5.4. Многофункциональные цифровые оптические
ДИСКИ - DVD
Следующим этапом развития стандарта CD явилась разработка многофункциональных цифровых оптических дисков - DVD ( Digital Versatile Disc ). Этот вид оптических дисков обладает повышенной плотностью записи информации. Имеются следующие виды дисков этого типа:
DVD - ROM - для записи компьютерных программ и другой цифровой мультимедиа информации;
DVD - R - диски с возможностью однократной записи информации;
DVD - RAM (DVD - RW) - диски с возможностью многократной перезаписи данных.
Существует два физических размера DVD - диска: 12 см ( 4.7 дюйма ) и 8 см ( 3.1 дюйма ). По конструктивному исполнению DVD - диски обоих классов делятся на 4 различных типа. Они бывают одно- и двухслойными, при этом информация может записываться на одной или на двух сторонах. Цифра в наименовании – это округленное значение емкости:
DVD - 5 ( Single-sided, Single-layer disc ). Однослойный односторонний диск емкостью 4.7 Гбайт. Имеет стандартные для CD размеры: диаметр 12 см и толщину 1.2 мм;
DVD - 18 ( Double-sided, Double-layer disc). Двухсторонний диск с двумя информационными слоями. Обладает емкостью в 17 Гбайт. Имеет стандартные для CD размеры.
Двухслойные DVD - диски, разработанные фирмами Sony и Philips, имеют два информационных слоя толщиной по 0.6 мм каждый. Внутренний информационный слой выполняется по стандартной технологии прессования пит (углублений на диске, прожигаемых лазерным лучом) и напыления отражающего слоя. Затем поверх него наносится второй – полупрозрачный слой толщиною 0.6 мм, на котором формируется второй информационный слой. Общая толщина двухслойных дисков составляет 1,2 мм, что соответствует размерам стандартного CD и Video-CD. Для считывания двухслойных DVD - дисков применяют специальные универсальные оптические головки с переменным фокусным расстоянием, которые могут быть перефокусированы по глубине: либо на внутреннем, либо на внешнем информационном слоях. При воспроизведении двухслойного DVD - Video диска универсальная оптическая система DVD - проигрывателя вначале будет фокусировать луч лазера на внутренних информационных треках диска, при этом луч будет проходить через полупрозрачный внешний слой. После окончания считывания данных с этого слоя он автоматически перефокусируется на наружный слой. Структура двухслойного DVD - диска и возможные рабочие положения считывающих лазерных лучей показаны на рис.5.8.
Рис.5.8. Структура двухслойного DVD - диска.
Коэффициент отражения наружного информационного слоя равен 40%, что обеспечивает уверенное и надежное считывание данных. Некоторые фирмы ( в частности, Sony ) в своих DVD - проигрывателях используют две раздельные оптические головки, оптимизированные для считывания информации с дисков различных типов. Двухслойные DVD - диски сегодня практически не выпускаются. Предполагается, что обычные CD - проигрыватели будут воспроизводить запись с внутреннего слоя, а DVD - проигрыватели - с внешнего полупрозрачного.
Двухсторонние DVD были предложены фирмой Toshiba и представляют собой два односторонних DVD-диска толщиной по 0.6 мм, склеенные нерабочими сторонами друг с другом. При этом их информационные слои оказываются снаружи диска. Двухсторонние диски имеют маркировку сторон, которая выполнена на полупрозрачном кольце вокруг установочного отверстия на диске.
Высокая информационная емкость DVD - диска обусловлена увеличением плотности записи информации на диск более чем в 7 раз по сравнению со стандартными оптическими дисками ( 4.7 Гбт у самого простого варианта диска ( DVD - 5 ) по сравнению с 0.65 Гбт у CD, Video-CD и CD-ROM). Это стало возможным благодаря следующим технологическим новшествам:
уменьшены геометрические размеры пит с 0.83 мкм (CD) до 0.4 мкм ( DVD );
уменьшен шаг "спирали" между соседними дорожками пит - с 1.6 мкм (CD) до 0.74 мкм (DVD);
увеличена область данных;
уменьшено перекрытие секторов (~1.06x).
Для надежного считывания данных для DVD - проигрывателей используются прецизионные оптические лазерные головки. Кроме того, для считывания более мелких пит применен лазерный луч с меньшей длиной волны 0.635 - 0.650 мкм и увеличенной до 0.6 апертурой линзы (для сравнения: в CD - проигрывателях используется лазерный луч с длиной волны 0.780 мкм и оптическая система с апертурой 0.45). Это позволило сфокусировать лазерный луч на поверхности информационного слоя в пятно гораздо меньших размеров и обеспечить надежное считывание микрорельефа DVD - диска. Средняя скорость считывания цифрового видеосигнала с DVD - диска составляет 3.5 Мбит/с.