Технології оптичних дисків

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.

скачати

«ТЕХНОЛОГІЇ ОПТИЧНИХ ДИСКІВ»

САВІНА ВАЛЕРІЯ м. Волжський
10 кл. Кадетська школа
План:
1. Введення ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. ... .2
2. Лазерні накопичувачі CD-ROM, CD-R і CD-RW ... ... .3
2.1 Лазерні накопичувачі CD-ROM ... ... ... ... ... ... ... ... ... .... 3
2.2 Диски CD-R ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .... ... .... ... ..... 7
2.3 CD-RW накопичувачі на перезаписуваних дисках .... 11
3. Накопичувачі DVD-ROM, DVD-R, DVD-RW та ін ... ... .. 13
4. Формати DVD ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 16
4.1 DVD-R ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .16
4.2 DVD-RW ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 19
4.3 DVD-RAM ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 22
4.4 DVD + RW ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 23
4.5 DVD + R ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 24
5. HD DVD або Blu-Ray - війна форматів ... ... ... ... ... ... 25
6. Перспективні розробки ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 27
6.1 AHD, HVD, AO-DVD, DMD ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... .... ... .27
6.2 Флуоресцентний багатошаровий диск FMD-ROM ... ... 29
7. Питання .... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 35
8. Література ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 38
1. Введення

В кінці 70-х років минулого століття дві компанії, Philips і Sony, серйозно зайнялися питанням цифрового звуковідтворення. Вони приступили до розробки нового типу носіїв, що базуються на оптичній тех-нології запису і зчитування даних, який був приз-ван прийти на зміну вініловим грамплатівкам. У ре-док в 1982 р. з'явилися звичні нам сьогодні музичні компакт-диски CD Digital Audio (CD-DA), через два роки вийшли і комп'ютерні CD-ROM. Їх характеристики були визначені виходячи з поставленої спочатку завдання - записи музики. З цим пов'язаний вибір концентричної доріжки (власне, як і на грамплатівки), більш придатної для послідовник-ного, а не для довільного доступу до даних, характер-ного для комп'ютерних систем. Ємність дисків, первісної становила 650 Мбайт, була вибрана з точки зору можливості запису 74 хв. музики.
Схоже, несподівано для самих творців новинка припала до двору в ПК. Саме завдяки приводам CD-ROM виникло поняття «мультимедіа», в комп'ютерах платформи PC з'явилися аудіочастина, прийшли великі гроші в ігрову індустрію. Технологія розвивалася, слідом за «штампованими» заводськими CD-ROM були створені диски з одноразового (CD-R) і багатократного (CD-RW) записом.
Подальша еволюція технологій запису інформації на оптичні носії інформації привели до створення DVD приводів і дисків з можливістю запису ще біль-дової кількості інформації (до 17 Гбайт на двошаровий двусторнний диск). Передумовою для розробки такого типу оптичних носіїв, спочатку називалися Digital Video Disc і потім перейменованих в Digital Versatile Disc, що підкреслює їх універсальність, послужило бажання слідом за музикою «перекласти на цифру» і фільми.
Наступним етапом розвитку технологій оптичних дисків ймовірно стане застосування нових стандартів останнього покоління DVD з ще більш високою пліт-ністю запису: HD DVD або Blu-Ray. Результат боротьби
між прихильниками котрих поки невідомий.
В даний час найбільш цікавою розробкою
є новітній тип носіїв інформації, під загальною назвою FMD ROM (fluorescent multilayer disk), тобто флуоресцентний багатошаровий диск з вже сьогодні досягнутої місткістю 140 Гбайт, що не є теоретичним межею. На жаль із-за високої вартості обладнання, що реалізує технології FMD, говорити про їх практичному застосуванні еше преждевре-
менно.

2. Лазерні накопичувачі CD-ROM, CD-R і CD-RW
2.1 Лазерні накопичувачі CD-ROM
На диску CD-ROM промисловим способом запису-ється інформація, і провести її повторний запис неможливо. Найбільшого поширення отримали 5-дюймові диски CD-ROM ємністю 670 Мбайт. За своїми характеристиками вони повністю ідентичні звичайним музичним компакт-дисків. Дані на диску запису-ються у вигляді спіралі (на відміну від вінчестера, дані на якому розташовуються у вигляді концентричних окруж-ностей). З точки зору фізики лазерний промінь визначає цифрову послідовність одиниць і нулів, записаний-них на CD, за формою мікроскопічних ямок (піт, pit) на його спіралі. Принцип зчитування інформації з оптичних-кого диска можна наближено розбити на чотири етапи.
1. Промінь лазера слабкого випускається лазер-діодом приводу CD-ROM. Проходячи через систему лінз, він фокусується на областях спіралі даних компакт-диска, рухаючись по траєкторіях, що задається сервоприводом. Сервопривід служить для переміщення напрямної лінзи.
2. Промінь виробляє зчитування, відбиваючись з різною інтенсивністю від pit-шару компакт-диска.
3. Відбитий промінь повертається, потрапляючи до групи призм. Там відбувається його заломлення і віддзеркалення на фотодетектор.
4. Фотодетектор визначає інтенсивність світлового потоку і переправляє цю інформацію до мікропроцесора дисковода, який завершує її аналіз, перетворюючи в цифрову послідовність.
Основу компакт-диска діаметром 12 см і товщиною 1,2 мм складає шар оптично чистої полікарбонатною пластмаси - це нижня сторона підкладка (back layer). На неї нанесений тонкий шари алюмінію, що надає диску необхідні відображають властивості. Від окислення і механічних пошкодженні його захищає лакування. Поверх лакового шару друкується етикетка диска.
Головне характеристикою приводу CD-ROM є швидкість читання даних, підняти яку можна тільки єдиним способом - збільшенням частоти обертання диска. Оскільки для CD-ROM спочатку прийнята постійна лінійна швидкість читання (Constant Linear Velocity - CLV), то частота обертання диска є змінною величиною, обернено пропорційній відстані від голівки, що зчитує до центру. Для першого покоління пристроїв зі швидкістю читання 150 Кб / с (одношвидкісні, або 1Х) вона лежить в діапазоні від 200 об / хв для зовнішньої частини доріжки диска до 530 об / хв для внутрішньої. У наступних поколіннях частоти вра-домлення, а з ними швидкість читання, просто збільшувалися в ціле число разів (двошвидкісні - 2 X, чотиришвидкісні - 4Х і т. д.).
Так тривало досить тривалий час, поки швидкість висококласних моделей не досягла 12Х (1800 Кб / с), а масових - 8Х (1200 Кб / с). Для 12-швидкісних моделей діапазон частот обертання становить від 2400 до 6360 об / хв. Зрозуміло, що 6360 об / хв - це дуже біль-Шая швидкість для змінного носія, яку технічно важко підтримувати. Ще важче швидко розкрутити диск до цієї швидкості, якщо голівка для зчитування чергової порції інформації перескакує, наприклад, з зовнішньої частини диска на внутрішню. Час розкрутки накладається на час переміщення і для швидкого доступу має бути мінімальним. Труднощі багаторазово зростають при спробі ще більше підвищити частоту обертання, тому 12-кратна швидкість є граничною для режиму CLV.
Подальше збільшення швидкості читання можливо тільки при відмові від режиму CLV, тому в подальших моді-лях приводів CD-ROM всі провідні виробники замість «чистого» CLV почали використовувати в тій чи іншій мірі режим з постійною кутовою швидкістю (Constant Angular Velocity - CAV), в якому частота обертання постійна (і близька до максимально можливої), а швидкість читання пропорційна радіусу, Режим CAV використовується або для всієї поверхні диска, або комбінується з CLV. Комбінований режим, коли для центральної частини диска використовується CAV, для периферійної CLV, називають CAV | CLV, Partial CAV або Р-CAV.
Нові моделі приводів CD-ROM позиціонуються за максимальним значенням швидкості читання як 32-50-ти швидкісні, що не дає, однак, адекватного представ-лення про реальну швидкодію.
Що стосується розташування інформації на диску, то слід враховувати, що, по-перше, заповнення диска починається від центру, і, по-друге, більшість дисків заповнені не повністю (в середньому лише наполовину). Тобто вирішальною для загального швидкодії є швидкість читання на внутрішній частині диска. Наприклад, популярний тест CD-TACH при оцінці швидкості враховує внутрішню частину (0-215 Мб) диска з ваговим коефіцієнт 60%, середню (1215-430 Мб) -30% і зовнішню (430-615 Мб) - 10%.
Приводи CD-ROM вищого класу мають швидкість читання для внутрішньої частини диска 12Х, масові моделі - 8-10Х. Швидкість читання зовнішньої частини досягає в некот-яких моделях 50Х.
Перехід від режиму CLV до режимів Р-CAV і CAV не зажадав від виробників особливих витрат, так як максимальна частота обертання не збільшилася, і механічна частина, включаючи двигун, не піддалася істотним змінам. Тому ціни на нові пристрої, незважаючи на значно поліпшені параметри, залишилися на колишньому, досить невисокому рівні.
Причому купувати краще пристрої зі швидкостями починаючи від 24х. Незважаючи на незначний приріст реального швидкодії, тільки вони підтримують стандарт MultiRead, що дає можливість читання перезапис-писують дисків CD-RW.
Що з'явилися на ринку в 1997 році 24-швидкісні CD-ROM працювали по повній CAV-технології при частоті обертання диска 5000 об / хв., І швидкість зчитування даних у них лежала в межах від 1,8 до 3,6 Мбайт / с. При 50-ти кратної швидкості, як у самих нових назбирай-телей, частота обертання досягає 12 тис. об. / Хв., Що поки не використовується навіть в самих сучасних жорстких дисках. Потік даних при цьому становить 7,2 Мб / с.
Проте шум, видаваний приводом на таких швидкостях не витримує ніякої критики. Дійшло до того, що некото-які користувачі стали вибирати дисководи 24-32х. Хай трохи повільніше, зате тихо. Крім того, з'явилися спеціальні програми, що дозволяють обмежувати швидкість будь-якого приводу не більше бажаної.
Дисководи CD-ROM можуть мати різні інтерфейси. Переважна більшість підключаються до звичайного IDE виходу на материнській платі.
Незважаючи на те що процес встановлення приводу CD-ROM з інтерфейсом IDE дуже простий, варто звернути увагу на наступні моменти. Як відомо, будь-адаптер Enhanced IDE має два 40-контактних роз'єми, до кото-рим підключаються по два пристрої: Primary Master і Slave і Secondary Master і Slave. Зі зрозумілих причин Primary Master - це завжди завантажувальний жорсткий диск (С:). Таким чином, привід CD-ROM може бути або Primary Slave, або Secondary Master, або Secondary Slave. Отже, перед підключенням кабелів живлення, інтерфейсу та аудіо на задній стінці накопичувача слід відповідним чином встановити перемички Master і SLave (але краще все ж, підключити CD-ROM до другого IDE, окремим шлейфом).
2.2 Диски CD-R
 
