SlideShare a Scribd company logo
 
 
 
 
Optical Disc Archive 
  White Paper 
 
 
 
 
 
                                                                
 
 
 
 
 
 
                                          Version ‐ 1.10 
 
Sony Corporation, Professional Solution Group,  
Content Creation Solution Business Division  
            December 2012 
Optical Disc Archive White Paper	 	2	
 
1. Background 
While  the  general  trend  in  the  professional  audio/video  media  industry  has  moved 
steadily  from  its  tape  based  origins  toward  file  based  workflows  for  acquisition  post 
production and distribution, the archive domain has remained largely tape‐based.  Now is 
the time to consider this final and all important final stage of the production process.  
As  a  leading  broadcast  equipment  manufacturer  Sony  is  very  consciously  aware  of  the 
challenges  facing  many  broadcasters  with  regard  to  their  media  archives.  While  there 
remains  uncountable  hundreds  of  thousands  of  hours  stored  on  the  long  legacy  of  Sony 
video tape formats including  Betacam, Betacam‐SP, Digital Betacam, D1, D2, HDCAM and 
most recently HDCAM‐SR, the message from our customers remains loud and clear – they 
want an alternative to tape for long‐term archive storage! Likewise in the case of the film 
industry,  archivists  have  been  reluctant  to  transfer  film  to  tape,  even  the  most  modern 
digital data‐tape formats are considered by many to offer insufficient benefit, in terms of 
archival life, to the original film stock.  
The most common complaint from the user community is the constant need to migrate 
valuable assets from one form of tape or hard‐disk media to the next simply to maintain a 
viable  archive.  This  requirement  for  Copy  Migration,  coupled  with  the  well‐known  and 
understood issues associated with long‐term storage of film and tape media in respect of 
environmental conditions, susceptibility to damage by flooding and other natural disasters 
continue to challenge the continued use of the traditional carriers. Furthermore, the true 
cost  of  ownership  of  maintaining  these  large  media  archives  on  media  which  demands 
constant  environmental  controls  and  power  hungry  data  centres  is  becoming  more  and 
more unacceptable in an increasingly environmentally friendly world. 
It  is  against  this  background  that  Sony  turned  its  attention  to  the  problems  facing 
archivists world‐wide. We have listened carefully to our customers in the broadcast media, 
sound and film archive communities in every part of the world where we operate and have 
challenged our research and development groups to seek a better alternative. 
Not surprisingly, our attention turned towards optical recording techniques and optical 
disc in particular. While the capacity per media and data transfer rates associated with even 
the latest Blu‐Ray discs do not compare favourably with modern data‐tape, the fact remains 
that optical discs are considerably more durable than hard‐disk storage systems or magnetic 
tape based media.   
The choice of technology for large media archives is clearly not one to be taken lightly, 
and once committed the requirement to perform copy migration every several years is no 
longer  acceptable.  The  historical  track‐record  for  optical  disc  technology  in  terms  of 
generational compatibility is very encouraging. Even the earliest music CDs and CD‐ROMs 
introduced  the  early  1980’s  remain  compatible  with  the  latest  Blu‐Ray  players  (Fig.1‐1)  ‐ 
Optical Disc Archive White Paper	 	3	
 
driven largely by the very significant mass market for optical disc storage media. This is a key 
consideration, and it can be expected that this trend will continue in the future. 
                          
                                                                          Figure 1‐1 
 
2. “Optical Disc Archive” – New Storage System 
It is against this background which Sony has sought to address the key shortcomings of 
optical disc as an archive carrier – namely capacity per media, and data transfer rate. The 
result  is  an  all  new  optical  disc  based  storage  system,  based  on  Blu‐Ray  technology,  but 
inheriting  some  key  attributes  from  Sony’s  Professional  Disc  (XDCAM)  which  has  enjoyed 
very  widespread  success  by  the  broadcast  and  professional  video  production  community 
since its introduction in 2004.  
The proposed new “Optical Disc Archive” Storage System involves the use of multiple bare 
discs  contained  within  a  very  robust  cartridge  and  a  dedicated  disc  drive  unit  with  an 
associated software driver able to manipulate the discs individually – providing a seamless 
read/write capability.  
 
                 Photo 2‐1. “Optical Disc Archive” Drive unit & Cartridge 
Optical Disc Archive White Paper	 	4	
 
The  highly  compact  disc  cartridge  is  designed  to  hold  12  optical  discs  and  is  sufficiently 
robust to withstand the rigours of any typical robotic storage system – and much more. In 
addition to all of the standard acceleration tests for removable media it has been tested in a 
variety of extreme handling conditions.  
The drive is contained within standard 5‐inch full‐height housing and as such may be easily 
accommodated within a variety of robotic systems – if required.  
This  white  paper  seeks  to  outline  the  key  characteristics  and  features  of  the  recording 
media the cartridge and drive mechanism as well as the associated file system.  
 
3. Optical Disc Archive ‐ Recording Media 
3.1 Media Product Range  
The “Optical Disc Archive” cartridge may be populated with a variety of compatible disc 
media, including options for both Write Once and Rewritable discs – according to the needs 
of individual users and their particular applications, as shown in Table 3‐1.  
 
