Современные оптические диски виды и параметры

   – DVD-R for general, DVD-R(G) – единожды записываемый диск, предназначенный для домашнего использования;

   – DVD-R for authoring, DVD-R(A) – единожды записываемый диск для профессиональных целей;

      – DVD-RW – перезаписываемый диск. Перезаписывать или стирать информацию можно до 1000 раз. Но нельзя стирать часть информации, можно только стереть диск полностью и полностью перезаписать;

      – DVD-RAM – используют технологию смены фазы. Их можно перезаписывать до 100000 раз, теоретический срок службы - до 30 лет. Но они дороги, выпускаются в основном в специальных картриджах и не поддерживаются большинством приводов и проигрывателей;

      – DVD+RW – основаны на технологии CD-RW и поддерживают перезапись информации до 1000 раз. Этот формат появился позже, чем DVD-RW;

   – DVD+R – единожды записываемый диск, подобный DVD-R [4].

      Понятно, что ни один привод или проигрыватель не поддерживает полностью все DVD-форматы. Большинство современных приводов поддерживают как формат DVD-R(W), так и формат DVD+R(W). Но старые приводы и бытовые плееры, выпущенные до появления формата DVD+R(W), будут читать только диски DVD-R(W). Существуют "супермульти" приводы, которые поддерживают все виды дисков, включая DVD-RAM. 

      DVD внешне идентичен CD, но позволяет  записывать информацию, большую  по объему в 24 раза, то есть до 17 Гбайт. Это стало возможным благодаря изменению физических характеристик диска и применению новых технологий. Расстояние между дорожками уменьшилось до 0,74 мкм, а геометрические размеры пит – до 0,4 мкм для однослойного диска и 0,44 мкм для двухслойного диска. Увеличилась область данных, уменьшились физические размеры секторов. Нашел применение более эффективный код исправления ошибок – RSPC (Reed Solomon Product Code), стала возможной более эффективная битовая модуляция.

      Технология DVD предоставляет огромное количество форматов и четыре типа конструктивного исполнения двух размеров. Диск такого стандарта может быть как односторонним, так и двухсторонним. На каждой стороне может быть один или два рабочих слоя.

      Рассмотрим  основные характеристики DVD различных типов.

      Размер диска – 80 мм (3,1 дюйма):

      – DVD-1 (Single-sided, single-layer) – односторонний  и однослойный диск. Может содержать  до 1,36 Гбайт информации;

      – DVD-2 (Single-sided, double-layer) – односторонний двухслойный диск. Содержит до 2,48 Гбайт информации;

      – DVD-3 (Double-sided, double-layer) – двухслойный  диск с одним информационным слоем  на каждой стороне. Емкость – до 2,74 Гбайт информации;

      – DVD-4 (Double-sided, double-layer) – диск с двумя  информационными слоями на каждой стороне. Емкость такого диска – до 4,95 Гбайт.

      Размер диска – 120 мм (4,75 дюйма):

      – DVD-5 (Single-sided, single-layer) – односторонний однослойный диск. Содержит до 4,7 Гбайт информации;

      – DVD-9 (Single-sided, double-layer) – односторонний  и двухслойный диск. Емкость – до 8,5 Гбайт;

      – DVD-10 (Double-sided, double-layer) – двухслойный  диск с одним информационным слоем  на каждой стороне. Содержит до 9,4 Гбайт информации;

      – DVD-18 (Double-sided, double-layer) – двухслойный  диск с двумя информационными  слоями на каждой стороне. Способен вместить до                    17 Гбайт информации.

      Число в наименовании диска – DVD-1, DVD-4, DVD-10 и т. д. – это округленное значение емкости [5].

      Запись  однослойных DVD аналогична записи CD, а  вот запись двухслойных дисков существенно  отличается от описанного ранее процесса.

Двухслойные диски типов DVD-2 и DVD-9 имеют два  рабочих слоя для записи информации. Эти слои разделяются с помощью специального полупрозрачного материала. Для выполнения своей функции такой материал должен обладать взаимоисключающими свойствами: хорошо отражать лазерный луч в процессе считывания наружного слоя и одновременно быть максимально прозрачным при считывании внутреннего слоя. По заказу корпораций Philips и Sony компания 3M создала материал, удовлетворяющий таким требованиям: обладающий коэффициентом отражения 40% и необходимой прозрачностью.

