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Die Blu-ray Disc ist ein optischer Speicher, ähnlich der DVD oder der CD, aber in Kapazität und Eigenschaften speziell für die Anforderungen von HDTV konzipiert.

Am 19. Februar 2002 haben 9 bedeutende Firmen der Heimelektronik beschlossen, eine "DVD der nächsten Generation" zu entwickeln. Die Blu-ray Firmen dr ersten Stunde sind Hitachi, LG, Matsushita (Panasonic), Philips, Pioneer, Samsung, Sharp, Sony und Thomson. Mittlerweile unterstützen auch viele andere Unternehmen dieses Format, die Liste der Systempartner finden Sie hier.

Die Informationen befinden sich bei der Blu-ray Disc 0,1 Millimeter unter einer Schutzschicht, der Spurabstand ist mit 0,32 Mikrometern etwa halb so gross wie bei einer DVD. Beschrieben und gelesen werden die Informationen von einem Blauen Laser, die Transferrate liegt mit 36 MBit/sec. so hoch dass man ein konventionelles Videoprogramm zugleich aufnehmen und editieren könnte.

Erste Blu-ray Videorecorder hat Sony im April 2003 in Japan auf den Markt gebracht, Panasonic hat ein Jahr später mit dem ersten Blu-ray Recorder nachgezogen, der auch doppelschichtige Discs beschreiben kann. Später haben auch Samsung und Sharp die Produktion eigener Geräte aufgenommen. Allerdings konnten all diese Geräte nur eigene Aufnahmen abspielen, nicht aber fabrikgepresste Blu-ray Discs, also keine HDTV-Filme. Sie wurden auch nie ausserhalb Japans verkauft.

Zum Abspielen von Spielfilmen auf Blu-ray Discs (BD-ROM) ist nach langen Diskussionen ein neuer Standard festgelegt worden, der ausserordentlich umfangreiche Sicherungen gegen unerlaubtes Kopieren einschliesst. Die ersten Spielfilme und Abspielgeräte dafür wurden auf Ende Juni 2006 in den U.S.A. angekündigt.

Hier sehen Sie anschaulich dargestellt die wichtigsten Unterschiede zwischen der Blu-ray Disc und den bereits etablierten optischen Speichern

Weil bei der Blu-ray Disc die Informationen nur 0,1 mm unter der Oberfläche liegen, ist die Disc sehr empfindlich gegenüber Kratzern und Fingerabdrücken. Daher wurde sie anfangs generell in einer schützenden Cartridge angeboten.

Menschen mit Computererfahrung wissen solche Cartridges zu schätzen, aber in der klassischen Heimelektronik herrscht eine weit verbreitete Aversion. Diesem Problem nähert man sich von 2 verschiedenen Seiten. Erstens hat man eine Cartridge entwickelt, die möglichst nicht aussehen soll wie eine Cartridge. Sie ist oben völlig offen und schützt nur die empfindliche Informationsseite der Disc. Eine solche Cartriodge ist jedoch nur für Computeranwendungen denkbar.

Zweitens hat daher TDK eine dermassen widerstandsfähige Spezialbeschichtung entwickelt,  dass die Disc damit sogar die Behandlung mit Stahlwolle schadlos überstehen soll. Dies soll die Cartridge überflüssig machen, es bleibt jedoch die Frage offen, wie ein Schutzlack vor Fingerabdrücken schützen soll. Doch auch dafür ist gesorgt. Die TDK-Beschichtung ist nämlich keineswegs ultrahart, wie der Name unterstellt; vielmehr handelt es sich dabei um eine Schicht aus Öltröpfchen, die auf wundersame Weise so zusammen haften, dass sie praktisch unzerreissbar sind. Dieser Film schützt die Oberfläche vor Beschädigung, verhindert aber auch die Tröpfchenbildung durch Fette und Öle, aus denen Fingerabdrücke bestehen. Allerdings spricht TDK in diesem Zusammenhang immer ausdrücklich nur von den beschreibbaren Varianten der Blu-ray Disc, nicht von der fabrikbespielten BD-ROM. Auch die deutsche Degussa beschäftigt sich mit dem Schutz von Blu-ray Discs. Dort hat man eine Schutzfolie entwickelt.
Fabrikbespielte Blu-ray Discs werden grundsätzlich ohne Cartridge, aber mit Schutzbeschichtung geliefert.

