KR20040090893A - 광 디스크의 기록 방법 - Google Patents

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KR20040090893A
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Abstract

디스크의 기계적 변동 특성이나 픽업의 롤링 특성 등이 있는 경우에서도, 정확한 기록 특성을 안정적으로 확보하고, 에러가 발생하지 않는 기록 또는 재생 가능한 광 디스크의 기록 방법을 제공한다. 본 발명의 OPC를 실시함에 있어서, 일정 강도의 레이저 파워를 이용하여 테스트 데이터를 얻어 편차를 산출한 후, 강도가 단계적으로 변화하는 레이저 파워를 이용하여 테스트 데이터를 얻고 상기 편차를 이용하여 상기 단계적으로 강도가 변화하는 레이저 파워를 이용하여 얻은 테스트 데이터를 보정하여 최적의 기록 레이저 파워를 결정한다. 예컨대, PCA의 최초의 10 섹터에 편차 검출을 행하고, 이어지는 PCA의 5 섹터에서 보정을 행한다.

Description

광 디스크의 기록 방법{Method for recording optical disk}
본 발명은, CD-R, CD- RW, DVD-R, DVD-RW, DVD+R, DVD+RW 등의 광 디스크에 대하여 정보를 기록하는 광 디스크 기록 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 미리 기록 매체에 대하여 최적의 레이저 파워를 결정하는 OPC(Optimum PowerControl)에 관한 것이다.
종래로부터, 추기형 CD-R, CD-RW 등의 데이터의 기록이 가능한 광 디스크에 대하여 데이터의 기록 및 재생을 행하는 광 디스크 장치에서는, 광 디스크에 데이터를 기록함으로써, 광 디스크의 기록 영역의 일부에 데이터를 기록하고, 그 기록한 부분을 재생하여 얻어진 재생 신호에 따라 데이터 기록시에 광픽업으로부터 조사하는 레이저 광의 최적 기록 파워값을 구하고 있다.
이와 같이 광 디스크마다 데이터 기록시의 최적 기록 파워값을 구하는 이유는 광 디스크의 최적 기록 파워값이 제조 메이커마다 다르고, 레이저 광을 조사하는 광픽업의 특성에 따라서도 다르기 때문이다. 따라서, 각 광 디스크마다 데이터 기록시의 레이저 광의 최적 기록 파워값을 구할 필요가 있다
매체의 특성, 레이저 다이오드(LD)의 특성, 광 파워의 변동 등을 보정하여, 최적의 기록 레이저 파워로 기록을 행하기 위하여, 최적의 파워 제어(Optimum Power Control;OPC)를 실행하고, 사전에 그 매체의 최적의 레이저 파워를 구하도록 하고 있다. OPC는 광 디스크의 기록 영역의 최내주에 있는 파워 계산 영역(Power Calibration 에어리어;PCA)를 사용하고, 소정의 기록 속도(선속도)로 기록용 LD의 파워를 단계적으로 변화시켜 테스트 데이터의 시험 기입을 행하고, 그 테스트 데이터를 재생하였을 때의 재생 신호의 기록 상태 지표값을 평가하며, 최량의 기록 상태 지표값이 얻어진 기록 파워를 그 기록 속도에서의 최적의 기록 파워로서 결정하는 기록 파워 제어 방식이다(예컨대, 특허 문헌 1 참조).
OPC는 광 디스크의 기록 영역에 설치된 PCA의 여러 섹터에 각각 다른 기록파워값으로 데이터를 기록하고, 그 각 섹터를 재생하여 얻어진 재생 신호의 피크값(P)과 버텀값(B)에 따라 각 섹터마다의 기록 상태 지표값(예컨대, CD-R에서는 베타값)을 구하고, 그 각 기록 상태 지표값에 따라 최적의 기록 파워값을 결정하는 광 디스크 기록 방법으로서 알려져 있었다(예컨대, 특허 문헌 2 참조).
기록 상태 지표값은 CD-R에서는 베타법으로 나타나고, CD-RW에서는 감마법 또는 모듈레이션법으로 나타난다.
예컨대, CD-R에 있어서의 베타법에서는, 기록된 RF 신호의 피크값을 A1, 버텀값을 A2로 한 경우, 하기 식(1)으로 나타나는 베타를 기록 상태 지표값으로 한다.
