Добавлен: 21.10.2018
Просмотров: 1808
Скачиваний: 9
9
глубину и 500 нм в ширину. Длина пита варьируется от 850 нм до 3,5 мкм.
Промежутки между питами называются лендом (англ. land – пространство,
основа). Шаг дорожек в спирали составляет 1,6 мкм. Питы рассеивают или
поглощают падающий на них свет, а подложка – отражает. Поэтому
записанный компакт-диск – пример отражательной дифракционной решетки с
периодом 1,6 мкм. Для сравнения, у DVD период – 0,74 мкм.[5]
Изначально компакт-диск был создан для хранения аудиозаписей в
цифровом виде (известен как CD-Audio), однако в дальнейшем стал широко
использоваться как носитель для хранения любых данных (файлов) в двоичном
виде (так называемый CD-ROM – англ. Compact Disc Read Only Memory,
компакт-диск с возможностью только чтения). В дальнейшем появились
компакт-диски с возможностью не только чтения однократно занесенной на
них информации, но и записи (CD-R (англ. Compact Disc-Recordable,
записываемый компакт-диск)) и перезаписи (CD-RW (англ. Compact Disc-
ReWritable, перезаписываемый компакт-диск)) [4].
Компакт-диски имеют в диаметре 12 см и изначально вмещали до 650 Мб
информации (или 74 минуты звукозаписи). Однако, начиная приблизительно с
2000 года, все большее распространение получали диски объемом 700 Мб,
которые позволяют записать 80 минут аудио, впоследствии полностью
вытеснившие диск объемом 650 Мб. Встречаются и носители объемом 800 Мб
(90 минут) и больше, однако они могут не читаться на некоторых приводах
компакт-дисков [3].
Формат хранения данных на диске, известный как Red Book («Красная
книга»), был разработан компанией Sony. В соответствии с ним на компакт-
диск можно записывать звук в два канала с 16-битной импульсно-кодовой
модуляцией (PCM) и частотой дискретизации 44,1 кГц. Благодаря коррекции
ошибок с помощью кода Рида-Соломона, легкие радиальные царапины не
влияют на читаемость диска. В случае возникновения ошибочных значений
ИКМ-сигнала, которые не могли быть исправлены системой коррекции
ошибок, они заменяются на приблизительные значения, полученные с
помощью интерполяции верных данных. Philips также владеет всеми правами
10
на знак «Compact disc digital audio», логотип формата аудио-компакт-дисков.
Данные с диска читаются при помощи лазерного луча с длиной волны
780 нм, излучаемого полупроводниковым лазером. Принцип считывания
информации лазером для всех типов носителей заключается в регистрации
изменения интенсивности отраженного света. Лазерный луч фокусируется на
информационном слое в пятно диаметром 1,2 мкм. Если свет сфокусировался
между питами (на ленде), то приемный фотодиод регистрирует максимальный
сигнал. В случае, если свет попадает на пит, фотодиод регистрирует меньшую
интенсивность света [5].
Shaped CD (англ.) (фигурный компакт-диск) – диск CD-ROM, но не
строго круглой, а произвольной формы, с очертанием внешнего контура в виде
разнообразных объектов, таких как силуэты, машины, самолеты, сердечки,
звездочки, овалы, в форме кредитных карточек и т. д. Обычно применяется в
шоу-бизнесе как носитель аудио- и видеоинформации. Был запатентован
рекорд-продюсером Марио Коссом в Германии (1995 год) [2].
Обычно диски с формой, отличающейся от круглой, не рекомендуют
применять в приводах CD-ROM, поскольку при высоких скоростях вращения
диск может лопнуть и полностью вывести привод из строя. Поэтому перед
вставкой Shape CD в привод следует принудительно ограничить скорость
вращения диска с помощью специальных программ. Тем не менее, и эта мера не
дает гарантии безопасности CD-привода.
В настоящее время значимость CD угасает, все меньше и меньше
ориентируются на CD. Образы операционных систем растут за пределы CD.
Музыкальные плееры уже делают USB/TF ориентированными без привода, в
результате чего CD уступает место DVD и флеш-накопителям [4].
Минидиск
(MiniDisc
или
сокращенно
MD)
–
цифровой
магнитооптический носитель информации. Был разработан и впервые
представлен компанией Sony 12 января 1992 года. MD позиционировался как
замена компакт-кассетам, к тому времени уже полностью изжившим себя, и как
конкурент уже получившим распространение (но неперезаписываемым)
компакт-дискам. Его можно использовать для хранения любого вида цифровых
11
данных. Использует систему кодировки MD ATRAC. Наиболее широко
минидиски используются для хранения аудиоинформации.
Минидиск широкого распространения в мире не получил, пользуясь
ограниченным успехом, в основном из-за неоднозначной маркетинговой
политики корпорации Sony, однако до сих пор используются некоторыми
производителями, в составе аудиосистем, как стационарных так и
автомобильных [5].
1.2 Второе поколение оптических дисков
DVD (англ. Digital Versatile Disc – цифровой многоцелевой диск; также
англ. Digital Video Disc – цифровой видеодиск) – носитель информации,
выполненный в форме диска, имеющего такой же размер, как и компакт-диск,
но более плотную структуру рабочей поверхности, что позволяет хранить и
считывать больший объем информации за счет использования лазера с меньшей
длиной волны [2].
