Come funziona la registrazione su DVD – parte 4

I formati DVD-R e DVD-RW sono il prodotto del DVD Forum e hanno raggiunto il mercato
prima dei prodotti della rivale DVD+RW Alliance, che oggi comprende la maggioranza
delle industrie produttrici.
Anche il DVD-R/RW utilizza il wobbled groove (solco ondulato) per la registrazione,
con alcuni aspetti specifici. La scrittura dei dati avviene solo nel groove; le
informazioni di posizionamento e indirizzo sono contenute nei cosiddetti land
pre-pit, dei pit scavati nel land tra i solchi a intervalli regolari.
Perciò
la pre-formattazione del disco sfrutta due meccanismi; l’ondulazione del
solco genera il segnale di controllo per il motore di rotazione del disco e un
segnale usato per il rilevamento dei land pre-pit; i land pre-pit vengono usati
per il posizionamento in fase di scrittura e per fornire gli indirizzi di registrazione
e altri dati.
In pratica il wobble viene rilevato come segnale sinusoidale e il segnale del
land pre-pit coincide con i primi tre picchi del wobble per ogni frame (la zona
tra i land pre-pit). Questo sistema di posizionamento è molto più
preciso di quello dei CD-R, anche se non raggiunge il livello micrometrico
del DVD+RW. Nella registrazione su DVD+R (una sola scrittura), la registrazione
avviene utilizzando uno strato di pigmento organico che reagisce alla luce laser
cambiando chimicamente. Il processo è irreversibile, quindi non si possono
riscrivere zone già scritte.
Abbiamo visto che esistono due versioni di DVD-R: per Authoring riservata ai produttori
e General per il pubblico, provvista dei normali sistemi di protezione da copia.
La differenza principale sta nella lunghezza d’onda del laser, che nella
versione Authoring è di 635 nm, anziché 650 nm utilizzati da tutti
gli altri formati di registrazione (salvo i nuovi drive ad alta capacità
con laser a luce blu-viola).
Il DVD-RW utilizza il cambiamento di fase per la scrittura e riscrittura, come
DVD-RAM e DVD+RW.
I dati vengono scritti come mark amorfi che possono essere riportati allo stato
cristallino. La riflettività è del 45-85% per i DVD-R e del 18-30%
per i DVD-RW. Come per DVD+RW, il numero di riscritture è di circa 1000,
adeguato per le registrazioni video e per i backup.
La registrazione su DVD-R e DVD-RW avviene tramite modulazione a impulsi
del laser, in modo da dosare la quantità esatta di energia necessaria.
In entrambi i casi viene utilizzato un impulso iniziale seguito da una serie di
impulsi che controllano la distribuzione del calore generato. Il DVD-R usa due
livelli di potenza, mentre il DVD-RW usa tre livelli per consentire la sovrascrittura.
L’uso degli impulsi riduce inoltre l’interferenza termica fra tracce
adiacenti e l’accumulo di calore sul bordo del mark di registrazione, migliorando
la forma del segnale riprodotto. Le specifiche permettono inoltre di ottimizzare
l’ampiezza degli impulsi in funzione di un particolare tipo di supporto.
DVD-R e DVD-RW utilizzano la tecnologia CLV (velocità lineare costante)
tipica del DVD-Video, che implica la variazione di velocità di
rotazione in base alla posizione della traccia. La CLV permette maggiori velocità
di trasferimento e quindi si presta bene per il trasferimento di stream video;
viceversa rallenta l’accesso durante la ricerca dei dati. I formati DVD+R/RW
usano il CLV sequenziale per fornire alte velocità di trasferimento e offrono
il CAV (velocità angolare costante) come opzione quando è richiesto
l’accesso random.
A differenza dei formati DVD-RAM e DVD+RW, la riscrittura tramite DVD-RW
è sequenziale, come se si trattasse di un nastro.

I DVD+R/RW apparsi per ultimi sul mercato, offrono ulteriori funzionalità
rispetto ai DVD-R/RW, pur mantenendo un alto livello di compatibilità
fisica, logica e applicativa con i riproduttori DVD e i DVD-ROM. Abbiamo visto
prima nell’articolo le statistiche di compatibilità, molto alta per DVD+R
e abbastanza buona per DVD+RW (leggermente migliore rispetto al DVD-RW); abbiamo
anche citato una delle caratteristiche che distinguono il DVD+RW dal DVD-RW:
chiamata lossless linking (collegamento senza perdita) permette
di sospendere e riprendere il processo di scrittura senza perdita del collegamento
nella sequenza di registrazione e permette la precisa scrittura e sostituzione
ad accesso casuale di blocchi anche singoli di almeno 32 KB.
Il meccanismo che permette un accesso random così preciso sta nel particolare
sistema di sincronismo e indirizzamento del DVD+RW, che utilizza un solco ondulato
ad alta frequenza modulato in modo da contenere tutte le informazioni necessarie,
senza l’uso dei land pre-pit utilizzati da DVD-R/RW. Un’alta frequenza
di wobble permette un migliore tracking dell’errore di posizionamento
della testina rispetto alla linea centrale della traccia, quindi è stata
scelta la frequenza più alta che non interferisse con i dati registrati
(questa frequenza è superiore rispetto a quelle di DVD-R/RW e DVD-RAM).

Le informazioni di indirizzamento dei dati sono incorporate nell’ondulazione
del solco tramite la modulazione del wobble. Ogni traccia (un giro della spirale)
è suddiviso in 8 segmenti, in corrispondenza dei quali il wobble viene
modulato le informazioni di posizionamento, chiamate ADIP (Address-in-Pre-groove,
48 bit tra cui i numeri di strato, traccia e segmento e il codice CRC per il
rilevamento di errori).
Il wobble di un disco DVD+RW include un fine clock (clock fine) presente 12
volte per segmento, il che porta a 30 MHz il clock complessivo fornito dal wobble
più la sua modulazione; questa frequenza consente un posizionamento angolare
entro 0,0004 gradi, circa 0,4 micron, più che sufficiente per riscrivere
al volo un segmento di dati.
Molte caratteristiche del disco DVD+RW sono simili a quelle del disco
DVD-RW, come ad esempio i parametri fisici, il materiale a cambiamento
di fase e i vari sistemi di protezione anti-copia. A differenza del DVD+RW,
il formato DVD+R richiede la finalizzazione del disco prima dell’utilizzo
di un disco in un lettore DVD (come per DVD-R/RW). La registrazione può
essere sequenziale o incrementale e un disco può contenere fino a 191
sessioni, con circa 4 MB di “spreco” per sessione. Una delle caratteristiche
del DVD+RW è la formattazione automatica in background anche parziale
(se il disco viene estratto prima che termini), con proseguimento al successivo
reinserimento.

UDF
L’Universal Disk Format (UDF) è un file system sviluppato dalla
Optical Storage Technology Association (OSTA) per lo scambio dei dati fra i
vari supporti ottici. è richiesto per i DVD-ROM ed è utilizzato
dai DVD con contenuti audio/video. Nato per sostituire l’ISO 9660 dei
CD-ROM, è disponibile anche su CD-R/RW con l’uso del packet writing.