Table 3‐1 
 
Optical Disc Archive White Paper	 	5	
 
3.2 Basic Recording Mechanism 
“Optical Disc Archive” media is based on phase‐change recording technology.  Optical 
objective lenses concentrate laser light onto microscopic beam spots. By scanning these 
spots along a spiral track on the recording surface of the disc, the system is able to record 
and recover the data. 
The size of each spot is determined by the numerical aperture (NA), which corresponds to 
the power of the objective lens, and by the wavelength () of the laser. As NA increases and 
the wavelength () shortens, and the spot becomes smaller. The result is high spatial 
resolution and high density. The “Optical Disc Archive” uses a blue‐violet laser providing a 
wavelength of 405nm. This is very considerably shorter than the infrared lasers used for CDs 
(780nm) and the red lasers used for DVDs (=650nm). The NA of the objective lenses is also 
increased, while the thickness of the substrate, through which the recording laser beam 
passes, is reduced (Figure 3‐1).  
Figure 3‐1. Comparison of Recording Densities, Optical Parameters 
and Structures of Optical Discs 
 
The optical aberration caused by a tilting of the disc substrate increases in proportion to 
the cube of the NA and the thickness of the substrate. To avoid reducing the tolerance 
associated with tilting the disc, it is necessary to make the substrate thinner. A CD has a 
1.2mm substrate, while a DVD consists of 0.6mm substrates bonded together. The recording 
surface of the “Optical Disc Archive” is coated with a 0.1mm transparent protective layer 
through which it is exposed to the laser beam. 
The recording materials in phase‐change optical discs are made from alloys with relatively 
low melting points (approximately 600ºC). Key ingredients in these materials include 
Germanium, Antimony and Tellurium. When they are heated above their melting point and 
then rapidly cooled after melting, these substances have the property of solidifying in an 
Optical Disc Archive White Paper	 	6	
 
amorphous state (without crystallization, and with the individual elements positioned 
randomly). When amorphous solids are heated above a certain temperature (the 
crystallization temperature), they rapidly begin to crystallize. With an optical disc, it is 
necessary to heat the material and complete crystallization within the extremely short time 
required for a highly‐focused laser beam to pass through, in practice, approximately 10 
nanoseconds.   
By controlling the power of this laser exposure, it is possible to record, erase and rewrite 
data through repeated and reversible transitions between the amorphous and crystalline 
states. The principle used in the recovery of data is that the differences in reflectivity 
between those two states cause variations of reflected light intensity, which can be detected 
via an optical pickup system. As in the case of other phase‐change discs, the “Optical Disc 
Archive” has an optical design in which the reflectivity is lower when the material is in an 
amorphous state, indicating the presence of a recording mark. 
    
                       Figure 3‐2.  Phase‐change Recording Principle and Playback Signals 
   Figure 3‐2 shows the relationship between the playback signals detected in reflected light, 
the laser power waveform and the resulting crystalline structure in the recording film. To 
form recording marks, the recording film is exposed to high‐power laser light with the laser 
operating in short‐pulse mode. The recording material at the exposed location is 
instantaneously heated above its melting point and then rapidly cooled, leaving it in the 
amorphous state. When an erasing power pulse at the level needed to raise the temperature 
above the crystallization point is superimposed on this writing pulse, previously recorded 
marks in the amorphous state are first deleted, allowing data to be overwritten directly in a 
single laser beam scan.  
By modulating the laser power, the system can create marks and spaces on the recording 
surface ranging in length from 2T to 8T where “T” is a length equal to 1 clock period. While 
Optical Disc Archive White Paper	 	7	
 
the disc is rotating on the spindle, the drive system’s servomechanism, both tracking and 
focus servos, control the position of the laser such that it is directly over the appropriate disc 
track at a specified distance. The laser is then pulsed while the reflected laser beam is 
measured to verify and control the laser power.   
When writing these marks, the laser power is actually pulsed in short increments to 
ensure that the marks generated are clean, symmetric, and thus easily read. If the laser 
power is not pulsed, marks have a tendency to form in a “teardrop” shape, making it more 
difficult to read accurately.  Figure 3‐3 shows a graphic representation of the specific manner 
in which data is written.   
2T
Mark
2T
Space
5T
Mark
3T
Mark
4T
Mark
5T
Space
8T
Space
Writing
Power
Erasing
Power
Cooling
Power
Disc
Recording
Track
NRZI
Converted
Signal
 
Figure 3‐3.  Actual Writing Laser Pulse Form 
 
Figure 3‐4 compares the grooves formed on the disc substrate by direct observation via an 
atomic force microscope (AFM). The groove forms a spiral track running from the inner edge 
of the disc to its outer circumference. This is used as a tracking guide for the laser beam. It 
can also be used to provide access control signals by modulating address information by 
means of minute wobbles with amplitude of just over 10nm.  
 
Figure 3‐4.  Recording Layer Track Pitch and Wobbled Grooves 
                                                 Compared to DVD+RW Format 
Optical Disc Archive White Paper	 	8	
 
A similar address signal system is used in the DVD+RW format. In the case of the “Optical 
Disc Archive”, however, the track pitch and wobbling amplitude must both be created on the 
master disc (Note 1) with far greater precision.  
(Note 1): A master disc is a metallic disc used to replicate high‐precision grooves onto plastic substrates. It is 
produced using semiconductor lithography technology.  
 
3.3 Reliability 
Typical  reliability  test  results  against  accelerated  environmental  conditions  are  outlined 
below. 
Figure  3‐5  shows  short  term  storage  tests  under  severe  environmental  conditions.  The 
upper pair of graphs shows results for “Optical Disc Archive” media stored for 2 weeks at 
minus 40 degrees Celsius. Evaluation of the symbol error rate (equal to Byte error rate in this 
case) between before and after the experiment shows no significant error rate change and 
no damage to the discs. The lower pair of graphs shows the result of the heat cycle test, 
where discs are exposed at ‐40 degrees Celsius for 6 hours to up to +60 degrees Celsius for 8 
hours, repeated for 4 cycles.  This heat shock experiment also shows no significant error rate 
change and no damage to the discs. 
 
