link0 link1 link2 link3 link4 link5 link6 link7 link8 link9 link10 link11 link12 link13 link14 link15 link16 link17 link18 link19 link20 link21 link22 link23 link24 link25 link26 link27 link28 link29 link30 link31 link32 link33 link34 link35 link36 link37 link38 link39 link40 link41 link42 link43 link44 link45 link46 link47 link48 link49 link50 link51 link52 link53 link54 link55 link56 link57 link58 link59 link60 link61 link62 link63 link64 link65 link66 link67 link68 link69 link70 link71 link72 link73 link74 link75 link76 link77 link78 link79 link80 link81 link82 link83 link84 link85 link86 link87 link88 link89 link90 link91 link92 link93 link94 link95 link96 link97 link98 link99 link100 link101 link102 link103 link104 link105 link106 link107 link108 link109 link110 link111 link112 link113 link114 link115 link116 link117 link118 link119 link120 link121 link122 link123 link124 link125 link126 link127 link128 link129 link130 link131 link132 link133 link134 link135 link136 link137 link138 link139

PersCom — Компьютерная Энциклопедия Компьютерная Энциклопедия

Устройства оптического хранения данных

Устройства оптического хранения данных

Контейнеры

Когда-то этот механизм загрузки дисков использовался в большинстве высококачественных накопителей на компакт-дисках, а также в дисководах CD-R и DVD-RAM. Диск устанавливается в специальный, плотно закрывающийся контейнер с подвижной металлической заслонкой. У него есть крышка, которую откидывают исключительно для того, чтобы поместить диск в контейнер или вынуть его; все остальное время крышка остается закрытой. При установке контейнера в накопитель металлическая заслонка специальным механизмом сдвигается в сторону, открывая лазерному лучу доступ к поверхности компакт-диска.

Накопители, снабженные механизмом загрузки дисков, в свое время получили весьма широкое распространение, что объяснялось удобством использования контейнеров для каждого диска. Тем не менее ситуация кардинально менялась при наличии одного контейнера и нескольких накопителей. Контейнеры вставляются в накопитель примерно так же, как 3,5-дюймовая дискета в дисковод, и защищают компакт-диски от царапин, загрязнения и случайных повреждений.

Недостаток контейнеров — их высокая стоимость. К накопителю прилагается только один контейнер, и я не раз сталкивался с пользователями, которые никак не могли понять, что одного контейнера им совершенно недостаточно.

Записываемая поверхность диска весьма чувствительна, поэтому в первых версиях DVD-RAM использовались только диски в контейнерах. При появлении бесконтейнерных моделей DVD-RAM увеличилась опасность повреждения записанных данных, особенно при работе с двусторонним диском. Контейнерные механизмы более не используются в приводах CD и DVD ввиду неудобства их механизма подачи. В исходной версии накопителя Blu-Ray использовались контейнеры в виде специальной оболочки, защищающей область данных, хотя в последнее время ведутся разработки с целью исключения из конструкции контейнера.

Пылезащищенность

Главными врагами устройств на компакт-дисках являются пыль и грязь. Их попадание в оптическое устройство или в механизм приводит к ошибкам считывания данных, в лучшем случае — к снижению быстродействия. В одних накопителях линзы и прочие ответственные узлы располагаются в отдельных герметизированных отсеках, в других для предотвращения попадания пыли внутрь накопителя используются своеобразные “шлюзы” из двух заслонок (внешней и внутренней). Все эти меры позволяют продлить срок службы устройства.

Существуют также модели герметичных накопителей, в которых воздушный поток не проходит через камеру, где расположены линза и лазер. Такие модели наиболее оптимальны для работы в производственных и прочих запыленных помещениях. В обычных условиях (т.е. дома или в офисе) дополнительные затраты себя не оправдывают.

Для определения степени пылезащищенности устройства лучше обратиться в раздел вопросов и ответов сайта производителя. Дело в том, что такие тонкие вопросы не всегда освещаются в документации.

Накопители CD-R

Диски CD-R, на которые уже записаны какие-либо данные, могут воспроизводиться или считываться практически любым стандартным приводом CD-ROM. Диски этого типа весьма удобны для хранения архивных данных и создания мастер-дисков, которые могут тиражироваться и распространяться среди служащих компаний.

Приводы CD-R работают по тем же принципам, что и стандартные CD-ROM, отражая лазерный луч от поверхности диска и отслеживая изменения отражательной способности при появлении переходов “впадина–площадка” или “площадка–впадина”. На обычных компактдисках спиральная дорожка выдавливается или штампуется в поликарбонатной массе. В свою очередь, диски CD-R содержат рисунок впадин, выжженный на приподнятой спиральной дорожке. Таким образом, впадины представляют собой темные (выжженные) участки, отражающие меньшее количество света. В целом отражающая способность впадин и площадок остается такой же, как и на штампованных дисках, поэтому обычные дисководы CD-ROM и проигрыватели музыкальных компакт-дисков читают как штампованные диски, так и CD-R.