Technische Parameter

Read OnlyRe-Writable
KapazitätSingle Layer25 GB25 GB
Double Layer50 GB50 GB
File-FormatUDF 2.5
User-Datenrate36,55 Mbit/sec.
Kanal-Datenrate66 Mbit/sec.
Laser-Wellenlänge405 nm
Video-FormateMPEG 2, VC1 (WM9), MPEG 4 (H264),
Audio-FormatePCM, Dolby Digital, DTS
DTS-HD (optional), DRA (China, optional)
Auf DVD-Playern abspielbarNein


V
I
D
E
O
CodecsMPEG-2 MP@HL und MP@ML
MPEG-4 AVC HP@L4.1 MP@L4.1
SMPTE VC-1 AP@L3
Max. Bitrate40 Mbit/sec. (VBR)
Video Formate1920 x 1080 HD (50i, 60i, 24p)
1440 x 1080 HD (50i, 60i, 24p)
1280 x  720 HD (50p, 60p, 24p)
720 x  576/480 SD (50i, 60i)
A
U
D
I
O
Audio-DatenströmeMax. 32
CodecsLPCM*Dolby DigitalDolby Digital PlusDolby True HDDTSDTS-HD
Max. Bitrate (Mbit/sec.)18,432
(27,648)
0,644,73618,641,52424,5
Max. Anzahl Audiokanäle8 (6)5.17.185.18
Bits/Sample16, 20, 2416 - 2416 - 2416 - 2416, 20, 2416 - 24
Abtastfrequenz (kHz)48, 96, (192)484848, 96, 1924848, 96, 192

* Werte in Klammern für 192 kHz Abtastfrequenz, Decoder dafür optional

Die Maximal-Spielzeiten von BD-ROM:
 

Single LayerDouble Layer
High Definition (20 Mbit/sec.)
MPEG-2 / LPCM 5.1~ 130 Min.~ 260 Min.
MPEG-2 / Dolby Digital 5.1~ 150 Min.~ 300 Min.
MPEG-4-AVC / Dolby Digital 5.1~ 200 Min.~ 400 Min.
Standard Definition
MPEG-2 / Dolby Digital 5.1~ 600 Min~ 1200 Min
MPEG-4-AVC / Dolby Digital 5.1~ 1300 Min~ 2600 Min

Im Dezember 2004 hat JVC eine Entwicklung vorgestellt, die einen sanften Übergang von DVD auf Blu-ray ermöglichen soll: Eine Hybriddisc, die sowohl DVD als auch Blu-ray Disc ist.

Die BD-Informationsschicht ist dabei so gestaltet, dass sie vom blauen BD-Laser gelesen, vom roten DVD-Laser aber durchdrungen werden kann. Dieser liest dann die tiefer im Platteninneren gespeicherten DVD-Informationen.

Mit dieser Technik soll man sogar Hybride von BD und DVD-9 herstellen können, also die volle 8,5 BG Kapazität einer doppelschichtigen DVD kombiniert mit den 25 GB der BD. Eines Tages soll es möglich werden, auch die BD-Schicht doppellagig zu gestalten und dort 50 GB zu erreichen. TDK spricht sogar davon, mit der Zeit eine Gesamtkapazität von 200 GB zu erreichen.

Regional-Codes

Blu-ray Discs unterliegen Abspieleinschränkungen durch Regionalcodes. Zu diesem Zweck wurde die Blu-ray Welt in drei Regionen geteilt: Region A: Nord- und Südamerika sowie Asien (ohne China), Region B: Europa und Afrika, Region C: Der Rest der Welt incl. Russland und China. Hier die Einteilung im Überblick:

Die "Regional Playback Control" (RPC) sorgt dafür, dass Abspielgeräte keine Discs von ausserhalb der Region des Players abspielen können. Ein Blu-ray Player kann demnach nur Discs abspielen, die denselben Regionalcode tragen wie das Gerät. Das Anbringen solcher Codes ist allerdings nicht Pflicht. Ein Produzent von Blu-ray Discs kann nach freiem Ermessen bestimmen, ob sein Produkt nur in einer bestimmten Region soll abgespielt werden können oder ohne eine solche Einschränkung in den Handel kommen soll. Längst nicht alle Blu-ray Discs sind mit Regionalcodes ausgestattet. Einen Ueberblick, welche Discs welche Regionalcodes tragen, finden Sie hier. Was neu veröffentlichte Spielfilme angeht, so sind in den U.S.A. (Region A) gekaufte Blu-ray Discs auf in Europa gekauften Geräten (Region B) meist nicht abspielbar, hier muss man also vor dem Kauf unbedingt prüfen, welcher Regionalcoede auf der Rückseite der Box verzeichnet ist.

