Plus oder Minus

Die Qual der Wahl eines beschreibbaren DVD-Formats

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Seit einem Jahr liefern sich die Hersteller der beiden beschreibbaren DVD-Formate erbitterte PR-Schlachten, welche Umsetzung nun die bessere sei. Dazwischen steht der Kunde, hin und her gerissen zwischen technischem Papperlapapp und Publicity-Blendereien.

Aufmacher

Für welches der vielen DVD-Formate soll man sich jetzt entscheiden? Den Recordable-Urahn DVD-R oder seinen wiederbeschreibbaren Sohn DVD-RW, die illegitimen Sprösslinge DVD+R und DVD+RW oder gar den für seine Datensicherheit gerühmten Cousin DVD-RAM?

Vor einigen Monaten konnte man noch nach den Kriterien Preis und Leistung gehen - wer in Eile war, entschied sich für einen schnellen DVD+RW-Writer; wer Wert auf billige Medien legte, wählte DVD-R. Mittlerweile entfallen diese Differenzierungsmöglichkeiten: Bei Markenmedien liegen die Preise inzwischen gleichauf und in Sachen Geschwindigkeit haben die DVD-R(W)-Brenner aufgeholt.

Ist Plus oder Minus nur noch eine Geschmacksfrage wie Afri oder Pepsi? Die Streiter für DVD-R und -RW haben das DVD-Forum auf ihrer Seite. Diese Organisation hat die ursprünglichen DVD-Standards erarbeitet und abgesegnet - also DVD-Video und DVD-ROM. Auf diesem soliden Fundament bauen die beschreibbaren Formate auf - Vertrauen durch Bekanntheit.

Die Verfechter von DVD+R und +RW brüsten sich hingegen mit der überlegenen Kompatibilität ihres Formats in handelsüblichen DVD-Playern. Und natürlich mit Speed: schneller schreiben, schneller löschen, genauer lesen. Derweil werkelt DVD-RAM still in seiner Nische vor sich hin: Trotz des ‘DVD’ im Namen handelt es sich dabei im Wesentlichen um MO-Medien im XXL-Format.

Jetzt drängen die ersten Plus-minus-Writer auf den Markt - DVD-Schreiber, die sowohl +RW als auch -RW unterstützen und ganz nebenbei noch CD-Rohlinge brennen. Auf den ersten Blick nehmen sie dem Anwender die Last der Entscheidung von den Schultern - bis er vor dem Regal mit den Rohlingen steht. Hier muss er sich doch entschließen, wem er das Geld zahlt und Vertrauen schenkt.

Geht man nach den tiefsten möglichen Preisen, scheinen die Zahlen für die Minus-Fraktion zu sprechen. In Extremfällen kosten No-Name-Medien für DVD-R-Recorder immer noch etwas weniger als DVD+R-Medien. Hier bekommt man allerdings nur, wofür man bezahlt. Bei Markenware verlangen die Anbieter für Plus und Minus dagegen fast dasselbe. Manch einer mag DVD-Rohlinge immer noch für überteuert halten - doch wenn man vergleicht, wie viel man bei CD-Medien pro MByte zahlt, sind beschreibbare DVDs mittlerweile meist preiswerter als die ‘kleinen’ Brüder. Ob es sich lohnt, für einen Rohling mehr Geld auszugeben, steht in unserem großen Rohlingtest ab Seite 124.

Letztendlich sind sich die DVD-Formate gar nicht so unähnlich - auch wenn die Hersteller die Differenzen in den Vordergrund spielen. DVD-R und +R, DVD-RW und +RW, sogar DVD-RAM setzten über weite Bereiche die gleiche Technik ein - so viele Möglichkeiten gibt es halt nicht, optische Medien zu beschreiben und zu lesen.