베타(%)=(A1+A2)/(A1-A2) (1)
이 베타값을 목표로 한 경우의 파워가 최적의 기록 파워가 된다.
또한 CD-RW에서의 모듈레이션법에서는 기록된 RF 신호의 피크값을 A1, 버텀값을 A2로 한 경우, 하기 식(2)으로 나타나는 m을 기록 상태 지표값으로 한다.
m=(A1-A2)/A1 (2)
이 m에 나타나는 값을 목표로 한 경우의 파워가 최적의 기록 파워가 된다.
또한, CD-RW에서의 감마법에서는, 기록된 RF 신호의 피크값을 A1, 버텀값을 A2로 한 경우, 하기 식(3)으로 나타나는 γ를 기록 상태 지표값으로 한다.
γ=(dm/dPw)/(m/Pw) (3)
여기서, m=(A1-A2)/A1이고, dm과 dPw는 파워를 계단 모양으로 변화시킨 경우의 서로 인접하는 m값과 파워값의 차를 나타낸 것이다.
이 γ값을 목표로 한 경우의 파워를 최적의 기록 파워로 한다.
또한 PCA는 테스트 에어리어와 카운트 에어리어로 나뉘고, 각각 100개의 파티션으로 나뉘어져 있다. 테스트 에어리어의 1 파티션은 15 섹터로 구성되고, 1회의 시험 기입에 있어서 1 파티션(즉, 15 섹터)가 사용된다. 추기형 광 디스크의 규격서인 오렌지 북 파트II에는, 15 섹터의 사이에 15 단계 강도의 레이저 파워로 시험 기입을 행하고, 그 중에서 가장 기록 상태가 좋은 레이저 파워를 선택하여 이후의 정보 기록을 행하여 광 디스크에 피트를 형성한다고 하는 방법이 기재되어 있고, 이것이 광디스크 기록의 기술 표준이 되고 있다.
[특허 문헌 1]
일본 특허 공개 2003-16652호 공보
[특허 문헌 2]
일본 특허 공개 평성 7-85494호 공보
통상 광 디스크 드라이브에서는, 회전축의 편심, 디스크면의 면 떨림 등의 기계적 불균일이나, 픽업의 좌우 방향의 롤링 특성이나 상하 방향의 포커싱 특성 등에 의해, 상기 베타값으로 변동이 생기는 요인이 존재하며, 기계 부품인 한 이 변동 요인은 피할 수 없다. 이 변동을 포함한 베타값으로부터 산출된 최적의 기록 파워는 참된 최적값으로부터 벗어난 값이 되기 때문에, 종래의 OPC에서는 기록 특성의 열화나 기록 후에 독취 에러가 발생하는 원인이 되고 있다.
본 발명의 목적은, 상기 문제점에 비추어 이루어진 것으로서, 디스크의 기계적 변동 특성이나 픽업의 롤링 특성 등이 있는 경우에서도, 정확한 기록 특성을 안정되게 확보하고, 에러가 발생하지 않는 기록 또는 재생 가능한 광 디스크의 기록 방법을 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 광 디스크의 기록 방법에서는 정보 기록 매체에 레이저 광을 조사하여 정보를 기록 또는 재생하는 광 디스크의 기록 방법으로서, 상기 레이저 광의 최적의 기록 레이저 파워를 결정하기 위해, 상기 광 디스크에 일정 강도의 레이저 파워를 사용하여 테스트 데이터를 얻은 후, 강도가 단계적으로 변화하는 레저 파워를 아용하여 테스트 데이터를 얻는 광 디스크의 기록 방법으로 하였다.
또한 본 발명의 광 디스크의 기록 방법에서는, 상기 일정 강도의 레이저 파워를 이용하여 얻은 테스트 데이터로부터 편차를 산출하고, 상기 편차를 이용하여 상기 단계적으로 강도가 변화하는 레이저 파워를 사용하여 얻은 테스트 데이터를 보정하여 최적의 기록 레이저 파워를 결정하는 광 디스크의 기록 방법을 채용하였다.