Kompatibilität

Probleme können auch bei selbst gebrannten Blu-ray Discs auftreten, etwa mit selbstgedrehten Videofilmen. Hier geht es jedoch nicht um regionale Restriktionen, sondern um die Bildfrequenz. Während nämlich in Europa gekaufte Blu-ray Player problemlos Discs mit 50 Hz und mit 60 Hz abspielen, sind die Abspielgeräte, die in Gegenden mit 60 Hz Wechselstrom verkauft werden, normalerweise nur für das Abspielen von Discs mit 60Hz eingerichtet. Daraus ergibt sich, dass man in Europa keine Schwierigkeiten hat, Blu-ray Discs mit Familienvideos aus den U.S.A. oder Japan abzuspielen, dass jedoch nicht erwartet werden darf, dass dies umgekehrt auch klappt. Dies gilt allerdings nur für die klassischen "Desktop" Blu-ray Player. Computer mit eingebautem Blu-ray Laufwerk kennen diese Einschränkung normalerweise nicht. 

Verschiedene Abspielgeräte

Abspielgeräte für Blu-ray Discs gibt es in verschiedenen Versionen:

BD 1.0
Wiedergabe von Discs im BD-MV-Standard (Blu-ray Movie). Der Standard BD-AV für selbstgebrannte Discs muss nicht unterstützt werden, wird aber von den meisten Herstellern per Software nachgerüstet, sobald er endgültig verabschiedet ist.
Interaktivität mit Blu-ray Java.
Audio-Decodierung: Dolby Digital, DTS und PCM Wiedergabe. Dolby digital Plus, True HD und DTS-HD sind im BD-Standard nur optional.
Interner Speicher 64 MB

BD 1.1
Wie Profil 1.0, dazu aber Decodierung von Bild im Bild. Hier waren ursprünglich 2 HD-Datenströme vorgesehen, letztlich wurd dies aber auf einen HD- und einen SD-Strom reduziert.
Decodierung und Mischung von "secondary audio", also Zusatz-Tonspuren mit dem Haupt-Soundtrack des Films (in Dolby Digital Plus und AAC)
256 MB interner Speicher
Dieses Profil ist verpflichtend für alle Abspielgeräte, die nach dem 31. 10. 2007 in Produktion gehen.

BD-Live Profil 2.0
Wie Profil 1.1, dazu aber Netzwerk- und Internet-Fähigkeit,
1 GB interner Speicher
Dieses Profil ist optional, es gibt keine Verpflichtung. Geräte, die dieses unterstützen, werden speziell gekennzeichnet.

Wer an technischen Feinheiten interessiert ist, findet hier eine Unmenge an Details. (englisch)

Kopierschutz

Im Bestreben um bestmöglichen Schutz gegen Video-Piraterie muss jedes Film- oder Videoprogramm auf Blu-ray Discs mit dem Kopierschutz Advanced Access Content System AACS versehen sein. Dieses System ist weltweit verbindlicher Bestandteil der Blu-ray Lizenz und es sieht vor, dass HD-Inhalte grundsätzlich nur über digitale und kopiergeschützte Schnittstellen und Leitungen geführt werden dürfen.Demnach dürfen nach dem 1. Januar 2011 in den Handel gebrachte Blu-ray Abspielgeräte an ihren Analogausgängen nur noch auf Standard Definition herunterkonvertierte Signale ausgeben.  Abspielgeräte, die nach dem 1. Januar 2014 in den Handel kommen, dürfen überhaupt keine analogen Videoausgänge mehr enthalten. Geräte, die diese Bedingungen nicht einhalten, dürfen nur bis 31. Dezember 2011 hergestellt und verkauft werden.

Blu-ray für 3D

Im November 2008 hat Panasonic der Blu-ray Disc Association (BDA) einen Vorschlag unterbreitet, wie künftig 3D-Inhalte auf herkömmlichen Blu-ray-Discs gespeichert werden sollen. Zugleich hat das Unternehmen eine entsprechende 3D-Erweiterung des HDMI-Standards vorgeschlagen. Erste kommerzielle Resultate wurden für 2010 in Aussicht gestellt. Im Laufe des Jahres 2009 wurde der neue 3D-Standard in  allen Details festgelegt und von allen Mitgliedern der BDA Ende Dezember 2009 verabschiedet. Alles über 3D auf Blu-ray Disc finden Sie auf unserer Spezialseite