Figure 3‐5.  Heat Shock Test 
 
Figure 3‐6  shows the test results when the media is subjected to a highly corrosive gas 
environment.  Mixtures  of  hydrogen  sulfide  (concentration;  0.07ppm),  nitrogen  dioxide 
Optical Disc Archive White Paper	 	9	
 
(1.4ppm),  chlorine  gas  (0.07ppm)  and  sulfur  dioxide  (1.4ppm)  corrosive  gases  were 
introduced  into  the  environmental  test  chamber.  The  temperature  and  relative  humidity 
were kept at 35 degrees Celsius and 85% humidity during the storage experiment for 295 
hours. 
 
 
                             Figure 3‐6.  Storage Test under Corrosive Gas Environment  
This aging test is based on the corrosive environmental test conditions specified by the IEC 
(International Electro‐technical Commission) Method‐4 (revised). Almost all devices which 
pass this form of accelerated test are considered to be safe from corrosion for over 30 years 
under normal environmental conditions. No corrosion or error rate change in the “Optical 
Disc Archive” was detected following this aging test. 
 
The  estimated  longevity  for  “Optical  Disc  Archive”  media  using  the  accelerated 
temperature  and  humidity  aging  test  is  presented  in  Figure  3‐7.  Discs  were  stored  in 
environmental test chambers in which the temperature was kept at 60, 70 and 80 degrees 
Celsius  (at  85%  relative  humidity).  Degradation  in  error  rate  versus  storage  time  was 
measured for each aging condition. We estimated average media life end to be at the point 
at which the error rate increases to the criteria of error correction for each temperature. 
Figure 3‐7 shows the result of well‐known “Arrhenius plot” (same as ISO/TC42/SC N4296 
Acceleration Test Method for Magneto‐Optical Disc Media), where the horizontal axis is a 
reciprocal of the absolute temperature for aging and the vertical line is the end of life time 
for each condition. Extrapolation to room temperature indicates that the average media life 
is over 50 years.  
Optical Disc Archive White Paper	 	10	
 
 
Figure 3‐7.  Long Term Storage Test under Accelerated Temperature 
Further stress testing has been conducted using ultraviolet irradiation. This method was 
originally standardized for the purpose of testing fading characteristics of dyed textiles but is 
now also used for light exposure testing of DVD‐R media. Based on the international test 
standard ISO 105‐B02:1994, ultraviolet light of 1w/m2 exposure power by a Xenon arc lamp 
is irradiated onto the recording surface of the disc for 15 hours at 45℃ and 70% relative 
humidity. The error rate is stable and remains unchanged after the test as shown in Figure 3‐
8. 
 
                    Figure 3‐8. Xenon arc fading lamp test 
In  the  case  of  the  “Optical  Disc  Archive”  12  discs  are  housed  in  robust  and  air‐tight 
cartridge, which prevents contamination or damage to the surface of the discs. Furthermore, 
the recording surface is further protected by a very special transparent 0.1mm hard coating. 
The  thin  coating  itself  has  some  excellent  properties  of  its  own,  which  assure  stable  and 
reliable read/write performance. 
Optical Disc Archive White Paper	 	11	
 
The scratch protection properties of the coating are shown in Figure 3‐9. The photos on the 
left show the results of the “Taber” abrasion test.  The surface of a conventional DVD shows 
obvious  damage  after  typically  5  applications  of  the  abrasive  “Taber”  abrasion  tool.  By 
contrast however, there are almost no signs of abrasion on SONY’s “Optical Disc Archive” as 
each disc is coated with highly scratch‐resistant hard coat. Figure 3‐10 shows the durability 
of the protective hard coating against abrasion. The specification of abrasion properties of 
consumer  “Blu‐ray  writable  bare  disc”  is  that  the  error  rate  should  be  lower  than  that 
indicated in the figure after five rotations of abrasion tool. However, the hard coat layer 
applied to the “Optical Disc Archive” media remains intact even after hundreds of rotations. 
 
                                                         Figure 3‐9. “Taber” abrasion test 
 
Figure 3‐10. Durability of SONY Hard Coat Cover Layer against abrasion 
Optical Disc Archive White Paper	 	12	
 
The  surface  coating  also  has  important  stain  resistant  properties;  it  helps  to  keep  the 
surface  of  the  disc  clean  and  is  particularly  effective  for  reducing  the  interference  of  by 
accidental handling including contamination by finger‐prints. The microscopically magnified 
photos in Figure 3‐11 show a line on the surface of a disc made with an oil‐based felt‐tip pen.  
The outline of oil‐based ink is clear and solid on a non treated surface. However, the coating 
applied  to  the  “Optical  Disc  Archive”  media  effectively  repels  the  ink  –  as  shown  on  the 
photo on the right.   
 
Figure 3‐11. Stain resistant property of the hard coating 
A fingerprint stamp test is shown in Figure 3‐12. With no stain protection, oily residues are 
present  on  the  image  shown  on  the  left  and  significant  interference,  caused  by  the 
fingerprint is observed in servo and RF signals. By contrast, the surface of specially coated or 
“Optical  Disc  Archive”  media  effectively  repels  the  oily  residue.  Consequently,  the 
disturbance seen in the servo and RF signals in read/write process is significantly reduced ‐ 
as indicated on the right.  
 
Figure 3‐12.  Anti‐Fingerprints Property of SONY Optical Disc Archive 
Optical Disc Archive White Paper	 	13	
 
The anti‐static properties of the coating are shown in Figure 3‐13 and Figure 3‐14. Figure 3‐
13, shows attenuation curves against electrostatic charge after static electricity is forcibly 
applied to the discs. With no anti‐static coating, as in the case of conventional CD and DVD 
discs, the applied electrostatic charge is hardly reduced even after 120 minutes. However 
SONY’s “Optical Disc Archive” media with high performance hard coating easily discharges 
the  static  electricity  and  the  electrostatic  charge  is  quickly  reduced  to  less  than  half  the 
initial  level  after  only  120  seconds.  Consequently,  SONY’s  “Optical  Disc  Archive”  media 
effectively minimize the accumulation of dust in the operating environment. 
 