Запись CD-R начинается еще до того, как диск вставляется в накопитель. Процесс изготовления носителей CD-R и стандартных компакт-дисков практически одинаков. В том и в другом случаях выполняется прессование расплавленной поликарбонатной массы с использованием формообразующей матрицы. Но вместо штамповки впадин и площадок матрица формует на диске спиральную бороздку (которая называется изначальной бороздкой). Если смотреть со стороны считывающего (и записывающего) лазера, расположенного под диском, эта канавка представляет собой спиральный выступ, а не углубление.

Границы спирального выступа (изначальной бороздки) имеют определенные отклонения от продольной оси (так называемые колебания). Амплитуда колебаний по отношению к расстоянию между витками дорожки достаточно мала. Расстояние между витками равно 1,6 микрона, а величина поперечного отклонения выступа достигает всего лишь 0,03 микрона. Колебания канавки CD-R модулируют некоторую дополнительную информацию, которая считывается накопителем. Сигнал синхронизации, определяемый колебаниями дорожки, модулируется вместе с временным кодом, другими данными и называется абсолютным временем изначальной дорожки (Absolute Time In Pre-groove — ATIP). Временной код выражается в формате “минуты:секунды:кадр” и вводится в Q-подкоды кадров, записанных на диске. Сигнал ATIP позволяет накопителю распределить необходимые области на диске перед фактической записью кадров. Технически сигнал позиционирования представляет собой уход частоты и определяется несущей частотой 22,05 кГц и отклонением 1 кГц. Для передачи информации используются изменения частоты колебаний.

Процесс изготовления CD-R завершается нанесением с помощью метода центрифугирования равномерного слоя органического красителя. Затем создается золотой отражающий слой. После этого поверхность диска покрывается акриловым лаком, затвердевающим в ультрафиолетовых лучах, который используется для защиты ранее созданных золотого и окрашенного слоев диска. Исследования показали, что алюминий, используемый с органическим красителем, подвержен сильному окислению. Поэтому в дисках CD-R используется золотое покрытие, обладающее высокой коррозионной стойкостью и имеющее максимально возможную отражательную способность. На поверхность диска, покрытую слоем лака, методом трафаретной печати наносится слой краски, используемый для идентификации и дополнительной защиты диска. Лазерный луч, применяемый при чтении и записи диска, проходит через прозрачный поликарбонатный слой, слой органического красителя и, отразившись от золотого слоя, возвращается через слой красителя и поликарбонатной массы, после чего улавливается сенсором оптического датчика накопителя.

Отражающий слой и слой органического красителя имеют те же оптические свойства, что и неразмеченный компакт-диск. Другими словами, дорожка незаписанного (чистого) диска CD-R воспринимается считывающим устройством компакт-дисков как одна длинная площадка. Лазерный луч дисковода CD-R имеет одну и ту же длину волны (780 нм), но мощность лазера, используемого для выполнения записи, в частности для нагрева окрашенного слоя, в 10 раз выше. Лазер, работающий в импульсном режиме, нагревает слой органического красителя до температуры 482–572°F (250–300°C). При этой температуре слой красителя буквально выгорает и становится непрозрачным. В результате лазерный луч не доходит до золотого слоя и не отражается обратно, чем достигается тот же эффект, что и при погашении отраженного лазерного сигнала, происходящем при чтении штампованных компакт-дисков.

На рисунке показаны различные слои носителей CD-R, а также спиральная канавка, содержащая впадины, выжженные в слое органического красителя.

Во время чтения диска накопитель считывает несуществующие впадины, в качестве которых выступают участки с низкой отражательной способностью. Эти участки появляются при нагревании органического красителя, поэтому часто процесс записи диска называется прожигом. Выжженные участки красителя изменяют свои оптические свойства и становятся неотражающими. Изменение этих свойств возможно лишь один раз, поэтому CD-R называются носителями с однократной записью.

Стандарты перезаписываемых DVD

История записывающих устройств DVD сопряжена с постоянными проблемами. Она началась в апреле 1997 года, когда компании, входящие в группу DVD Forum, представили спецификации для перезаписываемых дисков DVD, DVD-RAM и DVD-R. Немного позже в их число вошел также DVD-RW. Эти стандарты не оправдали ожиданий, поэтому ведущие компании, занимающиеся производством оптических дисков и накопителей, сформировали собственную группу, получившую название DVD+RW Alliance, и создали альтернативный стандарт DVD+R и DVD+RW. На протяжении нескольких лет устройства одного семейства стандартов не могли работать с носителями другого семейства.

