Реферат: Технологии оптических дисков

--PAGE_BREAK--Торговая марка BURN-Proof принадлежит японской компании Sanyo Electric. Она же зап­равляет и процессом авторизации накопителей других фирм, в которых реализована эта технология. Кроме того, Sanyo предпринимает усилия, чтобы BURN-Proof была включена в качестве стандарта в «Оранжевую книгу». Сегодня, уже все пишущие дисководы выпускают­ся по этой технологии.
Помимо уже перечисленных способов использования дисководов CD R/RW, последние позволяют также копировать CD носители, записывать аудио диски в формате CD-DA, а так­же CD-диски в других форматах: Hybrid CD, CD Extra, CD Text, Video CD и т. д. Естественно, все устройства CD-R/CD-RW могут работать и как обычные дисководы CD-ROM — то есть читать CD диски.
Здесь упоминаются CD-RW, т. к. все описанное выше (включая «запись пакетами») отно­сится и к ним.
Вообще, накопители CD-RW отличаются от накопителей CD-R лишь дополнительной воз­можностью (кроме записи на диски CD-R) записывать многократно перезаписываемые дис­ки CD-RW. Подробнее о них мы поговорим далее. Причем необходимо отметить, что сегодня накопители только CD-R (без возможности RW) уже практически не выпускаются.
2.3 CD-RW накопители на перезаписываемых дисках
  Семь лет назад на компьютерном рынке появились накопители, которые дают возмож­ность работать с перезаписываемыми CD-RW (CD-ReWritable), известными также как CDE. Такие устройства позволяют заносить информацию на существующие недорогие компакт-диски с возможностью дозаписи (CD-R ценой около 0,4 $), а при использовании перезапи­сываемых CD-RW-дисков могут стирать старые данные и записывать вместо них новые. Емкость носителя CD-RW (стоимость около 1 $) составляют 650 Мбайт и равна емкости дисков CD-ROM и CD-R.
CD-RW-привод автоматически распознает тип загружаемо-го носителя. CD-R-диски со­вместимы с более чем 600 млн. различных CD-ROM-носителей и плейеров звуковых ком­пакт-дисков, существующих сегодня в мире; они могут работать и в некоторых DVD-ROM-приводах (не во всех).
Диски CD-RW считываются только на современных уни-версальных CD-ROM-устройствах и DVD-ROM, рассчи-танных на работу с различными носителями (удовле-творяющих специ­фикации MultiRead).
CD-RW выпускаются и для IDE/ATAPI-интерфейса, и для SCSI. Все устройства обеспечи­вают режимы записи Track at Once и Disc at Once, многосеансовую запись (MultiSession), фиксированный и переменный пакетные режимы записи, а также все стандартные форматы записи компакт-дисков (в том числе и музыкальных).
Запись CD-R основана на «выжигании» лазером каждого бита информации на записыва­ющем слое. Соответственно изменяются отражающая способность диска, которую лазер­ный луч фиксирует при считывании.
Уровень записи (отражающая способность) в CD-RW определяется специальным комби­нированным слоем, который реверсивно изменяет свои характеристики. Запись произво­дится при изменении состояния вещества записывающего слоя, когда вещество под нагре­вом переходит из кристаллического состояния в аморфное. Такой процесс называется фа­зовым переходом и широко применяется в магнитооптических устройствах. Но в отличие от магнитооптики запись на CD-RW определяется изменением отражающей способности по­верхности. В связи с этим CD-RW-диски более «капризны», при чтении, так как изменение отражательных свойств у них намного меньше, чем у CD-R.
Совсем недавно дисководы CD-RW были очень дорогими, сегодня их цена снизилась до 80 долл.
Причинами популярности данных носителей информации можно считать единый стан­дарт, совместимость с CD-ROM, доступность дисководов и соответствующего ПО, доступ­ность компакт-дисков, длительный срок (до 10 лет) и низкая себестоимость хранения ин­формации.
В приводах CD-RW указывается три числа, как правило, в следующем порядке: первое — скорость записи, второе — перезаписи, третье — чтения. Но встречается и другой порядок. В этом случае руководствуйтесь следующим: самое маленькое значение соответствует скоро­сти перезаписи, среднее — скорости первоначальной записи, а самое большое — скорости чтения.
Серьезными конкурентами записываемых и перезапи-сываемых компакт-дис­ков могут стать пишущие устройства DVD, однако их широкое применение сдер­живается пока более высокими ценами.
