Накопители dvd-rom, dvd-r, dvd-rw

Это устройства, построенные на основе технологии DVD (Digital Video Disk). Изначально предназначались для хранения видеосигнала, закодированного в соответствии со стандартом MPEG, благодаря чему на одном диске можно хранить не менее двух часов видеоинформации вещательного качества. В настоящее время это цифровой универсальный диск для хранения информации.

DVD-устройства могут воспроизводить компакт-диски. Емкость DVD-носителей не менее 4,7 Гб на одной стороне.

Внешне DVD диски похожи на обычный CD (диаметр 120 мм, толщина 1,2 мм).

Он использует оптический принцип записи, зеленый лазер с длиной волны 532 мкм.

На одной стороне можно записать до 4,7 Гб, на двух сторонах 9,4 гб. при использовании двухслойной записи соответственно 8,5 / 17 Гб.

При относительно низкой стоимости DVD обеспечивает самый экономичный способ хранения информации.

Blu-ray

В январе 2006-го на международной выставке потребительской электроники - Consumer Electronics Show (CES) было объявлено о том, что весной 2006-го года пройдет коммерческий запуск формата Blu-ray.

Blu-ray Disc (BD) - формат оптических дисков последнего поколения. Используется для хранения видео высокой четкости (ТВЧ разрешением 1920x1080 точек) и данных повышенной плотности.

Blu-ray (Голубой-луч) получил своей название от коротковолнового 405 нм "синего" (технически сине-фиолетового) лазера, который позволит хранить намного больше данных чем на DVD, который имеет те же физические объемы, но использует красный лазер большей длины волны (650 нм). (Буква "e" была сознательно исключена из слова "blue", что дало возможность зарегистрировать торговую марку, так как выражение "blue ray" является часто используемым и не может быть зарегистрировано как торговая марка).

Стандарт Blu-ray - продукт совместной разработки группы компаний по производству бытовой электроники и компьютеров, которые вошли в Ассоциацию Blu-ray дисков. В использовании и поддержке Blu-ray дороже своего основного конкурента - формата HD DVD, но в тоже время он имеет большую информационную емкость на слой (25 гигабайт), чем HD DVD - (15 гигабайт).

Вариации и размеры

Односторонний диск Blu-ray (BD) может хранить 23.3, 25, или 27 Гб. Объема достаточно для того, чтобы записать примерно четыре часа видео высокой чёткости со звуком. Двухслойный диск может вместить 46.6, 50, или 54 Гб. Позволяет записать на него приблизительно восемь часов HD видео.

В разработке находятся четырех- и восьмислойные диски, вместимость которых составит 100 Гб и 200 Гб соответственно. Прототип четырехслойного диска объемом 100 Гб уже был анонсирован TDK Corporation.

В дополнение к стандартным 12-сантиметровым диском, планируется выпуск дисков размером 8 см для цифровых фото- и видео камер. Размер двустороннего диска составит 15 Гб.

Вместе с записываемыми BD-R и BD-ROM форматами будет доступен и перезаписываемый стандарт BD-RE. О своей готовности выпустить в продажу перезаписываемые и записываемые диски одновременно с выходом формата BD-ROM на рынок заявили почти все основные производители оптических носителей.

Лазер и оптика

DVD и CD используют красный и инфракрасный лазеры с длинной волны 650 нм и 780 нм соответственно. Сине-фиолетовый лазер с длиной волны 405 нм, используемый в технологии Blu-Ray, позволяет сузить дорожку вдвое по сравнению с обычным DVD-диском до 0,32 микрон, и увеличить плотность записи данных.

Шестикратное (0,1 мм вместо 0,6 мм) уменьшение толщины защитного слоя позволяет проводить более качественное и корректное течение операций чтения/записи.

На 12-сантиметровых дисках Blu-Ray более короткие длинные волны сине-фиолетового лазера позволяют хранить больше информации, чем на дисках CD/DVD такого же размера. Эффективный "размер пятна", на котором лазер может сфокусироваться, ограничен дифракцией и зависит от длины волны света и числовой апертуры линзы, используемой для его фокусировки.

Уменьшение длины волны, использование большей числовой апертуры (0.85, в сравнении с 0.6 для DVD), высококачественной двухлинзовой системы, а также шестикратное уменьшение толщины защитного слоя предоставило возможность проведения более качественного и корректного течения операций чтения/записи. Это позволяет записывать данные в меньшие точки на диске, т.е. информация занимает меньше места в физической оболочке диска, что в свою очередь увеличивает скорость считывания до 36 Мбит/с.

Помимо оптических улучшений, диски Blu-ray позволяют хранить еще больше информации за счет улучшенной технологии кодирования данных.

