DVD 구조와 규격: 광학 저장매체의 용량·영상 형식 이해
DVD의 물리 구조, 기록 규격, DVD-Video 형식, UDF 파일시스템과 복사방지 기술을 정리한다.
2026-08-14 · 최초 발행 2026-01-12
CD보다 높은 기록 밀도를 만든 DVD
DVD(Digital Versatile Disc 또는 Digital Video Disc)는 CD 다음 세대의 고용량 광학 저장매체다. 더 짧은 파장의 레이저와 좁은 트랙 피치를 사용해 CD보다 약 7배 이상의 용량을 제공하며, 1995년 규격 확정 뒤 영화 배포와 대용량 데이터 저장에 쓰였다.
Sony, Philips, Toshiba, Panasonic 등이 규격 개발에 참여했고, DVD Forum이 기술 표준을 관리했다. DVD는 2000년대 초반 가정용 비디오의 주류 매체가 됐다.
CD와 DVD의 차이는 기록 밀도에서 뚜렷하다.
| 항목 | CD | DVD |
|---|---|---|
| 단면 단층 용량 | 650MB | 4.7GB |
| 레이저 파장 | 780nm(적색) | 650nm(적색) |
| 트랙 피치 | 1.6μm | 0.74μm |
| 피트 크기 | 0.83μm | 0.4μm |
디스크의 직경은 CD와 같은 120mm이며 두께도 1.2mm다. 다만 0.6mm 두께의 기판 2장을 접합하는 구조를 사용한다. 회전은 CLV 또는 ZCLV(Zone CLV) 방식으로 제어하며, 1배속 전송 속도는 1.32MB/s로 CD의 9배다.
기록층과 양면 구성으로 확장한 용량
DVD는 기록층 수와 기록면 수를 조합해 용량을 늘린다. 가장 일반적인 SS-SL은 단면 단층 구조로 4.7GB를 저장한다. 단면 이층 구조인 SS-DL은 8.5GB, 양면 단층인 DS-SL은 9.4GB, 양면 이층인 DS-DL은 17GB까지 제공한다.
듀얼레이어 디스크는 Layer 0(L0)의 반투명 금속층과 Layer 1(L1)의 반사층으로 구성된다. 드라이브는 먼저 L0을 읽고, 초점을 바꿔 L1에 접근한다. 이 전환 지점은 Layer Break라고 하며, 트랙 경로는 OTP(Opposite Track Path) 또는 PTP(Parallel Track Path) 방식으로 구성된다.
사용자 데이터 섹터는 2,048바이트다. 오류정정은 16섹터, 즉 32KB 단위의 ECC 블록으로 처리한다. 데이터 스크램블은 레이저 열을 분산하기 위한 무작위화에 쓰이며, 8-16변조는 데이터를 효율적으로 인코딩한다.
읽기 전용부터 재기록형까지의 규격
DVD-ROM은 공장에서 프레스 방식으로 대량 제작하는 읽기 전용 매체다. DVD-Video 영화, 대용량 응용프로그램, 게임 배포에 사용됐고 CD-ROM과 비슷한 수준의 장기 보존 안정성을 제공한다.
DVD-R과 DVD+R은 WORM 방식의 한 번 쓰기용 매체다. DVD-R은 DVD Forum 표준으로 4.7GB를 제공하며, DVD+R은 DVD+RW Alliance 표준으로 약간 나은 호환성을 내세웠다. 단층 용량은 4.7GB, 이층(DL) 용량은 8.5GB다.
DVD-RW와 DVD+RW는 재기록형 규격이다. DVD-RW는 DVD Forum 표준으로 상변화 기술을 사용하며, DVD+RW는 무손실 연결(Lossless Linking) 기술을 사용한다. 두 형식은 빠른 포맷과 전체 포맷을 지원하고 약 1,000회 재기록할 수 있다.
DVD-RAM은 하드디스크처럼 임의 접근할 수 있도록 설계됐다. 먼지 보호용 카트리지를 탑재하고 약 100,000회 재기록할 수 있으며, 강화된 ECC로 데이터 무결성이 가장 높은 수준이다.
DVD Forum과 DVD+RW Alliance의 표준 경쟁은 멀티드라이브의 등장으로 완화됐다. 2000년대 중반 이후에는 양측 규격을 함께 지원하는 드라이브가 주류가 됐다.
DVD-Video가 담는 영상과 탐색 정보
DVD-Video의 주요 비디오 코덱은 MPEG-2이며 최대 9.8Mbps를 사용한다. 해상도는 NTSC에서 720x480, PAL에서 720x576이다. 장면별로 비트레이트를 조절하는 가변비트레이트(VBR)를 사용하고, I·P·B 프레임으로 구성한 GOP 구조로 압축 효율을 높인다.
오디오는 AC-3(Dolby Digital), DTS(Digital Theater Systems), PCM, MPEG-1 Layer 2 오디오를 사용할 수 있다. AC-3은 5.1채널 서라운드를 제공하는 필수 코덱이며, DTS는 선택 코덱이다. PCM은 최대 8채널의 무손실 오디오를 지원한다.
DVD-Video는 최대 9개 카메라 앵글, 최대 32개 자막 트랙, 최대 8개 오디오 트랙을 담을 수 있다. 챕터 선택과 특전 영상 접근을 위한 인터랙티브 메뉴도 형식의 일부다.