Alle einmal beschreibbaren DVD-Rohlinge arbeiten prinzipiell mit denselben Farbstoffen und kommen sogar meist aus denselben Produktionsmaschinen. Der wesentliche Unterschied liegt in den Pressformen, den so genannten ‘Stampern’ für die Spiralen, denen der Laser beim Schreiben folgt. Auch bei den beiden RW-Spielarten kommen dasselbe Phase-Change-Verfahren und die entsprechenden Substrate zum Einsatz; nur DVD-RAM brät sich eine Extrawurst.

Von oben betrachtet sehen sich schon CDs und DVDs zum Verwechseln ähnlich. Betrachtet man die Medien aber von der Seite, wird sofort ein wesentlicher Unterschied deutlich: CDs bestehen aus einer einheitlichen 1,2 Millimeter starken Schicht, während bei DVDs bei derselben Dicke zwei Scheiben aufeinander kleben. Bei einseitigen Medien ist die obere Scheibe eine einfache Plastikschicht, auf die das Label gedruckt wird - in Fachkreisen ‘Dummy’ genannt; die eigentliche DVD ist nur 0,6 Millimeter dick. Doppelseitige Medien bestehen aus zwei rücklings aufeinander geklebten DVDs.

Gepresste DVDs verteilen ihre Daten auf einer oder zwei Seiten, wobei jede Seite ein oder zwei Schichten enthalten kann. Daraus ergeben sich Kapazitäten zwischen 4,7 und 17,08 Milliarden Byte. Bei beschreibbaren DVD-Medien steht dieser Vielfalt eine Einfalt gegenüber: eine Schicht und meistens auch nur eine Seite. Damit beschränkt sich die Kapazität der Medien auf ein Maximum von 4,4 GByte (4,7 Milliarden Byte).

Einmal beschreibbare DVDs arbeiten mit drei Schichten, wobei die Aufzeichnungsebene zwischen einer Reflexions- und einer Schutzschicht steckt. Wie bei CD-Rohlingen brennt auch hier ein Laser beim Schreiben dunkle Stellen in eine Aufzeichnungsschicht mit organischem Farbstoff.

Bei wiederbeschreibbaren DVD-Medien müssen in den 0,6 Millimetern Durchmesser sechs Schichten Platz finden. Die ‘Dummy’-Schicht klebt auf einem Layer mit UV-resistentem Material, das die darunter liegende Reflexionsschicht vor Korrosion schützen soll. Die eigentliche Aufzeichnungsebene liegt zwischen zwei dielektrischen Schichten. Zuunterst schützt eine Schicht aus durchsichtigem Polykarbonat das Medium vor Umwelteinflüssen wie Staub und Kratzern.

Die Aufzeichnungsschicht besteht aus einem Material, dessen Zustand sich durch Hitzeeinwirkung verändern lässt. Indem der Schreib-Laser das Layer punktuell erhitzt, wechselt der Stoff zwischen einer stabilen Kristallstruktur und einem atomar unstrukturierten amorphen Zustand mit geringer Reflexion. Die umliegenden dielektrischen Schichten regulieren die Erhitzung und Abkühlung. Prinzipiell kommt dieses ‘Phase Change’ genannte Verfahren auch bei der CD-RW zum Einsatz [[#lit01 1]].

Der Hauptunterschied zwischen den beschreibbaren DVD-Formaten liegt in der Art des Datenzugriffs. Für sequenziell zu lesende Datenströme wie etwa Videodaten empfiehlt sich die Aufzeichnung per Constant Linearer Velocity (CLV). Dabei dreht der Laufwerksmotor das Medium mit wechselnder Geschwindigkeit: innen schnell und in den äußeren Sektoren langsamer, sodass der Laser alle Bereiche mit der gleichen Datendichte beschreibt und liest. Der Ansatz hat den Vorteil der optimalen Speichernutzung, den man aber mit längeren Zugriffszeiten bezahlt: Bevor das Drive die Sektoren in einem anderen Bereich der DVD ansprechen kann, muss der Motor zunächst abbremsen beziehungsweise beschleunigen.