또한 본 발명의 광 디스크의 기록 방법에서는, 상기 일정 강도의 레이저 파워를 이용하여 기록 및 테스트 데이터의 채취를 행하는 개시 섹터와, 단계적으로 강도가 변화하는 레이저 파워를 사용하여 기록 및 테스트 데이터의 채취를 행하는 개시 섹터가, 거의 1회전만큼 어긋나 배치되어 있는 광 디스크의 기록 방법을 채용한다.
본 발명의 광 디스크의 기록 방법에 의하면, 디스크의 기계적 변동이나 픽업의 롤링이 있는 경우라도 기록마다 최적의 기록 레이저 파워를 산출하는 항상 안정된 기록 특성이 확보되기 때문에, 에러가 없는 기록을 행할 수 있게 된다.
도 1은 기록용 레이저 파워와 베타값의 관계를 나타내는 도면이다.
도 2는 베타값의 변동되는 상태를 설명하는 도면이다.
도 3은 디스크의 레이아웃을 나타내는 도면이다.
도 4는 종래의 섹터와 파워의 관계를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명 섹터와 파워의 관계를 나타내는 도면이다.
도 6은 보정 전의 섹터와 베타값의 관계를 나타내는 도면이다.
도 7은 보정 전의 파워와 베타값의 관계를 나타내는 도면이다.
도 8은 베타값의 보정 방법을 설명하는 도면이다.
도 9는 보정 후의 섹터와 베타값의 관계를 나타내는 도면이다.
도 10은 보정 후의 파워와 베타값의 관계를 나타내는 도면이다.
여기서는 CD-R 디스크를 예로서, 광 디스크의 기록용 레이저 파워와 베타값의 관계를 도 1에 나타내었다. 광 디스크의 최적의 기록 파워값은 제조 메이커마다 다르고, 레이저 광을 조사하는 광 픽업의 특성에 따라서도 다르다. 광 디스크와 광 픽업의 편성에 의해 기록 상태 지표값(베타값;%)에 대하여 최적의 기록 레이저 파워(Pw;mW)가 존재한다. 이 베타값과 최적의 기록 레이저 파워(Pw)와의 관계가 선형 관계에 있으면 항상 안정된 기록 재생이 가능하다. 그런데 베타값과 최적의 기록 레이저 파워(Pw)와의 관계는, 상술한 베타값의 변동 요인 때문에 광 디스크마다 변화한다. 도 2는 베타값의 변동하는 상태를 설명하는 도면이다. 도면에 나타내는 바와 같이베타값과 Pw와의 관계가 도 2의 직선 L과 같은 선형 관계에 있으면, 어떤 베타값(B)에 대한 최적의 기록 레이저 파워(Pw)는 항상 일대일로 대응된 Po가 되고, 기록 장치는 이 이상적인 관계를 전제로 설정되어 있다.
그런데 실제로는 베타값과 최적의 기록 레이저 파워(Pw)와의 관계는, 도 2에 곡선 C1이나 곡선C2와 같이 변동되고, 어느 베타값(B)에 대한 최적의 기록 레이저 파워(Pw)는, P1이나 P2가 되고, 장치상의 최적값 Po와의 사이에 괴리가 생겨 버린다. 즉 하나의 베타값에 대하여 복수의 최적의 기록 레이저 파워가 존재함으로써, 최적값이 정해지지 않게 된다. 이러한 현상이 일어나면 기록 동작이 가능하더라도재생 불안정이 발생하는 결과가 된다.
따라서 본 발명에서는 이 베타값과 최적의 기록 레이저 파워(Pw)와의 관계를 선형 관계에 근접시키는 것을 시험하였다.
도 3은, 디스크의 레이아웃을 나타내는 도면이다. 종래와 같이 광 디스크(10)의 기록 부분의 최내주 부분에는 PCA(1)이 배치되어 있고, 그 외주에 기록 부분(2)이 배치되어 있다. 전술한 바와 같이 PCA는 규격에 따라 테스트 에어리어와 카운트 에어리어로 나뉘고, 각각 100개의 파티션으로 나뉘어 있다. 테스트 에어리어의 1파티션은 15섹터로 구성되고, 1회의 시험 기입에 있어서 1파티션(즉, 15 섹터)를 사용한다.
