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Überblick



Geschichtlicher Abriss von Digital Audio Tapes (DAT)


Digital Audio Tapes wurden in den Achtziger Jahren von Sony und Phillips gemeinsam als Standard entwicklet. Ziel war es, einen Nachfolger für die analoge Audiokassette zu kreieren und 1987 wurde der gemeinsame Standard verabschiedet.
DAT sollte im Heimbereich Fuss fassen, da mit dem Aufkommen von digitalen Tonträgermedien wie der CD, der Bedarf an digitalen Kopien vorhanden schien. Das Problem bei digitaler Musik ist das, für damalige Zeit immense, Datenaufkommen von fünf Megabytes pro Minute. So musste eben eine "agressive" Methode entwickelt werden, um dieser Datenmange Herr werden zu können. Vor dem Aufkommen von DAT konnte man digitale Kopien nur mit Hilfe von sogenannten Laser Decks ziehen, und diese Geräte waren bei Heimanwendern fast zur Gänze unbekannt, beziehungsweise auch unerschwinglich.


DAT - Technische Details

Die DAT Spezifikation umfasst folgende Sampling Rates bzw. Aufnahmedauern:

2 channel 48KHz Samplingrate, 16-bit linear encoding, 120 Minuten maximal
Frequency Response 2-22KHz (+-0.5dB)
SN = 93 dB DR = 93 dB

2 channel 44.1Khz Samplingrate, 16-bit linear encoding, 120 Minuten maximal
Frequency Response 2-22KHz (+-0.5dB)
SN = 93 dB DR = 93 dB

2 channel 32KHz SamplingRate, 12-bit non-linear encoding, 240 Minuten max.
Frequency Response 2-14.5KHz (+-0.5dB)
SN = 92 dB DR = 92 dB

Die Aufnahme auf ein DAT Band erfolgt mittels einen rotierenden Schreibkopf, wobei dieser diagonal über das Band rotiert, was auch "helical scan" genannt wird. Diese Technik wird auch von Video Recordern verwendet, damit sind sie in der Lage die grossen Datenmengen zu speichern.
Damit lautet der eigentlich richtige Name für DAT "R-DAT". Wobei es auch noch "S-DAT" gibt, ein Design, wo der Schreibkopf stationär über dem Band befindet. Dieses Design hat es allerdings nie aus den Laboratoren auf den Markt geschafft.
In Studios werden allerdings noch Decks verwendet, wo stationäre Schreibköpfe verwendet werden, weil diese bereitere Bänder und größere Bandgeschwindigkeiten aufweisen können. Da aber das Ziel von DAT ein möglich kleines Medium war, wurde eben der Kompromiss mit den rotierenden Köpfen eingegangen.
Das Bedeutet aber auch, das es mehrer bewegliche Teile in einem DAT System gibt, was potentiell Probleme mit sich bringt, da diese Teile Verschleisserscheinungen ausgesetzt sind.
DAT Decks sind vom Erscheinungsbild her gesehen, eine Mischung aus Analogen Kassetten Deck und CD Player. Zusätzlich zur aufgenommenen Musik können weitere Informationen mitabgespeichert werden, beispielsweise die Nummer des Tracks, oder die absolute Zeit. Die Bandgeschwindigkeit ist sehr viel höher als die einer herkömmlichen Kassette, man kann 30 Minuten in cica 10 bis 25 Sekunden zurückspielen. Im Vergleich mit einem CD Player nehmen sich diese natürlich Werte eher bescheiden aus, und erst recht im Vergleich zu MP3 Playern.
Das DAT Band selbst erinntert an eine analoge Audio Kassette, wobei DATs etwa die Halbe Größe von Audio Kassetten besitzen. Beim Einlegen des DAT Bands in ein Deck wird ein Mechanismus ähnlich wie bei einer VHS Kassette verwendet um den Verschluss des DAT zu öffnen.


DAT

Abbildung 6 - Digital Audio Tape (DAT)


SCMS (Serial Copy Management System)