Пока же, как вариант, пользователям предлагаются пишущие CD-R/RW приводы, с возможностью чтения ка CD так и DVD дисков. Стоят они лишь немного дороже, так что есть смысл, по крайней мере, если вы планируете просматривать на мони­торе или телевизоре DVD-фильмы (а все современные видеокарты имеют выход и на TV), именно такой привод.
3.   Накопители DVD-ROM, DVD-R, DVD-RW и др.
    В конце 1997-го — начале 1998 года на рынке стали появляться диски и приво­ды DVD. Этот стандарт был создан с расчетом на то, чтобы заменить разные носи­тели сразу в нескольких областях — в индустрии видео, в сфере информационных технологий, в звуковых записях и даже, возможно в индустрии игровых картрид­жей. По замыслу разработчиков, это должен быть некий «универсальный» носи­тель, необычайно вместительный и надежный.
DVD (Digital VersatileDisk, ранее Digital Video Disk), т. е. многоцелевой цифровой диск — тип компакт-дисков, хранящий от 4,7 до 17 Гбайт информации, что вполне достаточно для полнометражного фильма. Почти все уже уверены, что DVD скоро вытеснят как CD-ROM, так и обычные VHS-видеокассеты. Такой объем способен удовлетворить любого производителя компьютерных игр и энциклопедий, для вы­пуска которых обычно требовалось несколько CD-ROM, вызывая неудобства у пользователя.
По размерам же диски CD и DVD абсолютно одинаковы — DVD лишь немного тоньше. Естественно, так же как и CD-диски, DVD производится в двух форм-фак­торах: 12 см (4,7 дюйма) и 8 см (3,1 дюйма). Наиболее распростра-ненным, как и в случае с CD, скорее всего, будет форм-фактор 12 см — ведь именно на него рас­считано боль-шинство дисководов и DVD-плейеров.
В чем же заключаются различия между DVD и CD? В первую очередь у DVD-дисков меньший диаметр углублений, на дорожке они расположены с меньшим «шагом» и самих дорожек на диске гораздо больше. Использование насечек меньшего размера стало воз­можным благодаря применению лазера с меньшей длиной волны, посылающего более «плот­ный» луч. В то время как лазер в обычном устройстве CD-ROM имеет длину волны 780 нанометров, устройства DVD используют лазер с длиной волны 650 или 635 нм, что позволя­ет покрывать лучом в два раз больше насечек на одной дорожке и в два раза больше дорожек. Кроме того, поверхность диска, отведенная для хранения данных, немного больше, чем у CD-ROM; DVD также предусматривает другой формат секторов и более надежный код коррекции ошибок. Все эти нововведения позволили достичь примерно в семь раз большей емкости дисков DVD, чем традиционных CD.
Но семикратный прирост емкости диска — это далеко не предел. Пожалуй, самое инте­ресное в спецификациях DVD — это возможность создания двухсторонних и двух-слойных дисков.
Двухсторонний диск делается просто: так как толщина диска DVD может составлять лишь 0,6 мм (половина толщины обычного CD-ROM), появляется возможность соединить два дис­ка тыльными сторонами и получить двухсторонний DVD. Правда, вам придется вручную пе­реворачивать его, но с развитием технологий DVD появятся приводы, способные читать обе стороны без вмешательства пользователя (вспомним те же самые трехдюймовые дисково­ды для floppy-дисков).
Технология создания двухслойных дисков чуть более сложна: данные записываются в двух слоях — нижнем и полупрозрачном верхнем. Работая на одной частоте лазер считывает данные с полупрозрачного слоя, работая на другой — получает данные «со дна»,
Всевозможные комбинации всех вышеперечисленных технологий породили довольно много типов дисков DVD.
Существуют односторонние (SS — Single Sided) и двухсторонние DVD (DS), однослойные (SL — Single Layer) и двухслойные (DL).
Стоит отметить, что вместимость двухслойных DVD-дисков не в два раза больше, чем у однослойных, как следовало бы ожидать, а немного меньше: чтобы минимизировать помехи, возникающие при прохождении луча лазера через внешний слой, минимальный размер уг­лублений на дорожках был повышен с 0,4 мм до 0,44 мм. Кстати, в результате немного повысилась скорость считы-вания информации с таких дисков.