Ціни на засоби запису компакт-дисків нарешті знизу-лись (від 50 $), а це значить, що тепер навіть приватна особа може спробувати випустити невеликим тиражем свій диск.
Щоб записати один-єдиний компакт-диск, сім років тому потрібні були б ціла кімната апаратури, два кваліфікованих спеціаліста і вісім годин роботи. Сьогодні, маючи комп'ютер із записуючим дисководом CD-R, можна зробити диск менш ніж за годину. Абревіатурою CD-R (CD-Recordable) позначена технологія одноразової оптичного запису, яку можна використовувати для архівації даних, створення прототипів дисків для серійного виробництва і для дрібносерійного випуску видань на компакт-дисках, записи аудіо та відео. На CD-R, зокрема, заснована система Photo CD фірми Kodak.
Призначення пристрою CD-R - запис даних на компакт-диски CD-R, які потім можна читати на накопичувачах CD-R, CD-ROM і CD-RW. До недавнього часу вони використовувалися в основному для створення та тиражування аудіо-, відеодисків і дистрибутивів програмного забезпечення. Однак, якщо подивитися на ці пристрої з іншої точки зору, то виявляється, що накопичувачі CD-R - ідеальний вибір як пристрій для архівування даних.
Якщо говорити про швидкість читання / запису, то накопичувачі CD-R сильно програють традиційним накопичувачів на жорстких магнітних дисках, мають приблизно однакові можливості з JomegaZip з інтерфейсом SCSIn значно перевершують JomegaZip з інтерфейсом LPT.
Швидкість запису для недорогих моделей становить 32х, швидкість читання - 42-50Х. Не дуже високі швидкості запису пов'язані з певними технічними труднощами. У моделях більш високого класу швидкість запису доведена до 40-50Х. Отримання більш високих швидкостей пов'язане зі значними труднощами, тому що різко зростають вимоги до стабільності хутра-технічного тракту.
Швидкість читання / запису, безумовно, важливий, але не єдиний показник, який визначає вибір накопичувача для архівації даних. Не менш важлива питома вартість одного мегабайта даних, що зберігаються. І носії CD-R тут поза конкуренцією - при обсязі в 650 Мбайт ці диски стоять у роздріб близько 0,4 $ за штуку, що дає рекордно низьку питому вартість одного мегабайта даних, що зберігаються. Слід також зазначити, що компакт-диски більш надійні при тривалому зберіганні інформації, ніж магнітні носії: останні вельми чутливі до електромагнітних полів і ударних навантажень.
У будь-якому компакт-диску дані кодуються і записуються у вигляді послідовності відображають і неотражающих ділянок. Під час запису CD-R сфокусованим потужним лазерним променем нагріваються невеликі ділянки шару барвника. Барвник передає тепло суміжній з ним підкладці, під дією якого вона змінює свої властивості і починає розсіювати світло. В областях, не нагріваються лазером, підкладка залишається прозорою й при зчитуванні даних пропускає промінь. Останній проходить до металевого шару, відбивається від нього і через підкладку потрапляє на светочувствітель-ний датчик.
Хоча способи запису інформації на звичайні компакт-диски і на диски CD-R різні, результат ми маємо один і той же - послідовність відображають і неотражающих ділянок, яку може прочитати будь-який привід CD-ROM. При читанні диска на нього направляє-ся малопотужний лазерний промінь, і світлочутливий датчик сприймає послідовність відбитих сигналів.
Ще один фактор, який необхідно враховувати, - режим запису. Існують два режими: односеансний і многосеансний. У односеансном режимі запис всього диска повинна здійснюватися за один прохід без перерву-вов. У многосеансном режимі дані записуються за кілька сеансів, внаслідок чого інформація на диску представляється у вигляді декількох окремих томів. Не всі накопичувачі CD-ROM здатні читати диски, записані подібним способом. Режим многосеансной запису дозволяє записати частину даних, зупинитися, а потім продовжити запис.
Одне з досягнень технології запису CD-дисків - спосіб "запису пакетами" (Packet Writing). При використанні пакетного запису у користувача створюється повна ілюзія роботи з звичайним жорстким диском: ви можете скопіювати файл на диск, відредагувати або видалити його, створити ще кілька файлів на диску і т. д.
Для запису даних в пакетному режимі необхідно встановити додаткове програмне забезпечення - наприклад, один із програмних пакетів - Adaptec DirectCD або CeQuadrat PacketCD. При цьому формати пакетним способом Adaptec DirectCD і CeQuadrat PacketCD сумісні один з одним - тобто диски, записані за допомогою одного пакету, можуть бути прочитані і дописом-ни за допомогою іншого.
При використанні цього режиму, частина обсягу лазерного диска стає недоступною (залишається близько 550 Мб).
Дані, записані в режимі Packet Writing на одному дисководі, не завжди будуть читатися на іншому. Так що про універсальність цього способу запису поки говорити не доводиться.
Однією з найбільш гострих проблем, що стояли до Неда-нього часу перед розробниками накопичувачів CD-R і CD-RW, була проблема можливої ​​нестачі даних у буфері, що приводить до помилки, іменованої Buffer Underrun. Причиною цієї помилки можуть бути недостатня потужність комп'ютера або одночасне виконання декількох завдань, через що він не встигає доставляти в буфер таку кількість даних, яка необхідна для забезпечення гладкої безперервної зйомки. Ну а результат добре відомий тим, хто з Buffer Underrun стикався не з чуток, - диск стає непридатним для запису.
Зазначена помилка за визначенням не може виникати, якщо обсяг записуваних даних не перевищує ємності буфера. Однак навряд чи розумно збільшувати обсяг буфера до 650 Мбайт. Інше рішення проблеми - технологія BURN-Proof, яка стає все більш популярною у виробників пристроїв CD-R і CD-RW. Суть її полягає в тому, що, постійно контролюючи вміст буфера, CD-рекордер може зупиняти процес запису, якщо обсяг даних в буфері різко падає (у типовому випадку - до позначки 10% від максимальної ємності буфера). При цьому пристрій продовжується запитувати дані від комп'ютера і буфер може заповнюватися. Тим часом контролер BURN-Proof визначає, де знаходиться останній записаний сектор. Оптична головка переміщається в потрібне місце, і після заповнення буфера запис інформації на диск поновлюється. Природно, враховується в технології BURN-Proof і обмеження на відстань між останнім записаним і новим секторами. У відповідності зі специфікаціями "Помаранчевої книги" воно не повинно перевищувати 100 мкм.
Торгова марка BURN-Proof належить японській компанії Sanyo Electric. Вона ж заправляє і процесом авторизації накопичувачів інших фірм, в яких реалізована ця технологія. Крім того, Sanyo робить зусилля, щоб BURN-Proof була включена в якості стандарту в «Помаранчеву книгу». Сьогодні, вже всі друкарські дисководи випускаються за цією технологією.
Крім уже перерахованих способів використання дисководів CD R / RW, останні дозволяють також копіювати CD носії, записувати аудіо диски в форматі CD-DA, а також CD-диски в інших форматах: Hybrid CD, CD Extra, CD Text, Video CD і т. д. Природно, всі пристрої CD-R/CD-RW можуть працювати і як звичайні дисководи CD-ROM - тобто читати CD диски.
Тут згадуються CD-RW, тому що все описане вище (включаючи «запис пакетами») відноситься і до них.
Взагалі, накопичувачі CD-RW відрізняються від накопичувачів CD-R лише додатковою можливістю (окрім запису на диски CD-R) записувати багаторазово перезаписувані диски CD-RW. Докладніше про них ми поговоримо далі. Причому слід зазначити, що сьогодні накопичувачі тільки CD-R (без можливості RW) вже практично не випускаються.
2.3 CD-RW накопичувачі на перезаписуваних дисках
Сім років тому на комп'ютерному ринку з'явилися накопичувачі, які дають можливість працювати з перезаписуваними CD-RW (CD-ReWritable), відомими також як CDE. Такі пристрої дозволяють заносити інформацію на існуючі недорогі компакт-диски з можливістю дозапису (CD-R ціною близько 0,4 $), а при використанні перезаписуваних CD-RW-дисків можуть прати старі дані і записувати замість них нові. Ємність носія CD-RW (вартість близько 1 $) складають 650 Мбайт і дорівнює ємності дисків CD-ROM і CD-R.
CD-RW-привод автоматично розпізнає тип загружаемо-го носія. CD-R-диски сумісні з більш ніж 600 млн. різноманітних CD-ROM-носіїв і плеєрів звукових компакт-дисків, які існують сьогодні у світі, вони можуть працювати і в деяких DVD-ROM-приводах (не у всіх).
