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日本工业标准《長期データ保存用光ディスクの品質判別方法及び長期保存システムの運用方法(用于数据长期保存的光盘品质鉴别方法及长期保存系统的操作方法)》(JIS X6257)于2017年2月20日制定,2022年11月21日修订,2023年11月9日,该标准上升为国际标准ISO/IEC 18630《信息技术-信息交换和存储的数字记录媒体-用于数据长期保存的光盘品质判别方法和长期保存系统的操作方法》。前面本号已经发布了一篇JIS X6257的解读文章:JIS X6257《用于数据长期保存的光盘品质判别方法》解读,本文接着介绍JIS X6257标准的附录A“可录类BD光盘的缺陷管理”和附录C“档案用光盘种类及操作模式”部分内容。
1、可录类BD光盘的缺陷管理
对于超出JIS X 6257 (含JIS Z 6017标准《电子文件长期保存方法》规定的刻录数据误差(随机误差、缺陷)的光盘,开发出可录类BD光盘的缺陷管理功能(见图1)。缺陷管理是用于处理可录类BD光盘上缺陷区域的方法:在光盘上进行数据刻录时,对已刻录的部分进行初始品质检测;对于不满足品质标准的数据,在光盘交替区进行替代刻录。用于缺陷管理的可录类BD光盘的质量和价格高于消费级光盘,但低于JIIMA认证的归档光盘(档案级光盘)的质量和价格。
2、JIIMA认证
JIIMA,即日本图像信息管理协会,于2013年10月发布了“使用JIIMA长期保存用光盘的存档指南”,是光盘品质的权威认证机构。
JIIMA认证制度要求在接受认证的光盘和光盘驱动器(光驱)组合中,刻录光盘的品质满足JIS Z 6017标准中规定的“良好状态”,同时根据ISO/IEC 16963标准的寿命测试,光盘的推测寿命超过30年,才能够取得JIIMA认证。
注:CAV和CLV是使光盘恒定转动的转轴伺服控制,CAV即恒定角速度控制(Constant Angular Velocity),CLV即恒定线速度控制(Constant Linear Velocity)。
3、用于数字档案长期保存的光盘
数字档案使用的长期保存用光盘,是通过缺陷管理等方法筛选出的高品质光盘。专业级光驱搭载最适用于所使用的光盘的固件,可以有效降低数字档案在长期保存过程中的误码率。
图2是使用档案级光盘和专业级光驱保存档案数据的示意图,由图可知,通过使用档案级光盘和专业级光驱组合,即使长期保存也能降低刻录信号劣化的风险,从而实现高可靠的数字档案长期保存。再结合有效的管理措施,比如制作时以及定期进行刻录信号的品质检测,明确迁移时期,能够合理地实施数字档案的长期保存管理。
4、长期保存用光盘应解决的重要问题
可读性
光盘介质本身具有长寿命性,实践证明,将数据写入长期保存用光盘,可以保存30年以上。同时,光盘格式有可参考的ISO(国际标准)及J1S(日本工业标准),确保光盘的兼容性。读取光盘的关键设备——光驱及部件也可以长期供应。
完整性
可录类光盘具有WORM(Write Once Read Many,一次写多次读)特性,将数据写入可录类光盘之后,光盘中的数据不会受到误操作影响,不会被有意覆盖或被删除,可以保持很好的完整性。
安全性
使用离线光盘保存数据是对付网络攻击的有效手段,具有很好的安全性。
检索性
可对光盘上的数据进行检索(光盘全文检索)。光盘数据检索技术突破了光盘(库)依赖于目录检索、内容查找效率低下的技术瓶颈,无需将光盘(库)上的数据拷贝到磁盘、固态盘才能进行数据检索和读取数据,从而大幅度提高了光盘(库)管理和利用水平,可将光存储引入到大规模磁光电混合存储系统中。
节能性
光盘保存环境是通常的办公环境,对温湿度要求不高,不需要额外加装空调。图3是使用光盘存储档案数据的二氧化碳排放量(耗电量)与其他介质的比较。
易处理性
数据记录层都在光盘的内侧,对温度、湿度等环境变化具有高耐受性,而且抗磁干扰能力强。光盘的表面有保护层,一般可对光盘表面的污斑进行清洁处理。在光盘保存数据的过程中,对光盘品质进行定期检测,可以及时发现劣化程度,并采取相应对策。
经济性
如图4所示,光盘比其他常见介质寿命长,长期保存30年以上,不需要频繁地进行数据迁移,长期保存过程中的维护费用低。同时,由于光盘读取设备具有良好的向下兼容性,维持读取设备的费用也相对较少。
5、光(盘)存储系统的规模
光(盘)存储系统的规模从TB级到PB级不等,可以将其分为小规模(小于10TB)、中规模(10TB~100TB)到大规模(大于100TB),适用于个人数据存储到数据中心级存储。
01
小规模光存储系统(小于10TB)
PC机与光盘刻录机连接,光盘刻录采用单张光盘的方式,用刻录软件将计算机、磁盘和/或固态盘上的数据以及纸质文件数字化副本刻录到光盘上。用检测光驱检测光盘刻录品质。对光盘采用离线管理,可以放置在光盘柜中,读取时手动将光盘放入光驱(如图5所示)。
02
中规模光存储系统(10TB~100TB)
PC机与光盘盒式刻录机连接,盒式刻录机可容纳多张光盘。当刻满一张光盘时,自动刻录光盘盒内的其他光盘,自动检测刻录品质。同样可以对光盘采用离线管理,光盘放置在光盘柜中,读取时手动将光盘放入盒式刻录机(如图6所示)。
03
大规模磁光电混合存储系统(大于100TB)
数据中心存储大量数据时,采用磁盘、固态盘、磁带、光盘作为存储介质(磁光电混合存储)。光盘库装有多台光驱,可同时刻录多张光盘,对光盘刻录品质自动进行检测。从存储介质寿命和成本方面来看,使用光盘存储归档数据最为合适。
各种规模的光存储系统总结如表2所示。
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