      Во  время считывания информации с такого диска лазерный луч сначала проходит сквозь полупрозрачный слой, фокусируясь на треках внутреннего слоя. Считав всю информацию внутреннего слоя, лазерный луч автоматически меняет свою фокусировку и считывает информацию с полупрозрачного слоя. Наличие в приводе DVD буфера и возможность быстрой смены фокусировки позволяет непрерывно подавать данные на материнскую плату.

      При изготовлении двухслойного диска сначала  штампуется первый слой, основанный на поликарбонатах. Затем наносится  полупрозрачный материал, который в  свою очередь покрывается пленкой фотополимерного материала. С помощью ультрафиолетового излучения фотополимеру придается жесткость, и DVD заливается поликарбонатом, который служит диску защитным слоем.

      DVD имеют толщину 0,6 мм. Для физической  совместимости с CD на DVD дополнительно приклеивалась поликарбонатная подложка толщиной 0,6 мм. С целью не только увеличить толщину DVD до 1,2 мм, но и одновременно улучшить его функциональность, увеличив емкость носителя в два раза, компанией Toshiba был создан двухсторонний диск (типы DVD-3 и DVD-10). Чтобы получить диск типа DVD-3, достаточно склеить между собой со стороны этикеток два DVD-1; для получения же DVD-10 соединяются два DVD-5. Таким образом, склеивая между собой два диска толщиной 0,6 мм, мы получаем один диск, по толщине равный CD и обладающий возможностью записать вдвое больше информации.

      Для получения дисков типа DVD-4 следует  склеить два DVD-2, для DVD-18 – соответственно два DVD-9.

      Принцип записи информации на DVD-R (Digital Versatile Disk Read-only – однократно записываемый DVD) и считывания с него аналогичен записи и считыванию CD-R. Во время записи DVD в специальных рекордерах лазерный луч повышенной мощности «прожигает» в активном слое отверстия (питы). При считывании информации лазерный луч обычной мощности, свободно проходя сквозь образовавшееся отверстие, отражается от металлизированного слоя и попадает на фотодатчик, а потом на микропроцессор.

      Для записи и считывания информации с DVD-RW (Digital Versatile Disk ReWritable – перезаписываемый DVD) применяется технология Phase Change Technology (метод изменения фазы). Лазерный луч во время записи движется по спиральной дорожке. В период повышенной активности луча регистрирующий слой меняет свою структуру, переходя из кристаллического состояния в аморфное. При считывании информации детектор распознает, от какой поверхности отразился лазерный луч – кристаллической или аморфной, – и преобразует данные в цифровой поток. Под воздействием лазерного луча определенной мощности активный (регистрирующий) слой возвращается в исходное состояние, и диск может быть перезаписан множество раз.

      Вывод: были определены виды и параметры DVD-дисков, которые позволяют хранить больший объем информации, чем компакт-диски, благодаря использованию лазера с меньшей длиной волны.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2. Будущее оптических носителей информации

2.1. Blue Ray, HD-DVD, AHD, HVD, AO-DVD, DMD

      Попробуем разобраться с будущим CD и DVD; их многочисленными модификациями и преемниками. 

      Хотя  практически все форматы оптических носителей информации несовместимы между собой, технологии всюду очень  похожи: используется лазер, который каким-то образом модифицирует поверхность диска, в результате записывается информация. Так было и с CD, которые долгое время остаются невероятно популярными, и с DVD, и с новым форматом, который в ближайшем будущем, возможно, заменит два первых - речь идет о Blue Ray Disc.

      Данный  стандарт разработан совместно несколькими  крупнейшими компаниями, в числе  которых Sony, Dell, Hitachi, HP, LG, Mitsubishi, Panasonic, Pioneer, Philips, Samsung, Sharp, TDK и Thomson; характеристики новых дисков таковы, что они должны прийти на смену существующей оптике. Емкость диска с односторонней записью - до 27 Гб, ее можно удвоить (т.е. довести до 54 Гб), сделав диски двусторонними. При этом сам диск по своим размерам остается примерно таким же, как и обычный CD. Встает вопрос: как же туда удалось поместить такое количество информации? Ответ содержится в самом названии; дело в том, что в обычных приводах CD и DVD для чтения и записи используется красный лазер с длиной волны 785 нм и 650 нм соответственно, а в Blue Ray - голубой лазер с длиной волны 405 нм, что позволяет фокусировать его с большей точностью и, следовательно, считывать и прожигать на поверхности диска больше отсчетов (питов) на единицу площади. Хотя новые диски появились совсем недавно, уже имеется стандарт на записываемые диски, чего не было раньше, при появлении CD и DVD.

