2 . 2 光盘

最新一代的大容量存储设备是dvd,其存储数据的格式为mpeg-2,完全能够满足广播级视音频信号的要求,它达到了目前技术上最理想的容量。dvd光盘的几何尺寸与普通cd相同,但其容量却是cd的8倍-15倍。对于单层dvd,其容量是4.7gb,可存放132分钟的mpeg-2影片,这意味着标准长度的电影和数字音频都可以记录在一张dvd光盘上。要实现必须将所有数据按一定的格式存放在dvd盘上,dvd播放机才能读出这些数据, 播放出高品质的画面和优美动听的音乐。其中影像采用mpeg-2压缩,音效可采用mpeg-2 audio、dolby ac-3、lpcm及dts,基本上是把视频讯号压缩至1/40左右,但是mpeg-2的压缩率是可变的,mpeg-2速率平均为3.5mbps,最高约11mbps,dvd 的分辨率为720*480,35万像素,水平扫描超过500条,而且还有多国字幕。那么132分钟是怎么算出来的呢?它是mpeg-2 3.5mbps+ac-3 5.1ch 384kbps*3+字幕10kbps*4=0.59m/s除以单面单层4.7g,大约就是132分钟了,其中ac-3 5.1ch表示6个声道。而采用双层双面技术的dvd盘存储容量达17gb,能连续播放8小时的广播级节目。

通常说的dvd实际上可分为只读(dvd-rom,dvd-video,dvd-audio),只写一次(dvd-r(recordable))和可重写三种规格。dvd—video和dvd—audio多用于影音电视设备,而dvd—rom、dvd—r、可重写dvd则多用于计算机设备中。其中dvd—video和dvd—rom标准已经统一。

只读dvd的发展状 况见表1。只读dvd技术相对比较成熟,也有一些应用于电视领域的实例,主要是被建成光盘库,用于自动播出或对台存节目资料进行长期保存。这种方式不仅具有容量优势,而且还克服了传统录象带质量易劣化,占用空间大,查询管理困难,利用率低等缺点,并且它在保存图象清晰度,音响保真度,数据传输率,纠错能力及用户间交错功能等方面也优于传统的磁带。表2以dvd-video为例给出了dvd存储视频,声音和字幕子图象编码的有关参数。

从表2可以看 出,只读dvd-video的传输码率范围为1--10mbps(视频),远小于电视节目制作所要求的30--50 mbps的码率,它只能刚刚达到传输播出的4--10 mbps的低码率要求,对于存储要求15--20 mbps的码率要求而言,也显低。要想真正利用dvd于电视节目制作和存储,必须使用更先进的dvd技术。

只写一次的dvd-r使用有机染料作为信息记录层,可以说它是dvd版本的cd-r。目前dvd-r刻录机只有整盘刻写和增量刻写两种刻录方式,一台售价约为5000美元左右,相当昂贵。与只读dvd相比,技术指标上没有更多改进,主要用于dvd节目的编辑,检验和小批量发行,不适宜于电视台节目的制作与大量存储。

对于可重写dvd,目前存在dvd-ram,dvd-rw和dvd+rw三种相互竞争的规格,各大公司至今还未达成一致意见,也没有统一的国际标准。1997年4月,由10家公司组成的dvd联盟发表了单面存储容量为2.6gb,双面存储容量为5.2gb的dvd-ram标准,该标准采用了相变介质记录方式,它的记录和读出完全采用光学技术,利用激光使记录介质在结晶态与非结晶态之间的可逆相变结构实现信息的记录和擦除。与mo(磁光)技术相比,相变光盘存储技术具有记录密度高,记录成本低,介质寿命长,驱动器结构简单,读出信号信噪比高和不受外界磁场环境影响等突出优点,因此已成为光存储技术的主流,具有广阔的应用前景。dvd-ram可进行反复多次的存取,数据率从4--15 mbps可选。非常适合于大容量节目的长期保存,并允许多人同时对其进行查询和读/写操作,而dvd光盘的非接触性激光数据读取方式,不会由于多次检索和读/写操作造成视音频质量的损伤和劣化。

dvd-rw是日本先锋公司基于dvd-r提出的,它也使用相变介质进行信息的记录,擦除和重写,其容量为4.7gb。但一直没有正式产品推向市场。

dvd+rw是由philps,sony和hp三家公司于1997年5月联合推出的另一种单面容量为3gb,双面容量为6gb的可擦写dvd规格。dvd+rw光盘不需要附加盘盒,性能更优于dvd-ram,并且兼容性也优于dvd-ram。表3给出了各种可重写dvd规格的比较。