Blu-ray für spezielle Anwendungen

Im April 2010 hat die Blu-ray Disc Association die Einführung von zwei Spezialformaten angekündigt: 
Die BDXL (High Capacity Recordable and Rewritable Disc) ist für die Archivierung grosser Datenmengen gedacht. In der einmal beschreibbaren Version (write once) bietet sie Kapazitäten von 100 GB und 128 GB, wobei diese Kapazitäten mit 3 bzw. 4 Informationsschichten erreicht werden. Die wiederbeschreibbare Variante bietet 100 GB Speicherplatz.
Die IH-BD (Intra-Hybrid Blu-ray Disc) enthält eine vorbespielte BD-ROM-Schicht sowie eine wiederbeschreibbare BD-RE-Schicht von je 25 GB Kapazität. Damit kann der Benutzer publizierte Informationen lesen, aber nicht überschreiben, er kann sie hingegen durch eigene Daten ergänzen. 
Sowohl für die BDXL als auch für die IH-BD sind neue Aufnahme-/Wiedergabegeräte nötig. 

Blu-ray für spezielle Anwendungen

Im April 2011 hat der japanische Elektronikkonzern Panasonic den ersten wiederbeschreibbaren Rohling nach dem BDXL-Standard (Blu-ray XL) vorgestellt, der eine Kapazität von 100 Gigabyte bietet.BDXL zielt eher auf den professionellen
Bereich ab. Die wiederbeschreibbaren BDXL-Rohlinge (BD-RE) nutzen drei Layer und fassen rund zwölf Stunden HD-Video. Mit einem speziellen „HZ“-Modus sind sogar 130 Stunden Aufnahmedauer möglich.Dennoch ist eher unwahrscheinlich, dass das neue
Format in absehbarer Zeit Massenware wird. Im Consumer-Bereich wird sich eher Dual-Layer-Blu-ray mit 50 Gigabyte durchsetzen, meinen Experten. Denn BDXL-Scheiben nutzen drei Daten-Layer, was eine viel kompliziertere Produktionsmethode erfordert als bei herkömmlichen Blu-ray-Rohlingen mit zwei Layern. Da auch 3D-Filme in Blu-ray-
Qualität im Normalfall auf eine einzelne 50 GB-Scheibe passen, bringt BDXL auch für die Filmstudios keinen grossen Nutzen. Gegen BDXL als Consumer-Produkt spricht ferner, dass die Scheiben nicht zu aktuellen Blu-ray-Playern kompatibel sind, sondern wieder neue Geräte erfordern. Daher liegt die Zukunftvon BDXL wohl eher als Format für die Archivierung im professionellen und industriellen Bereich. 

Was kommt nach Blu-ray?

Optische Discs haben den Vorteil, dass sie effektiv Staub und Wasser abweisen und gleichzeitig Temperaturschwankungen und Änderungen der Luftfeuchtigkeit während ihrer Lagerung standhalten. Sie sind generationsübergreifend kompatibel zwischen unterschiedlichen Formaten, sodass sie auch lesbar bleiben, wenn sich die Formate ändern. Dies macht sie zu einem robusten und zuverlässigen Medium für die langfristige Datensicherung. Vor dem Hintergrund steigender Datenmengen und eines wachsenden Archivierungsmarktes, haben sich Sony und Panasonic dazu entschlossen, gemeinsam einen Standard für professionelle optische Discs der nächsten Generation zu entwickeln: die „Archival Disc“.  

Ab Sommer 2015 wollen Sony und Panasonic Systeme mit einer Aufnahmekapazität von 300 GB pro Disc auf den Markt bringen. Des Weiteren planen beide Unternehmen, ihre jeweiligen Technologien auf eine Aufnahmekapazität von 500 GB pro Disc und dann auf 1 TB zu erhöhen.

Besonders in der Filmindustrie ist die Nachfrage an Archivierungslösungen mit hoher Kapazität enorm gestiegen. In Cloud-Datencentern haben Verbesserungen der Netzwerkdienste das Datenvolumen ebenfalls in die Höhe schießen lassen.

Sowohl Sony als auch Panasonic gehören zu den Pionieren der Blu-ray DiscTM-Technologie. Beide Unternehmen haben es sich zum Ziel gesetzt, die nächste Generation optischer Discs mit hoher Kapazität aktiv im professionellen Bereich voranzutreiben und eine Lösung für den wirksamen Schutz wertvoller Daten bereitzustellen.

Technische Daten der Archival Disc:

Disc-Größe (Art): 300 GB (einmal beschreibbar)
Optische Parameter: Wellenlänge λ = 405 nm (Nanometer), numerische Apertur NA = 0,85
Disc-Struktur: Doppelseitige Disc (3 Schichten/Seite), Steg und Nut
Spurabstand: 0,225 μm (Mikrometer)
Datenbitlänge: 79,5 nm (Nanometer)
Fehlerkorrektur: Reed-Solomon-Code