讲堂 与浦科特工程师谈DVD刻录机

　　二、Plextor如何保证刻录的品质？

　　●什么是刻录策略？它对光盘刻录有什么影响？

　　毛：在刻录机内部，有一个叫做Firmware的存储芯片，里面储存着各种刻录盘片的兼容列表。列表中记录着各种盘片的ID号，当然每个ID号都有对应的最佳写入策略和功率。

　　当我们把一张空白光盘放进光驱时，刻录机会首先到Firmware中寻找是否有对应的信息，如果有就按照上面记录的信息来刻录；如果没有，通常会调用默认策略和功率来进行刻录。不过市场上的盘片质量参差不齐，而且染料方面的差异性很大，很难保证刻录的成功率；现在多数刻录机都带有激光功率实时调整技术(Walking-OPC或Running-OPC)，可以在刻录过程中作一些局部的调整动作，不过这种技术只能在刻录过程中作有限的调整，与默认功率八九不离十，差异极小。

　　比较好的解决办法是用户经常更新刻录机的Firmware文件，也就是所谓的经常刷新刻录机的固件，这样可以让刻录机了解更多新盘片的最佳写策略，大大提高兼容性。不过这种方法仍显得有些被动，不能从根本上解决问题，而且让一个初级用户自己刷新Firmware，难度可想而知……

图3 增强型AutoStrategy(AS)有四种工作模式：1. Auto Selection，自主选择模式：优先使用Firmware中的数据，如果找不到启动AS模式；2. AS ON(Forced)，强制模式：所有盘片均启动AS模式；3. AS ON，AS开启模式：优先使用AS中记载的数据；4.AS OFF，AS关闭模式：关闭AS功能，所有刻录使用Firmware中的信息

　　目前比较“聪明”的做法是让刻录机自己根据实际情况来决定刻录策略，比方说飞利浦开发的“SolidBurn”和我们的“AutoStrategy”。从实现原理上来讲，二者可能存在一定区别,不过目的都是相似的：增加对未知盘片的兼容性，同时有效避免盘片不同批次上的差异对刻录品质带来的负面影响。目前我们的“AutoStrategy”已经发展到了第二代，称之为“增强型AutoStrategy”，具体的改进就是加入了4种新的解析模式，解析时间也大幅缩短；并且在以前局部区域分析的基础上又加上了单张盘片全局分析的方法，我们有专门的硬件对盘片染料层的物理特性作出分析，然后在刻录之前决定最佳刻录策略，并将新的策略记录到Firmware中。目前我们的PX-755系列和PX-760系列都搭载了这种先进的技术。

　　●盘片的质量用什么指标来衡量呢？

　　毛：一张刻录光盘多多少少都会存在一些错误，要完整读取其中的数据，光驱就必须要纠正这些错误。其中CD和DVD的纠错体系是不完全一样的，CD的纠错体系是C1/C2纠错(鉴于篇幅有限，对这部分感兴趣的读者可以参考本刊以前的资料，这里不再赘述)，而DVD是PI/PO纠错。

　　在了解PI和PO之前，我们需要先介绍一下ECC BLOCK(Error Correct Code BLOCK)的概念(图4)。

　　DVD的第一层纠错被称为PI纠错。根据业界标准，当一个ECC BLOCK中任何一行发生1～4字节的错误时，就称这些错误为PIE(Parity Inner Errors)，即只依靠PI编码就能修复的错误；当ECC BLOCK的一行中出现超过5个字节(含以上)的错误时，就变成了PI-uncorrectable errors(即不可通过PI编码修正的错误)，也称为PIF(Parity Inner Fails)。

图4 “扇区”是DVD的数据结构中最基本的组成单位，连续的16个数据扇区可以构成一个192行×172列的ECC BLOCK。在ECC BLOCK的每一列上，增加了16字节的Outer-parity Reed-Solomon code ，也被称为PO (Parity Outer，外部奇偶校验码)。这样一来，数据块就增加了16行PO编码，变成了208行。而在ECC BLOCK的每一行后面，再增加10字节的Inner-parity Reed-Solomon code ，也被称为PI(Parity Inner，内部奇偶校验码)，这样就得到了一个208行×182列的完整的ECC BLOCK