Для считывания и записи DVD используется красный лазер с длиной
волны 650 нм. Шаг дорожки – 0,74 мкм, это более чем в два раза меньше, чем у
компакт-диска. Записанный DVD, как и компакт-диск – пример дифракционной
решетки с периодом, равным шагу дорожки.
Диски DVD используются для записи и хранения данных в следующих
форматах:
DVD-Video – содержат фильмы (видео и звук);
DVD-Audio – содержат аудиоданные высокого качества (гораздо выше,
чем на звуковых компакт-дисках).
Существуют три формата записываемых и перезаписываемых DVD-
R/RW, DVD+R/RW (плюс) и DVD-RAM (минус, тире). DVD-R распространен
двух типов: General, с длиной волны записи 650 нм и Authoring, с длиной волны
записи 635 нм. Оба типа проигрываются на любом DVD-плеере, запись
осуществляется в зависимости от модели [4].
Сейчас DVD-рекордеры, в основном, могут записывать как DVD+R/RW,
так и DVD-R/RW форматы (обычно указывают DVD±R или для каждого
12
формата отдельно логотипы DVD Forum и DVD+RW Alliance), а
проигрыватели – читать оба этих формата, однако выпущенные ранее могут
иметь сложности с «+». А некоторые первые модели DVD-плееров могли
привести к повреждению DVD±R/RW/DL при попытке их проиграть.
DVD-диски c возможностью многократной перезаписи RAM, в отличие
от RW, обладают более высокой надежностью, возможностью большего числа
циклов перезаписи (до 100 тыс., RW «всего» более 1 тыс.), но также и более
высокой стоимостью [5].
Цифровой Многослойный Диск («DMD» от англ. Digital Multilayer Disk) –
оптический диск, разработанный компанией D Data Inc. Диск основан на
трехмерной оптической технологии хранения данных, разработанной для
Флуоресцентного Многослойного Диска более не существующей компанией
Constellation 3D. DMD могут хранить от 22 до 32 Гб двоичной информации.
Диск основан на технологии красного лазера, таким образом, DMD и их
проигрыватели могут быть легко изготовлены при помощи существующего
производственного оборудования с учетом небольших модификаций. Диски
составлены из множества слоев данных, к которым присоединяется
флуоресцентный материал. В отличие от DVD и CD, у DMD нет металлических
слоев, таким образом, они почти прозрачны. DMD покрыты запатентованными
химическими составами, которые реагируют, когда красный лазер освещает
особый слой. В этот момент химическая реакция производит сигнал, который в
последующем будет считан с диска. Благодаря этому диски могут
потенциально вмещать до 100 Гб данных [2].
Флуоресцентный многоуровневый диск (FMD) – формат оптического
носителя, разработанный компанией «Constellation 3D», использующий
флуоресценцию вместо отражения для хранения данных. Форматы, основанные
на измерении интенсивности отраженного света (такие как CD или DVD),
имеют практическое ограничение в 2 слоя хранения данных, главным образом,
из-за эффекта интерференции. Однако использование флуоресценции позволяет
работать, соответствуя принципам объемной оптической памяти и иметь до
100 слоев. Они позволяют вместить объем до 1 Тб при размерах обычного
13
компакт-диска.
Питы на диске заполнены флуоресцентным материалом. Когда
когерентный свет из лазера фокусируется на них, они вспыхивают, излучая
некогерентные световые волны разных длин. Пока диск чист, свет способен
проходить через множество слоев беспрепятственно. Чистые диски имеют
возможность отфильтровывать свет лазера (базируясь на длинах волн и
когерентности), достигая при этом более высокого коэффициента отношения
сигнал/шум, чем диски, основанные на отражении. Это позволяет иметь
множество слоев. Главное ограничение количества слоев – это суммарная
толщина диска [5].
GD-ROM (сокращение от англ. Gigabyte Disc read-only memory) – формат
оптических дисков, разработанный компанией Yamaha для Sega. Он подобен
стандарту CD-ROM за исключением того, что биты на диске упакованы
плотнее, обеспечивая более высокую емкость (приблизительно 1.2 Гб, что
почти вдвое больше емкости типичного CD-ROM) [2].
Из-за высокой плотности диска GD-ROM слой данных – очень нежный, и
небольшие пятна и царапины могут потенциально сделать диск нечитаемым.
Есть две области данных на диске GD-ROM. Первый в обычном формате
CD, и обычно содержит звуковую дорожку с предупреждением, что диск
предназначен для использования на GD-ROM приводе, а не на обычном
проигрывателе компакт-дисков. Обычно используется голос какого-либо
персонажа игры либо на экран просто выводится сообщение о несовместимости
диска и обычного CD-привода. Раздел также содержит сегмент данных,
читаемый в персональных компьютерах. Хотя большинство дисков включают
только текстовые файлы описания игры, авторские права и т.д. Окончательный
(внешний) раздел диска содержит сами данные игры в формате высокой
плотности. Этот раздел занимает около 112 минут диска, и примерно равен
1 Гб [5].
Оптические диски UMD (Universal Media Disk) были созданы компанией
Sony специально для распространения игр и фильмов для Sony PSP. Диски
появились вместе с самой консолью в 2004 году. Диски UMD постоянно