Технология твёрдого покрытия

Поначалу диски Blu-Ray заключались в пластиковые карточки, т.к. данные на них расположены слишком близко к поверхности. Это делало диски слишком чувствительными к внешним воздействиям и царапинам. Подобный недостаток вызывал неуверенность в том, что такие диски с картриджами смогут конкурировать с обычными CD и DVD дисками. Мало того, что CD и DVD диски привлекательны своей более низкой стоимостью, у потребителей и дистрибьюторов они могли вызвать обеспокоенность из-за дополнительных затрат на картриджи.

Появление нового полимерного покрытия в 2004-м году решило эту проблему, сделав диски невероятно защищенными от пыли и царапин. Это покрытие было разработано корпорацией TDK и получило название "Durabis". Оно позволяет очищать диски Blu-Ray от пыли при помощи бумажных салфеток, которые наносят повреждения дискам CD и DVD формата. Т.к. диски формата HD DVD производятся на основе старых оптических носителей, они имеют те же недостатки. А BD с покрытием "Durabis" могут работать даже после того, как их поцарапали отверткой.

Кодеки

Для преобразования видео- и аудио потока и определения размера, который записываемая информация будет занимать на диске, используются кодеки. В большинстве дисков, которые первыми появятся в продаже, будет использоваться кодек MPEG-2.

В настоящее время формат BD-ROM поддерживает три кодека: MPEG-2 (он также является стандартным для DVD); MPEG-4 H.264/AVC кодек и VC-1. VC-1 - новый, но быстро развивающийся кодек, создан на основе Microsoft Windows Media 9. Первый кодек позволяет записывать до двух часов видео на один слой, вторые два - до четырех часов записи видео высокой четкости.

Для записи аудио BD-ROM поддерживает линейный (несжатый) PCM, Dolby Digital, Dolby Digital Plus, DTS, DTS-HD и Dolby Lossless (формат cжатия данных без потерь, также известный как Meridian Lossless Packing(MLP).

Совместимость

Для обеспечения обратной совместимости Ассоциация Blu-ray дисков рекомендует производителям проигрывателей давать возможность Blu-ray устройствам проигрывать диски формата DVD.

В январе 2006-го года на международной выставке потребительской электроники Consumer Electronics Show (CES) были продемонстрированы прототипы дисков с трехслойной технологией, разработанных компанией JVC. Данная технология представляет собой комбинированный BD/DVD диск. Таким образом, после введения технологии в коммерческую эксплуатацию покупатели смогут приобретать диск, который будет работать и в DVD и в BD проигрывателях, но при воспроизведении дисков в BD проигрывателях качество записи будет более высоким.

HD DVD является дальнейшим развитием формата DVD и может хранить в три раза больше данных, чем его предшественник – 15Гб на одном слое против 4.7Гб. Стандарт HD DVD был совместно разработан компаниями Toshiba и NEC. Первоначально формат назывался “Advanced Optical Disc” (AOD), но 19 ноября 2003 решением собрания DVD Forum был переименован в H D DVD.

Описание и спецификации формата HD DVD.

HD DVD, или High-Definition DVD – формат оптического диска высокой плотности для хранения данных или видео высокой четкости, использующий диски стандартного диаметра 12 и 8 см и голубой лазер с длиной волны 405 нм.

История

Версия текущей спецификации HD DVD-ROM и HD DVD-Rewritable – 1.0; HD DVD-R – 0.9; спецификация HD DVD-RAM еще не сформирована окончательно.

В настоящее время идет “война форматов” с конкурентом – Blu-ray.

Структура данных

HD-DVD использует те же самые структуры данных (образ, сектор, блоки ECC), алгоритмы коррекции ошибок и модуляцию, что и стандартные DVD. Единственное отличие заключается том, что блок ECC HD DVD соответствует по размеру двум блокам ECC DVD, обеспечивая более сильную коррекцию ошибок. Объем однослойного HD DVD – 15Гб, двухслойного – 30Гб. Объем однослойного HD DVD-RAM – 20Гб, объем двухслойного пока не определен.

Как и на DVD, слой данных HD DVD располагается в 0.6мм от поверхности диска и таким образом защищен от механических повреждений. Числовая апертура оптической системы считывания – 0.65, тогда как в DVD она равна 0.6. Все HD DVD проигрыватели обратно совместимы с DVD и CD. В HD DVD может использоваться несколько разных файловых систем, например ISO 9660 и Universal Disk Format (UDF); сейчас все диски выпускаются с UDF 2.5.

Физический размер	Объем одного слоя	Объем двух слоев
12 см, одна сторона	15 Гб	30 Гб
12 см, две стороны	30 Гб	60 Гб
8 см, одна сторона	4.7 Гб	9.4 Гб
8 cm, две стороны	9.4 Гб	18.8 Гб

Гибридные диски

Существует два типа гибридных дисков, содержащих стандартную DVD-Video часть для совместимости со старыми DVD плеерами. Combo disc это двухстороний диск, где на одной стороне DVD, на другой HD DVD. Twin disc это однослойный диск, содержащий до трех слоев, где до двух слоев могут быть DVD или HD DVD.