SCMS wurde eingeführt als Kompromiß mit der Software-Industrie und läßt immerhin eine digitale (und damit verlustfreie) Kopiengeneration zu.
Ursprünglich sollte DAT gar keinen Kopierschutz haben (bei Profi-Geräten ist das auch heute noch so), aber da hat im Consumer-Bereich die Software-Industrie nicht mitgespielt und versucht, die Markteinführung von DAT zu verhindern.
So hatten u.a. die ersten SONY's um 1987/88 eine Art Kopierschutz, der bewirkte, daß das Gerät sich bei 44,1 kHz grundsätzlich weigerte, über den Digitaleingang aufzunehmen. Wenn's nach der Software-Industrie gegangen wäre, hätte kein DAT-Recorder die Möglichkeit, digital zu kopieren. Damit stellt sich die Frage nach dem eigentlichen Sinn von DAT, da genau das nun mal der eigentliche Sinn eines DAT ist.
Nach zähem Ringen einigte man sich schließlich so um 1990 herum auf SCMS. Die ersten Recorder damit waren unter anderem der SONY DTC-55 ES und der DENON DTR-2000.
Wie gesagt, DAT gab es eigentlich schon sehr viel früher, so ab Mitte der 80er Jahre in Japan. Das Ringen um SCMS war also mit ein Grund für den späten Durchbruch.
Wie im Falle von VHS-Video (auch wenn's dabei noch ziemlich einfach ist, den Kopierschutz auszutricksen) gibt's auch für Digital-Audio (SCMS wirkt auch auf MD, DCC und CD-R) Geräte oder Schaltungen, die den Kopierschutz entfernen.
Überhaupt scheint es auf dieser Welt wohl keinen Kopierschutz zu geben, der nicht irgendwie zu knacken wäre. Das scheint überhaupt die zentrale Eigenheit von digitalen Medien zu schein: Bis Dato existieren keinerlei wirklich wirksame Mechanismen, um das ungewollte Kopieren von digitaler Musik wirklich effizient zu verhindern.
Natürlich stellt sich in diesem Zusammenhang die Frage nach dem Urheberrecht und den Schutz desselben. Bei analogen Trägermedien, wie etwa der Langspielplatte, oder Musikkassette wurde auf einen Kopierschutzmechanismus verzichtet, obwohl das durchaus zu bewerkstelligen gewesen wäre, siehe VHS- Video. Es sieht beinahe dannach aus, dass die Musik Industrie bei analogen Medien es akzeptiert hätte, dass illegale Kopien auf einfachsten Wege erzeugt werden können. Das liegt vermutlich auch darin begründet, dass Tonbänder sehr früh im Heimbereich Fuss gefasst haben und Mechanismen zur Verhinderung von Kopien für die damalige Zeit einfach zu aufwendig gewesen wären. Weiters sinkt bei wiederholten analogen Kopien die Qualität der Aufnahme, was bei digitalen Medien nicht der Fall ist. Nichts desto trotz haben sich die Anwender mit dieser Qualitätseinschränkung abgefunden und trotzdem Kopien angefertigt.
Selbst der Regional-Code bei der DVD ist schon geknackt worden. Leider sind sogenannte Kopierschutz-Killer als Stand-Alone-Gerät, das in den digitalen Signalweg eingeschleift wird, nicht billig. Sie kosten normalerweise ab 400 DM.


Arbeitsweise von SCMS

Im digitalen Datenstrom werden im Subcode-Bereich mehrere Zusatzinformationen mit übertragen: Start-ID's, usw. und unter anderem auch SCMS.
Hierbei sind zwei Zusatzbits von besonderem Interesse, das allgemeine Kopierschutz-Bit und das sog. "Generation-Bit".
SCMS haben die Geräte gewissermaßen schon von Haus aus in sich, d.h. sie reagieren auf jeden Fall darauf. Bei CD-Überspielungen wird dem DAT mitgeteilt "generell verboten, aber ausnahmsweise noch ein Mal erlaubt" (generelles Copy-Bit auf 1, Generation-Bit auf 0). Der DAT nimmt auf, setzt aber das Generation-Bit auf 1 ("schon kopiert"). Das erkennt natürlich der nächste Recorder beim Kopieren und verweigert die Aufnahme.


Was beim "Knacken" des Kopierschutzes passiert

Ein Kopierschutz-Decoder wird jetzt immer nach dem "generellen Kopierschutz"-Bit Ausschau halten und dies auf 0 ("Kopieren erlaubt") setzen. Das ist keine sonderlich schwere Aufgabe, da es wenn, dann immer in einem festen Rhythmus auftaucht. Damit ist dann logischerweise das "Generation-Bit" überflüssig, denn dem Recorder ist es egal, wie oft schon kopiert wurde, wenn es generell erlaubt ist.
Aufgrund der Tatsache, daß die Recorder das "generelle Kopierschutz-Bit" zwar immer auswerten, es von sich aus aber nicht verändern, ergibt sich folgender Grundsatz bei SCMS: Einmal geknackt - für immer frei!


