DVD光盘的编码与纠错_存储备份

DVD光盘的数据流程本文是《有多少错误可以忍耐？CD与DVD光盘质量深入探讨》专题的一部分 DVD光盘于1995年设计定型，与CD相比，在设计之初就考虑得很周全，不会再出现不同的扇区结构设计，不同种类的DVD光盘的主要区别体现在逻辑架构的设计上，至于底层的扇区规格则是一样的。 DVD光盘的编码与纠错（图一）

点击查看大图 DVD光盘的数据结构与流程（点击放大）在DVD光盘中，寻址的单位也是一个数据块，而这个块由于包含了ECC数据，因此又被称为ECC块（ECCB，ECC Block）。DVD所采用的ECC编码与CD-ROM Mode 1、Mode 2-Form 1一样，都是RSPC编码，因此也称为RSPC数据块。从上图中可以发现，DVD的数据流程要比CD简单不少，但内部校验（PI，Parity of Inner-code）与外部校验码（PO，Parity of Outer-code）则是CD光盘中所没有的。同样，由于没有CIRC的校验数据，因此也就不存在C1、C2编码，因此假如哪天听人说什么DVD光盘的C1、C2错误，那就当个笑话听吧。 DVD的一个ECCB包含16个扇区，在进行刻录时，首先要预备一个ECCB的数据（包括RSPC编码），然后将ECC数据与用户数据分割为16个扇区，再经过符合RLL（2，10）标准的EFMplus（8至16编码）调制，形成的信道脉冲进行刻录。 QQRead.com 推出数据恢复指南教程数据恢复指南教程数据恢复故障解析常用数据恢复方案硬盘数据恢复教程数据保护方法数据恢复软件专业数据恢复服务指南
　　RSPC数据块与扇区结构 DVD的数据以一个RSPC数据块（ECCB）为存储单位，在上文中，我们大概知道了这个数据块由16个扇区的数据+PI/PO校验码组成，在下面这张图中我们能清楚的看到一个ECCB中的数据结构。 DVD光盘的编码与纠错（图二）

点击查看大图一个RSPC数据块的内部结构（点击放大），字节以行、列（也称字节，Byte）为坐标编号（Br,c），如B_192,170就表示该字节的位置是第192行/170列，而不是指第192170个字节从图中可以看出一个ECCB的实际容量为37856字节，而不是我们常说的32KB（32768字节），后者只是真正的用户数据量。那么，它们又是怎么分布到16个扇区中呢？ DVD光盘的编码与纠错（图三）

点击查看大图 ECCB分割成16个扇区示意图（点击放大）首先，ECCB中的数据区为192行，每行172个字节（列），而每一行的172字节横向生成一10字节的PI校验码，每一列的192字节纵向则生成一个16字节的PO校验码，最后再给每一行的PO校验码生成10字节的PI校验码，从而构成完整的ECCB。此时的ECCB共有208行/182列，分成16个扇区，则每个扇区为13行/182列，那么是不是前15个扇区为数据+相应的PI校验码，最后一个扇区就是PO和相关的PI数据呢？当然不是，在生成刻录扇区时，16行PO和相应PI码分交错分布于16个扇区之中，具体构成如下图所示。
DVD光盘的编码与纠错（图四）

点击查看大图 16个扇区的具体构成，灰蓝色为PI码，浅绿色为PO码（点击放大）从图中可以看出，16行的PO码和相应的PI码被依次分布在16个扇区中，也就是说ECCB的校验数据是分散在16个扇区中的。由于PI与PO校验码是DVD在读取时的主要纠错手段，因此在PI与PO校验中发现错误的次数与程度就可以被用来评价DVD的刻录质量，而业界也对此做出了相应的规定。 QQRead.com 推出数据恢复指南教程数据恢复指南教程数据恢复故障解析常用数据恢复方案硬盘数据恢复教程数据保护方法数据恢复软件专业数据恢复服务指南
　　DVD有关数据错误标准的业界规定与CD-ROM只规定了C1错误标准一样，DVD其实也只规定了PI错误标准，而没有PO错误标准，原因很简单，PO编码其实也在PI的保护之下，因此只要保证PI的错误率不超过一定的水平就可以了。另外，在DVD的相关规范中，也对不可修复的错误进行了明确的界定，并立下了相关的标准。在DVD-ROM规范中规定：ECCB中某一行假如有一个或更多的字节出现错误，则意味着出现一个PI错误（PIE，PI Error），连续8个ECCB的PI错误不能超过280个。我们可以计算一个，一个ECCB共有208行，8个ECCB则1664行，答应280个PI错误（也就是280行出现错误）则表示错误率为16.8%。 DVD-R/RW的规定与DVD-ROM一样。在DVD+R/RW规范中则有了更为具体的规定：ECCB中某一行假如有一个或更多的字节出现错误，则意味着出现一个PI错误，当一行中的错误字节超过5个时，此时的PI错误则称为PI-uncorrectable（不可修复的PI错误）；连续8个ECCB的PI错误不能超过280个（16.8%)；一个ECCB中的PI-uncorrectable不能超过4个(1.92%）。 DVD光盘的编码与纠错（图五）

点击查看大图在DVD光盘规范中，DVD+R/RW对PI错误进行了最具体的规定（点击放大）现在不少相关测试软件中都以DVD+R/RW的规范来制定测试标准。虽然DVD-ROM与DVD-/RW没有定义PI-uncorrectable（在某些软件中定义为PI Failure，简称PIF），但由于它们都是相兼容的设计，所以DVD+R/RW的相关规定也基本适用于其他两个规范。那么，有没有可能出现PO-uncorrectable（POF）呢？在一些DVD测试设备的技术文档中笔者也发现了对POF的一些规定，由于DVD想先进行PI纠错，才进行PO纠错，因此PI被认为是第一层纠错，PO则是第二层纠错，假如出现PIF之后又出现POF，那么意味着该ECCB（注重，不是扇区）是不可修复的（理论上，PO能修复4个字节的错误，但即使有超过5行的PIF，也并不意味着错误的字节会在垂直方向上排成一列，因此PIF即使超出标准很多，仍有可能被PO纠正，不过为了保险起见，一个ECCB中的PIF行数不能超过4个），就像CD光盘上的E32错误一样，也就是说POF的数值应该是0，只要满足这个条件，PO错误（POE，PO Error）就无所谓了。因此，在一些测试软件中，只有PIE和PIF的测试，最多再加上POF的测试，而没有POE的测试。