도 4는, 종래의 섹터와 파워의 관계를 나타내는 도면이다. 도면에 도시한 바와 같이, 종래의 OPC 방식에서는 15 섹터의 사이에서 기록 레이저 파워를 계단 모양으로 변화(도 4에서는 감소)시켜 기록하고 있었다.
이에 대하여 본 발명의 방법에서는, 15 섹터 중 먼저 일정 강도의 레이저 파워를 사용하여 테스트 데이터를 얻은 후, 강도를 단계적으로 변화시킨 레이저 파워를 이용하여 테스트 데이터를 얻는 방식으로 하였다. 도 5는 본 발명의 섹터와 파워의 관계를 나타내는 도면이다. 도 5에 도시한 바와 같이 본 발명의 OPC 방식에서는, 15섹터 중 최초의 섹터 1에서 섹터 10까지의 10 섹터에 관해서는 일정 강도의 레이저 파워로 기록하고, 후반의 섹터 11에서 섹터 15까지의 5 섹터에 대해서는, 단계적으로 레이저 파워를 변화(도면에서는 감소)시켜 기록하는 방식으로 하였다.
여기서, 기록 속도는 10 섹터가 디스크의 1회전에 해당하도록 하고, 또한 최초의 섹터 1에서 섹터 5까지는, 후반의 섹터 11에서 섹터 15까지의 위상과 같아지도록 하여 서로 링크시켜 둔다.
즉, 각 섹터를 이와 같이 배치함으로써 일정 강도의 레이저 파워를 이용하여 기록 및 테스트 데이터의 채취를 행하는 개시 섹터와, 단계적으로 강도가 변화하는 레이저 파워를 이용하여 기록 및 테스트 데이터의 채취를 행하는 개시 섹터를 거의 1회전만큼 어긋나게 배치해 둔다.
이러한 기록 레이저 파워에 기록한 데이터로부터 산출한 각 섹터의 베타값을 플롯하면 도 6과 같이 된다. 도 6은 보정 전의 섹터와 베타값의 관계를 나타내는 도면이다. 도 6에 나타낸 그래프로부터, 섹터 1에서 섹터 10까지의 10 섹터에 대해서는 같은 기록 레이저 파워를 걸고 있음에도 불구하고 베타값이 변동되고 있음을 알 수 있다. 도 6의 경우, 베타값의 평균치는 12%이고, 최대치는 14% 최소치는 10%이다. 즉 같은 기록 레이저 파워에 대해 베타값은 최대 4%의 폭으로 변동되고 있음을 알 수 있다. 섹터 1로에서 섹터 10까지는 디스크의 1회전에 해당하고, 베타값은 디스크의 회전에 따라 도면과 같이 주기적으로 변화하는 값을 나타낸다. 후반의 섹터 11로부터 섹터 15까지의 5섹터에 대해서는 기록 레이저 파워를 계단 모양으로 내리고 있으므로, 베타값도 점점 내려가는데, 이 부분도 같은 변동 요인을 함축한 결과를 나타내게 된다.
후반의 섹터 11에서 섹터 15까지의 5 섹터에 대한 결과를, 횡축에 기록 레이저 파워의 출력을 사용하여 나타내면 도 7과 같이 된다. 도 7은, 보정 전의 파워와 베타값의 관계를 나타내는 도면이다. 도 중 가는 선은 실제의 측정값을 나타내고,굵은 은 실측 결과로부터 근사한 직선을 나타낸 것이다. 이와 같이 하여 직선 근사한 기록 레이저 파워와 베타값의 관계는, 변동 요인을 함축한 것으로, 이 근사 직선에 따라 기록한 데이터는 재생시의 에러의 원인이 된다.
따라서 본 발명의 방법에서는, 상기 변동분을 없애는 보정 방법을 채용하였다. 이어서, 그 보정 방법에 대하여 설명하기로 한다.
도 8은, 베타값의 보정 방법을 설명하는 도면으로서, (a)는 레이저 파워 일정 영역의 각 섹터의 베타값을 플롯한 것이고, (b)는 레이저 파워를
계단 모양으로 변화시킨 영역의 각 섹터의 베타값을 기록 레이저 파워의 출력에 대하여 플롯한 것이다. 여기서는 기록 레이저 파워를 1mW씩 계단 모양으로 높힌 경우의 예를 나타내고 있다.
