7.6.1. Носители CD-ROM

7.6.2. Носители DVD

7.6.3. Носители BD

7.6.4. Носители HVD

7.6.1. Носители CD-ROM

CD-ROM (сокращение от англ. Compact Disc read-only memory) – это компактный оптический диск, содержащий данные доступные для компьютера.

Информация на диске записывается в виде спиральной дорожки так называемых питов (углублений), выдавленных в поликарбонатной основе (рис. 7.73). Каждый пит имеет примерно 100 нм в глубину и 500 нм в ширину. Различают диски только для чтения («алюминиевые»), CD-R – для однократной записи, CD-RW – для многократной записи. Диски последних двух типов предназначены для записи на специальных пишущих приводах.

Способ считывания информации. Для чтения информации с CD (рис. 7.74) используется луч лазера инфракрасного диапазона (ИК). Луч подается на вращающийся диск со стороны подложки, отражается от отражающего слоя и возвращается на специальный фотоприемник. При попадании луча на питы и лэнды интенсивность отраженного луча меняется. В итоге, на выходе фотоприемника формируется электрический сигнал, повторяющий по форме информационный рисунок на поверхности компакт-диска.

7.6.2. Носители DVD

DVD (англ. Digital Versatile Disc) – цифровой многоцелевой диск, носитель информации в виде диска, внешне схожий с компакт-диском, однако имеющий возможность хранить бо́льший объем информации за счет использования лазера с меньшей длиной волны, чем для обычных компакт дисков.

Первые диски и проигрыватели DVD появились в ноябре 1996 в Японии и в марте 1997 в США. В начале 1990-х годов разрабатывалось два стандарта для оптических информационных носителей высокой плотности. Один из них назывался «Multimedia Compact Disc» (MMCD) и разрабатывался компаниями Philips и Sony, второй – «Super Disc» – поддерживали 8 крупных корпораций, в числе которых были Toshiba и Time Warner. Позже усилия разработчиков стандартов были объединены под началом IBM, которая не хотела повторения кровопролитной войны форматов, как было со стандартами кассет VHS и Betacam в 1980-х. Официально DVD был анонсирован в сентябре 1995 года. Первая версия спецификаций DVD была опубликована в сентябре 1996 года. Изменения и дополнения в спецификации вносит организация DVD Forum (ранее называвшаяся DVD Consortium), членами которой являются 10 компаний-основателей и более 220 частных лиц. Первый привод, поддерживающий запись DVD-R, выпущен Pioneer в октябре 1997 года. Стоимость этого привода, поддерживающего спецификацию DVD-R версии 1.0, составляла 17000$. «Болванки» объемом 3.95 Гб стоили по 50$ каждая. Изначально «DVD» расшифровывалось как «Digital Video Disc» (цифровой видеодиск), поскольку данный формат первоначально разрабатывался как замена видеокассетам. Позже, когда стало ясно, что носитель подходит и для хранения произвольной информации, многие стали расшифровывать DVD как Digital Versatile Disc (цифровой многоцелевой диск). Toshiba, заведующая официальным сайтом DVD Forum’а, использует «Digital Versatile Disc». К консенсусу не пришли до сих пор, поэтому сегодня «DVD» официально вообще никак не расшифровывается.

Для считывания и записи DVD используется красный лазер с длиной волны 650 нм.

В отличие от компакт-дисков, в которых структура аудиодиска фундаментально отличается от диска с данными, в DVD всегда используется файловая система UDF (для данных может быть использована ISO 9660).

DVD как носители бывают четырех типов:

- DVD-ROM – диски, изготовленные методом инжекционного литья (литья под давлением из прочного пластика-поликарбоната), непригодны для записи в приводах;

- DVD+R/RW – диски однократной (R – Recordable) и многократной (RW – ReWritable) записи;

- DVD-R/RW – диски однократной (R – Recordable) и многократной (RW – ReWritable) записи;

- DVD-RAM – диски многократной записи с произвольным доступом (RAM – Random Access Memory).