                                         Figure 3‐13. Attenuation Curve of Electrostatic Charge 
 
The photos in Figure 3‐14 show an example of dust adhesion on discs caused by a frictional 
electrification. In this experiment, the surface of the disc is wiped with a tissue paper several 
times and thus given a charge. Then, office dust is brought into close proximity to the disc. 
As we see in these photos, the conventional disc attracts a considerable amount of dust. 
However, almost no dust adheres on the SONY’s “Optical Disc Archive” media. The presence 
of  dust  particles  naturally  affects  data  read/write  performance.  While  there  is  some 
degradation of the Symbol Error Rate (SER) in the area of dust adhesion for conventional disc, 
whereas practically no SER variation is observed over the entire surface of the SONY “Optical 
Disc Archive” media.  
Optical Disc Archive White Paper	 	14	
 
 
                              Figure 3‐14.  Dust Adhesion Test by Frictional Electrification 
In  conclusion,  the  high  performance  coating  developed  for  the  “Optical  Disc  Archive” 
provides  far  more  than  just  scratch‐resistance,  but  also  stain  resistant  especially  against 
fingerprints  and  anti‐static  characteristics.  These  properties  of  the  coating  considerably 
reduce accidental risk of scratching and/or contamination, despite the additional substantial 
protection provided by the cartridge in normal use.   
   In addition to normal environmental conditions, storage media used to preserve valuable 
archival data ought to be able to survive natural disaster, particularly flooding. The sea water 
soak  test  is  outlined  in  Picture  3‐1.  Recorded  “Optical  Disc  Archive”  cartridges  were 
submerged in seawater for 5 weeks. The cartridges were then recovered and rinsed with tap 
water before being dried at room temperature. While slight rusting was observed in some 
areas  of  the  clamping  plate  there  was  no  corrosion  or  damage  of  any  kind  to  the  discs 
themselves. All the recorded data was recovered with no failures. 
 
Picture 3‐1. Soak test of the “Optical Disc Archive” cartridge in seawater 
Optical Disc Archive White Paper	 	15	
 
Note)  All  the  experimental  data  shown  in  the  chapter  3.3  is  the  result  of  single  layer 
rewritable disc. The actual result may be different depending on the conditions. 
3.4 Cartridge Design 
The new “Optical Disc Archive” system incorporates a robust and compact cartridge, which 
holds 12 bare discs. The key physical parameters of the cartridge are illustrated in Figure3‐15. 
The shape of the cartridge is almost square (130mm in length, 132mm in width, and 26.7mm 
in height). The weight of the cartridge is approximately 320g including 12 discs. This compact 
cartridge  is  made  from  polycarbonate  resin,  well‐known  for  its  heat‐proof  qualities;  it 
provides a durable and dust‐resistant shell for its precious contents. 
 
                                     Figure 3‐15.  “Optical Disc Archive” Cartridge Design 
 All the main components, including the internal mechanical parts and of the cartridge are 
shown in Figure 3‐16 and Figure 3‐17 respectively. Once loaded in the “Optical Disc Archive” 
drive system, the upper shell of the cartridge (including front & back shells and several small 
parts) is physically separated from the lower shell, which contains the 12 discs, by releasing a 
pair of locks. The sideboards at both ends of the lower shell have twelve “grooves” on the 
inside  surface  which  support  the  disc  pack  ‐  as  shown  in  Figure  3‐16.  The  lower  shell 
assembly is reinforced via a simple “metal bridge” between the two sideboards. Once the 
cartridge is ejected from the drive system, the upper and the lower shells are re‐united and 
then locked tightly together, to hold the discs securely. The “center pillar” of the upper shell 
forms  a  structural  pillar  between  the  lower  and  the  upper  shells.  This  provides  very 
considerable  mechanical  strength  to  the  structure  and  serves  to  protect  discs  and  their 
precious contents from load pressure, shock and vibration.   
Cartridge Size : 130mm(W)×132mm(D)×26.7mm(H)
Weight : approx. 320g (including 12 discs)
Label Area
(Top View) (Bottom View)
Write Protector
Gripper Slot
Optical Disc Archive White Paper	 	16	
 
                               
        Figure 3‐16.  Inside Mechanism of the Cartridge 
 This compact but high capacity optical multi‐disc cartridge is also intended to be handled by 
robotic systems in mass‐storage libraries. With this in mind the cartridge has been carefully 
designed with this purpose in mind and incorporates two pairs of slots, located on the lower 
shell to facilitate secure handling by mechanical grippers.   
 Each  “Optical  Disc  Archive”  cartridge  contains  a  built‐in  RFID  tag  (Radio  Frequency 
IDentification) as shown in Figure 3‐17. The RFID tag uniquely identifies each individual disc 
so that the content can be easily identified using a variety of compatible RFID readers and 
mobile devices for effective asset management.  
 
                                      Figure 3‐17.  Main Components of the Cartridge  
Upper Shell
Write Protector
Back Shell
Front Lock(R)
Lower Shell
Spring
Front Lock(L)
Front Shell
Back Lock(R)
Back Lock(L) RFID
Metal Bridge
FS Plate
Optical Disc Archive White Paper	 	17	
 
Thus far, this whitepaper has sought to explain the main features and functionalities of the 
components used in an “Optical Disc Archive” cartridge, specifically designed for a long‐term 
archiving purpose. We strongly believe that the new “Optical Disc Archive” represents a new 
frontier for media asset management, made possible by Sony’s long history of Professional 
Media development and production capability.  What follows is a description of the drive 
unit and the associated file system. 
 