С пользовательской точки зрения программы и данные записаны на диске в формате DVD-ROM аналогично традиционному диску CD-ROM. Для считывания таких дисков в компьютере должен быть установлен накопитель DVD-ROM, кото­рый внешне похож на привод CD-ROM, использует тот же интерфейс IDE (ATAPI) и точно так же устанавливается. Причем DVD-ROM может читать и старые CD-ROM, a также воспроизводить звуковые компакт-диски. Однако не все приводы DVD-ROM одинаковы, и, хотя технология DVD разработана сравнительно недавно, в продаже проходили уже несколько поколений накопителей DVD-ROM.
Дисководы первого поколения не были рассчитаны на чтение записываемых компакт-дисков CD-R и CD-RW (и, кстати, плохо читали некачественные диски CD-ROM), но дисководы DVD последующих поколений корректно работают уже со все­ми форматами. В общем же следует отметить, что скорость передачи данных у дисководов DVD-ROM первого поколения приблизительно девяти-кратная (по от­ношению к однократной скорости чтения CD-ROM), однако скорость вращения дис­ков у первых приводов DVD-ROM была только в три раза выше, чем у CD, так что диски CD-ROM они читали только на трех-кратной скорости. Основная масса со­временных приводов DVD-ROM читает диски CD-ROM уже на 40-кратных ско-рос­тях. Поэтому можно с большой уверенностью сказать — смена приводами DVD-ROM дисководов CD-ROM в ближайшем будущем несомненно произойдет. Неко­торые изготовители дисководов CD-ROM уже планируют прекратить их выпуск в пользу приводов DVD-ROM.
Все DVD-плейеры и компьютерные приводы должны читать двухслойные диски — этого требует спецификация. Все плееры и дисководы также проигрывают дву­сторонние диски, но, как правило, их надо переворачивать, так как двухголовочных моделей, которые могли бы воспроизводить обе стороны без переворачивания, пока нет, хотя практически все диски ранних выпусков —двусторонние, а двухслой­ная продукция распространяется только в последнее время.
Основные виды DVD дисков:
·                    DVD-5, 12cм, 4.7 Gb данных или свыше 2 часов видео, один слой на одной стороне.
·                    DVD-9, 12cм, 8.5 Gb данных или около 4 часов видео, два слоя на одной стороне.
·                    DVD-10, 12cм, 9.4 Gb данных или около 4.5 часов видео, на обоих сторонах по одному слою.
·                    DVD-14, 12cм, 13.24 Gb данных или около 6.5 часов видео, два слоя на одной стороне, один слой на другой.
·                    DVD-18, 12cм, 17 Gb данных или более 8 часов видео, на обоих сторонах по два слоя. Пока что слишком дороги в производстве, поэтому их очень мало.
4. Форматы DVD
4.1 DVD-R Так назывался самый первый формат записываемого DVD, который появился на рынке. Разработчиком формата является Pioneer, он же и начал продвижение этого формата на рынок. Не смотря на это, DVD-R входит в семейство форматов официально поддерживаемых DVD Forum. DVD-R разрабатывался с оглядкой на очень успешный CD-R, поэтому имеет с ним много общего. Физически DVD-R диск это 80 или 120 миллиметровый оптический диск, толщиной 1.2 миллиметра. DVD-R диски могут быть только однослойными, но возможно создание двухсторонних дисков. Как и обычные DVD-ROM диски, DVD-R склеены из частей, 0.6 мм прозрачный защитный слой, потом слой с светоотражающим материалом, на которой и производиться запись, склеивающий слой, и такой же (0.6 мм) защитный слой, где может быть нанесён рисунок. Двухсторонние диски имеют два светоотражающих слоя, разделённые склеивающим слоем. Принцип по которому производится запись DVD-R точно такой же, как у его предшественника, CD-R. Отражающий слой меняет свои характеристики, под воздействием луча лазера повышенной мощности. Вообще, по большому DVD-R не несёт в себе ничего нового, технически это тот же CD-R, только рассчитанный на более тонкие дорожки (но формат в котором хранятся данные на диске, конечно же, совсем другой). Как CD-R, DVD-R одноразовый формат, диск записывается один раз и навсегда. Ну, не совсем навсегда. Pioneer утверждает, что созданные им DVD-R болванки способны сохранять записанную на них информацию в течении 100 лет.
