Holograafiline universaalketas

Holograafiline universaalketas (ingl. Holographic Versatile Disc) ehk HVD on optiline andmekandja, mis võimaldab mahutada mitu korda rohkem andmeid kui CD-d, DVD-d ja Blu-Ray-kettad, kuna andmed salvestatakse holograafiliselt, mis tähendab, et andmed on paigutatud kogu kettasse, mitte ainult selle pinnale, ning ühte piirkonda saab salvestada rohkem kui ainult ühe kujutise.

Lisaks sellele võimaldab holograafiline andmekandja lugeda ja kirjutada paralleelselt kuni 60 000 bitti, muutes andmeedastuskiiruse oluliselt kiiremaks võrreldes magnetiliste ja teiste optiliste andmekandjatega, mis loevad ja kirjutavad vaid 1 biti korraga.

Aastal 2007 avaldas ECMA standardid 100 GB read-only holograafilise ketta ja 200 GB holograafilise kasseti jaoks, kuid ühtegi toodet pole veel turule ilmunud. Mitu firmat, näiteks Maxell ja Optware, on teatanud oma toodete väljalaskeaja, kuid neist ei ole kinni peetud.

Arendus

Eri firmad ja kontsernid on seda tehnoloogiat uurinud ja arendanud aastaid.

1999. aastal loodi Optware Corporation eesmärgiga arendada ja kommertsialiseerida holograafiline andmesalvestussüsteem. Optware arendas välja kollineearse holograafia, mis tegi holograafilise salvestuse praktiliseks. See tehnoloogia võimaldab Optware'i sõnul teoreetiliselt mahutada kettale kuni 3,9 TB andmeid edastuskiirusega 1 Gbit/s. 2004. aasta juulis õnnestus neil edukalt salvestada ja esitada holograafiliselt kettalt filme, mis oli selle tehnoloogia arengus suureks läbimurdeks. Firma kavatses turule tuua oma holograafilise universaalkaardi (ingl HVC – Holographic Versatile Card) 2006. aasta lõpus pärast standardi loomist, kuid 2011. aasta novembriks selle kohta uudiseid veel polnud. Seade pidi mahutama 30 GB andmeid, kirjutama Blu-ray-st 3 korda kiiremini ning olema umbes krediitkaardisuurune.

pisi|Holograafiline universaalkaart
InPhase Technologies tekkis aastal 2000 samuti eesmärgiga arendada välja tarbijale sobilik holograafiline tehnoloogia. Aasta 2006. lõpul lubas firma koostöös Maxwelliga turule lasta oma seadme, Tapestry 300r, mahuga 300 GB ning andmeedastuskiirusega 20 Mbit/s. Kuupäeva lükati kaks korda edasi, 2007. aasta veebruari ning seejärel 2008. aasta maisse. Firma sattus raskustesse ja oktoobris 2011 kuulutas välja pankroti.

General Electrics Global Research Centers teatas 2009. aprillis, et on edukalt loonud HVD, mis mahutab 500 GB andmeid. Firma on töötanud tehnoloogia kallal kuus aastat ning loodab selle turule tuua järgmise nelja aasta jooksul.

Holography System Development Forum (varem HVD Alliance ja HVD Forum) on 2004. aastal Optware'i eestvedamisel loodud firmade koalitsioon HVD arendamise ja väljatöötamise kiirendamiseks. Algselt kuulus sinna kuus firmat: CMC Magnetics Corporation, Fuji Photo Film, Nippon Paint, Optware Corporation, Pulstec Industrial ja Toagosei.

Andmete kirjutamine ja lugemine holograafiliselt

Informatsioon salvestatakse valgustundlikule materjalile interferentsimustrina, mis tekib kahe koherentse valguskiire ühinemise tulemusena. Selle tekitamiseks kasutatakse rohelist või sinist ehk kirjutamis-/lugemislaserit ning punast aadressi/positsioonilaserit. Muutes punase laseri nurka või lainepikkust, saab ühte positsiooni salvestada tuhandeid hologramme.

Salvestatud andmeid loetakse sama punase laseri abil, mida kasutati hologrammi loomiseks. Valguskiir suunatakse valgustundlikule materjalile, valgustades õige interferentsimustri, mis tuntakse ära detektori abil. Detektor on võimeline lugema andmeid paralleelselt, mille tulemuseks on väga kiire edastuskiirus. Holograafiliselt salvestatud andmetele pääsetakse juurde vähem kui 200 millisekundiga.

Kollineaarne holograafia

pisi|Ketta ehitus 1. Roheline kirjutamis-/lugemislaser (532 nm)2. Punane positsiooni/aadressilaser (650 nm)3. Hologramm (andmed)4. Polükarbonaadist kiht5. Valgustundlik kiht (sisaldab andmeid)6. Vahekihid7. Dikroidkiht (peegeldab rohelist valgust)8.
Peegeldav alumiiniumist kiht (peegeldab punast valgust)9. Läbipaistev kateP. Lohukesed

Optware on välja töötanud tehnoloogia, mis ühendab punase ja rohelise (või sinise) laseri üheks kiireks ning võtab kasutusele osaliselt valgust peegeldava dikroidkihi. Roheline laser loeb andmeid, mis on kodeeritud laserite interferentsi mustrisse ning seejärel peegeldub dikroidkihist tagasi. Punane laser läheb dikroidkihist läbi ning loeb selle all olevalt alumiiniumkihilt servoinformatsiooni, mida kasutatakse lugemispea asendi kontrollimiseks.

Enne selle tehnoloogia kasutuselevõttu peegeldus roheline valgus servoinformatsiooni lohkudelt ning põhjustas liigset interferentsi, mis häiris ketta tööd. Mõnel versioonil puudus servoinformatsioon täielikult. See tähendas, et kettad ei ühildunud CD- ja DVD-tehnoloogiaga, seega ei olnud nad praktilised ja tarbimiseks kõlbulikud.

Kasutuselevõtt

HVD edukalt turuletoomine on suhteliselt keeruline, kuna esimesed kettad ja lugerid on võrreldes praeguste toodetega suhteliselt kallid. Esimesed kettad, mida plaaniti turule tuua, oleksid oletatavalt maksnud 120–180 USA dollarit, lugerid aga umbes 15 000 dollarit. Samuti on oht, et see tehnoloogia aegub enne tarbijani jõudmist või väga kiiresti pärast seda, kuna teised andmekandjad arenevad väga kiiresti. SSD-sid (ingl Solid State Drive) kasutatakse juba väga laialdaselt ning osadel neist on juba suuremad mahud ning lugemis- ja kirjutamiskiirused.

HVD-l on siiski kasutusvõimalusi, mis suurendavad tõenäosust, et tehnoloogia turule jõuab. Suurt maht ja pikk kestvus muudavad võimalikuks andmete pikaajalise arhiveerimise, mida on vaja näiteks suure hulga info hoidmiseks meditsiinis.

Erinevused DVD, HVD ja Blu-ray vahel
Parameetrid
DVD
Blu-ray
HVD
Mahutavus
4,7 GB
25 GB
kuni mitu TB
Laseri lainepikkus
650 nm (red)
405 nm (blue)
532 nm (green)
Ketta läbimõõt
120 mm
120 mm
120 mm
Kõva kiht
ei
jah
jah
Andmeedastuskiirus (toorandmed)
11,08 Mbit/s
36 Mbit/s
1 Gbit/s
Andmeedastuskiirus (audio/video)
10,08 Mbit/s
54 Mbit/s
1 Gbit/s
<tr>

Viited

Kategooria:Optilised andmekandjad