4. Optical Disc Archive ‐ Drive Unit 
The dedicated drive unit is built in two parts comprising the read/write platform and its 
integrated multi‐disc handling mechanism. The complete drive is contained within standard 
5‐inch  full‐height  housing  and  as  such  may  be  easily  accommodated  within  a  variety  of 
robotic systems – if required.  
The read/write mechanism is based largely on the latest XDCAM drive technology, and as 
such benefits from the proven reliability and track record of the past 8 years or more. The 
basic read/write platform is able to accommodate all available multi‐layer discs, including re‐
writable and write‐once media. 
The “Dual Channel Head System” incorporates two optical read/write heads mounted on a 
single head assembly (Photo 4‐1). This dual channel head assembly delivers twice the data 
rate of a single optical head.  Using this design, it remains technically feasible implement a 4 
head read/write system, thereby further doubling the data throughput.  
 
                                                   Photo 4‐1. 
The ODS‐D55U is the first “Optical Disc Archive” compatible drive. The front and rear view 
is shown in the photo 4‐2. It supports a USB 3.0 interface and as such can be simply mounted 
as an external drive, via the supplied software driver. 
Optical Disc Archive White Paper	 	18	
 
   
                                                                   Photo 4‐2. 
The ODS‐D55U drive unit supports an additional recording mode called “write‐verify” mode. 
In this mode, while the file is being written to the disc, the recorded data is simultaneously 
read to confirm the recording process. In this mode, one laser head acts as the “write” head 
while the second laser head acts as the “read” head and as such the overall data transfer 
rate is reduced by approximately half.  
Optical  disc  recording  is  by  nature  extremely  reliable,  thanks  largely  to  the  non‐contact 
nature of the recording mechanism. Indeed, in the case of the XDCAM Professional Disc no 
such write‐verify mode is provided and real‐world experience over the past eight years or 
more has been excellent.  That said, the “write verify” mode is provided in the case if the 
“Optical Disc Archive” as an option, in recognition of the very nature of data archive and 
back‐up applications and the current trend among users to verify the data integrity after 
each read/write process.  The “write verify” mode is a user selectable option provided in the 
supplied Software Utility. 
 
The  random  access  nature  of  the  medium  provides  for  faster  access  times  than  can  be 
achieved with tape, and in typical use cases involving multiple file retrieve and indeed partial 
file  retrieves,  practical  tests  have  shown  that  the  faster  speed  of  access  more  than 
compensates for the somewhat slower data transfer rate. However, actual data‐rates are 
sufficient  to  allow  for  real‐time  video  replay,  direct  from  the  archive  media  –  a  highly 
desirable feature for search and browse operation.  
Despite these advances and the use of multiple read/write heads and the resultant increase 
in data throughput, the fact remains that “Optical Disc Archive” disc may be recovered by 
means of a single optical laser reader, regardless of source of manufacture, thereby enabling 
a very high degree to future compatibility – in much the same way that the latest Blu‐Ray 
player is able to read an early Compact Disc or DVD disc.  
Table 4‐1 shows the basic specification of ODS‐D55U. 
Optical Disc Archive White Paper	 	19	
 
 
                                            Table 4‐1.  Basic specification of ODS‐D55U 
 
5. File system & File Format 
5.1 File System 
Users prefer a standard file system, with support for Drag and Drop User Interface via a 
selection of operating systems. 
Figure 5‐1 shows the file system hierarchy for the “Optical Disc Archive” in comparison with 
the  standard  Blu‐ray  disc  format.  The  file  system  for  the  “Optical  Disc  Archive”  is  fully 
compliant with the industry standard UDF (Universal Disk Format) and ECMA. However, due 
to the fact that the “Optical Disc Archive” format must accommodate multiple discs within 
the cartridge, some additional rules and restrictions on the use of UDF apply. However, there 
are no definitions for Audio/Video recording as in the case of Blue‐ray disc (Part 3) as the 
format is able to accommodate all data file types. 
 
                                                     Figure 5‐1.  Format hierarchy 
Optical Disc Archive White Paper	 	20	
 
In normal operation, the cartridge is mounted as a single media, and the driver software, 
which  is  open  to  industry  partners,  manages  the  transition  between  individual  discs  ‐  to 
provide  seamless  storage  over  multiple  discs.  The  “Optical  Disc  Archive”  supports  the 
concept of “Volume set” as defined in ECMA‐167/UDF and shown in Figure 5‐2. “Volume set” 
implies a collection of one or multi volumes. In this case “volume” means one physical “disc”, 
and the “Optical Disc Archive” uses multi volume set, while Blu‐ray uses a single volume set. 
 
                                                       Figure 5‐2. Volume set 
It is by using this Multi Volume Set that the “Optical Disc Archive” format is able to be 
mounted as one large logical volume through the file system driver. 
 
5.2 Third Party Support 
 While the necessary Software Drivers are supplied with each Drive Unit, Sony recognises the 
important role played by an increasing number of third party manufacturers involved in the 
realisation of system solutions for media archive applications. As such, Sony has established 
alliances  with  several  key  industry leaders,  all with  a  view  to  secure  the  longevity  of  the 
system through multi‐sourcing of key components, including the media itself. The program 
will be targeted to those manufacturers involved in related business areas such as storage 
media,  robotics  (automated  media  exchange  systems)  middleware  (hierarchical  storage 
management & control) and application software for media asset management (including 
media management and search). 
5.3 Sequential Recording & File Spanning 
In the case of the “Optical Disc Archive” format, data is recorded sequentially on the disc 
for both write‐once and re‐writable – as outlined in Figure 5‐3 below.  
Optical Disc Archive White Paper	 	21	
 
 
                                                  Figure 5‐3. Sequential recording 
 
1. When a new cartridge is loaded into the drive, it is logically formatted and the first file 
system is recorded. 
2.  After  “file‐1”  has  been  recorded,  a  new  file  system  which  describes  the  “file‐1” 
information is created and recorded at the end of “file‐1” record. 
3. Subsequently, when “file‐2” and “file‐3” are recorded, a new file system which describes 
files 1, 2 and 3 information is created and recorded at the end of the “file‐3” record. 
4. If  “file‐1”  is  subsequently  deleted,  the  file  system  data  is  updated  and  recorded.  The 
deleted file data still physically remains on the disc, but is not referred in the updated file 
system  record.    Note:  Available  capacity  is  not  increased,  but  rollback  function  is 
supported.  
 