К счастью, теперь все выпускаемые устройства поддерживают оба типа носителей: DVD-R/RW и DVD+R/RW; большинство из них также поддерживает DVD-RAM. Переход к поддержке множества стандартов в одном устройстве избавляет конечного пользователя от необходимости выбора лучшего из них — ему достаточно подобрать носитель, в большей степени подходящий для решения конкретной задачи.

В таблицах сравниваются конкурирующие стандарты и раскрываются вопросы совместимости между разными типами устройств и носителей.

Формат DVD+R/RW, отличающийся низкой стоимостью накопителей и носителей, обеспечивает самую высокую совместимость с существующими форматами, а также имеет определенные особенности, которые делают его наиболее подходящим инструментом как для записи видеоданных, так и для хранения информации на ПК. Однако, используя современные приводы, вы сами можете выбрать самый подходящий для конкретной задачи носитель.

R. Read (чтение)
W. Write (запись).
Прочерк. Не читается или не записывается.
?. Читается накопителями MultiRead/MultiPlay.
1. Может потребоваться поддержка носителей другого типа (тип 2).
2. Некоторые накопители DVD+RW первого поколения не позволяют записывать диски DVD+R; обратитесь к изготовителю по поводу обновления или замены накопителя.
3. Совместимость по чтению для носителей DVD-RAM зависит от накопителя; для получения подробной информации обратитесь к прилагаемой к дисководу документации.
4. Спецификация DVD Forum для накопителей, которые совместимы со всеми стандартами DVD Forum (DVD+R/RW не является стандартом DVD Forum).
5. Некоторые из этих дисководов также записывают данные на носители DVD-RAM.
6. Некоторые из этих дисководов также записывают данные на носители DVD-R.
7. Идентификатор устройств, работающих со всеми типами носителей (DVD+R/RW, DVD-R/RV, DVD+R DL и DVD-RAM).
8. Некоторые из этих устройств работают и с двухслойными (DL) носителями.
9. Также поддерживает двухслойные (DL) носители.

Немного истории

В 1979 году компании Sony и Philips объединили усилия в области разработки современных звуковых компакт-дисков. Philips к тому времени уже разработала лазерный проигрыватель, а у Sony за плечами были многолетние исследования в области цифровой звукозаписи. Конкурентная борьба между ними могла привести к появлению двух несовместимых форматов лазерных дисков, поэтому они пришли к соглашению о единой технологии записи и производства.

Компания Philips в основном занималась разработкой физического носителя, взяв за основу собственную конструкцию лазерного диска, данные которого, записанные в виде впадин разной глубины (штрихов), считывались с помощью лазера. Sony, в свою очередь, разрабатывала цифроаналоговую схему, уделяя особое внимание устройствам цифрового кодирования и коррекции ошибок.

В 1980 году обе компании представили стандарт CD-DA, называемый с тех пор форматом Red Book (Красная книга) (это название формат получил из-за красного цвета обложки опубликованного документа). Спецификации Red Book определили способы записи и обработки звука, а также физический размер диска, равный 120 мм (4,72 дюйма), который используется до настоящего времени. Как гласит легенда, такой размер был выбран потому, что диск этого диаметра полностью вмещает в себя 70-минутную Девятую симфонию Бетховена (на каждой стороне виниловых дисков можно было записать по 33 минуты музыки).

После завершения работы над спецификацией компании включились в негласное соревнование за создание первого коммерческого аудиопроигрывателя компакт-дисков. Победителем в этом состязании стала Sony, которая имела больше опыта в создании цифровых электронных устройств и 1 октября 1982 года, опередив Philips всего на один месяц, представила проигрыватель CDP-101 и первый в мире звуковой компакт-диск с альбомом Билли Джоела 52nd Street. Этот проигрыватель начал продаваться в Японии, затем — в Европе и только в начале 1983 года — в США. В 1984 году Sony выпустила первые автомобильные и портативные аудиоплееры для воспроизведения компакт-дисков.

Компании Sony и Philips продолжали сотрудничать в области стандартов компакт-дисков еще в течение 10 лет, и в 1984 году выпустили стандарт CD-ROM, получивший название Yellow Book (Желтая книга). Этот стандарт позволил перейти от музыкальных компакт-дисков, используемых для хранения оцифрованного звука, к носителям, содержащим данные только для чтения, которые предназначались для компьютерных систем. В стандарте Yellow Book используется тот же физический формат, что и в звуковых компакт-дисках, но модифицированные электронные схемы декодирования позволили значительно повысить надежность хранения данных. Геометрические параметры компакт-диска, принятые оригинальным стандартом Red Book, использовались фактически во всех последующих стандартах CD (по-прежнему называемых по цвету обложек опубликованных документов). Таким образом, компакт-диск прошел путь от хранителя симфонии до универсального носителя программного обеспечения и данных практически любого типа, что стало возможным благодаря появлению стандарта Yellow Book (CD-ROM).

Подкатегории