Die Alternative heißt Constant Angular Velocity (CAV). Hier rotiert das Medium mit einer konstanten Winkelgeschwindigkeit im Laufwerk - damit entfallen die bei CLV unvermeidlichen Verzögerungen beim Suchen nach neuen Sektoren. Der Nachteil liegt in der geringeren Datendichte der äußeren Sektoren - dadurch passt letztendlich weniger auf das Medium. CAV eignet sich besonders zum Speichern von Computerdateien, die in beliebiger Reihenfolge angesprochen werden sollen. Die meisten DVD-ROM- und CD-ROM-Laufwerke arbeiten jedoch im CLV-Modus.

Das erste beschreibbare DVD-Medium am Markt war die DVD-R. Sie ähnelt der DVD-ROM sehr stark, sowohl von der Datenstruktur als auch den Reflexionseigenschaften her. Aus diesem Grund lesen die meisten DVD-Player auch DVD-R-Rohlinge.

Die ersten Medien fassten nur 3,95 Milliarden Byte; später wurde der Standard auf 4,7 Milliarden Byte aufgebohrt. Die Kompatibilität zu DVD-ROM ging so weit, dass der Lead-in-Abschnitt einen Bereich für das DVD-Video-Verschlüsselungssystem CSS (Content Scrambling System) enthielt. In diesen kann ein Brenner die Keys schreiben, mit denen der Inhalt des Mediums verschlüsselt ist. Grundsätzlich waren die ersten DVD-R-Brenner also im Stande, 1:1-Kopien von Video-DVDs zu erzeugen - bei den damaligen Preisen für Medien und DVD-Writer allerdings ein unwirtschaftliches Ansinnen.

DVD-Preisentwicklung
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Die Preisentwicklung von DVD-Medien von Oktober 2001 bis November 2002, gemittelt aus den Angeboten der großen Computerversender. Insbesondere die DVD-R hat eine beispiellose Talfahrt hinter sich.

Als die Preise zu rutschen begannen, drängten die Filmstudios auf eine Auftrennung des DVD-R-Standards. Die bisherigen Medien erhielten die Bezeichnung ‘DVD-R for Authoring’ oder DVD-R(A). Der Hauptunterschied der Consumer-Variante ‘for General Use’ liegt darin, dass der CSS-Bereich schon bei der Herstellung vollgeschrieben wird - um 1:1-Kopien zu verhindern. Hinzu kommt, dass der Laser eines DVD-R(G)-Writers mit einer anderen Wellenlänge (650 statt 635 nm) arbeitet; dementsprechend unterscheiden sich auch die Farbstoffe geringfügig. Gewissermaßen als Wiedergutmachung werden DVD-R(G)-Rohlinge auch doppelseitig verkauft. Konsequenterweise können Consumer-Brenner keine Authoring-Medien beschreiben und umgekehrt.

Parallel kam die DVD-RAM auf den Markt. Das Format sollte von vornherein als Datenspeichermedium dienen; Rohlinge werden wie MO-Medien in Caddys ausgeliefert. Nur DVD-RAM-Medien vom Typ 2 lassen sich aus der Umverpackung nehmen. Die maximale Kapazität der ersten DVD-RAM-Generation betrug 2,58 Milliarden Bytes, erst später stockte das Format auf die DVD-üblichen 4,7 auf.

Die Sektoren von DVD-RAM-Medien verlaufen in konzentrischen Kreisen, wobei der Laser im Unterschied zu allen anderen DVD-Formaten sowohl die vorgestanzten Rillen (Grooves) als auch die dazwischen liegenden Erhöhungen (Lands) beschreibt. Laut Spezifikation lassen sich die Rohlinge bis zu 100 000-mal überschreiben. Dies geschieht per ‘Zoned CLV’, einer Kombination aus CLV und CAV. Das Medium teilt sich in 36 Zonen auf, innerhalb derer das Laufwerk jeweils eine konstante Geschwindigkeit hält.