As outlined above, the “Optical Disc Archive” file system accommodates large files which 
might exceed the capacity of a single bare disc and as such a single file might span across 
multiple  discs.  This  “Spanning  discs”  process  is  performed  by  the  file  system  driver 
automatically and is outlined in Figure 5‐4 below. Note that the application layer software 
need not be aware that the file is spanned or not.  
When “file‐2” is recorded and the available capacity of “Disc‐1” is to be exceeded, the file 
system information which describes the contents of “Disc‐1” is recorded at the end of “Disc‐
1”, and the subsequent data is recorded on “Disc‐2” and the process is repeated from “Disc‐
N” to “Disc‐N+1”. 
 
Optical Disc Archive White Paper	 	22	
 
 
 Figure 5‐4. File spanning 
When the cartridge is ejected from the drive, the disc number where the latest file system 
is recorded is stored to the cartridge memory and when  the cartridge is loaded  this disc 
number  in  the  cartridge  memory  is  read  first  and  the  disc  which  includes  the  latest  file 
system is immediately loaded. For this reason, the Mount Time when the cartridge is loaded 
is relatively short compared to the XDCAM system even though “Optical Disc Archive” drive 
handles 12 discs at a time. The latest file system shows the entire folders/files/metadata 
information in the cartridge through the browser. If the file on the current disc is selected its 
access  is  immediate  and  if  the  file  on  a  different  disc  is  selected  the  file  system  driver 
automatically change the disc to access to the target file. The disc change process time is 
constant regardless the location of the target disc in the cartridge.  
 
5.4 Rollback Utility 
When the “Optical Disc Archive” file system driver is installed, the Software Utility is also 
automatically installed. This Graphical User Interface (GUI) provides a variety of useful utility 
functions. Basic drive information (hours meter, firmware version, cartridge loading number, 
error  log  etc.)  are  shown  and  some  other  functions  such  as  Format  &  Finalize  can  be 
performed.  
Furthermore, the “Optical Disc Archive” format also supports a “Rollback” function through 
the same GUI. Rollback enables the File System to be rolled back to any arbitrary point in the 
past. This feature is based on the fact that as a sequential recording medium, the file data 
and the file system data not physically erased. 
Optical Disc Archive White Paper	 	23	
 
 
                                                                        Figure 5‐5 
Consider the case when, after a new cartridge is loaded into the drive and “file‐1” & “file‐2” 
are  recoded,  then  “file‐3”  is  added  and  “file‐2”  is  deleted.  The  respective  file  system 
information is recorded as shown in figure 5‐5 above. In this scenario, the user would be 
able to select one of two “Rollback Points”, depending on the media type.  
Figure 5‐6 shows “Rollback without Restore” which is available for both write‐once and re‐
writable media. The same file system information is copied at the end of the record, which 
reflects most recent (current) file system. In this case, no free disc space is recovered, but all 
the entire file system remains intact and the possibility for further “Rollback” is retained. 
 
 
                                             Figure 5‐6. Rollback without Restore 
Figure 5‐7 shows “Rollback with Restore” which is available only in the case of re‐writable 
media. In this case, all the data which was recorded after the “Rollback Point” is physically 
deleted and free disc space is recovered, however it will not be possible to recover the file 
system to a stage created after this point. 
 
 
                                                 Figure 5‐7. Rollback with Restore 
 
 
Optical Disc Archive White Paper	 	24	
 
5.5 Cartridge Memory 
As  outlined  in  the  chapter  3‐4.,  each  “Optical  Disc  Archive”  cartridge  contains  a  built‐in 
RFID tag (Radio Frequency IDentification). This “cartridge memory” is used in a variety of 
ways. 
The total capacity of cartridge memory is 8Kbytes, of which approximately 3Kbytes is used 
for media and system information (e.g. unique‐ID, media type, life management information 
etc.). The remaining capacity (about 5Kbytes) is available for use by the application software. 
For example, if selected metadata (such as file name, or cartridge description etc.) is copied 
from the disc to the cartridge memory by application software, then that information can be 
read  by  a  suitably  equipped  smartphone  or  other  device.  This  feature  enables  important 
cartridge information to be read without the need to load the cartridge into a drive unit.  
 