Диски CD-RW зчитуються лише на сучасних уні-сальна CD-ROM-пристроях і DVD-ROM, розрахову-робуваних на роботу з різними носіями (задо-творять специфікації MultiRead).
CD-RW випускаються і для IDE / ATAPI-інтерфейсу, і для SCSI. Всі пристрої забезпечують режими запису Track at Once і Disc at Once, багатосеансовий запис (MultiSession), фіксований та змінний пакетні режими запису, а також всі стандартні формати запису компакт-дисків (в тому числі і музичних).
Запис CD-R заснована на "випалюванні" лазером кожного біта інформації на записувальному шарі. Відповідно змінюються відображає здатність диска, яку лазерний промінь фіксує при зчитуванні.
Рівень запису (відображає здатність) в CD-RW визначається спеціальним комбінованим шаром, який реверсивно змінює свої характеристики. Запис проводиться при зміні стану речовини записуючого шару, коли речовина під нагріванням переходить з кристалічного стану в аморфне. Такий процес називається фазовим переходом і широко застосовується в магнітооптичних пристроях. Але на відміну від магнітооптики запис на CD-RW визначається зміною відбиває здатності поверхні. У зв'язку з цим CD-RW-диски більш "капризні", при читанні, так як зміна відбивних властивостей у них набагато менше, ніж в CD-R.
Зовсім недавно дисководи CD-RW були дуже дорогими, сьогодні їх ціна знизилася до 80 дол
Причинами популярності даних носіїв інформації можна вважати єдиний стандарт, сумісність з CD-ROM, доступність дисководів і відповідного ПЗ, доступність компакт-дисків, тривалий термін (до 10 років) і низька собівартість зберігання інформації.
У приводах CD-RW вказується три числа, як правило, в такому порядку: перше - швидкість запису, друге - перезапису, третє - читання. Але зустрічається і інший порядок. У цьому разі керуйтеся наступним: найменше значення відповідає швидкості перезапису, середнє - швидкості первісного запису, а найбільше - швидкості читання.
Серйозними конкурентами записуваних і перезапис-писують компакт-дисків можуть стати друкарські пристрої DVD, проте їх широке застосування стримується поки що більш високими цінами.
Поки ж, як варіант, користувачам пропонуються друкарські CD-R/RW приводи, з можливістю читання ка CD так і DVD дисків. Коштують вони лише трохи дорожче, так що є сенс, принаймні, якщо ви плануєте переглядати на моніторі або телевізорі DVD-фільми (а всі сучасні відеокарти мають вихід і на TV), саме такий привід.
3. Накопичувачі DVD-ROM, DVD-R, DVD-RW та ін
В кінці 1997-го - початку 1998 року на ринку стали з'являтися диски та приводи DVD. Цей стандарт був створений з розрахунком на те, щоб замінити різні носії відразу в декількох областях - в індустрії відео, у сфері інформаційних технологій, у звукових записах і навіть, можливо в індустрії ігрових картриджів. За задумом розробників, це повинен бути якийсь «універсальний» носій, надзвичайно місткий і надійний.
DVD (Digital VersatileDisk, раніше Digital Video Disk), тобто багатоцільовий цифровий диск - тип компакт-дисків, який зберігає від 4,7 до 17 Гбайт інформації, що цілком достатньо для повнометражного фільму. Майже всі вже впевнені, що DVD скоро витіснять як CD-ROM, так і звичайні VHS-відеокасети. Такий обсяг здатний задовольнити будь-якого виробника комп'ютерних ігор та енциклопедій, для випуску яких зазвичай потрібно кілька CD-ROM, викликаючи незручності у користувача.
За розмірами ж диски CD і DVD абсолютно однакові - DVD лише трохи тонше. Природно, так само як і CD-диски, DVD виробляється у двох форм-факторах: 12 см (4,7 дюйма) і 8 см (3,1 дюйма). Найбільш поширеною-ненним, як і у випадку з CD, швидше за все, буде форм-фактор 12 см - адже саме на нього розраховане біль-шінство дисководів і DVD-плейєрів.
У чому ж полягають відмінності між DVD і CD? В першу чергу у DVD-дисків менший діаметр заглиблень, на доріжці вони розташовані з меншим «кроком» і самих доріжок на диску набагато більше. Використання насічок меншого розміру стало можливим завдяки застосуванню лазера з меншою довжиною хвилі, що посилає більш «щільний» промінь. У той час як лазер у звичайному пристрої CD-ROM має довжину хвилі 780 нанометрів, пристрій DVD використовують лазер з довжиною хвилі 650 або 635 нм, що дозволяє покривати променем у два рази більше насічок на одній доріжці і в два рази більше доріжок. Крім того, на диску, відведена для зберігання даних, трохи більше, ніж в CD-ROM; DVD також передбачає інший формат секторів і більш надійний код корекції помилок. Всі ці нововведення дозволили досягти приблизно в сім разів більшої ємності дисків DVD, ніж традиційних CD.
Але семиразовий приріст ємності диска - це далеко не межа. Мабуть, найцікавіше в специфікаціях DVD - це можливість створення двосторонніх і двох-шарових дисків.
Двосторонній диск робиться просто: так як товщина диска DVD може складати лише 0,6 мм (половина товщини звичайного CD-ROM), з'являється можливість з'єднати два диски тильними сторонами та отримати двосторонній DVD. Щоправда, вам доведеться вручну перевертати його, але з розвитком технологій DVD з'являться приводи, здатні читати обидві сторони без втручання користувача (пригадаємо ті ж самі тридюймові дисководи для floppy-дисків).
Технологія створення двошарових дисків трохи складніша: дані записуються у двох шарах - нижньому і напівпрозорому верхньому. Працюючи на одній частоті лазер зчитує дані з напівпрозорого шару, працюючи на іншого - отримує дані «з дна»,
Всілякі комбінації всіх перерахованих вище технологій породили досить багато типів дисків DVD.
Існують односторонні (SS - Single Sided) і двосторонні DVD (DS), одношарові (SL - Single Layer) і двошарові (DL).
Варто відзначити, що місткість двошарових DVD-дисків не в два рази більше, ніж у одношарових, як слід було б очікувати, а трохи менше: щоб мінімізувати перешкоди, що виникають при проходженні променя лазера через зовнішній шар, мінімальний розмір заглиблень на доріжках був підвищений з 0 , 4 мм до 0,44 мм. До речі, в результаті трохи підвищилася швидкість счит-вання інформації з таких дисків.
З користувацької точки зору програми і дані записані на диску в форматі DVD-ROM аналогічно традиційному диску CD-ROM. Для зчитування таких дисків в комп'ютері повинен бути встановлений накопичувач DVD-ROM, який зовні схожий на привід CD-ROM, використовує той же інтерфейс IDE (ATAPI) і точно так само встановлюється. Причому DVD-ROM може читати і старі CD-ROM, a також відтворювати звукові компакт-диски. Однак не всі приводи DVD-ROM однакові, і, хоча технологія DVD розроблена порівняно недавно, у продажу проходили вже кілька поколінь накопичувачів DVD-ROM.
Дисководи першого покоління не були розраховані на читання записуваних компакт-дисків CD-R і CD-RW (і, до речі, погано читали неякісні диски CD-ROM), але дисководи DVD наступних поколінь коректно працюють вже з усіма форматами. Загалом же слід відзначити, що швидкість передачі даних у дисководів DVD-ROM першого покоління приблизно дев'яти-кратна (по відношенню до одноразової швидкості читання CD-ROM), проте швидкість обертання дисків у перших приводів DVD-ROM була тільки в три рази вище, ніж в CD, так що диски CD-ROM вони читали тільки на трьох-кратної швидкості. Основна маса сучасних приводів DVD-ROM читає диски CD-ROM уже на 40-кратних ско-рости. Тому можна з великою впевненістю сказати - зміна приводами DVD-ROM дисководів CD-ROM в найближчому майбутньому безсумнівно відбудеться. Деякі виробники дисководів CD-ROM уже планують припинити їх випуск на користь приводів DVD-ROM.
Всі DVD-плеєри та комп'ютерні приводи повинні читати двошарові диски - цього вимагає специфікація. Всі програвачі та дисководи також програють двосторонні диски, але, як правило, їх треба перевертати, так як двухголовочних моделей, які могли б відтворювати обидві сторони без перевертання, поки немає, хоча практично всі диски ранніх випусків-двосторонні, а двошарова продукція розповсюджується тільки в Останнім часом.
Основні види DVD дисків:
· DVD-5, 12cм, 4.7 Gb даних або понад 2 годин відео, один шар на одній стороні.
· DVD-9, 12cм, 8.5 Gb даних або близько 4 годин відео, два шари на одній стороні.
· DVD-10, 12cм, 9.4 Gb даних або близько 4.5 годин відео, на обох сторонах по одному шару.
· DVD-14, 12cм, 13.24 Gb даних або близько 6.5 годин відео, два шари на одній стороні, один шар на інший.
· DVD-18, 12cм, 17 Gb даних або більше 8 годин відео, на обох сторонах по два шари. Поки що занадто дорогі у виробництві, тому їх дуже мало.
4. Формати DVD