도 8(a)의 곡선은 평균치가 11%이고, 최대치가 14%, 최소치가 8% 사이를 주기적으로 변화한 곡선을 나타내고 있다. 여기서, 섹터 1의 베타값은 중심값으로부터 3% 내려가 있고, 섹터 2의 베타값은 중심값으로부터 0.2% 내려가 있으며, 섹터 3의 베타값은 중심값으로부터 3% 올라가 있고, 섹터 4의 베타값은 중심값으로부터 0.2% 내려가 있다. 이와 같이 각 섹터의 베타값의 평균값으로부터의 벗어남을 측정하면, 표 1과 같이 된다.
섹터번호 차이(%)
n 3.0
n+1 0.2
n+2 -3.0
n+3 0.2
이어서, 기록 레이저 파워의 출력(Pw)을 계단 모양으로 변화시킨 섹터에 있어서, 횡축으로 각 섹터의 기록 레이저 파워의 출력(Pw)을 취하고, 종축에 베타값을 취하여 후반의 섹터 11에서 섹터 14까지의 4 섹터에 대하여 베타값을 플롯하면, 도 8(b)의 가는선과 같은 곡선이 된다. 이 곡선은 기록된 상태의 데이터를 그대로 플롯한 것이고, 변동 요인을 포함하고 있다. 이 곡선을 단순하게 근사 계산하여 직선 표시하면, 파선으로 나타낸 것과 같은 선형이 된다.
이 기록 데이터를 참조로, 상술한 변동 요인을 없애는 보정을 행한다. 즉, 서로 위상이 같은 섹터 1에서 섹터 4까지와 섹터 11에서 섹터 14 까지를 뽑아 올리고, 표 1에 나타내는 각 섹터의 차이를 가감하는 보정을 행한다. 그 결과를 표 2에 정리하여 나타낸다.
기록레이져파워(mV) 베타값(%)
보정전 보정값 보정후
9 9.0 3 12
8 10.0 0.2 10
7 11.0 -3.0 8
6 6.2 0.2 6
표 2에 나타내는 바와 같이, 섹터11에서 섹터 14까지의, 기록 레이저 파워의 출력(Pw)을 9mW에서 6mW까지 1mW씩 계단 모양으로 내렸을 때 기록된 데이터로부터 산출한 베타값은, 9mW에서 11mW까지 상승하고 다시 6.2mW까지 하강하는 데이터를 나타낸다. 이들 값에 대하여 먼저 구한 각 섹터의 차이를 가감하여 변동 요인을 없애는 보정을 한다. 그러면 표2(b)의 보정 후의 베타값란에 나타내게 된다. 이 보정된 베타값을 플롯하면 도 8(b)의 굵은 선과 같은 선형이 된다. 이 직선은 변동 요인을 없애는 수정을 실시한 레이저 파워의 출력과 베타값의 관계를 나타내는 직선이다. 이후 이 직선에 따라 기록을 행하면, 기록 재생과 함께 안정된 기록 동작을 확보할 수 있다.
이상과 같은 수정 수단을 강구하여 도 6 및 도 7에 나타낸 베타값의 그래프를 리라이트하면, 각각 도 9 및 도 10과 같이 된다. 도 9는 보정 후의 섹터와 베타값의 관계를 나타내는 도면이고, 도 10은 보정 후의 파워와 베타값의 관계를 나타내는 도면이다.
도 9에 나타내는 바와 같이 최초의 섹터 1에서 섹터 10까지의 10 섹터에서는 기록 레이저 파워의 출력이 같으므로, 베타값도 12%의 일정치를 나타내고 있다. 그리고 계속되는 섹터 11에서 섹터 15까지의 5 섹터에서는,기록 레이저 파워의 출력을 계단 모양으로 순차적으로 하강시키고 있으므로 그에 따라 베타값도 직선 모양으로 하강하고 있다.