5.6 Additional Parity 
In order to provide even more robustness for archival use, an additional “parity mechanism” 
in addition to the Blu‐ray error correction is implemented in the file system driver. Less than 
1% parity data is added to the actual data and recorded. The parity data is computed and 
written  by  the  file  system  driver  automatically  during  the  write  operation.  However  the 
added parity data is not accessed by the file system driver during the normal read process. 
Damaged  files  may  be  recovered  using  the  parity  data  via  the  “file  recovery”  function 
provided by the Software Utility.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Optical Disc Archive White Paper	 	25	
 
6. Conclusions 
The “Optical Disc Archive” ensures archival life of more than 50 years and eliminates the 
need for on‐going Copy Migration. The very nature of the media and the recording process 
means that the environmental conditions for media storage may be considerably relaxed by 
comparison  with  that  for  tape  based  media.    Both  of  these  factors  contribute  towards 
significant savings in the total cost of ownership. Furthermore, the robustness of the media 
in  the  event  of  natural  disaster  is  a  further  significant  advantage  in  the  event  of  such 
occurrences.  
As a form of removable media the “Optical Disc Archive” may be deployed as a means for 
the exchange of content between facilities and for storage of larger Non‐Linear Editing (NLE) 
project  files.    For  these  and  other  such  use  cases,  including  off‐line  Disaster  Recovery 
solutions, a managed shelf archive remains a very practical solution – for which the “Optical 
Disc Archive” is also well suited. 
The  technology  lends  itself  well  to  both  off‐line  (shelf  based)  and  automated  (robotic) 
handling systems and the performance compares favourably with state of the art video tape 
recorders, including the ability to support real‐time replay for search and browse. 
It is expected that the system will be both well recognised and supported within the media 
archive  community  via  a  targeted  Industry  Alliance  Program,  both  in  terms  of 
interoperability and multi‐sourcing of key components, including the media itself. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Optical Disc Archive White Paper	 	26	
 
References:  
Digital Dilemma – Strategic Issues In Archiving and Accessing Digital Motion Picture 
Materials. The Academy of Motion Picture Arts and Sciences. 
Accelerated Aging Test  ‐  ISO/IEC 10995:2008(E) 
Universal Disk Format (UDF) ‐  Universal Disk Format® and UDF® are registered marks of the 
OSTA(Optical Storage Technology Association). The OSTA Universal Disk Format (UDF®) 
specification defines a subset of the standard ECMA 167 3rd edition. The primary goal of the 
OSTA UDF is to maximize data interchange and minimize the cost and complexity of 
implementing ECMA 167. 
 
 

More Related Content

What's hot

Polycom Video Communications
Polycom Video CommunicationsPolycom Video Communications
Polycom Video Communications
Videoguy
 
Videoconferencing Solutions
Videoconferencing SolutionsVideoconferencing Solutions
Videoconferencing Solutions
Videoguy
 
Ultra-Videoconferencing
Ultra-VideoconferencingUltra-Videoconferencing
Ultra-Videoconferencing
Videoguy
 
Video Conferencing, The Enterprise and You
Video Conferencing, The Enterprise and YouVideo Conferencing, The Enterprise and You
Video Conferencing, The Enterprise and You
Videoguy
 
Choosing a video conferencing
Choosing a video conferencingChoosing a video conferencing
Choosing a video conferencing
Interop
 

What's hot (17)

Video communications 08 03_12_edmsauth_611589
Video communications 08 03_12_edmsauth_611589Video communications 08 03_12_edmsauth_611589
Video communications 08 03_12_edmsauth_611589
 
Online Video Collaboration for Manufacturing Industry - Summary Report
Online Video Collaboration for Manufacturing Industry - Summary ReportOnline Video Collaboration for Manufacturing Industry - Summary Report
Online Video Collaboration for Manufacturing Industry - Summary Report
 
Polycom Video Communications
Polycom Video CommunicationsPolycom Video Communications
Polycom Video Communications
 
Aculab HD voice whitepaper
Aculab HD voice whitepaperAculab HD voice whitepaper
Aculab HD voice whitepaper
 
Elemental high dynamic _ range_video_white_paper
Elemental high dynamic _ range_video_white_paperElemental high dynamic _ range_video_white_paper
Elemental high dynamic _ range_video_white_paper
 
Separate Pasts, Common Futures: Digital film preservation in a broadcast en...
Separate Pasts,  Common Futures: Digital film preservation in a  broadcast en...Separate Pasts,  Common Futures: Digital film preservation in a  broadcast en...
Separate Pasts, Common Futures: Digital film preservation in a broadcast en...
 
HD Voice, telecom operators
HD Voice, telecom operatorsHD Voice, telecom operators
HD Voice, telecom operators
 
Videoconferencing Solutions
Videoconferencing SolutionsVideoconferencing Solutions
Videoconferencing Solutions
 
HD Voice: The Hurdles and how to overcome the codec war
HD Voice: The Hurdles and how to overcome the codec warHD Voice: The Hurdles and how to overcome the codec war
HD Voice: The Hurdles and how to overcome the codec war
 
Transforming the Video Experience with Medianet
Transforming the Video Experience with MedianetTransforming the Video Experience with Medianet
Transforming the Video Experience with Medianet
 
Dolby 3D October 2012
Dolby 3D October 2012Dolby 3D October 2012
Dolby 3D October 2012
 
Ultra-Videoconferencing
Ultra-VideoconferencingUltra-Videoconferencing
Ultra-Videoconferencing
 
JVC GY-HM750 Camcorder
JVC GY-HM750 CamcorderJVC GY-HM750 Camcorder
JVC GY-HM750 Camcorder
 
Video Conferencing, The Enterprise and You
Video Conferencing, The Enterprise and YouVideo Conferencing, The Enterprise and You
Video Conferencing, The Enterprise and You
 
Bluray
BlurayBluray
Bluray
 
Blue ray disc
Blue ray discBlue ray disc
Blue ray disc
 
Choosing a video conferencing
Choosing a video conferencingChoosing a video conferencing
Choosing a video conferencing
 

Viewers also liked

supriya gayen 11 - Copy
supriya gayen 11 - Copysupriya gayen 11 - Copy
supriya gayen 11 - Copy
Supriya Gayen
 
Tata Ace Marketing concept
Tata Ace Marketing conceptTata Ace Marketing concept
Tata Ace Marketing concept
Riturajhans
 
Introduction to distributed file systems
Introduction to distributed file systemsIntroduction to distributed file systems
Introduction to distributed file systems
Viet-Trung TRAN
 

Viewers also liked (20)

ODA: What's New?
ODA: What's New?ODA: What's New?
ODA: What's New?
 
