《全息数据存储系统》编制说明

《全息数据存储系统》编制说明

一、工作简况

1、任务来源

中国国际科技促进会标准化工作委员会《关于开展<全息数据存储系统>团体标准立项

通知》（【2023】中科促标字第423号），项目计划编号CI2023150。

2、项目背景

本项目全息数据存储系统可以解决大数据高密度、高速度、长寿命、低成本安全保存

问题，国内外目前没有全息数据存储方面标准。为解决各种系统和数据存储的效果无法统

一评判，新型存储技术应用化的过程中缺乏权威的标准参考和规范指导，制约技术优化和

发展等问题，牵头单位申请制定《全息数据存储系统》，旨在推广自主研发的全息数据存

储核心技术，为解决数据存储中“卡脖子”问题提供重要途径，使得我国可以占领新一代

数据存储技术制高点。

3、与已有标准的情况说明

近年来国内外正在积极构建数据存储相关的标准，如国家标准《GB/T41785-2022磁

光电混合存储系统通用规范》、行业标准《DA/T74—2019电子档案存储用可录类蓝光光

盘(BD-R)技术要求和应用规范》等，此类标准仅对传统数据存储方式进行相关技术规范，

但是缺少新型存储方式如全息数据存储的相关技术规范标准，无法对有突破性、变革性的

新存储技术进行有效指导，因此急需制定一套全息数据存储系统的技术规程和标准来应对

大数据存储的需要。

4、起草单位

参与本标准起草单位如下:

序号起草单位名称单位性质

1福建师范大学（科研院所）

2上海理工大学（科研院所）

3中国科学院光电技术研究所（科研院所）

4华中科技大学（科研院所）

5福建盘盛信息光学有限公司（企业）

6青岛盘谷信息光学有限公司（企业）

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参与本标准主要人员如下:

序号人员姓名单位分工

总负责以及全息读写

1谭小地福建师范大学

方式部分

2郑继红上海理工大学全息存储介质部分

全息光盘物理结构及

3李雄中国科学院光电技术研究所

规格部分

4曹强华中科技大学数据通道解码部分

5林枭福建盘盛信息光学有限公司数据读取评价部分

6任宇红青岛盘谷信息光学有限公司伺服系统部分

5、编制过程说明

5.1起草阶段

5.1.1成立标准制定工作组；

2023年5月5日，成立标准制定工作组，主要由以下人员组成：谭小地（福建师范大

学）、郑继红（上海理工大学）、李雄（中国科学院光电技术研究所）、曹强（华中科技

大学）、林枭（福建盘盛信息光学有限公司）、任宇红（青岛盘谷信息光学有限公司），

工作组所有成员均参加国家重点研发计划“变革性”专项“同轴全息光存储的基础理论与

关键技术研究”项目研发工作，对全息数据存储系统各方面有着深入了解和研发经验。

5月25日，本标准成功立项，并在全国团体标准信息平台上进行公示。

5.1.2确定工作计划

标准工作内容分为6个部分：全息数据存储读写方式，数据通道编解码方式，全息光

盘伺服系统，全息光盘的结构与规格，全息存储介质及性能评价方式，全息数据存取性能

评价方式。分别由标准制定工作组成员分工完成标准草案，然后进行讨论以及征求专家组

意见。

5.1.3查询国内外相关标准和文献资料

目前尚无全息数据存储相关国家标准、行业标准或者团体标准。因此参考光电方面的

数据存储相关标准以及光盘方面的相关标准如下：

国家标准《GB/T41785-2022磁光电混合存储系统通用规范》、国家标准《GB/T

33663-2017只读类出版物光盘CD、DVD常规检测参数》、行业标准《DA/T74—2019电子

档案存储用可录类蓝光光盘(BD-R)技术要求和应用规范》、行业标准《DA/T38-2021档

案级可录类光盘CD-R、DVD-R、DVD+R技术要求和应用规》、行业标准《CY/T86-2019只

读类光盘模版常规检测参数》、行业标准《CY/T207—2019可录类蓝光光盘（BD-R）常

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规检测参数》、行业标准《DA/T52-2014档案数字化光盘标识规范》、行业标准《CY/T