4.1 DVD-R

Так називався найперший формат записуваного DVD, який з'явився на ринку. Розробником формату є Pioneer, він же і почав просування цього формату на ринок. Не дивлячись на це, DVD-R входить в сімейство форматів офіційно підтримуваних DVD Forum. DVD-R розроблявся з оглядкою на дуже успішний CD-R, тому має з ним багато спільного. Фізично DVD-R диск це 80 або 120 міліметровий оптичний диск, товщиною 1.2 міліметра. DVD-R диски можуть бути тільки одношаровими, але можливе створення двосторонніх дисків. Як і звичайні DVD-ROM диски, DVD-R склеєні із частин, 0.6 мм прозорий захисний шар, потім шар з светоотражающим матеріалом, на якій і проводитиметься запис, склеює шар, і такий же (0.6 мм) захисний шар, де може бути завдано малюнок. Двосторонні диски мають два світловідбивних шару, розділені склеює шаром. Принцип зв'язку з якою здійснюється запис DVD-R точно такий же, як у його попередника, CD-R. Відбиває шар змінює свої характеристики, під впливом променя лазера підвищеної потужності. Взагалі, за великим DVD-R не несе в собі нічого нового, технічно це той же CD-R, тільки розрахований на більш тонкі доріжки (але формат в якому зберігаються дані на диску, звичайно ж, зовсім інший). Як CD-R, DVD-R одноразовий формат, диск записується один раз і назавжди. Ну, не зовсім назавжди. Pioneer стверджує, що створені ним DVD-R болванки здатні зберігати записану на них інформацію протягом 100 років.
При створенні DVD-R найпильнішу увагу приділено сумісності з існуючими DVD-ROM приводами. І це себе виправдало, до цих пір DVD-R залишається самим сумісним форматом, записані з його допомогою диски читаються на максимально можливій кількості DVD-ROM, як комп'ютерних так і стаціонарних. Точних цифр немає, але за приблизними оцінками близько 85% коли-небудь випущених DVD-ROM пристроїв здатні читати DVD-R диски. Серед сучасних моделей це число ще вище. На сьогодні (літо 2002 року) це найкращий результат серед усіх форматів запису DVD.
Перший привід підтримує запис DVD-R випущений Pioneer ще в жовтні 1997 року. Цей привід підтримував специфікацію DVD-R версії 1.0, що означало запис за допомогою 635 нм лазера на болванки обсягом 3.95 гігабайти. Це був взагалі перший привід вільно доступний на ринку, що підтримує запис DVD, і коштував зовсім недитячі 17.000 $. У порівнянні з цією ціною болванки по 50 $ кожна, необхідні для запису на цьому монстра, не здавалися надто вже дорогими.
Наступним етапом стала версія 1.9, яка підтримувала запис дисків об'ємом 4.7 гігабайти. Перший привід підтримує це нововведення з'явився в травні 1999 року, і коштував "всього" 5400 $ Зайве згадувати, що виробником приводу був Pioneer.
Незабаром після цього з'явилася специфікація 2.0. У неї додалася можливість захисту записаних дисків від копіювання. Заснована на записі порції інформації до службової області диска, але це зовсім не те ж саме, що оригінальна захист DVD дисків. Наприклад, записувати CCE кодовані диски на DVD-R не можна. У порівнянні з 1.9, фізичні параметри запису у версії 2.0 не змінилися, тому більшість (якщо не всі) 1.9 приводи можуть отримати сумісність з 2.0, простий прошивкою firmware.
З метою завоювання нових ринків, починаючи з специфікації 2.0 формат розділили на DVD-R For Authoring і DVD-R For General. Принципова відмінність між ними, це довжина хвилі використовуваного лазера. В DVD-R (A) використовується той же самий 635 нм лазер, що і в перших DVD-R дисках. В DVD-R (G) використовується 650 нм лазер. Це робить неможливим запис дисків одного формату на приводі іншого формату. Хоча, звичайно ж, читати диски записані іншим форматом можна.
DVD-R (A) позиціонується як професійний стандарт, і є прямим спадкоємцем попередніх DVD-R. З якими має зворотну сумісність. Наприклад, болванки випущені по 1.0 та 1.9 специфікаціям можуть записуватися на DVD-R (A) приводах. З інших істотних відмінностей, які виникали в цьому варіанті DVD-R, можна відзначити підтримку Cutting Master Format (CMF). Це дозволяє використовувати DVD-R (A) диски в якості майстер дисків для подальшого друку, замість довго використовувалася для цього DVL стрічки. Це досягається можливістю використати частину lead-in зони диска для зберігання DDP (Disk Description Protocol) заголовка. Втім, незважаючи на CMF, можливість зберігати захищену CSS інформацію на DVD-R (A) так і не з'явилася. Але все одно, саме CMF дозволяє позиціонувати DVD-R (A) на професійний ринок.
DVD-R (G) позиціонується як формат для користувача. Саме цей формат, звичайно, мається на увазі коли йдеться про DVD-R. Приводи працюють у цьому форматі можуть писати тільки на спеціальні болванки, призначені для DVD-R General, і зроблені під 650 нм лазер. DVD-R диски виготовлені відповідно до специфікаціями 1.0 і 1.9 можуть читатися, але не можуть записуватися. Не підтримується CMF, тому DVD-R (G) диски не можуть використовуватися в якості повноцінних майстер дисків. З іншого боку, для домашнього користувача це зовсім не критично, адже мало у кого в підвалі стоїть верстат для штампування DVD. Перевага DVD-R (G) в порівнянні з DVD-R (A) всього одне, зате виключно важливе. Моделей приводів підтримують DVD-R (що в 99.9% означає підтримку саме DVD-R (G)) досить багато, і ціни на них неухильно падають. Вже зараз можна придбати DVD-R (G) привід за ціною більш ніж у 10 разів (!) Меншою ніж, наприклад, DVR-S201 (найпопулярніший на сьогодні, для запису DVD-R (A) дисків). DVD-R (G) диски бувають на 4.7 гігабайти односторонні, і 9.4 гігабайти двосторонні (по 4.7 гігабайти на сторону).