Criteria for judging Christmas king and queen 2016
Criteria for judging Christmas king and queen 2016Criteria for judging Christmas king and queen 2016
Criteria for judging Christmas king and queen 2016
 
CGAP 2015 Photo Contest
CGAP 2015 Photo ContestCGAP 2015 Photo Contest
CGAP 2015 Photo Contest
 
Gst ppt.
Gst ppt.Gst ppt.
Gst ppt.
 
Financial inclusion
Financial inclusionFinancial inclusion
Financial inclusion
 
Amar chitra katha case study
Amar chitra katha case studyAmar chitra katha case study
Amar chitra katha case study
 
cv
cvcv
cv
 
supriya gayen 11 - Copy
supriya gayen 11 - Copysupriya gayen 11 - Copy
supriya gayen 11 - Copy
 
Tata Ace Marketing concept
Tata Ace Marketing conceptTata Ace Marketing concept
Tata Ace Marketing concept
 
Honey bee network
Honey bee networkHoney bee network
Honey bee network
 
Tata ace story
Tata ace storyTata ace story
Tata ace story
 
E nursing corrected
E nursing correctedE nursing corrected
E nursing corrected
 
Mechanics
MechanicsMechanics
Mechanics
 
Demonetization of currency (1)
Demonetization of currency (1)Demonetization of currency (1)
Demonetization of currency (1)
 
S4.4 Doubled Haploid Technology in Maize breeding: Status and prospects
S4.4  Doubled Haploid Technology in Maize breeding: Status and prospectsS4.4  Doubled Haploid Technology in Maize breeding: Status and prospects
S4.4 Doubled Haploid Technology in Maize breeding: Status and prospects
 
Introduction to distributed file systems
Introduction to distributed file systemsIntroduction to distributed file systems
Introduction to distributed file systems
 
Demonetization impact on real estate market in mumbai.ppt
Demonetization impact on real estate market in mumbai.pptDemonetization impact on real estate market in mumbai.ppt
Demonetization impact on real estate market in mumbai.ppt
 
Bhim app case study.ppt
Bhim app case study.pptBhim app case study.ppt
Bhim app case study.ppt
 
The Art of Bottom Fishing
The Art of Bottom FishingThe Art of Bottom Fishing
The Art of Bottom Fishing
 
Demonetization Myths Debunked
Demonetization Myths DebunkedDemonetization Myths Debunked
Demonetization Myths Debunked
 

Similar to ODA_White_Paper_v110

Digital Audio
Digital  AudioDigital  Audio
Digital Audio
surprisem
 
Digital Industry Standards
Digital Industry StandardsDigital Industry Standards
Digital Industry Standards
Chuck Gary
 
DVD and Blue ray cd
DVD and Blue ray cdDVD and Blue ray cd
DVD and Blue ray cd
Bawa SmOky
 
Ltfs new-archive-workflow-whitepaper
Ltfs new-archive-workflow-whitepaperLtfs new-archive-workflow-whitepaper
Ltfs new-archive-workflow-whitepaper
Marc Bourhis
 

Similar to ODA_White_Paper_v110 (20)

Digital video
Digital videoDigital video
Digital video
 
Digital Audio
Digital  AudioDigital  Audio
Digital Audio
 
History of Digital Media from 1990 1999
History of Digital Media from 1990 1999History of Digital Media from 1990 1999
History of Digital Media from 1990 1999
 
Formats andcodecs
Formats andcodecsFormats andcodecs
Formats andcodecs
 
Michel Merten; Digitaliseren van video
Michel Merten; Digitaliseren van videoMichel Merten; Digitaliseren van video
Michel Merten; Digitaliseren van video
 
Digital music media
Digital music mediaDigital music media
Digital music media
 
Intro to Video Production
Intro to Video ProductionIntro to Video Production
Intro to Video Production
 
Extract the Audio from Video by using python
Extract the Audio from Video by using pythonExtract the Audio from Video by using python
Extract the Audio from Video by using python
 
VS101-2023.pdf
VS101-2023.pdfVS101-2023.pdf
VS101-2023.pdf
 
Accessible Video in The Enterprise
Accessible Video in The Enterprise Accessible Video in The Enterprise
Accessible Video in The Enterprise
 
Video formats
Video formatsVideo formats
Video formats
 
Blu Ray Disc Technology
Blu Ray Disc TechnologyBlu Ray Disc Technology
Blu Ray Disc Technology
 
08 android multimedia_framework_overview
08 android multimedia_framework_overview08 android multimedia_framework_overview
08 android multimedia_framework_overview
 
Zip Mass-An Revolutionary Video Compression Technology
Zip Mass-An Revolutionary Video Compression TechnologyZip Mass-An Revolutionary Video Compression Technology
Zip Mass-An Revolutionary Video Compression Technology
 
nanoFlash and Nexto NVS2500
nanoFlash and Nexto NVS2500nanoFlash and Nexto NVS2500
nanoFlash and Nexto NVS2500
 
Digital Industry Standards
Digital Industry StandardsDigital Industry Standards
Digital Industry Standards
 
DVD and Blue ray cd
DVD and Blue ray cdDVD and Blue ray cd
DVD and Blue ray cd
 
Ltfs new-archive-workflow-whitepaper
Ltfs new-archive-workflow-whitepaperLtfs new-archive-workflow-whitepaper
Ltfs new-archive-workflow-whitepaper
 
Curious Design
Curious DesignCurious Design
Curious Design
 
Curious Design
Curious DesignCurious Design
Curious Design
 

ODA_White_Paper_v110