　　DVD的第二层纠错被称为PO纠错。对于ECC BLOCK中的一列中允许出现的错误字节数的上限，业界并没有明确的规定，一般而言至少能够纠正8个以上的错误字节数，这些错误就是常说的POE(Parity Outer Errors)。当ECC BLOCK中的某列数据不能被纠正时，这些数据就变成了POF(Parity Outer Fails)，也就是坏扇区。

　　通常而言，一张DVD光盘上是绝对不允许有POF出现的。根据业界的相关规定，一张质量好的DVD光盘每组连贯的8个ECC BLOCK中 PIE字节数应该在280以下，任何1个ECC BLOCK上的PIF行数之和应该不超过4，POF则应该为0。

　　光盘的FE/TE参数测定

　　Plextor的部分高端刻录机产品可以支持光盘的FE/TE参数测定功能，这是一项针对空白CD/DVD盘片的品质检测功能。

图5 FE/TE测试

　　FE的全称是Focus Error ，即聚焦错误。它表示激光停留在空白光盘的记录层上进行聚焦的能力，也可以说是激光对于盘面振动的焦距误差，其曲线应当相对平滑。其数值应该在0～30之间，如果FE的曲线变化很大，则说明光头移动到盘片的外圈时难以保持稳定的聚焦，一般来说这样的空白光盘的品质是很糟糕的。

　　TE的全称是Tracking Error，即寻轨错误。它表示激光对空白光盘上的螺旋轨道路径(凹槽)及其所包含的同步信息进行跟踪的能力，其曲线应当相对平滑，这样激光头很容易对该光盘的轨道进行精密跟踪。

　　FE/TE测试的目的是帮助用户找到光盘的最高刻录速度，如果测试发现FE/TE的曲线数值很高，在写入过程中就有可能发生写入错误。在这种情况下，就应该降低光盘的刻录速度。不过需要注意的是，这项测试的结果很容易受到外界因素的影响，比方说环境比较潮湿、盘片表面有灰尘等等。

　　●什么是Jitter和Beta，它们是如何影响光盘刻录质量的呢？

　　毛：光盘上的数据信号都是2进制的—0和1，分别对应光盘上的Pit(坑，无反光部分)和Land(平面，反光部分)。为了避免数据过于冗长密集，红皮书中规定光盘上不能出现连续的“1”信号，所以刻录时每一个字节必须通过EFM调制(即8～14位调制，DVD为EFMplus，8～16位调制)，调制好的信号格式由激光头刻录到光盘上。

　　在读取时，如果光头发现反射信号跳转，则为1，否则为0。一张CD有3T～11T总共9种时间长度的Pit或者是Land，DVD比CD多一个14T，其中CD的1T=213.4ns，DVD的1T=38ns。每一个Pit、Land的规定长度与实际长度的差就用Jitter来表示，单位为ns。由于3T长度的Pit或者Land出现频率最高，通常就用3T长度的误差来计算*。

　　*注释：红皮书中规定CD的3T-Jitter值应当小于35ns，振幅波动控制在15%以内。由于加入了数据对于PLL 时钟电路信号的偏差，DVD的Jitter不是用ns来表示，而是用%的方式来表示，一张质量好的DVD光盘Jitter值应该控制在8%以下。当然，无论是CD还是DVD，Jitter值越小越好。

图6 Jitter与Beta的示意图

　　所谓的Beta值就是指激光头在读取Pit和Land时所使用功率的变化幅度，它从侧面反映出一张光盘的刻录深度—如果在刻录过程中激光头功率过大，Pit就会过于明显；而功率过弱，Land就会明显。不过无论哪方面过于明显都不是一件好事，它会影响到读取时的稳定性和平衡度，如果超过了一定范围，数据就不能被正确还原了。例如红皮书规定音乐CD的Beta值应该在±0.08范围以内，橘皮书规定CD-R/RW的Beta值应控制在±0.02范围以内。

　　所以综合来说，衡量刻录品质的参数有很多种，比如说C1/C2或者PI/PO，还有Jitter与Beta等等，只有将各方面综合起来，我们才能说光盘刻录质量的好与坏。单看其中的任何一方面都是不完全的。