dvd的 制作,首先必须利用非线性编辑系统将视频,音频信号采集进入计算机,然后利用dvd制作系统完成制作,包括:dvdirector软件、硬件dvd回放卡、mpeg压缩程序及字幕生成调用程序四部分。dvd-ram光盘在写入数据的时候只能使用包格式写入,并且需要在光盘上记录部分文件系统数据,由于其的影响以及激光不断的开关切换动作,dvd-ram驱动器的实际速度要比标识的速度慢约10%。通常dvd-ram驱动器的速率是以“x(倍速)”来标识的,这是沿用了cd-rom的用法。一个“倍速” dvd-ram读取数据速度为1.35mb/ s。另外,在描述dvd-ram驱动器的读取速度时,“倍速”的概念还反映了一台驱动器要用多长的时间才能在连续方式下刻写完一张光盘,以4倍速dvd-rom为例,刻录一张单面单层4.7g的dvd光盘,约需1 5分钟。以制作一部标准长度90分钟电影为例,从上载到完成刻录约需2小时。表4给出了各代dvd机芯的特征。

从使用的角度看,dvd光盘具有广阔的市场前景,它也应该代表了高速大容量存储设备的发展方向。但目前它所面临的主要问题在于格式的统一,速度与容量的提高,价格的降低等。其中格式的不统一,制约了dvd的发展应用,也给用户带来了风险。同时传输速率还是比较低。对于专业视音频领域要求的大容量,高速度,低价格存储来说,目前光存储技术发展的程度,容量及读/写速度,价格等指标均显勉强。

2 . 3 数据流磁带机

数据流磁带机也是利用磁记录技术保存数据的,是目前工业系统广泛应用的一种备份设备,例如银行业,证券业,气象台等。它与电视台使用的传统磁带很相似,可以说是由其发展而来的。只不过它是配属于计算机的存储外设,记录的数据不是以帧为单位的图像信息,而是以计算机文件形式存在的数字信息。与前面介绍过的硬盘,光盘记录方式相比,磁带备份具有下列优势:

. 成本低,每gb的存储成本低于1.3美元。

. 易于存储,保管,可通过更换磁带无限扩充容量。

. 可靠性高,存储时间超过30年。

. 允许无人操作的自动备份。

. 容量高,一盒磁带中可以存储高达70gb的数据。

. 传输率高,压缩后可以达到10mb∕秒。

磁带备份技术一直在发展。更有效的磁带方法,更新的格式一 直在不断涌现,四分之一英寸盒带(qic)是为数据储存应用而专 门设计的。在四分之一英寸磁带上,数据可以以连续迂回的方式记录在最多为144 个轨道上。traven技术是qic格式的一种体现。

数字视频技术(dat)最初是为数字视频记录而设计的。当在4mm磁带上实现了大容量的数字数据存储、快速的数据传输速率和可靠性之后,dat就被用作磁带备份的媒质。

8mm磁带技术最初是为视频工业而设计的。其最初目的是将高质量的彩色图象传输到磁带上,供存储和检索。现在,8mm技术也被计算机工业所采纳,成为储存大量计算机数据的可靠方法。

数字线性磁带(dlt)是磁带备份技术的最新进展。它采用对称相位记录技术,交替改变磁头的角度,帮助消除磁道间干扰。

表5给出了不同型号数据流磁带的类型,记录格式与特点。不同型号之间的数据流磁带互不兼容。使用数据压缩技术的数据流磁带机的存储容量,将取决于该驱动器是工作在自然模式(未压缩)还是压缩模式。压缩技术一般能将储存在媒质上的数据量加倍,实际获得的压缩程度对被压缩数据的特点很敏感。

为了满足大容量存储以及备份的需要,业界还推出有能够自动备份数据的数据流磁带库,通过使用存储管理软件,来实现自动按时备份。这种磁带库一般带有多个dlt驱动器和两个以上scsi数据通道。容量可达到tb级(万亿字节以上),传输率可达10--20mb/s。由这些分析可以看出,数据流磁带应该是目前最经济合理的大容量,高速度存储媒介,也比较适合于电视台节目资料的长期保存。

二 . 电视节目资源管理系统