Физически DVD может иметь одну или две рабочие стороны и один или два рабочих слоя на каждой стороне. От их количества зависит емкость диска (из-за чего они получили также названия DVD-5, −9, −10, −18, по принципу округления емкости диска в Гб до ближайшего сверху целого числа):

Таблица 7.4 – Емкость различных носителей формата DVD

Возникновение форматов DVD±R и их совместимость. Стандарт записи DVD-R(W) был разработан в 1997 г. DVD-Forum'ом как официальная спецификация (пере)записываемых дисков. Однако цена лицензии на эту технологию была слишком высока, и поэтому несколько производителей пишущих приводов и носителей для записи объединились в «DVD+RW Alliance», который и разработал в середине 2002 г. стандарт DVD+R(W), стоимость лицензии на который была ниже. Поначалу «болванки» (чистые диски для записи) DVD+R(W) были дороже, чем «болванки» DVD-R(W), но теперь цены сравнялись.

Все приводы для DVD могут читать оба формата дисков, и большинство пишущих приводов также могут записывать оба типа «болванок». Среди остальных приводов форматы «+» и «-» одинаково популярны – половина производителей поддерживает один стандарт, половина – другой.

7.6.3. Носители BD

Blu-ray Disc, BD (англ. blue ray – голубой луч и disc – диск) – формат оптического носителя, используемый для записи и хранения цифровых данных, включая видео высокой четкости с повышенной плотностью. Blu-ray (букв. «голубой-луч») получил свое название от использования для записи и чтения коротковолнового (405 нм) «синего» (технически сине-фиолетового) лазера.

Однослойный диск Blu-ray (BD) может хранить 23,3, 25, 27,0 или 33 Гб, двухслойный диск может вместить 46,6, 50, или 54 Гб. Также в разработке находятся диски вместимостью 100 Гб и 200 Гб с использованием соответственно четырех и шести слоев. Корпорация TDK уже анонсировала прототип четырехслойного диска объемом 100 Гб. На данный момент доступны диски BD‑R и BD-RE, в разработке находится формат BD-ROM.

В технологии для чтения и записи используется сине-фиолетовый лазер с длиной волны 405 нм. Обычные DVD и CD используют красный и инфракрасный лазеры с длиной волны 650 нм и 780 нм соответственно. Такое уменьшение позволило сузить дорожку вдвое по сравнению с обычным DVD-диском (до 0,32 мкм) и увеличить плотность записи данных, а также увеличить скорость считывания до 432 Мбит/с.

Таблица 7.5 – Емкость различных носителей формата BD

В Blu-ray применяется новое полимерное покрытие, которое дало дискам невероятную защиту от царапин и пыли. Это покрытие, разработанное корпорацией TDK, получило название «Durabis», оно позволяет очищать BD при помощи бумажных салфеток – которые могут нанести повреждения CD и DVD. По сообщению в прессе «голые» BD с этим покрытием сохраняют работоспособность даже будучи поцарапанными отверткой.

7.6.4. Носители HVD

Голографический многоцелевой диск (HVD - Holographic Versatile Disc) – разрабатываемая перспективная технология производства оптических дисков, которая предполагает значительно увеличить объем хранимых на диске данных по сравнению с Blu-Ray и HD DVD. Она использует технологию, известную как голография, которая использует два лазера: один – красный, а второй – зеленый, сведенные в один параллельный луч. Зеленый лазер читает данные, закодированные в виде сетки с голографического слоя близкого к поверхности диска, в то время как красный лазер используется для чтения вспомогательных сигналов с обычного компакт-дискового слоя в глубине диска. Вспомогательная информация используется для отслеживания позиции чтения, наподобие системы CHS в обычном жестком диске. На CD или DVD эта информация внедрена в данные.

Предполагаемая информационная емкость этих дисков – до 3.9 терабайт (Tб), что сравнимо с 6000 CD, 830 DVD или 160 однослойными дисками Blu-ray; скорость передачи данных – 1 Гбит/сек. Optware собирался выпустить 200 Гб диск в начале июня 2006 года и Maxell в сентябре 2006 с емкостью 300 Гб. 28 июня 2007 года HVD стандарт был утвержден и опубликован.