DVD-RAM nutzt ein eigenes Fehlerkorrekturverfahren und verwaltet defekte Sektoren gründlicher als alle anderen beschreibbaren DVD-Formate. Da die Medien besondere Reflexionseigenschaften besitzen, sind nur wenige DVD-ROM-Laufwerke im Stande, -RAM-Medien einzulesen. Das Format hat sich bislang nur in Japan durchgesetzt - angesichts der Inkompatibilität zu DVD-Playern dürfte das auch so bleiben.

Die DVD-RW orientiert sich hingegen unübersehbar an der DVD-ROM: Das Format nutzt fast dieselben Datenstrukturen wie DVD-R und sollte daher keine Kompatibilitätsprobleme mit DVD-Playern und Laufwerken aufweisen.

Denkste: Viele Laufwerke erkennen anhand der Reflexionsstärke, welches Medium sich auf der Spindel dreht. Die Reflexionseigenschaften der DVD-RW ähneln ungeschickterweise denen einer zweischichtigen DVD-ROM beziehungsweise DVD-Video (DVD-9). So sucht die Leseeinheit vergeblich nach dem halbtransparenten zweiten Layer und übersieht die vorhandene RW-Schicht.

Die Medien werden durch Markierungen in der Schreibspur und den umliegenden Führungskanälen (‘Lands’) vorformatiert. Die Schreibspur weist Wellen auf (‘Wobble’), anhand derer das Laufwerk die Geschwindigkeit reguliert. Aus der Wobble-Frequenz ergibt sich auch ein Signal zum Aufspüren der zweiten Schreibhilfe, den ‘Land Pre-Pits’ zwischen den Aufnahmespuren. Die Pre-Pits liefern dem Laufwerk die aktuelle Speicherposition und ermöglichen damit beim Schreibvorgang die genaue Positionierung des Lasers. Damit das Medium nicht auf einen Rutsch beschrieben werden muss, schreibt der Brenner zwischen die Blöcke mit den Fehlerkorrekturdaten ‘Linking Sectors’. Diese Verbindungssektoren nutzt das Lesegerät später zur Resynchronisation. In der Praxis hat sich die Lösung mit den Pre-Pits als suboptimal herausgestellt - Näheres dazu im Artikel über DVD-Rohlinge.

Im Unterschied zu DVD-R wird der CSS-Bereich bei den -RW-Medien schon zugepresst, statt ihn nachträglich in einem eigenen Durchgang zu beschreiben. DVD-RW-Medien sind für 1000 Schreibvorgänge spezifiziert.

DVD+R und DVD+RW liegen etwas abseits der Norm. Zwar besteht die ‘DVD+RW Alliance’ in erster Linie aus Mitgliedern des standardgebenden DVD-Forums, doch hat diese Organisation die Plus-Formate nicht abgesegnet. Das ist auch kein Wunder: Der Ansporn zur Entwicklung des neuen Formats lag nicht zuletzt darin, für +R und +RW keine Lizenzkosten an das Forum bezahlen zu müssen. Eine weitere Motivation zur Abspaltung lieferte die Filmstudio-Lobby im DVD-Forum, die Weiterentwicklungen der beschreibbaren Me-dien gnadenlos ausbremst - um zu verhindern, dass Anwender DVD-Videos kopieren können.

Dementsprechend fehlt diesen Medien auch das DVD-Logo - obwohl das Ziel der Alliance ausdrücklich die bestmögliche Kompatibilität zu DVD-Playern ist.