4.2 DVD-RW

Після створення записуваних DVD-R дисків, логічним кроком стало створення перезаписуваних дисків. Так з'явився DVD-RW, в дівоцтві відомий як DVD-R / W і DVD-ER. Розробником цього формату знову став Pioneer, тому немає нічого дивного в тому, що DVD-RW побудований на тих же принципах що і DVD-R (G). Використовується той самий лазер, з довжиною хвилі 650 нанометрів, диски мають однаковий формат. Єдина відмінність в покритті. Так само як і в звичайних CD-RW як відбиває шару використовуються матеріали які можуть багаторазово змінювати свої властивості (відображає здатність) під впливом лазерного променя різної потужності. DVD-RW диски фізично представляють із себе 80 або 120 міліметровий оптичний диск, товщиною 1.2 міліметра. Теоретично, можливе створення двосторонніх DVD-RW дисків, але на сьогоднішній день мені таких прикладів не відомо. Обсяг односторонніх DVD-RW дисків становить 4.7 гігабайти. За твердженням виробників DVD-RW дисків, вони можуть перезаписуватися не менше 1000 разів. Зараз відомі три види DVD-RW болванок. Спочатку з'явилася 1.0 версія. Для запобігання копіювання захищених CSS дисків, ці болванки мали заздалегідь видавлену lead-in область. Оборотним ефектом цього стали проблеми з програванням таких дисків на деяких стаціонарних плеєрах. На щастя, такі диски продавалися тільки в Японії.
Для вирішення проблем з сумісністю, з'явилися DVD-RW диски версії 1.1. Так само як і 1.0, вони мали заздалегідь записану lead-in область, для запобігання копіювання захищеного матеріалу. Але, на цей раз область записувалася стандартними засобами, а не видавлювати, завдяки чому плеєри розуміють такі диски набагато краще. Більшість DVD-RW дисків, які сьогодні можна зустріти у продажу, відносяться саме до версії 1.1
Для захисту вмісту DVD-RW дисків, в природі існує B версія стандарту 1.1 Зазвичай такі диски називають просто DVD-RW диски В-типу. Від простих ці диски відрізняються тим, що у службовій зоні приводу (BCA) записано унікальний 64 бітний номер (disk ID). За допомогою цього номера вміст диска шифрується по 56-bit C2 (Cryptomeria) алгоритмом. При програванні такого диска спочатку читається disk ID, потім з його допомогою розшифровується вміст диска. Загалом, схоже на CSS, тільки простіше. При копіюванні такого диска копіюється тільки вміст, але не унікальний disk ID, тому програти скопійоване буде не можна.
При створенні DVD-RW дисків найпильнішу увагу приділялося сумісності формату з існуючими DVD плеєрами і приводами. Однак, сумісності порівнянної з тим що вдалося досягти на DVD-R дисках не вийшло. Причина цього точно та ж, що з CD-RW дисками, які не читаються на багатьох старих приводах. Відображає здатність матеріалу який використовується в перезаписуваних дисках менше, ніж у просто записуваних, і набагато менше ніж у штампованих. Це і збиває з пантелику старі приводи.
Перший DVD-RW агрегат представлений Pioneer в Японії, в грудні 1999 року. Він не мав ніякого відношення до комп'ютерів, і був побутовим пристроєм, який вміло програвати DVD диски та копіювати їх, нічого більше. Коштувало це диво близько 2500 $, при ціні порожній болванки в 30 $. Існувало кілька режимів запису, які давали різну якість картинки. У залежності від обраного режиму, процес копіювання диска займав від 1 до 6 годин. Що б не допустити розгулу відео піратів, для запису DVD-RW дисків використовувався новий формат запису, названий DVD-VR (video recording). У результаті, записані диски не могли бути переглянуті на стандартному DVD плеєрі. Навіть якщо фізичні характеристики плеєра дозволяли зчитувати дані з DVD-RW диска, то логіка плеєра не могла розібратися, що ж такого вважав привід.
Така політика ніяк не сприяло популярності пристрої, тому незабаром з'явилася нова версія формату. У ній передбачалася можливість запису DVD-R (G) дисків, і використання звичайного DVD відео формату запису. Що дозволяло програвати записані диски на звичайних DVD-плеєрах. Записуючий DVD плеєр з підтримкою нових функцій випущений в червні 2001 року і, знову таки, спочатку призначався тільки для японського ринку.
Ринок комп'ютерів не був забутий, і на початку 2001 року Pioneer випустив перший DVD-RW привід, DVR-A03, за ціною трохи менше 1000 $.

4.3 DVD-RAM

Не тільки Pioneer займався розробкою стандартів запису на DVD, його партнери по DVD форуму не дрімали. Matsushita, в деяких колах відома як Panasonic, розробила стандарт під назвою DVD-RAM. Цей формат увібрав в себе не тільки технології традиційно використовуються в оптичних дисках. Деякі рішення використовувані в DVD-RAM прийшли в нього з магніто-оптики. Принцип роботи DVD-RAM, це phase-change технологія, коли лазер нагріває поверхню диска, за рахунок чого змінюються властивості поверхні. Головною особливістю DVD-RAM дисків є заздалегідь, ще при виробництві видавлені на диску мітки, які означають початок секторів. На логічному рівні, головна родзинка DVD-RAM в тому, що його можна відформатувати в цілком звичні файлові системи, такі як FAT32. DVD-RAM диски можуть бути як одне так і двосторонні. Спочатку обсяг DVD-RAM дисків становив 2.58 мегабайта, але згодом був збільшений до 4.7. Ще пізніше з'явилися двосторонні DVD-RAM диски, сумарний обсяг яких становив вже 9.4 гігабайти. Для запису диск повинен бути в картриджі, і це ще одна принципова відмінність DVD-RAM дисків від всіх інших. Картридж представляє з себе коробку, розміром 124.6x135.5x8.0 міліметрів, зовні схожу на використовувані в МО дисках. Односторонні DVD-RAM диски продаються як разом з картріджом, так і окремо. Двосторонні 9.4 гігабайтні диски продаються тільки в картриджах, причому найчастіше картриджі намертво запаяні. Якщо витягти DVD-RAM диск з упаковки, то є можливість вставити його в звичайний DVD-ROM привід. Втім, не варто очікувати від цього багато чого, шансів на те що він буде там читатися не багато. Зовсім інша справа, якщо на приводі стоїть логотип DVD multi. Як вже писалося, привід сертифікований на такий логотип повинен читати DVD-R, DVD-RW і DVD-RAM диски. Але це не означає що такий привід обов'язково повинен мати механізм для завантаження картриджа.
За твердженням виробників, DVD-RAM диск може бути перезаписаний не менше 100.000 разів, і запис повинна зберігатися на диску не менше 30 років.
Перші DVD-RAM диски на ринку з'явилися ще в червні 1998 року, за цінами близько 500 $ - 800 $, що вигідно відрізняло їх від конкурентів з Pioneer, які коштували вдвічі - втричі більше. За цей користувачі прощали DVD-RAM навіть несумісність з DVD. Тепер ситуація змінилася, і різниця в цінах не досягає таких величин. Втім, DVD-RAM все ще залишається дуже привабливим рішенням для користувачів які хочуть отримати відносно недорогу систему резервного копіювання досить великого обсягу. І їх не хвилює сумісність з іншими форматами.