107-2014可录类光盘DVD-R/DVD+R存档光盘寿命测评方法》等。

5.1.4形成标准草案

2023年6月20日，标准制定工作组完成标准草案，后经讨论，于7月中旬修改形成标准

讨论稿和编制说明，经规范后形成标准征求意见稿。

5.2征求意见阶段

8月，标准由中国国际科促会标准化工作委员会在全国团体标准信息平台，面向社会

进行公开征求意见。同时由标准编制工作组组织向相关机构、单位进行定向征求意见。

5.3审查阶段

5.4报批阶段

二、标准编制原则、主要内容及其确定依据，修订标准时，还包括修订前后

技术内容的对比

1、标准的编写原则

本标准的编写遵循科学性、先进性、适用性、可操作性、实用性、规范性原则。保证

标准的适用性；保持标准的先进性；注意标准的统一性和协调性；注意标准的经济性和社

会效益；在参考国内外标准前提下结合实际情况提出合理标准。

2、提出本标准的依据

本标准主要以国家重点研发计划变革性专项“同轴全息光存储的基础理论与关键技术

研究”项目研究内容和成果为依据，并参考国家标准《GB/T41785-2022磁光电混合存储

系统通用规范》、行业标准《DA/T74—2019电子档案存储用可录类蓝光光盘(BD-R)技术

要求和应用规范》等对数据存储和光盘存储技术的相关定义和要求。具体参数来源于项目

研究成果以及各单位在本领域各自积累的相关研究结果和应用成果。

3、制定本标准的基础

本起草工作组共6家单位参与，包括4家科研院所和2家企业，围绕国家重点研发计划

变革性专项“同轴全息光存储的基础理论与关键技术研究”项目在各自优势领域进行深入

合作强强联合，全息数据存储读写方式，数据通道编解码方式，全息光盘伺服系统，全息

光盘的结构与规格，全息存储介质及性能评价方式，全息数据存取性能评价方式等各个环

节均进行了详细的调研和研究，从理论到应用打通。在该领域已发表论文已发表高水平学

术论文100余篇，发表英文学术专著1部，申请和授权与标准内容相关专利、软著等百余项。

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起草工作组成员们在该领域也具备一定影响力，多次组织与光存储相关的国际和国内学术

会议并担任主席和委员等，受邀参加各类学术会议做特邀报告50余次。

4、实验内容

全息数据存储读写方式，数据通道编解码方式，全息光盘伺服系统，全息光盘的结构

与规格，全息存储介质及性能评价方式，全息数据存取性能评价方式。

5、实际应用效果

全息数据存储系统标准为解决各种系统和数据存储的效果提供统一评判标准，在新型

存储技术应用化的过程中给予权威的标准参考和规范指导，有利于技术优化和发展，可以

推广自主研发的全息数据存储核心技术，为解决数据存储中“卡脖子”问题提供重要途径，

使得我国可以占领新一代数据存储技术制高点。

三、试验验证的分析、综述报告，技术经济论证，预期的经济效益、社会效

益和生态效益

1、主要试验或验证的分析

本标准主要在全息数据存储系统相关内容的概念上做了描述，总共分为六个部分：全

息数据存储读写方式，数据通道编解码方式，全息光盘伺服系统，全息光盘的结构与规格，

全息存储介质及性能评价方式，全息数据存取性能评价方式。

各部分内容所提概念和主要参数主要是来自于各单位常年经验积累以及从国家重点研

发计划项目“同轴全息光存储的基础理论与关键技术研究”项目研发成果中总结归纳的。

成果综述报告包含了近3年的与本标准相关内容的科技报告内容，篇幅较长，另附文件

“多维调制全息数据存储近三年科技报告成果综述汇编”。该成果汇编中与上述六个部分

对应为：1.全息数据存储读写方式主要定义为同轴全息存储系统且利用位移复用方式提高

存储密度，这种方式可以兼容伺服系统，使得技术更容易实现产品化和产业化。2.数据通

道编解码方式包含振幅编解码、相位编解码、复振幅编解码以及偏振通道编解码，这是对

应多维调制全息数据存储的关键技术，编码维度的提升有利于提高数据存储密度，同时多

维度的解码成为了关键研究内容，在报告中具有详细描述。3.全息光盘伺服系统主要是利

用现有光盘伺服技术，但是不同之处在于全息数据存储系统具有更大的系统容限和数据读

取率，因此在伺服精度上要求比传统光盘例如CD、DVD、BD都要低，此外光盘转速要求也

更低，因为每个读取位置的信息是二维图像而非一维01数据。4.全息光盘的结构与规格方

面，在光盘结构上具有创新，因为要利用对介质敏感的光进行记录且利用对介质不敏感的

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光进行伺服，因此要在结构上做多层和镀膜，这比传统光盘要复杂，但在读取数据时要更