Der wesentliche Unterschied zu DVD-RW liegt darin, dass +RW aufgrund einer anderen Struktur des Spurrandes beim Brennen Sektoren genauer adressiert. Dank des hochfrequenten Wobble können Brenner ohne den Umweg von Land Pre-Pits und Linking Sectors direkt an vorhandene Datenbestände anknüpfen - ‘Lossless Linking’ genannt. Zudem können +RW-Writer Scheiben auch in Teilen neu beschreiben - interessant für Standalone-Recorder, für PC-Laufwerke dagegen weniger relevant.

Für die Hersteller von DVD-Medien ist die Produktion von +R- und +RW-Medien deutlich einfacher. So entfällt beispielsweise das Vollschreiben des CSS-Bereichs, da die Einhaltung des Kopierschutzes dem Brenner überlassen wird. Da DVD+RW die gleichen Reflexionseigenschaften besitzt wie -RW, leidet das Renegaten-Format bei älteren Lesegeräten an denselben Kompatibilitätsschwächen. +RW- Medien können ebenfalls circa 1000-mal neu beschrieben werden.

Das DVD+RW-Format sieht neben dem üblichen CLV-Schreibverfahren für sequenzielle Daten auch einen CAV-Modus für schnellere Dateizugriffe sowohl eine optionale Defektverwaltung vor. Bei der aktuellen Brennergeneration sucht man allerdings vergeblich nach einer Umsetzung dieser Möglichkeiten. Dafür gibt es mehrere Gründe: Im CAV-Modus würden die Medien langsamer beschrieben als per CLV; ein hypothetischer CAV-Brenner erreicht die Maximalgeschwindigkeit erst in den Außenbereichen. Zudem könnte kein DVD-Player mit diesen Optionen gebrannte Medien lesen; DVD+R unterstützt daher auch überhaupt kein CAV.

Ob Plus oder Minus, den meisten aktuellen Brennern liegt eine DVD-Authoring-Software bei - überwiegend MyDVD von Sonic. Das Programm mag zwar einfach zu bedienen sein, birgt jedoch seine Tücken. Der Artikel ab Seite 122 hilft beim Umschiffen der Klippen.

Auf den ersten Blick haben DVD-R-Medien bestenfalls einen Preisvorteil - und das kann sich jederzeit ändern. Mittlerweile gibt es No-Name-Medien zu Spottpreisen, trotz der relativ aufwendigen Herstellung (siehe auch Kasten [#kasten ‘Kostenfaktor Kopierschutz’]). Doch die billigen Medien werden diesem Namen gleich in doppelter Hinsicht gerecht. Philips Licensing scheint eine strengere Qualitätskontrolle durchzusetzen als das DVD-Forum, was für den Anwender die Gefahr reduziert, schlechte +R-Medien zu erwischen. Näheres zu den DVD-Rohlingen ab Seite 124.

Auch dass nur DVD-R und -RW offiziell vom standardgebenden DVD Forum abgenickt wurden, dürfte für die wenigsten Interessenten den Ausschlag zum Kauf geben - schließlich verdankt die Welt demselben Industrie-Konsortium auch Region Codes und den missglückten Kopierschutz CSS.

Die +-Fraktion weist gern auf die technischen Vorteile ihrer Formate hin - streng genommen hat die DVD+RW-Allianz lediglich die CD-RW-Technologie auf höhere Kapazitäten übertragen. Das präzise schreibende Format schützt ohne Software-Hilfe vor leerlaufenden Datenpuffern (Buffer Underrun) und unterstützt Multisession-Schreibvorgänge sowie Packet Writing.

Bei der Kompatibilität zu Standalone-DVD-Playern geben sich die Formate hingegen wenig: Beim letzten Test [[#lit02 2]] kamen 93 Prozent der DVD-Player mit DVD+R klar, das waren schlappe zwei Prozent weniger als bei DVD-R. Manipulierte man mit einem ‘Compatibility Tool’ das Bit für die Erkennung des Medientyps auf DVD-ROM, lag die Erkennungsrate für beide Formate gleichauf bei 95 Prozent.