4.4 DVD + RW

Окрім офіційно старих DVD форумом, деякі несвідомі члени консорціуму розробили свій власний формат. Підбурювачами спокою стали такі фірми як Philips, Sony, Hewlett-Packard, Dell, Ricoh, Yamaha, і деякі інші. Незважаючи на те, що більшість цих фірм входять до DVD форум, сам консорціум не має над ними ніякої влади. Тому відсутність офіційної підтримки з боку DVD форуму не заважає існувати й розвиватися DVD + RW.
Спочатку на світ з'явився DVD + RW формат версії 1.0. Він з'явився ще в 1997 році (реально доступні на ринку пристрої, здатні писати в цьому форматі, з'явилися трохи пізніше), і передбачав запис на диски ємністю 2.8 мегабайта 650 нм лазером. Перша версія стандарту не була сумісна з DVD відео, тому наприкінці 1999 року її повністю витіснила нова. Яка передбачала запис 4.7 гігабайт на бік, і стала настільки сумісна з DVD-ROM і DVD відео, наскільки цього вдалося домогтися розробникам. Складно сказати, наскільки добре це вийшло. У будь-якому випадку, ситуація з сумісністю не гірше ніж в DVD-RW дисків, і дещо гірше ніж в DVD-R. Причиною цього як і з DVD-RW, є більш низька відображає здатність перезаписуваного шару, з чим не можуть впоратися деякі читають приводи. Для запису використовується та ж технологія, що і в CD-RW дисках, тому принципи на яких побудований DVD + RW ідентичні тому, що використовується в DVD-RW. Різниця між ними у форматі запису, який використовується. Так, наприклад, DVD + RW диски підтримують запис в кілька прийомів. Завдяки більш точному позиціонуванню лазера і ступенем контролю над ним у процесі запису, DVD + RW дозволяє перезаписувати будь-яку частину вмісту диска прямо наверх, не стираючи старого вмісту. Це ж дозволяє здійснити і унікальну корекцію помилок при записі, погано записався сектор просто перезаписується наверх, заново. Крім цього, DVD + RW підтримує більш досконалий контроль помилок, в порівнянні з DVD-RW. Ще однією властивістю DVD + RW приводів є підтримка CD-R і CD-RW. У принципі, цим зараз нікого не здивуєш, більшість приводів пишучих DVD-RW теж можуть похвалитися такою підтримкою, але тільки у DVD + RW така підтримка обумовлена ​​в якості обов'язкового елемента.
Крім комп'ютерних приводів, в кінці 2001 року такі фірми як Philips і Hewlett-Packard оголосили про випуск побутових записуючих DVD плеєрів, за цінами близько 600 $