Аудио

Формат поддерживает 2 канала звука 24-бит/192 КГц или до 8 24-бит/96 КГц. Все HD DVD проигрыватели должны декодировать линейный (несжатый) PCM, Dolby Digital EX, DTS, Dolby Digital Plus и Dolby TrueHD. Дополнительный саундтрек, если присутствует на диске, может быть или в одном из вышеперечисленных форматов, или в опциональных: DTS-HD High Resolution Audio и DTS-HD Master Audio.

Видео

HD DVD поддерживает множество разрешений от низкокачественных CIF (352×288 @ 29.97к/с, YCbCr 4:2:0) и SDTV (обычное ТВ), всех разрешений DVD-Video до HDTV 720p, 1080i и 1080p. Кодирование видео может осуществляться в MPEG2, применяемом в DVD, и в новых, более эффективных, форматах VC-1 и AVC.

Защита

Контент HD DVD защищен от копирования стандартом Advanced Access Content System (AACS). Стандарт разработан концерном AACS Licensing Administrator, состоящим из компаний Disney, Intel, Microsoft, Matsushita (Panasonic), Warner Brothers, IBM, Toshiba и Sony. Преимуществом AACS перед CSS, использующимся в DVD, является возможность блокирования отдельного устройства воспроизведения в случае, если криптографические ключи были скомпрометированы. В 2006 хакерами был найден и опубликован “Processing Key”, позволяющий декодировать все HD DVD диски, выпущенные на тот момент. AACS LA начала находить и рассылать требования о блокировании администрации всех сайтов, разместивших ключ.

В текущей спецификации HD DVD нет региональной защиты.

Интерактивность

HD DVD используют “HDi Interactive Format” – “Интерактивный формат HDi”, основанный на интернет-технологиях HTML, XML, CSS, SMIL и ECMAScript (JavaScript), что упрощает создание HDi контента веб-разработчикам.

3x DVD

Формат HD DVD может физически размещаться на стандартных DVD – это называется 3x DVD. Полоса пропускания 3x DVD в три раза выше, чем у обычных DVD. На 8.5 Гб DVD можно записать 85 минут 1080p видео, сжатого кодеком VC-1 или AVC со средним битрейтом 13 Мбит/с.

Развитие

Ведутся работы над дальнейшим усовершенствованием формата. В январе 2007 Toshiba продемонстрировала трехслойные HD DVD с 17 Гб на одном слое, общий объем диска достиг 51 Гб, но совместимость таких дисков с выпущенными проигрывателями не гарантируется.

Магнито-оптические накопители.

Запись информации в магнитооптических накопителях осуществляется на диск из стекла или прозрачного поликарбоната, содержащей магнитный слой из сплава тербия, железа и кобальта. Этот сплав обладает необходымыми магнитными свойствами и имеет низкую (около 145 С) температуру Кюри. С помощью луча лазера небольшой участок магнитного слоя (~0,5 кв микрона) можно очень быстро нагреть до более высокой температуры, так что при охлаждении в любом внешнем магнитном поле участок оказывается намагниченным в направлении этого внешнего поля. Поле прикладывается перпендикулярно поверхности диска. Меняя направление этого поля, можно по разному намагничивать разные участки, осуществляя таким образом запись информации.

Для считывания информации используется эффект Керра, который заключается в изменении направления поляризации лазерного луча, отраженного от намагниченной поверхности. Поскольку в данном случае направление намагничивания перпендикулярно поверхности диска (так называемая вертикальная запись), достигается плотность записи информации в 5 раз и выше, чем в винчестерах - более 19 тыс. дорожек на дюйм.

В настоящее время выпускаются оптические магнитонакопители для работы с носителями 3,5" и 5,25". Диски помещены в неразборные картриджи, похожие по конструкции на 3,5" дискеты.

Диски очень устойчивы к хранению информации и выдерживают 100 млн. циклов. Они не боятся повышенных и пониженных температур, электромагнитных излучений и загрязнений. Это устройство вне конкуренции по вместимости - 5,25" диски, заложенные с обеих сторон вмещают до 4,6 Гб информации.

Магнитооптические устройства являются относительно низкоскоростными, т.е. скорость вращения около 3000 - 4000 об/мин. Второй фактор это характерная для оптического носителя высокая интенсивность ошибок, которые требуется исправлять.

Низкое быстродействие делает магнитооптические накопители непригодными для применения в качестве основной внешней памяти. Но они интенсивно развиваются и являются наиболее перспективным типом носителем со сменными емкостями из-за высокой надежности и экономичности.