ADAT

ADAT ist eine Produkt der Firma Alesis, das in der Lage ist, acht Kanäle von digitalen Audio auf ein SVHS Band aufzunehmen. Das Format ist proprietär und nicht kompatibel mit anderen Decks. Es wird 16-bit linear encoding verwendet, wie auch bei der CD oder bei DAT, und es können 40 Minuten auf ein Band aufgenommen werden. Ein besonderes Feature ist jenes, dass Decks zusammengeschaltet werden können um bis zu 128 Kanäle aufnehmen zu können. Eine sogenannte BRC Einheit stellt MIDI Funktionalität zur Verfügung und ist separat erhältlich. Die Preise bewegen sich im professionellen Bereich bei ca. 2000 US Dollar pro Deck.


DCC

DCC ("Digital Compact Cassette") ist ein weiteres digitales Band Format das von der Firma Phillips entwicklet wurde. Es wird ein Band verwendet, das dem der herkömmlichen ananlogen Kassette ähnelt. Ein stationärer Schreib/Lesekopf wird dazu verwendet, um komprimierte digitale Musikdaten auf das Band zu schreiben. Ziel war der Massenmarkt und der Standard wurde auch seitens der Industrie unterstützt, da man ursprünglich angenommen hatte, dass die Produktion solcher Bänder sehr billig sein würde. DCC selbst verwendet für die Datenreduktion das sogenannte PASC ("Precision Adaptive Sub-band Coding") Verfahren um einen Komprimierungsfaktor von 5:1 zu erhalten. PASC legt ein psychoakustisches Modell zu Grunde, das die vom Benutzer nicht hörbaren Signale herausfiltert. Somit ist das Verfahren verlustbehaftet und im Gegensatz zu DAT sind die mit DCC erstellten Kopien keine Clones des Originals.
DCC kann auf einer Seite 45 Minuten Musikdaten aufnehmen, also insgesamt 90 Minuten. Darin unterscheidet sich dieses Format nicht von gängigen Musikkassetten.
DCC konnte sich werder am Massenmarkt noch im professionellen Bereich durchsetzen. Das System war einerseits im professionellen Bereich der Konkurrenz unterlegen, DAT konnte identische Kopien erzeugen, DCC nicht und andererseits konnte man offenbar Anfang der Neunziger Jahre (DCC wurde 1992 offiziell aus der Taufe gehoben) mit verlustbehafteter Speicherung von Musikdaten den Konsumenten nicht überzeugen.


Fazit

DAT konnte sich teilweise im professionellen Bereich durchsetzen, das ursprüngliche Ziel- am Massenmarkt der Standard zu werden und die Audio Kassette abzulösen - wurde nie erreicht.
Aus heutiger Sicht verständlich. Bandlaufwerke sind Medien wie etwa der CD unterlegen, wenn es um Zugriffszeit geht. Da stehen mehrere Sekunden einigen hundert Milisekunden gegenüber. Zwar mag das Format der Kassette selbst recht praktisch erscheinen und auch durchaus robust im Vergleich mit einer CD, die ja doch wesentlich größer und empfindlicher ist, aber das alleine konnte nicht den Ausschlag zugunsten des DAT geben. Bei Erscheinen von DAT in Europa Anfang der Neunziger Jahre war am Massenmarkt noch kein Bedarf für digitale Kopien vorhanden, man begnügte sich mit analogen Kopien von CDs für den privaten Gebrauch (zumeist für das Autoradio, etc.) und nahm die damit verbundenen Qualitätseinbussen in Kauf.
Der Versuch von Phillips mit DCC den Massenmarkt zu erobern funktionierte ebenfalls nicht. Die Idee DCC als Art Schmalspur Variante von DAT auf dem Markt zu bringen und gleichzeitig mit verlustbehafteter Komporimierung zu arbeiten stiess auf wenig Gegenliebe, obwohl die Qualität der Aufnahmen die der herkömmlichen Kassette übertraf.
Interessanterweise hat sich verlustbehaftete Komprimierung von Audio Daten dennoch durchgesetzt. Beispiele sind dafür sind die besonders in Japan sehr erfolgreiche Mini Disc und nicht zuletzt MP3. Dort wird bewusst eine Qualitätsverminderung in Kauf genommen, wobei besonders bei MP3 anzumerken ist, dass sich dieses Format vermutlich nicht ohne das Internet so weit verbreitet hätte.
Der Versuch Kopierschutzmechanismen in das digitale Medium einzubauen ist insofern "gelungen", als dass sich die eigentliche Markteinführung von DAT sich um circa drei Jahre verspätet hat. Man kann nur darüber spekulieren, ob gerade dieser Kopierschutzmechanismus den Erfolg auf den Massenmarkt verhindert hat. Fest steht allerdings, dass solche Mechanismen von den Konsumenten als Einschränkung empfunden werden und sich Systeme mit irgendwelchen Kopierschutzmechanismen am Massenmarkt eher schwer durchsetzen.



Verweise auf Arbeiten anderer Gruppen


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