Современные оптические диски виды и параметры

      Если  современный DVD может вместить до 8,5 ГБ данных, то на диск AO-DVD теоретически можно записать до 800 ГБ. Более того – специалисты Iomega заверяют, что новая технология позволит в 30 раз повысить скорость считывания. В настоящее время, по словам ведущего технолога Iomega Фреда Томаса (Fred Thomas), ведутся работы по созданию «массива механизмов, с помощью которых станет возможным прецизионно контролировать состояние фокусированного светового луча при его отражении». При этом, добавляет он, перспективы внедрения этой технологии в жизнь зависят от появления лазеров, работающих в более коротковолновой области спектра.

      Компания D Data разрабатывает Digital Multilayer Disc (DMD) –  диск для красного лазера, поддерживающий до 6 слоев и имеющий ёмкость                 15 Гбайт. Принцип его действия – активный слой под действием сфокусированного луча лазера начинает светиться (эффект флуоресценции), тогда как в обычном состоянии абсолютно прозрачен. Вот почему количество слоев можно довести до шести и даже больше – главное, точно сфокусировать лазер на нужном слое. Но пока про эти диски ничего не слышно, да и поддержки у крупных кинокомпаний они теперь уже точно не найдут [6].

      Вывод: рассмотрели Blue Ray, HD-DVD, AHD, HVD, AO-DVD, DMD, перспективы внедрения которых в жизнь зависят от появления лазеров, работающих в более коротковолновой области спектра.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2.2. Многослойные оптические  диски

      Появление на рынке Blue Ray и HD-DVD - это весьма близкая  перспектива, чего пока, к сожалению, нельзя сказать о многослойных оптических дисках (FMD - Fluorescent Multilayer Disk). Характеристики FMD потрясают воображение: диск размером со стандартный CD вмещает до терабайта данных, при этом скорость чтения с него может достигать 1Гб/сек. Создатель новой технологии - небольшая и достаточно молодая компания Constellation 3D (C3D).

      Внешний вид FMD поражает: в отличие от обычного компакт-диска, он совершенно прозрачен. Дело в том, что в основе работы флуоресцентных дисков лежит совершенно другой принцип, нежели у CD или DVD. У традиционных оптических накопителей лазерный луч отражается от непрозрачной подложки диска, и за счет этого происходит считывание; в FMD принимается не отраженный от подложки свет, а испускаемый веществом диска под воздействием лазера, т.е. флуоресцентный. Другое отличие – FMD-диски многослойные, число слоев в существующих образцах - несколько десятков, но планируется довести их количество до 1000. У CD или DVD проблему многослойности до сих пор не удалось решить, поскольку вследствие интерференции и некоторых других факторов практически невозможно различать отраженный свет от разных слоев диска, а вот во флуоресцентных дисках это делается довольно легко. Вначале лазер фокусируется на определенном слое и вызывает его флуоресценцию, затем этот испущенный свет регистрируется фотоприемником. Материал, содержащий записанную информацию, при прохождении через него света изменяет его длину волны. Чем больше путь, тем длиннее она будет, за счет этого можно определять, как глубоко находится тот слой, с которого идет считывание. Более того, возможно одновременное считывание информации с нескольких слоев, лежащих один над другим, что, как уже упоминалось, позволяет добиться увеличения скорости считывания до 1 Гбит/с, при этом угловая скорость диска в приводе будет даже меньше, чем у CD.

      Относительно  недавно, компанией C3D было объявлено о создании новейшего типа носителей информации, под общим названием FMD ROM (fluorescent multilayer disk), то есть флуоресцентный многослойный диск. Эта перспек-тивная разработка, как ожидают ее создатели, должна после своего выхода заменить все существующие на сегодняшний момент устройства хранения информации, причем не только устаревающие диски CD-ROM, но и относительно новые DVD-ROM.

  Магнитные диски просуществовали более тридцати лет, CD-ROM чуть меньше двадцати, на смену CD совсем недавно пришел стандарт DVD и вот не прошло и три года, как появился преемник DVD.  
Да, DVD, который на сегодняшний день является самым емким сменным носителем цифровой информации, в скором будущем уступит по всем показателям новому стандарту носителей FMD ROM.

