3. Оптические носители

Об оптических дисках с однократной записью и многократным чтением заговорили в конце 80-х гг. Привод CD-ROM является отличным носителем информации, более компактным, удобным и дешевым чем винчестер. Но в тоже время и более капризным в обращении, в чем значительно уступает как жестким и магнитооптическим дисками, так твердотельным накопителям.

CD-ROM— разновидность компакт-дисков с данными, доступными только для чтения. Основной характеристикой является скорость передачи данных. Термин “скорость записи” определяет, насколько быстро данные могут быть записаны на CD-R диск. Маркировка 2х, 4x, 6x, 8x, 12x, 16x, 24x, ... 48x показывает, во сколько раз быстрее устройство записывает данные по сравнению с односкоростным эталоном. Под одной скоростью понимается скорость передачи данных равная 150 Кб/сек. За единицу считывания, принята скорость считывания с магнитной ленты.

Качество считывания характеризуется коэффициентом ошибок и представляет собой оценку вероятности искажения информационного бита при его считывании. Данный параметр отражает способность устройства корректировать ошибки чтения/записи. Среднее время доступа – время, которое требуется приводу для нахождения на носителе нужных данных. Варьируется от 400 до 800 мс. Объем буферной памяти позволяет передавать данные с постоянной скоростью.

Накопитель CD-R, для изготовления которого использовали обычный диск, покрытый специальным красителем, поверх которого напылялся тончайший отражающий слой благородного металла (серебра или золота). При записи лазерный луч, сфокусированный на слое красителя, физически «выжигает» его, образуя непрозрачный участок, аналогичный «ямке» на обычном штампованномCD. Однако при многосеансовой записи появляются неиспользованные участки (начальные и конечные «пустые» участки). Наличие неиспользуемых участков приводит к потере при записи каждого следующего сеанса 13,5 Мбайт пространства наCD-R.

После достижения скоростей по записи/считыванию 8X/24XCD-Rбыли вытеснены более универсальными накопителямиCD-RW.

CD-RWпозволяет записывать диски не только с однократной записью, но и перезаписываемые. Здесь используются три режима работы лазера, отличающиеся мощностью луча: режим записи (максимальная мощность, обеспечивающая переход активного слоя поликристаллического сплава в неотражающее аморфное состояние), режим стирания (возвращает активный слой в отражающее кристаллическое состояние) и режим чтения (самая низкая мощность, не влияющая на состояние активного слоя)

Изготовителей устройств записи на оптические диски всегда преследует проблема – опустошение буфера. Так как запись происходит с постоянной скоростью, то в буфере дисковода все время должны присутствовать данные для записи. Если данные отсутствуют, то при CD-R«болванка» безвозвратно теряется, а приCD-RW необходимо стирать и заново записывать информацию. Далее была разработана технологияBURN-Proof(BufferUndeRuN-Proof, т.е. защита от опустошения буфера), процесс записи приостанавливается, если в буфере объем данных меньше, чем некоторый порог. Сейчас эта технология используется всеми изготовителями накопителейCD-RW.

Выпущен накопитель, в котором осуществляется пакетная запись на CD-RW(путем переноса файлов). Достигнуты скорости записи/перезаписи/чтения значений 40Х/12Х/48Х, используется буфер с емкостью 8 Мбайт, и получено время доступа к данным 72 мс. Недостаточность (до 700Мбайт) емкости и невозможность дальнейшего повышения производительностиCD-ROMтребовали задуматься о новом формате оптических дисков.

DVD(DigitalVideoDisk) – диски, которые первоначально разрабатывались для домашнего видео. Отличаются тем, что могут хранить объем данных многократно превышающий возможности компакт дисков (от 4,7 до 17 Гб.). Уровень качества звука и изображения хранимого наDVDприближен к студийному качеству. В накопителяхDVDиспользуется более узкий луч лазера чем вCD-ROM, поэтому толщина защитного слоя диска была снижена в 2 раза, что привело к появлению двухслойных дисков.

В отличие от CD-ROM(односторонние и однослойные)DVD-диски бывают: односторонний однослойный (емкость 4.7 Гбайт) –DVD-5; односторонний двухслойный (8,5 Гбайт) –DVD-9; двусторонний однослойный (9,4 Гбайт) –DVD-10; двусторонний двуслойный (17 Гбайт) –DVD-18.

DVDForum(в нее входят 11 изготовителей накопителей и носителей к ним) подготовило 5 документов, описывающих форматыDVD-ROM,DVD-Video,DVD-Audio,DVD-R(однократно записываемыйDVD),DVD-RAM(DVDс возможностью многократной записи), совсем новые два формата многократно записываемых дисков –DVD-RWиDVD+RW– и один однократно записываемыйDVD+R.

Увеличение емкости диска одного и того же размера в 7-25 раз получается за счет применения лазера красного диапазона с длиной волны 635 или 650 нм (вместо ИК-лазера с длиной волны 780 нм). В результате удалось сократить размер «ямок» с 0,83 до 0,4 мкм, а шаг дорожек – с1.6 до 0,74 мкм. Это дало общий выигрыш в емкости в 4,5 раза. Были применены более эффективные коды коррекции ошибок. Следовательно, автоматически увеличились скорости передачи данных при той же скорости вращения носителя. DVD-ROMIXимеет значение 1250 Кбайт/с, что соответствует 8ХCD-ROM.

Всего существует 6 форматов записываемых DVD(в хронологическом порядке их появления):DVD-RforGeneral, DVD-R for Authoring, DVD-RAM, DVD-RW, DVD+RW иDVD+R.

DVD-R For Authoring; DVD-R For General. Отличаются они длиной прожиг-лазера и присутствием защиты от нелегального копирования. ФорматDVD-R For Authoringболее профессиональный вариант. Часто используется для изготовления мастер-дисков..DVD-RforGeneral– предназначен для широкого применения, записанные в этом стандарте диски нельзя использовать в качестве мастер-дисков.

Как известно, на рынке записываемых DVD присутствуют три конкурирующих формата: DVD-R/W и DVD+R/W и DVD-RAM. Последний сочетает в себе полную несовместимость с чем-либо и высокую надежность хранения данных, что делает его хорошим нишевым решением для резервного копирования и в то же время закрывает дорогу на массовый рынок. DVDRW (DVD Rewritable, перезаписываемый) — это формат перезаписываемого диска. Максимум могут вмещать до 4.7 Гб информации, поодерживают двустороннюю запись/перезапись.

Совместимость – проблема, которая преследовала накопители DVDс самого их рождения, т.е приводы поддерживающие различные форматы записи не могут писать друг на друга (что и понятно), так иногда они не в состоянии даже прочитать диск записанный по другой технологии. Причём чем старее модель привода, тем хуже ситуация. В полной мере это относится и к стационарным DVD-плеерам.