La grabación multinivel ( ML , también conocida como M-ary ) fue una tecnología desarrollada originalmente por Optex Corporation [1] y promovida por Calimetrics para aumentar la capacidad de almacenamiento de los discos ópticos . No logró establecerse en el mercado. Mediante una combinación de modificaciones de medios propietarios, grabadoras, lectores y reproductores, Calimetrics propuso que la ML podría aumentar la capacidad de un CD-ROM , CD-R o CD-RW a 2 GB, un DVD , DVD-R , DVD+R , DVD-RW , DVD+RW o DVD-RAM de una sola capa a 7,1 a 10 GB y un disco Blu-ray (BD) de una sola capa hasta 60 GB. También se sugirió un sistema de gestión de derechos digitales (DRM) opcionalmente integrado llamado MovieGuard. En 2000 se formó un grupo industrial llamado ML Alliance para ayudar a comercializar la tecnología ML. Los miembros finalmente incluyeron a Calimetrics , TDK , Sanyo Semiconductor , Plextor , Matsushita Kotobuki Electronics, Mitsubishi Chemical Corporation , Verbatim , Teac y Yamaha .
En 2002 se desarrollaron varias grabadoras de CD basadas en ML de 2 GB que se lanzaron al mercado (MLCDRW1000 de TDK y PX-ML3630 de Plextor), pero nunca llegaron al mercado. Esta fue en gran medida una decisión comercial influenciada por la rápida caída de los precios de los CD-R/RW y el aumento simultáneo de la popularidad de la tecnología de DVD grabable. Calimetrics continuó trabajando en versiones más avanzadas de su tecnología en DVD y Blu-ray Disc, incluida una propuesta para construir una versión de próxima generación de Enhanced Versatile Disc (EVD). Calimetrics cesó sus operaciones en 2004.
Para almacenar información en una superficie física, los datos deben transformarse en una serie de marcas mediante un código de modulación. Los códigos utilizados en la mayoría de los sistemas de discos ópticos son binarios, lo que significa que la superficie resultante solo tiene dos estados: marcas y no marcas. La siguiente figura ilustra el código EFM utilizado en CD y DVD:
Debido a que los bordes están ubicados en una cuadrícula que es más fina que el tamaño de marca mínima, EFM logra aproximadamente 1,5 bits por marca mínima, aunque sea un código binario.
La grabación multinivel se refiere al uso de múltiples valores de reflectividad para codificar datos en un disco óptico. Al utilizar más de dos niveles, se puede incluir más información en el tamaño mínimo de la característica. La siguiente figura ilustra un código multinivel (nota: los colores se utilizan solo para representar diferencias de intensidad):
El código de 8 niveles utilizado en los sistemas prototipo es un código convolucional que almacena alrededor de 2,5 bits por celda de datos. Al utilizar este código en combinación con un tamaño de marca más pequeño y un código de corrección de errores más eficiente, se triplicó la capacidad de los medios de CD. Cuando se aplica a DVD de doble capa, la grabación ML puede aumentar la capacidad en un factor de 1,9.
La grabación óptica multinivel es un ejemplo de modulación de amplitud de pulso de banda base . Si bien la modulación no binaria, o M-aria, es común en la industria de las telecomunicaciones , la técnica se desarrolló y patentó originalmente para la grabación de discos ópticos en Optex Corporation a principios de la década de 1990 (en conjunto con la Universidad de Rochester) para su uso con sus medios ópticos de atrapamiento de electrones (ETOM). Aunque simple en principio, la implementación de ML fue un desafío, en gran parte porque los canales de almacenamiento de datos son altamente no lineales . La respuesta general del sistema ML es mucho más sensible a las variaciones en sus componentes individuales ( temperatura de funcionamiento , uniformidad del medio, fluctuación del cabezal de lectura, etc.) que un sistema de CD/DVD convencional. Para compensar, el formato lógico ML dedica una parte sustancial de bits (como codificación de corrección de errores hacia adelante) para mejorar la robustez contra defectos del medio y ruido de señal . Las unidades ML usaban una sofisticada optimización de energía durante la escritura y una ecualización adaptativa durante la lectura.
La grabación multinivel a veces se confunde con el almacenamiento multicapa , en el que se combinan varias superficies de datos en un solo disco. La técnica multicapa y multinivel se pueden combinar (como en el DVD-ROM ML de doble capa), donde se aplica modulación ML a cada capa individual del disco.