      По  каким же параметрам FMD ROM будет превосходить DVD?  
Первый параметр – соотношение размер/емкость. Тут "fluorescent multilayer disk" вне конкуренции. Разработчики заявляют, что уже сейчас первые прототипы способны вмещать при размере диска 12 см в диаметре, то есть на стандартном 5 дюймовом носителе до 140Гб. Это при десяти слоях. А в ближайших планах компании C3D есть желание, как минимум удесятерить число слоев. При этом становится вполне реальной возможность создания сменных носителей информации емкостью в десятки терабайт. Та емкость, которую на сегодняшний день можно получить лишь при использовании громадных дисковых массивов, занимающих подчас целые шкафы и даже комнаты, будет обеспечиваться компактным диском, который с легкостью умещается в кармане!

      Насчет  скорости доступа еще очень мало данных. Разработчики обещают, что этот параметр будет намного выше, нежели у DVD. Хотелось бы верить, ведь иначе, с  существующими скоростями, при работе с терабайтными массивами информации даже простые операции, например, перечитка диска, может затянуться на несколько часов. Новые гигантские объемы требуют и соответствующих скоростей доступа.  
 Что же касается соотношения емкость/стоимость носителя, то и тут FMD ROM не имеет себе равных. Ведь он представляет собой практически кусок пластмассы, вернее полимерную матрицу с фотохромным веществом, но по стоимости, это просто пластиковый диск. И ни каких затрат по созданию дорогостоящих полупрозрачных слоев, как в DVD. Собственно и никаких слоев в привычном смысле этого слова нет. Диск совершенно прозрачный, хотя и имеет формат обычного CD или DVD диска. В отличие от обычного CD-ROM, в котором отражающий алюминиевый слой нанесен на выдавленную подложку из полимера, из-за чего он собственно и непрозрачен, диск FMD ROM монолитен и при этом разделен по вертикали на некоторые условные области названные разработчиками "слоями" (layer). Эти "слои" не являются слоями в привычном смысле, это скорее параметр форматирования диска, ближайший аналог - это сектора и дорожки для магнитных носителей. Толщина этих слоев строго фиксирована, и это не случайно. Чтобы понять, почему разработчики выбрали именно эту толщину каждого из слоев, надо рассмотреть принципы записи/считывания информации на FMD ROM.

      В оптических носителях (CD, DVD, магнитооптика) во время чтения луч полупроводникового лазера отражается от слоя с записанной информацией.

      Отраженный  луч затем фиксируется детектором - приемником. Грубо говоря, считывание идет по принципу: попал или не попал луч в приемник. Максимальная удельная емкость диска определяется размером светового пятна от лазера, которое в свою очередь зависит от длины волны (у красных лазеров - 650нм). Можно использовать два слоя, причем сделать один из слоев прозрачным для излучения с определенной длиной волны, как это реализовано в DVD. Но два слоя - это предел, больше сделать очень сложно, так как нужны очень точные фокусирующие системы, которые будут работать только в лабораторных условиях. Разумеется, массовое производство таких систем является невероятно дорогим и нерентабельным. Да и вообще, технология отражающих слоев подошла к своему пределу развития.

      Но  вот создатели технологии многослойных дисков, компания C3D, нашли способ обошли проблему множественной интерференции между слоями и потери самого луча в многослойных дисках. И технологически это выглядит очень красиво и остроумно.

      Разработчиками FMD было предложено следующее решение: материал, содержащий записанную информацию, не отражает, как подложка в DVD или CD, а излучает! Использовано явление флуоресценции, то есть, при освещении активирующим излучением (в данном случае полупроводниковым лазером с определенной длиной волны) вещество начинает излучать, сдвигая спектр падающего на него излучения в сторону красного цвета на определенную величину. Причем величина сдвига зависит от толщины слоя. Таким образом, выбрав такую толщину слоя, что бы спектр отраженного света получается смещенным относительно длины волны излучающего лазера на строго определенную величину, например на 30 или 50 нм, можно с высокой достоверностью записывать информацию вглубь диска и впоследствии считывать ее без потери данных.