지역 재생 제한은 Region Code로 구현한다. Region 1은 미국·캐나다, Region 2는 유럽·중동·일본, Region 3은 동남아시아·한국·홍콩·대만에 해당한다. RPC-II는 드라이브 펌웨어에서 지역 코드를 강제한다.
드라이브가 읽고 쓰는 방식
DVD 드라이브는 650nm 적색 레이저를 사용한다. CD와 DVD를 모두 읽기 위해 이중 렌즈 또는 가변 초점을 사용하며, 듀얼레이어 디스크를 다룰 때는 기록층 사이에서 초점을 전환한다. 레이저 출력은 읽기 시 0.5mW, DVD-R 쓰기 시 5~15mW다.
전송 속도는 1배속에서 1.32MB/s(1,385KB/s)다. 8x는 10.6MB/s, 16x는 21.1MB/s이며 최대 24x까지 지원한다. CAV 모드는 디스크 외곽에서 더 높은 속도를 내고, CLV와 ZCLV는 안정적인 기록을 위한 속도 제어에 사용된다.
초기 내장형 제품은 IDE/ATAPI를 사용했고, 이후 SATA가 일반적인 직렬 인터페이스가 됐다. 외장형 제품은 USB 2.0/3.0을 사용하며, 서버급 시스템에서는 SCSI도 쓰였다.
UDF와 ISO9660의 호환성
DVD의 표준 파일시스템은 ISO13346 기반의 UDF(Universal Disk Format)다. UDF Bridge는 ISO9660과 UDF를 함께 지원하며, UDF 1.02(DVD-Video), 1.5, 2.0 등의 버전이 있다. 4GB 이상 파일을 지원하는 점도 특징이다.
ISO9660은 CD와의 하위 호환성을 유지하기 위해 사용된다. 파일 크기는 4GB로 제한되며, Joliet과 Rock Ridge 확장을 사용할 수 있다. DVD-Video는 UDF와 ISO9660을 결합한 하이브리드 구성을 사용한다.
패킷 쓰기는 작은 파일 단위로 데이터를 증분 기록하는 방식이다. Mt. Rainier는 자동 결함 관리 기능을 제공하고, VAT(Virtual Allocation Table)는 파일 위치를 추적한다. 기록이 끝난 뒤 다른 시스템에서도 읽을 수 있도록 최종화 작업을 수행한다.
오류를 보정하고 복제를 제한하는 장치
DVD의 ECC는 RS-PC(Reed-Solomon Product Code) 기반의 2차원 오류정정 방식이다. 내부 코드는 172바이트 데이터에 10바이트 패리티를, 외부 코드는 192바이트 데이터에 16바이트 패리티를 사용한다. 인터리빙은 버스트 오류를 분산한다.
CSS(Content Scramble System)는 비디오 콘텐츠를 암호화하고 플레이어와 디스크 사이의 인증 및 키 교환을 수행한다. 2000년에는 DeCSS 암호 해독 소프트웨어가 등장했다. AACS는 HD DVD와 Blu-ray에 사용된 강화된 복사방지 기술이다.
Macrovision은 AGC를 이용한 아날로그 복사 방지 기술이며, CPRM(Content Protection for Recordable Media)은 기록형 미디어 보호에 쓰인다. 리전코드는 지역별 재생을 제한하고, ARccOS는 Sony의 불량 섹터 기반 복사방지 기술이다.
배포와 보관 매체로 사용된 DVD
DVD는 VHS를 대체한 주요 홈비디오 매체로 쓰였다. 480p/576p 해상도는 VHS보다 큰 화질 향상을 제공했고, 메이킹 영상·삭제 장면·감독 코멘터리 같은 특전 영상과 메뉴 기반 탐색을 담을 수 있었다.
데이터 백업에서는 CD 대비 7배 용량을 활용할 수 있었다. 스케줄러 기반의 정기 백업, 프로젝트 완료 뒤 아카이빙, 물리적으로 분리된 장소에 보관하는 오프사이트백업에 사용됐다.
소프트웨어 배포도 DVD의 주요 영역이었다. Windows Vista/7 같은 운영체제, Adobe Creative Suite와 Office 같은 응용프로그램, PS2·Xbox 게임 타이틀, 고해상도 이미지와 비디오 콘텐츠가 DVD로 제공됐다.
Blu-ray와 디지털 배포로 옮겨간 환경
DVD는 720p와 1080p 고화질 비디오를 담는 데 한계가 있다. 단층 4.7GB로는 장편 HD 영화를 수용하기 어렵고, 듀얼레이어 8.5GB도 고화질 장편 콘텐츠에는 부족하다.
Blu-ray는 405nm 청색 레이저를 사용해 더 높은 기록 밀도를 달성했다. 단층 25GB, 듀얼레이어 50GB를 제공하며 MPEG-4 AVC/H.264 같은 더 효율적인 비디오 코덱과 1920x1080 Full HD 해상도를 지원한다.
Netflix, Disney+ 등의 온라인 스트리밍, iTunes와 Google Play의 디지털 구매, 클라우드백업이 물리 매체의 역할을 대체했다. DVD 판매는 2010년대 후반부터 급격히 감소했지만, 많은 레거시 콘텐츠는 여전히 DVD 형식으로 보존되고 있다.