Разновидности компакт дисков. стандарты и форматы определяющие информационную емкость

Существует следующие разновидности компакт-дисков:

CD-DA (Compact Disk Digital Audio) - это лазерный диск, содержащий цифровую запись речи, музыки и т.п.

CD-DVI (Compact Disk Digital Video Interactive) - это интерактивный компакт-диск, который может вместить огромное количество информации о продуктах и услугах компании. В него можно включить видеоролики и мультипликацию, схемы, пояснения, и многое другое.

CD-ROM, CD-R (Compact Disk Read-Only Memory) - это постоянная память, реализованная на компакт-дисках, предназначенная для хранения больших объемов информации (550 Мбайт и более). Вывод записанных на CD-ROM данных производится при помощи подключенных к ПЭВМ считывающих дисководов, которые также иногда называют "проигрывателями" и которые в комплекте с CD-ROM выполняют функции внешнего постоянного запоминающего устройства большой емкости.

CD-EROM, CD-PROM (Compact Disk Erasable Read-Only Memory, Compact Disk Programmable Read-Only Memory) - это перезаписываемый (стираемый или программируемый) компакт-диск.

CD-RW, CD+RW, DVD-R/W (ReWritable Compact Disk) - это так же перезаписываемый компакт-диск": вариант CD-EROM или CD-PROM.

CD-R (CD-Recordable, CD-WORM, Compact Disk Write-Once Read-Many times) - это лазерный диск однократной записи (информацию на записанном CD-R изменить невозможно).

EDOD (Erasable Digital Optical Disc) - это "стираемый цифровой оптический диск", работающий подобно жесткому магнитному диску, но использующий магнитооптическую технологию, позволяющую производить перезапись данных на одном диске.

Видео компакт-диск, видео-CD (CD-DV, Compact Disk Digital Video) - разновидность компакт-дисков, предназначенных для цифровой записи и воспроизведения видеофильмов. Один диск может хранить запись одного полнометражного фильма.

Фото CD (Photo-CD) - средство хранения фотографий (а в дальнейшем - графики и звукового сопровождения) и воспроизведения их на телевизоре с использованием дисководов (плейеров).

Pro-Photo CD - Фото CD - это носитель, который содержит по шесть вариантов каждого изображения с различной степенью разрешения и позволяет сканировать пленки размерами до 4х5 дюйма (10х12,5 см). На один диск можно записать до 25 изображений.

Цифровой видеодиск, цифровой компакт-диск, цифровой универсальный диск (DVD, DVD-ROM, DVD-R, Digital Video Disk, Digital Versatile Disk Random-Only Memory) - это разновидность компакт-диска новой спецификации для 5-дюймовых и 3-дюймовых оптических дисков. Это конструкция двухсторонних дисков с двумя запоминающими слоями с каждой стороны общей емкостью в 17 Гбайт, что в 15 раз больше, чем емкость ранее выпускавшихся версий компакт-дисков, и соответствует объему двух полнометражных фильмов. Конструкция DVD дисков предусматривает использование вместо одной пластины толщиной в 1,2 мм двух пластин толщиной 0,6 мм каждая. Это позволило создать двухсторонние диски

UMD (Universal Media Disc) - это 2,4-дюймовый оптический диск емкостью 1,8 Гбайт и накопитель, разработанных для игровой приставки PSP (PlayStation Portable). Помимо компьютерных игр на такие носители можно записывать музыку, фотографии, видео и их произвольные сочетания.

Shape CD (фигурный компакт-диск) - оптический носитель цифровой информации типа CD-ROM, но не строго круглой формы, а с искривлённой конфигурацией внешней окружности в форме разнообразных объектов, таких как очертаний портретов, машин, самолётов, диснеевских персонажей, сердечек, звёздочек, овалов, в форме кредитных карточек и т. д. Обычно применяется в шоу-бизнесе, как носитель аудио- и видеоинформации. Был запатентован рекорд-продюсером Марио Коссом в Германии (1995). Обычно диски с формой, отличающейся от круглой, не рекомендуют применять в компьютерных приводах CD-ROM, поскольку при высоких скоростях вращения (до 12000 об./мин.) диск может лопнуть, что может привести к полному выходу привода из строя.