      Для FMD ROM разработчиками так же предложено название "трехмерный диск", и  в данном случае это вполне оправдано.  
Таким образом, плотность записи будет зависеть и от чувствительности регистрирующего детектора. Чем меньше то дополнительное излучение флюоресцирующего вещества, добавляющееся к частоте рабочего лазера, который удастся зафиксировать, тем большее число слоев можно вместить в один диск.

      Принцип записи на FMD ROM основан на явлении  фотохромизма. Фотохромизм – это свойство некоторых веществ под действием активирующего излучения обратимо переходить из одного состояния в другое, при этом изменяя свои физические свойства (например, такие как цвет, появление/исчезновение флюоресценции и т.д.). Материал, из которого состоит FMD ROM содержит специальную фотохромную субстанцию, которая циклизуется под воздействием лазерного луча определенной длины волны, превращаясь в необходимый устойчивый флуоресцент. Обратная реакция рециклизации, приводящая к исчезновению флуоресцентных свойств (операция стирания), происходит под действием лазера с другой длиной волны. Стирающая частота лазера выбирается с таким расчетом, чтобы она не встречалась в повседневной жизни, во избежание потери данных. Ну, и естественно читающий лазер, ни в коем случае не должен вносить изменения в данные, хранящиеся на диске.

      Наиболее  ценными фотохромными свойствами обладают соединения под названием фульгиды, поэтому можно предположить, что используемый в FMD ROM фотохром принадлежит именно к этому классу. Вообще идея использования фотохромов в качестве носителей информации не нова. Ей примерно тридцать лет. И лишь теперь эта идея была реализована на практике [2].

      Вывод: рассмотрены перспективные разработки многослойных дисков. С их появлением вырастет скорость передачи данных, а потом прийдет время новых технологий.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Заключение

        Современные технологии записи информации продолжают стремительно развиваться, особенно в последние годы. Прогресс движется в сторону увеличения ёмкости, увеличения скорости и надёжности систем сохранения информации.  

        В условиях все возрастающих объемов информационных потоков оптические диски прочно укрепились как стандарт передачи информации, так как позволяют записывать и надежно хранить данные во всех популярных форматах (таких как Audio CD, Video CD, Photo CD, CD-ROM) на простом и дешевом носителе – лазерном компакт-диске.

        Всё это сопровождается постоянным снижением цен, что делает новейшую технику сравнительно доступной.

      Оптические компакт-диски (CD-R/RW) уже давно стали незаменимым средством резервного копирования, а порой,  – и оперативного хранения информации. Но и DVD постепенно берут свое: на этих носителях сегодня выпускаются не только фильмы, но и игры, а также мультимедийные энциклопедии. 

      В настоящее  время  оптические  диски  являются  наиболее  надёжными материальными  носителями  документированной  информации,  записанной  цифровым способом. 

      Вместе  с  тем, активно  ведутся  работы по созданию ещё  более  компактных носителей информации с использованием так называемых нанотехнологий, работающих с атомами и молекулами. В результате  один  компакт-диск, изготовленный по нанотехнологии, может заменить тысячи лазерных дисков. 
 
 
 

Список использованных источников: 

      1. Гук, М.Ю. Аппаратные средства IBM PC [текст]: энциклопедия                 / М.Ю. Гук. – СПб. : Питер, 2008. – 1072 с. : ил. – ISBN 5-469-01182-8.

      2. Жмакин, А.П. Архитектура ЭВМ [текст] : учебн. / А.П. Жмакин. – СПб. : BHV, 2010. – 352 с. – ISBN 978-5-9775-0550-5.

      3. Ларьков, Н.С. Документоведение [текст]: учеб. пособ / Н.С. Ларьков. – М. : АСТ, Восток-Запад, 2006. – 432 с. – ISBN 5-17-033775-2.

      4. Максимов, Н.В. Технические средства информатизации [текст] / Н.В. Максимов, Т.Л. Партыка. – М. : Инфра-М, 2008. – 592 с. –                             ISBN 5-16-002344.

      5. Меняев, М.Ф. Информационные ресурсы [текст] / М.Ф. Меняев. – М. : Омега-Л, 2003. – 432 с. – ISBN 5-98119-070.

      6.Будущее  накопителей информации [электронный ресурс] . – режим доступа : http: // www.comdoc.ru . – заглавие с экрана.