4.5 DVD + R

На відміну від Pioneer, який пішов більш логічним шляхом, створивши спочатку записуваний а потім перезаписуваний формат, DVD + R з'явився тільки в середині цього року. DVD + R побудований точно на тих же принципах, що і DVD + RW. Єдина відмінність, для відбиває шару використовується матеріал схожий з використовуваним на простих CD-R. З недоліків DVD + R перед DVD + RW можна відзначити, на них не буде працювати корекція помилок, заснована на простій перезапису збійного сектора "вгору". Зате DVD + R диски повинні легше читатися на стаціонарних плеєрах і простих DVD-ROM, за рахунок більш високої здатності, що відображає записуваного шару.
Не дивлячись на обіцянки виробників, їм не вдалося домогтися повної спадкоємності стандартів, режим лазера необхідний для запису на DVD + R не передбачений на старих DVD + RW приводах. Простий прошивкою це не виправиш, тому багато хто вже випущені DVD + RW приводи ніколи не зможуть писати на DVD + R.
5. HD DVD або Blu - Ray - війна форматів
Два нових і несумісних один з одним формату DVD підвищеної щільності зобов'язані своєю появою телебачення високої чіткості, для запису програм якого недостатньо ємності звичайних DVD (4,7 Гб
- Одношаровий і 6,5 Гбайта - двошаровий диск). Тим не менш, поки що важко зрозуміти, який же з двох форматів, HD DVD або Blu-Ray, стане домінуючим на ринку, адже в обох форматів є прихильники з числа найбільших світових виробників оптичних носіїв, побутової та комп'ютерної техніки.
Обидва нові формати використовують синьо-фіолетовий лазер з довжиною хвилі 405 нм, в той час як в сучасних DVD-приводах для запису і читання застосовується червоний лазер з довжиною хвилі 650/635 нм. Більш коротка хвиля забезпечує менший діаметр світлового плями від лазерного променя і, отже, більш високу пліт-ність запису. Принципова відмінність HD DVD від Blu-Ray полягає в тому, що в HD DVD збережена фі-чна структура диска DVD, в той час як в Blu-Ray застосовуються диски з новою структурою і використовується інша технологія запису.
Диски формату HD DVD, який просувається на ринку, насамперед, компаніями Toshiba і NEC, мають стандартну для DVD товщину 1,2 мм і захисний шар товщиною 0,6 мм. Для зчитування даних з таких дисків застосовується лінза з числовою апертурою 0,6, як і лінза для читання звичайних DVD.
Hосітелі Blu-Ray, головними адептами яких є Sony і Matsushita Electric Industrial, мають іншу структуру: товщина захисного шару складає всього 0,1 мм, а для читання даних застосовується лінза зі збільшеною до 0,85 числовою апертурою. Через збільшення апертури система стає більш чутливою до відхилень у взаємному розташуванні лазерного променя і диска, що підвищує ймовірність "перескакування" променя на сусідні доріжки.
Саме тому було вирішено зменшити товщину захисного шару, що призвело як до негативних, так і до позитивних результатів. Перш за все, механіка дисковода для зчитування BD-DVD повинна бути більш
прецизійної і, отже, більш дорогий у виробництві. Тонкий захисний шар робить диски більш уразливими до механічних пошкоджень, тому перші Blu-Ray випускаються в захисних картриджах, хоча в майбутньому планується відмовитися від картриджів. До плюсів можна віднести підвищену ємність дисків і зменшення перехресних перешкод у полікарбонатною захисному шарі, що дозволяє знизити вимоги до точності механізму, породжені збільшеною
апертурою об'єктива.
В даний час передбачено декілька варіантів дисків для кожного конкуруючого формату. У специфікаціях Blu-Ray передбачені три типи одношарових дисків, обсягом 23,3; 25,3 і 27 Гбайт, і три типи двухшарових дисків, обсягом 46,6, 50 і 54 Гбайт.
В даний час завершується робота над остаточний-ними специфікаціями чотирьох різновидів дисків Blu-Ray: перезаписуваних BD-RE (вже випускаються серійно), BD-R з можливістю однократного запису, BD-ROM із заводською записом і комп'ютерних "штампованих" дисків BD-Data . При записі використовується принцип постійної лінійної швидкості (CLV), а максимальна швидкість потоку інформації становить 36 Мбайт / с.
Диски HD DVD мають два різновиди - об'ємом 15 і 20 Гбайт, хоча розробники мають намір в найближчому майбутньому представити двуслойниє диски з подвоєною ємністю. Передбачені три типи носіїв HD DVD: HD DVD-ROM із заводською записом, перезаписувані диски HD DVD-RW і диски HD DVD-R з можливістю однократного запису.
Як нескладно помітити, головна перевага формату Blu-Ray полягає в більшій ємності, що досягає 54 Гбайт. Гідність ж HD DVD, як стверджують головні прихильники цього формату, компанії Toshiba і NEC, в тому, що їх можна випускати на існуючому обладнанні для виробництва DVD. Завдяки цьому знижується собівартість дисків, адже для їх випуску не потрібно купувати нове обладнання, тому HD DVD можуть коштувати майже стільки ж, скільки і звичайні DVD.
Для читання HD DVD і Blu-Ray потрібні різні оптичні системи, тому універсальний програвач був би надто складним і дорогим пристроєм. По всій видимості, ми скоро станемо свідками того, чи візьме здоровий глузд гору над амбіціями великих корпорацій.
6. Перспективні розробки
6.1 AHD, HVD, AO-DVD, DMD
Вже зараз, коли нові стандарти тільки збираються вийти на ринок, з'являються повідомлення про розробку нових форматів, які мають фантастичною ємністю. Найчастіше до появи хоча б прототипів далеко, поки що оформляються патенти.
Візьмемо, наприклад, проект компанії Colossal Storage Сorporation, пов'язаний зі створенням 3,5-дюймових дисків Atomic Holografic Disk ємністю 10 Терабайт! Звучить як казка, причому цілком може казкою і залишитися.
Ще один цікавий проект запропонований HVD Альянсом, до якого увійшли CMC Magnetics, Fuji Photo Film і ряд інших компаній. Це розробка голографічних дисків Holografic Versatile Disc (HVD). Ємність такого диска - від 100 до 1000 Гігабайт. Головний секрет - використання не одного променя лазера, а відразу мільйона! Швидкість читання при цьому може досягати 1 Гбіт у секунду.
Зовсім схожим на вже створені формати є розробка корпорації New Medium Enterprises, яка збирається надати оптичний диск Versatile Multilayer Disc (VMD), здатний вмістити 20 Гбайт і використовує звичайний червоний лазер. Просто це чотиришаровий диск. Перші приводи і диски повинні поступити в продаж вже цього року, але, швидше за все, далі Азіатського регіону вони не вийдуть, так як є чисто перехідним явищем.
Компанія Iomega недавно запатентувала технологію Articulated Optical Digital Versatile Disc (AO-DVD), що дозволяє збільшити ємкість стандартного DVD диска в 40 - 100 разів, а швидкість зчитування даних - у 5-30 разів. При цьому вартість нових оптичних дисків залишиться такою ж невисокою, що і у звичних DVD. У патенті США № 6879556 описується методика зберігання даних на оптичному диску з безпрецедентно високою щільністю і спосіб її технічної реалізації. Iomega припускає запатентувати цілий ряд технологій в цій області.
Як повідомляє New Scientist, в основі технології - ідея використання для зберігання інформації наноструктур - ділянок, що мають розміри, менші, ніж довжина хвилі лазерного випромінювання. При цьому на поверхні диска при записі даних формуються ділянки, кут нахилу яких злегка відрізняється. Для його визначення аналізується характер розподілу відбитого світла. Завдяки наявності орієнтованих під різними кутами «напливів», розміри яких менше довжини хвилі використовуваного лазера, ємність носія вдалося підвищити на два порядки.
Якщо сучасний DVD може вмістити до 8,5 ГБ даних, то на диск AO-DVD теоретично можна записати до 800 ГБ. Більше того - фахівці Iomega запевняють, що нова технологія дозволить в 30 разів підвищити швидкість зчитування. В даний час, за словами провідного технолога Iomega Фреда Томаса (Fred Thomas), ведуться роботи зі створення «масиву механізмів, за допомогою яких стане можливим прецизійно контролювати стан фокусированного світлового променя при його відображенні». При цьому, додає він, перспективи впровадження цієї технології в життя залежать від появи лазерів, що працюють в більш короткохвильовій області спектру.
Компанія D Data розробляє Digital Multilayer Disc (DMD) - диск для червоного лазера, що підтримує до 6 шарів і має ємність 15 Гбайт. Принцип його дії - активний шар під дією сфокусованого променя лазера починає світитися (ефект флуоресценції), тоді як у звичайному стані абсолютно прозорий. Ось чому кількість шарів можна довести до шести і навіть більше - головне, точно сфокусувати лазер на потрібному шарі. Ідея гарна, на сайті виробника роадмап розписаний до 2007 року з блакитним лазером і ємністю 400 Гбайт. Але поки про ці диски нічого не чути, та й підтримки у великих кінокомпаній вони тепер вже точно не знайдуть.
6.2 Флуоресцентний багатошаровий диск FMD-ROM
Відносно недавно, компанією C3D було оголошено про створення новітнього типу носіїв інформації, під загальною назвою FMD ROM (fluorescent multilayer disk), тобто флуоресцентний багатошаровий диск. Ця перспек-тивная розробка, як очікують її творці, повинна після свого виходу замінити всі існуючі на сьогоднішній момент пристрої зберігання інформації, причому не тільки застарілі диски CD-ROM, але і відносно нові DVD-ROM.
Магнітні диски проіснували більше тридцяти років, CD-ROM трохи менше двадцяти, на зміну CD зовсім недавно прийшов стандарт DVD і ось не минуло й три роки, як з'явився наступник DVD.
Так, DVD, який на сьогоднішній день є найбільш ємним змінним носієм цифрової інформації, в недалекому майбутньому поступиться за всіма показниками новим стандартом носіїв FMD ROM.
За якими ж параметрами FMD ROM буде перевершувати DVD?
Перший параметр - співвідношення розмір / ємність. Тут "fluorescent multilayer disk" поза конкуренцією. Розробники заявляють, що вже зараз перші прототипи здатні вміщати при розмірі диска 12 см в діаметрі, тобто на стандартному 5 дюймовому носії до 140Гб. Це при десяти шарах. А в найближчих планах компанії C3D є бажання, як мінімум подесятерити кількість шарів. При цьому стає цілком реальною можливість створення змінних носіїв інформації ємністю в десятки терабайт. Та ємність, яку на сьогоднішній день можна отримати лише при використанні величезних дискових масивів, що займають часом цілі шафи і навіть кімнати, буде забезпечуватися компактним диском, який з легкістю вміщається в кишені!
Щодо швидкості доступу ще дуже мало даних. Розробники обіцяють, що цей параметр буде набагато вище, ніж в DVD. Хотілося б вірити, бо інакше, з існуючими швидкостями, при роботі з терабайтними масивами інформації навіть прості операції, наприклад, перечитування диска, може затягтися на кілька годин. Нові гігантські обсяги вимагають і відповідних швидкостей доступу.
Що ж стосується співвідношення ємність / вартість носія, то і тут FMD ROM не має собі рівних. Адже він представляє собою практично шматок пластмаси, вірніше полімерну матрицю з фотохромним речовиною, але за вартістю, це просто пластиковий диск. І ні яких витрат зі створення дорогих напівпрозорих шарів, як у DVD. Власне і ніяких шарів у звичному сенсі цього слова немає. Диск абсолютно прозорий, хоча і має формат звичайного CD або DVD диска. На відміну від звичайного CD-ROM, в якому відображає алюмінієвий шар нанесений на видавлену підкладку з полімеру, через що він власне і непрозорий, диск FMD ROM монолітний і при цьому розділений по вертикалі на деякі умовні області названі розробниками "шарами" (layer ). Ці "шари" не є шарами у звичному сенсі, це скоріше параметр форматування диска, найближчий аналог - це сектори і доріжки для магнітних носіїв. Товщина цих шарів строго фіксована, і це не випадково. Щоб зрозуміти, чому розробники вибрали саме цю товщину кожного з шарів, треба розглянути принципи запису / зчитування інформації на FMD ROM.
В оптичних носіях (CD, DVD, магнітооптика) під час читання промінь напівпровідникового лазера відбивається від шару із записаною інформацією.
Відбитий промінь потім фіксується детектором - приймачем. Грубо кажучи, зчитування проходить за принципом: потрапив або не потрапив промінь у приймач. Максимальна питома ємність диска визначається розміром світлового плями від лазера, яке у свою чергу залежить від довжини хвилі (у червоних лазерів - 650нм). Можна використовувати два шари, причому зробити один з шарів прозорим для випромінювання з певною довжиною хвилі, як це реалізовано в DVD. Але два шари - це межа, більше зробити дуже складно, тому що потрібні дуже точні фокусують системи, які будуть працювати тільки в лабораторних умовах. Зрозуміло, масове виробництво таких систем є неймовірно дорогим і нерентабельним. Та й взагалі, технологія відображають верств підійшла до своєї межі розвитку.
Але ось творці технології багатошарових дисків, компанія C3D, знайшли спосіб обійшли проблему множинної інтерференції між шарами і втрати самого променя в багатошарових дисках. І технологічно це виглядає дуже красиво й дотепно.
Розробниками FMD було запропоновано наступне рішення: матеріал, що містить записану інформацію, не відображає, як підкладка в DVD або CD, а випромінює! Використано явище флуоресценції, тобто, при висвітленні активує випромінюванням (у даному випадку напівпровідниковим лазером з певною довжиною хвилі) речовина починає випромінювати, зрушуючи спектр падаючого на нього випромінювання в бік червоного кольору на певну величину. Причому величина зсуву залежить від товщини шару. Таким чином, обравши таку товщину шару, що б спектр відбитого світла виходить зміщеним щодо довжини хвилі випромінюючого лазера на строго певну величину, наприклад на 30 або 50 нм, можна з високою вірогідністю записувати інформацію вглиб диска і згодом зчитувати її без втрати даних.
Для FMD ROM розробниками так само запропоновано назву "тривимірний диск", і в даному випадку це цілком виправдано.
Таким чином, щільність запису буде залежати і від чутливості реєструючого детектора. Чим менше те додаткове випромінювання флюоресцентного речовини, що додаються до частоти робочого лазера, який вдасться зафіксувати, тим більше число шарів можна вмістити в один диск.
Випромінений світло від флуоресцентного шару некогерентен і добре контрастує з відбитим світлом лазера, що є додатковою гарантією надійності зчитування, адже без відображень все одно не обійтися, вони будуть походити від поверхні диска та інших записаних шарів. Якісне погіршення сигналу в звичайних (відображають) багатошарових дисках наростає зі збільшенням числа шарів, але от у випадку з флуоресцентними дисками це погіршення відбувається набагато повільніше. За заявою розробників FMD ROM, навіть при кількості шарів більше сотні не буде відбуватися сильного спотворення корисного сигналу. Використовуючи синій лазер (480нм) можна збільшити щільність запису до десятків Терабайт на один FM диск. Цілком можливе створення диска з 1000 шарами - це вже субмолекулярному розміри. Теоретично можливе створення плями розміром у кілька молекул, проблема лише в тому, як зафіксувати таку малу флуоресцентне випромінювання.
Одна з головних особливостей цієї розробки - можли-ність паралельного читання шарів (тобто послідовник-ність біт буде записана не за "доріжок", а по шарах) - швидкість вибірки даних в цьому випадку повинна бути дуже високою. Ось вже дійсно "3-х мірний диск".
Принцип запису на FMD ROM заснований на явищі фотохромізма. Фотохромізм - це властивість деяких речовин під дією активуючого випромінювання оборотно переходити з одного стану в інший, при цьому змінюючи свої фізичні властивості (наприклад, такі як колір, поява / зникнення флюоресценції і т.д.). Матеріал, з якого складається FMD ROM містить спеціальну фотохромних субстанцію, яка циклізуються під впливом лазерного променя певної довжини хвилі, перетворюючись в необхідний стійкий флуоресцент. Зворотна реакція рециклізації, яка веде до зникнення флуоресцентних властивостей (операція стирання), відбувається під дією лазера з іншого довжиною хвилі. Стирающая частота лазера вибирається з таким розрахунком, щоб вона не зустрічалася у повсякденному житті, щоб уникнути втрати даних. Ну, і природно читає лазер, ні в якому разі не повинен вносити зміни до даних, що зберігаються на диску.
Найбільш цінними фотохромними властивостями володіють сполуки під назвою фульгидов, тому можна припустити, що використовується в FMD ROM фотохром належить саме до цього класу. Взагалі ідея використання фотохромов в якості носіїв інформації не нова. Їй приблизно тридцять років. І лише тепер ця ідея була реалізована на практиці.
Який же зробити прогноз? На даний момент сили конкурентів на терені оптичних накопичувачів зрівнялися, і найближче майбутнє буде зайнято подальшим розвитком і поліпшенням двох основних форматів - HD-DVD і Blu-ray. З'являться багатошарові диски, зростуть швидкості передачі даних, впадуть ціни. А потім прийде час нових технологій.
Цікавих проектів з часом тільки додасться. Частина з них відімре, але виділяться два-три, які замінять Blu-ray і HD-DVD і продовжать битву форматів. Не заради грошей або панування. Але заради подальшого прогресу.
7. Питання:
1) Коли з'явилися перші оптичні комп'ютерні
диски?

