Philips tätig ist und Ärger mit seinem Großkunden vorerst vermeiden will. Auch Medienhersteller werden es sich zweimal überlegen, ob sie in die DMD investieren oder sich eher auf die „Großen“ - sprich HD-DVD und Blu-ray Disc - konzentrieren.

Deren Entwicklung schreitet, das konnte man auf der Media-Tech sehen, mit riesigen Schritten voran. So präsentierte Sony den Prototyp einer vollautomatischen Blu-ray-Disc-Produktionsanlage. Ganze fünf Sekunden dauert damit die Herstellung eines einlagigen Mediums mit 25 GByte Speicherkapazität, 500 000 Discs wurden bereits gefertigt. Die 0,1 mm dünne Schutzschicht wird inzwischen nicht mehr als Folie verklebt, sondern flüssig im Spin-Coating-Verfahren aufgetragen. Ebenso entwickelt Sony ein eigenes Hardcoating, das die schützende Cartridge überflüssig machen soll.

Inzwischen ist auch klar, dass man für die Herstellung von HD-DVDs nicht alte DVD-Linien verwenden können wird, sondern neue Produktionsanlagen benötigt, die die geringen Toleranzen einhalten. Singulus will im Herbst eine In-Line-Anlage fertig haben, ebenso will Steag Hamatech seine Produktionslinien für die HD-DVD aufrüsten.

Punkten könnte die DMD bei Herstellern in den Schwellenländern. Diese sind es leid, für ihre Geräte hohe Lizenzkosten an Philips & Co bezahlen zu müssen. So entwickelte China bereits eine DVD-Alternative namens EVD und in Taiwan soll gegen Jahresende die FVD an den Start gehen. Ein großer Markt für die DMD wäre beispielsweise Indien, dessen Filmindustrie größer als die in Hollywood ist. Hier wäre das Interesse an einer günstigen Alternative zu Blu-ray und HD-DVD sicherlich groß und für reine Filmabspielgeräte wäre auch die geringe Transferrate der DMD von durchschnittlich knapp 2 MByte/s ausreichend.

D Data hat bisher nur einen Abspiel-Prototyp (links) fertig. Der MPEG-2-Strom wird noch auf einem PC in Software dekodiert.

Technologisch betrachtet wird es jedoch noch mindestens bis zum nächsten Jahrzehnt dauern, bis die reflektierenden Speichermedien ausgereizt sind. Die HD-DVD soll bis zu 30 GByte, die Blu-ray Disc in der vierlagigen Ausbaustufe gar bis zu 100 GByte Speicherplatz bei einer Transferrate von 36 MByte/s bieten. Doch danach könnte die Zeit der fluoreszieren Multi-Layer-Verfahren kommen. Dr. Levich schweben etwa DMDs vor, die mit einem blauen Laser abgetastet werden und eine Speicherkapazität von 15 bis 25 GByte pro Schicht bieten. Beim Einsatz von verschiedenfarbigen Fluoreszenzmitteln soll sich die Schichtdicke gar auf 10 µm verringern lassen. So sollen Discs mit einer Gesamtkapazität von bis zu 200 GByte möglich sein. Schützenhilfe bei der Entwicklung erhofft sich D Data aus Thüringen vom Fraunhofer Institut.

Doch natürlich legen auch die übrigen Konzerne ihre Hände nicht in den Schoß, schließlich gilt es, die Lizenzeinnahmen zu sichern und zu mehren. Doch die Technologie-Konkurrenz belebt das Geschäft und so bleibt D Data nur zu wünschen, dass ihnen bis zur Marktreife nicht finanziell die Puste ausgeht. (hag)

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