Die Preise der DVD+RW-Brenner der ersten Generation fallen derzeit wie die Steine - einige davon sind bereits für weniger als 200 Euro zu haben. Bevor man bei einem solchen ‘Schnäppchen’ zugreift, sollte man sich darüber im Klaren sein, dass diese Auslaufmodelle nur bedingt zukunftssicher sind. So können ältere DVD+RW-Writer keine DVD+R-Rohlinge beschreiben - da hilft auch kein Firmware-Update.

Auch ältere Modelle von DVD-R-Brennern sind mittlerweile günstig geworden. Hier muss man jedoch vorsichtig sein, welche Medien man einkauft. So warnt Pioneer etwa ausdrücklich vor dem Einsatz von 4X-Rohlingen ohne ein vorheriges Firmware-Update - sonst besteht das Risiko, dass der Brenner nicht nur das Medium zerstört, sondern auch selbst bleibenden Schaden davonträgt.

Natürlich ist keines der aktuellen beschreibbaren DVD-Formate der Weisheit letzter Schluss. CD-R und CD-RW haben sich erstaunlich lang gehalten, doch bei der DVD arbeiten die Forscher schon jetzt mit Hochtouren an der Wachablösung. Obwohl der blaue Laser noch nicht einmal zu Ende entwickelt ist, versprechen die Entwickler schon jetzt Wunderdinge von der kommenden Technologie. Mit bis zu zehnfacher Kapazität, höherer Schreib-Präzision und natürlich hervorragender Abwärtskompatibilität wollen sie die derzeitigen DVD-Standards alt aussehen lassen. Als ob die aktuelle Verunsicherung um Plus und Minus nicht ausreichen würde, werden wieder zwei Formate parallel entwickelt: Die nächste Runde im Streit der Standards gehört dem designierten DVD-Nachfolger ‘Advanced Optical Disc’ und dessen Konkurrent ‘Blu-ray’. (ghi)

[1] Dr. Bernd Steinbrink: Lichte Bits, Phase-Change: eine Speichertechnik mit Zukunft, c't 2/95, S. 76

[2] Volker Zota, Peter Monnerjahn: Brandheißer Nachschub, DVD-Brenner mit +R/+RW und -R und -RAM, c't 11/02, S. 94

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Nach Schätzungen von Leif Jespersson, Technical Product Manager der DVD-Testfirma AudioDev, sind DVD+R-Rohlinge etwa 25 bis 30 Prozent billiger zu produzieren als DVD-R-Rohlinge. Der große Kostenfaktor bei DVD-R(G) ist ein dünner Kopierschutzring, der vom Hersteller auf jeden Rohling einzeln gebrannt werden muss, was Zeit und Geld kostet.

Dieser Ring sitzt an der Stelle, an der sich bei Film-DVDs der CSS-Code befindet und verhindert, dass man direkte 1:1-Kopien von Film-DVDs oder kopiergeschützter Software erstellen kann. Bei den erheblich teureren DVD-R(A)-Rohlingen für Authoring fehlt dieser Kopierschutzring.

Theoretisch könnte der Ring auch mit dem Stamper gepresst werden, um die Herstellungskosten zu reduzieren. Dagegen sperren sich jedoch einige Mitglieder des DVD-Forums aus Hollywood, weil nur beim Pre-Recording jeder Rohling eine fortlaufende Nummer erhalten kann. Bei der DVD+R-Produktion gibt es keine derartigen Flaschenhälse; hier müssen sich die Rohlingshersteller auch nicht mit der Filmindustrie abmühen. Dort steckt der Kopierschutz in der Firmware der Brenner, wo er eines Tages geknackt werden könnte - zumindest theoretisch.

Wenn man die Formatdiskussion von der Rohlingseite aus betrachtet, gibt es zwei gute Gründe, die für DVD+R sprechen: für die Produzenten die geringeren Kosten, für die Konsumenten der schwächere Kopierschutz. (hag)

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