도 10은 횡축에 각 섹터의 기록 레이저 파워의 출력(Pw)을, 종축에 베타값을 취하여 플롯한 것이다. 도시한 바와 같이 기록 레이저 파워의 출력(Pw)과 베타값의 관계는 직선상의 관계에 있고, 하나의 기록 레이저 파워의 출력에 대하여 하나의 베타값이 대응된 것으로 되어 있고, 또한 이 관계에는 변동 요인은 포함되어 있지 않다. 따라서 이후에는 이 직선 관계를 이용하여 기록을 행하면, 최적의 레이저 파워 출력으로 기록할 수 있고, 안정된 기록 동작을 확보할 수 있게 된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시의 형태에서는 PCA의 15 섹터를 2개로 나누어, 최초의 10 섹터에서는 기록 레이저 파워를 일정하게 하여 베타값의 변동을 측정하고, 계속되는 5섹터에서는 기록 레이저 파워를 계단 모양으로 변화시켜, 기록 레이저 파워와 베타값의 최적의 관계를 설정하는 것으로 하였다.
여기서 최초의 10 섹터에 사용하는 기록 레이저 파워 출력은 임의의 값을 사용할 수 있다. 10 섹터에 같은 출력을 사용하면 된다. 또한 계속되는 5 섹터에서 사용하는 기록 레이저 파워 출력은, 계단 모양으로 변화시킨 것이라면 임의의 출력이어도 무방하다. 계단 모양으로 변화시키는 방법은 상승시켜도 되도 하강시켜도 된다. 또한, 승강시키는 출력의 폭도 임의의 폭을 설정할 수 있다.
PCA에서는 15 섹터를 사용하여 레이저 광의 최적의 기록 파워를 결정하는 것이 규격이지만, 이 15 섹터의 이용 방법에는 특별히 제한은 없다. 따라서 본 발명에서는 우선 베타값의 변동을 측정하고, 이어서 기록 레이저 파워와 베타값의 최적의 관계를 결정하는 것으로 하였다. 이와 같이 기록에 있어서 그 기록 매체와 기록 장치의 조합에 따른 기록 레이저 파워와 베타값의 최적의 관계를 설정함으로써 항상 일정 품질로 기록 가능하게 된다. 15 섹터의 할당에도 특별히 제한은 없지만, 디스크가 회전하고 있으므로 우선 1회전의 기록 시간에 해당하는 베타값의 변동을 측정하는 영역을 마련하고, 이어서 위상을 같게 하는 영역을 이용하여 기록 레이저 파워와 베타값의 최적의 관계를 설정하면 된다. 일예로서, 15섹터를 10섹터와 5섹터로 나누는 방법을 나타내었다.
본 실시의 형태에서는, 기록 상태 지표값으로서 베타값을 사용한 CD-R 디스크의 예를 들어 설명하였지만, 기록 상태 지표값으로서 m값이나 γ값의 사용도 가능하고, CD-R에 한정되지 않고 CD-RW, DVD-R, DVD-RW, DVD+R, DVD+RW 등의 추기형 광 디스크에 대해서도 적용할 수 있다.
본 발명에 의하면 디스크의 기계적 변동 특성이 있는 경우에도, 안정된 기록 특성을 확보하고, 에러가 발생하지 않는 기록 동작을 제공할 수 있다.

Claims (3)

  1. 정보 기록 매체에 레이저 광을 조사하여 정보를 기록 또는 재생하는 광 디스크의 기록 방법으로서, 상기 레이저 광의 최적의 기록 레이저 파워를 결정하기 위해, 상기 광 디스크에 일정 강도의 레이저 파워를 사용하여 테스트 데이터를 얻은 후, 강도가 단계적으로 변화하는 레이저 파워를 사용하여 테스트 데이터를 얻는 것을 특징으로 하는 광 디스크의 기록 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 일정 강도의 레이저 파워를 사용하여 얻은 테스트 데이터로부터 편차를 산출하고, 상기 편차를 이용하여 상기 단계적으로 강도가 변화하는 레이저 파워를 이용하여 얻은 테스트 데이터를 보정하여 최적의 기록 레이저 파워를 결정하는 것을 특징으로 하는 광 디스크의 기록 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 일정 강도의 레이저 파워를 이용하여 기록 및 테스트 데이터를 채취하는 개시 섹터와, 단계적으로 강도가 변화하는 레이저 파워를 이용하여 기록 및 테스트 데이터를 채취하는 개시 섹터가, 거의 1회전 만큼 벗어나 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 광 디스크의 기록 방법.
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