简便；此外在规格方面采用与CD-R相似规格，也考虑与现有光盘的兼容性。5.全息存储介

质及性能评价方式主要定义了记录介质的材料体系和一般通用的材料性能评价系统，通过

评价介质的衍射效率和其老化特性来规定适合全息数据存储的介质应满足的条件。6.全息

数据存取性能评价方式是采用一套标准的同轴全息数据存储记录光路对数据实际记录后的

效果进行评价，业内通常采样误码率作为评价标准。

2、预期的经济效果

社会效益主要表现在如下几个方面：

1、在节能减排方面，目前在网上服务的数据中心其主要存储媒体还是以硬盘(HDD)

和磁带(LTO)为主。而磁带仅能用于数据备份，不能用于数据的实时读取。为了存储大量

数据，除了要提供大规模的厂房空间以外，大量的电力消耗已经成为数据中心的主要支出

成本。某些大型网络服务公司甚至计划自建发电厂来缓解其电力成本。即使这样也不能从

根本上解决电力消耗的问题。与硬盘相比，利用本标准制作出的光学方式存储器只有在数

据读写的时候才有能耗，且最适合于存档数据的保存和实时读取。

2、在科技创新方面，本标准所提全息光存储技术，利用三维立体存储和二维数据传

送的特性，简化光路和存取控制，不仅可以提高存储密度、存取速度和保存寿命，且可与

传统光盘的兼容，对于保存环境没有特殊要求，因此能大幅度降低海量数据存储成本。本

标准完成后，全息光盘的存储密度较传统光存储技术可提高2个数量级以上。

3、在国家战略方面，目前主流存储介质（包括磁盘、磁带和固态盘）基本上都依赖

进口，其关键核心技术都被美国、日本所垄断。而现有蓝光存储产业我国的研发水平还较

为薄弱，缺乏自主研发新产品的能力，也使得现有光存储领域中的关键技术受制于日本。

整体而言我国信息存储介质产业严重受制于人。通过本标准的确立，实现全息光存储介质、

设备和系统的自主研制和生产，能够使得我国从源头上掌握一种完全可控存储研究及技术

体系，从而更加有效地保证国家信息安全。此外全息光存储的特性，例如抗电磁的能力，

使得其不仅适用于日常的大数据存储，而且在军事国防以及航空航天等领域有着广泛的应

用前景。目前在国际上尚无同类标准，本标准的确立也有望主导光存储的世界发展，获得

该科技领域的创新和突破。

产品可以预测的经济效益：

本标准所提的产品即全息数据存储系统主要面向大数据存储中心行业。据美国

Gartner公司统计，2015年数据中心的硬件市场已超过1260亿美元，之后每年的增长率在

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20%以上。到2020年市场规模已经翻了一番。根据美国国际数据公司（IDC）预测的在2025

年全世界将产生175ZB数据中80%（140ZB）为冷数据。如果将这些数据用全息光盘来长期

保存，按照异地三备份原则，则需要保存数据容量为420ZB。则需2.5TB/Disc光盘1680亿

张，按照1万张光盘共用4台光盘读写装置计算，需要420万台。每张全息光盘按10元计算，

仅全息光盘的市场规模就可达到16800亿元/年。此外还涉及光盘读写装置、光盘库和数据

应用市场。因此能够达到万亿元以上市场规模，足以支撑一个巨大的产业。本标准的确立

也可以为全息系统及全息光盘生产提供有效的支撑。

3、真实性验证

本标准主要涉及全息数据存储系统的各相关内容概念，尚不涉及具体的检测方法。此

前针对多维调制全息数据存储系统做过CMA资质的检测，可参考附件“检测报告RP-2023-

06006多维调制全息数据存储系统”。

四、与国际、国外