التسجيل متعدد المستويات

تقنية التسجيل متعدد المستويات ( ML ، والمعروفة أيضًا باسم M-ary ) هي تقنية طورتها شركة Optex Corporation ^{[ 1 ]} وروّجت لها شركة Calimetrics لزيادة سعة تخزين الأقراص الضوئية . إلا أنها لم تنجح في ترسيخ مكانتها في السوق. من خلال دمج تعديلات خاصة على الوسائط وأجهزة التسجيل والقراءة والتشغيل، اقترحت Calimetrics أن تقنية ML قادرة على زيادة سعة أقراص CD-ROM و CD-R و CD-RW إلى 2 جيجابايت؛ وأقراص DVD أحادية الطبقة ( DVD-R و DVD+R و DVD-RW و DVD+RW و DVD-RAM) إلى ما بين 7.1 و10 جيجابايت؛ وأقراص Blu-ray أحادية الطبقة (BD) إلى 60 جيجابايت. كما اقترحت نظام إدارة الحقوق الرقمية (DRM) مدمجًا اختياريًا يُسمى MovieGuard . وفي عام 2000، تأسس تحالف ML، وهو مجموعة صناعية ، للمساعدة في تسويق تقنية ML. وشمل الأعضاء في نهاية المطاف شركات Calimetrics و TDK و Sanyo Semiconductor و Plextor و Matsushita Kotobuki Electronics و Mitsubishi Chemical Corporation و Verbatim و TEACr و Yamaha .

طُوِّرت عدة مسجلات أقراص مدمجة بسعة 2 جيجابايت بتقنية ML CD لطرحها في الأسواق عام 2002 (مثل MLCDRW1000 من TDK وPX-ML3630 من Plextor)، لكنها لم تُطرح في الأسواق. ويعود ذلك في معظمه إلى قرار تجاري تأثر بالانخفاض السريع في أسعار أقراص CD-R/RW والزيادة المتزامنة في شعبية تقنية أقراص DVD القابلة للكتابة. واصلت شركة Calimetrics العمل على تطوير نسخ أكثر تطورًا من تقنيتها لأقراص DVD وBlu-ray، بما في ذلك اقتراح بناء جيل جديد من أقراص EVD (القرص متعدد الاستخدامات المحسن ). توقفت شركة Calimetrics عن العمل عام 2004.

لتخزين المعلومات على سطح مادي، يجب تحويل البيانات إلى سلسلة من العلامات باستخدام رمز التعديل . الرموز المستخدمة في معظم أنظمة الأقراص الضوئية ثنائية، مما يعني أن السطح الناتج له حالتان فقط: علامات وحالة غير علامات. يوضح الشكل التالي رمز EFM المستخدم في الأقراص المدمجة (CD) وأقراص الفيديو الرقمية (DVD):

نظرًا لأن الحواف موضوعة على شبكة أدق من الحد الأدنى لحجم العلامة، فإن EFM يحقق حوالي 1.5 بت لكل حد أدنى للعلامة، على الرغم من أنه رمز ثنائي.

يشير التسجيل متعدد المستويات إلى استخدام قيم انعكاسية متعددة لترميز البيانات على القرص الضوئي. باستخدام أكثر من مستويين، يمكن تضمين المزيد من المعلومات في أصغر حجم ممكن. يوضح الشكل التالي رمزًا متعدد المستويات (ملاحظة: تُستخدم الألوان فقط لتمثيل الاختلافات في شدة الإضاءة):

تعتمد الأنظمة النموذجية على ترميز ثماني المستويات، وهو ترميز التفافي يخزن حوالي 2.5 بت لكل خلية بيانات. وباستخدام هذا الترميز مع حجم علامة أصغر وترميز تصحيح أخطاء أكثر كفاءة، تضاعفت سعة وسائط الأقراص المدمجة ثلاث مرات. وعند تطبيقه على أقراص DVD ثنائية الطبقات، يمكن لتسجيل ML أن يزيد السعة بمقدار 1.9 ضعف.

يُعد التسجيل البصري متعدد المستويات مثالًا على تعديل سعة النبضة في النطاق الأساسي . ورغم شيوع التعديل غير الثنائي، أو التعديل متعدد المستويات، في صناعة الاتصالات ، فقد طُوّرت هذه التقنية في الأصل وحصلت على براءة اختراع لتسجيل الأقراص الضوئية في شركة أوبتكس في أوائل التسعينيات (بالتعاون مع جامعة روتشستر) لاستخدامها مع وسائط التخزين الضوئية ذات حصر الإلكترونات (ETOM). وعلى الرغم من بساطة مبدأها، إلا أن تطبيق التسجيل متعدد المستويات كان صعبًا، ويعود ذلك في جزء كبير منه إلى أن قنوات تخزين البيانات غير خطية للغاية . وتُعد استجابة نظام التسجيل متعدد المستويات أكثر حساسية للتغيرات في مكوناته الفردية ( درجة حرارة التشغيل ، وتجانس الوسائط، وتذبذب رأس القراءة، وما إلى ذلك) من نظام الأقراص المدمجة/أقراص الفيديو الرقمية التقليدي. وللتعويض عن ذلك، يخصص التنسيق المنطقي للتسجيل متعدد المستويات جزءًا كبيرًا من البتات (كترميز تصحيح الأخطاء الأمامية) لتعزيز مقاومة عيوب الوسائط وضوضاء الإشارة . وتستخدم محركات الأقراص متعددة المستويات تقنيات متطورة لتحسين استهلاك الطاقة أثناء الكتابة ومعادلة تكيفية أثناء القراءة.

يُخلط أحيانًا بين التسجيل متعدد المستويات والتخزين متعدد الطبقات ، حيث تُدمج أسطح بيانات متعددة في قرص واحد. ويمكن الجمع بين تقنيتي الطبقات المتعددة والمستويات المتعددة (كما في أقراص DVD-ROM ثنائية الطبقات متعددة المستويات)، حيث تُطبق تقنية التعديل متعدد المستويات على كل طبقة من طبقات القرص على حدة.

• رابط مكتب براءات الاختراع والعلامات التجارية الأمريكي (USPTO) لبراءة اختراع Optex M-ary
• "كاليمتريكس وفيليبس تستعرضان نظامًا قابلًا لإعادة الكتابة بسعة 34 جيجابايت بتقنية الليزر الأزرق" . CDRInfo . 2002-09-07 . تاريخ الاطلاع: 2006-10-24 .