- У 1984 році.
2) Які оптичні диски передували першому
комп'ютерним дискам CD-ROM?

- Музичні компакт-диски CD Digital Audio (CD-DA).

3) Коли з'явилися компакт-диски CD Digital Audio (CD-DA)?

- У 1982 році.

4) Якою була початкова ємність дисків CD-DA й
CD-ROM?

- 650 Мбайт - з точки зору можливості запису 74 хвилин музики.

5) Який тип диска називається CD-ROM?

- Диск з одноразової записом заводського виготовлення.
6) Що є головною характеристикою накопичувача CD-
ROM?

- Швидкість читання даних.

7) Який тип диска називається CD-R?

- Диск з можливістю одноразового запису на
записувальному оптичному приводі персонального
комп'ютера.

8) Який тип диска називається CD-RW?
- Диск на якому можлива багаторазова перезапис
на записувальному оптичному приводі персонального
комп'ютера.

9) У яких еденицах позначають швидкості читання - записи
CD - приводів?

- Скорсть 1Х відповідає 150 Кб / с, 2Х - 300 Кб / с і т. д.

10) У характеристиках приводах CD-RW вказується три
числа, що вони означають?

- Перше - швидкість запису, друге - перезапису, третє -
читання.
11) Чим була викликана необхідність збільшення місткості оптичних дисків і появи Диків типу DVD?

- Передумовою для розробки оптичних носіїв
типу DVD послужило бажання слідом за музикою вироб-
дить цифровий запис фільмів.

12) У чому полягає основна відмінність між
дисками DVD і CD?

- У першу чергу в DVD-дисків менший діаметр заглиблень, на доріжці вони розташовані з меншим «кроком» і самих доріжок на диску набагато більше.
13) Чим відрізняються параметри лазерів в CD - і DVD-
накопичувачах?

- Лазер у звичайному пристрої CD має довжину хвилі 780 нанометрів, пристрій DVD використовують лазер з довжиною хвилі 650 або 635 нм.

14) У яких еденицах позначають швидкості читання -
запису DVD - приводів?

- Скорсть 1Х відповідає 1,32 Mб / с, 2Х - 2.64 Mб / с і т. д.
15) У чому принципова відмінність диска FMD ROM від CD і DVD дисків?
- У диску FMD ROM матеріал, що містить записану інформацію, не відображає, як підкладка в DVD або CD, а випромінює. Використано явище флуоресценції, тобто, при висвітленні лазером з певною довжиною хвилі речовина починає випромінювати, зрушуючи спектр падаючого на нього випромінювання в бік червоного кольору на певну величину.
  
  8. Література:
1. Р. Соболенко «Три погляди на одну історію»
HARD'n'SOFT № 5 2004р.
2. А. Жаров «Залізо IBM 2004»
3. Сайт http://www.3dnews.ru/storage/dvd-r/
4. Сайт http://www.3dnews.ru/storage/dvd/17.05.2005 р.
5. Сайт http://www.terralab.ru/print/storage/39182/
Олег Нечай 10.06.2005 р.
6. Сайт http://www.technograd.com/news 2.06.2005 р.
7. Сайт http://www.3dnews.ru/reviews/storage/fmd-rom/
8. Сайт http://www.ferra.ru/online/storage/25974/
Олександр Радаєв 21.07.2005 р.
Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Програмування, комп'ютери, інформатика і кібернетика | Реферат
115кб. | скачати


Схожі роботи:
Обслуговування дисків ПК Методи обслуговування дисків ПК в середовищі Windows
Фізико-технологічні основи одержання оптичних волокон для волоконно-оптичних ліній звязку
Архівація і обслуговування дисків
Історія магнітних дисків
Pинок продажів автомобільних дисків по Санкт-Петербургу
БД для організації займається продажем музичних дисків
Сервісне програми для обслуговування дисків форматування дефрагментації тестування
Розробка та впровадження інтернет-магазина автомобільних шин і дисків ТОВ Автопробіг
Розробка фінансової моделі продажу CD і DVD дисків для магазину CD навігатор
© Усі права захищені
написати до нас