      Главный идеолог Blue Ray – компания Sony.

      К сегодняшнему дню она успела представить общественности как приводы для чтения/записи Blue Ray, так и сами диски. К сожалению, будущее этого стандарта еще весьма неопределенно. То, что между собой борются родственные, но тем не менее несовместимые форматы, уже не раз играло злую шутку над CD, а позднее – DVD, так может случиться и в этот раз. Ближайший конкурент Blue Ray – стандарт HD-DVD, разрабатываемый совместно Toshiba и NEC, а также поддерживаемый DVD-Forum. И там и там используется голубой лазер для чтения и записи информации, но емкость дисков HD-DVD существенно ниже: однослойный диск вмещает 15 Гб данных, двухслойный – 30 Гб. Зато HD-DVD остается совместимым с DVD на физическом уровне, чего нельзя сказать о Blue Ray. Кроме того, этому стандарту покровительствует DVD-Forum, весьма влиятельная и представительная организация, а также Microsoft, которая уже заявила о своем желании включить поддержку HD-DVD в новой ОС Longhorn, а вот про Blue Ray не сказала еще ничего определенного. Впрочем, встает резонный вопрос, а будут ли работать с дисками HD-DVD более старые, чем Longhorn, версии Windows.

      Окончательного  победителя этой борьбы выявят только производители дисков с мультимедиа, которые, скорее всего, выберут только один стандарт и будут в дальнейшем для записи контента использовать исключительно его.

      Уже сейчас, когда новые стандарты  только собираются выйти на рынок, появляются сообщения о разработке новых форматов, обладающих фантастической ёмкостью. Чаще всего до появления хотя бы прототипов далеко, пока что оформляются патенты.

      Возьмем, например, проект компании Colossal Storage Сorporation, связанный с созданием 3,5-дюймовых дисков Atomic Holografic Disk ёмкостью 10 Терабайт! Звучит как сказка, причём вполне может сказкой и остаться.

      Ещё один интересный проект предложен HVD Альянсом, в который вошли CMC Magnetics, Fuji Photo Film и ряд других компаний. Это разработка голографических дисков Holografic Versatile Disc (HVD). Ёмкость такого диска – от 100 до 1000 Гигабайт. Главный секрет – использование не одного луча лазера, а сразу миллиона! Скорость чтения при этом может достигать 1 Гбит в секунду.

      Совсем  похожим на уже созданные форматы является разработка корпорации New Medium Enterprises, которая собирается предоставить оптический диск Versatile Multilayer Disc (VMD), способный вместить                   20 Гбайт и использующий обычный красный лазер. Просто это четырёхслойный диск. Первые приводы и диски должны поступить в продажу уже в этом году, но, скорее всего, дальше Азиатского региона они не выйдут, так как являются чисто переходным явлением.

      Компания Iomega недавно запатентовала технологию Articulated Optical Digital Versatile Disc (AO-DVD), позволяющую увеличить емкость стандартного DVD диска в 40-100 раз, а скорость считывания данных –                 в 5-30 раз. При этом стоимость новых оптических дисков останется столь            же невысокой, что и  у привычных DVD. В патенте США №6879556 описывается методика хранения данных на оптическом диске с беспрецедентно высокой плотностью и способ ее технической реализации. Iomega предполагает запатентовать целый ряд технологий в этой области.

      Как сообщает New Scientist, в основе технологии – идея использования для хранения информации наноструктур – участков, имеющих размеры, меньшие, чем длина волны лазерного излучения. При этом на поверхности диска при записи данных формируются участки, угол наклона которых слегка отличается. Для его определения анализируется характер распределения отраженного света. Благодаря наличию ориентированных под различными углами «наплывов», размеры которых меньше длины волны используемого лазера, емкость носителя удалось повысить на два порядка.