При создании DVD-R самое пристальное внимание уделено совместимости с существующими DVD-ROM приводами. И это себя оправдало, до сих пор DVD-R остаётся самым совместимым форматом, записанные с его помощью диски читаются на максимально возможном количестве DVD-ROM, как компьютерных так и стационарных. Точных цифр нет, но по приблизительным оценкам около 85% когда-либо выпущенных DVD-ROM устройств способны читать DVD-R диски. Среди современных моделей это число ещё выше. На сегодня (лето 2002 года) это лучший результат среди всех форматов записи DVD.
Первый привод поддерживающий запись DVD-R выпущен Pioneer ещё в октябре 1997 года. Этот привод поддерживал спецификацию DVD-R версии 1.0, что означало запись с помощью 635 нм лазера на болванки объёмом 3.95 гигабайта. Это был вообще первый привод свободно доступный на рынке, поддерживающий запись DVD, и стоил совсем недетские 17.000$. По сравнению с этой ценой болванки по 50$ каждая, необходимые для записи на этом монстре, не казались слишком уж дорогими.
Следующим этапом стала версия 1.9, которая поддерживала запись дисков объёмом 4.7 гигабайта. Первый привод поддерживающий это нововведение появился в мае 1999 года, и стоил «всего» 5400$ Излишне упоминать, что производителем привода был Pioneer.
Вскоре после этого появилась спецификация 2.0. В ней добавилась возможность защиты записанных дисков от копирования. Основана на записи порции информации в служебную область диска, но это совсем не то же самое, что оригинальная защита DVD дисков. Например, записывать CCE кодированные диски на DVD-R нельзя. По сравнению с 1.9, физические параметры записи в версии 2.0 не изменились, поэтому большинство (если не все) 1.9 приводы могут получить совместимость с 2.0, простой прошивкой firmware.
С целью завоевания новых рынков, начиная с спецификации 2.0 формат разделили на DVD-R For Authoring и DVD-R For General. Принципиальное различие между ними, это длина волны используемого лазера. В DVD-R(A) используется тот же самый 635 нм лазер, что и в первых DVD-R дисках. В DVD-R(G) используется 650 нм лазер. Это делает невозможным запись дисков одного формата на приводе другого формата. Хотя, конечно же, читать диски записанные другим форматом можно.
DVD-R(A) позиционируется как профессиональный стандарт, и является прямым наследником предыдущих DVD-R. С которыми имеет обратную совместимость. Например, болванки выпущенные по 1.0 и 1.9 спецификациям могут записываться на DVD-R(A) приводах. Из других существенных отличий, появившихся в этом варианте DVD-R, можно отметить поддержку Cutting Master Format (CMF). Это позволяет использовать DVD-R(A) диски в качестве мастер дисков для дальнейшей печати, вместо долго использовавшейся для этого DVL ленты. Это достигается возможностью использовать часть lead-in зоны диска для хранения DDP (Disk Description Protocol) заголовка. Впрочем, несмотря на CMF, возможность хранить защищённую CSS информацию на DVD-R(A) так и не появилась. Но всё равно, именно CMF позволяет позиционировать DVD-R(A) на профессиональный рынок.
DVD-R(G) позиционируется как формат для пользователя. Именно этот формат, обычно, имеется в виду когда говорится про DVD-R. Приводы работающие в этом формате могут писать только на специальные болванки, предназначенные для DVD-R General, и сделанные под 650 нм лазер. DVD-R диски изготовленные в соответствии с спецификациями 1.0 и 1.9 могут читаться, но не могут записываться. Не поддерживается CMF, поэтому DVD-R(G) диски не могут использоваться в качестве полноценных мастер дисков. С другой стороны, для домашнего пользователя это совсем не критично, ведь мало у кого в подвале стоит станок для штамповки DVD. Преимущество DVD-R(G) по сравнению с DVD-R(A) всего одно, зато исключительно важное. Моделей приводов поддерживающих DVD-R (что в 99.9% означает поддержку именно DVD-R(G)) достаточно много, и цены на них неуклонно падают. Уже сейчас можно приобрести DVD-R(G) привод по цене более чем в 10 раз (!) меньшей чем, например, DVR-S201 (самый популярный на сегодня привод для записи DVD-R(A) дисков). DVD-R(G) диски бывают на 4.7 гигабайта односторонние, и 9.4 гигабайта двухсторонние (по 4.7 гигабайта на сторону).
    продолжение
--PAGE_BREAK--