Принцип считывания информации с оптических дисков

Считывание информации

Данные с диска читаются при помощи лазерного луча с длиной волны 780 нм, излучаемого полупроводниковым лазером. Принцип считывания информации лазером для всех типов носителей заключается в регистрации изменения интенсивности отражённого света. Лазерный луч фокусируется на информационном слое в пятно диаметром ~1,2 мкм. Если свет сфокусировался между питами (на ленде), то приёмный фотодиод регистрирует максимальный сигнал. В случае, если свет попадает на пит, фотодиод регистрирует меньшую интенсивность света.

Различие между дисками только для чтения (CD) и перезаписываемыми дисками (CD-R/RW) заключается в способе формирования питов. В диске только для чтения питы представляют собой некую рельефную структуру (фазовую дифракционную решётку), причём оптическая глубина каждого пита чуть меньше четверти длины волны света лазера, что приводит к разнице фаз в половину длины волны между светом, отражённым от пита и светом, отражённым от ленда. В результате в плоскости фотоприёмника наблюдается эффект деструктивной интерференции и регистрируется снижение уровня сигнала. В случае CD-R/RW пит представляет собой область с бо́льшим поглощением света, нежели ленд (амплитудная дифракционная решётка). В результате фотодиод также регистрирует снижение интенсивности отражённого от диска света. Длина пита изменяет как амплитуду, так и длительность регистрируемого сигнала.

Скорость чтения/записи CD указывается кратной 150 Кб/с (то есть 153 600 бит/с). Например, 48-скоростной привод обеспечивает максимальную скорость чтения или записи, равную 48 × 150 = 7200 Кб/с (7,03 Мб/с).

6. Принцип записи информации на оптический носитель (заводской метод штамповки, индивидуальный – методом прожига)

Оптическая запись — это регистрация данных остро-сфокусированным лучом лазера на светочувствительном носителе. Результат воздействия лазерного луча на носитель, т.е. вид сигналограммы, может быть различным, в подавляющем большинстве случаев сигналограмма приобретает вид последовательности деформированных и недеформированных участков дорожки на рабочем слое диска.

Лазер — основной инструмент оптической записи, генерирующий излучение. Он содержит активное вещество и систему возбуждения и управления излучением. Для генерации излучения активное вещество лазера должно быть возбуждено. При возбуждении в активном веществе происходит рекомбинация носителей электрических зарядов, сопровождающаяся выделением энергии. Последняя выделяется в виде квантов света — возникает вынужденное излучение лазера. Оно имеет ряд особенностей по сравнению с излучением обычных тел накала: излучение лазера когерентно, т.е. определенным образом упорядочено, линейно поляризовано и распространяется в одном или преимущественно в одном направлении, а не во все стороны, как, например, излучение поверхности раскаленного металла.

Кроме того, излучение лазера монохроматично, т.е. лазером генерируется свет с одним значением длины волны. Эти особенности позволяют получать очень острую фокусировку излучения. Фокальное пятно лазера может иметь круглую форму с диаметром порядка десятых долей микрометра и с очень высокой концентрацией энергии.

По применяемому активному веществу и устройству лазеры подразделяются на твердотельные, газовые, жидкостные и полупроводниковые. Прибором массового применения является полупроводниковый лазер, который называют лазерным

диодом. Он должен иметь малые размеры, низкую стоимость и длительный срок службы.

Взаимодействие лазерного луча с носителем записи обеспечивается лазерной головкой. Конструктивные особенности лазерной головки зависят от ее назначения (воспроизведение, воспроизведение и запись, стирание информации), от применяемого носителя.

Независимо от конструктивных особенностей лазерная головка содержит лазерный диод мощностью 2—10 мВт, оптическую систему для фокусировки и управления положением фокального пятна, а также светоприемники. Последние воспринимают отраженный диском свет лазера и преобразуют его в электрический сигнал. В процессе воспроизведения светоприемники служат как для выполнения основной функции-воспроизведения записи, так и для управления положением фокального пятна, а в процессе записи — только для управления положением фокального пятна.

Лазерная головка выполняет не только функции воспроизведения и записи информации, но также автотрекинг и автофокусировку.

Автотрекинг — это следящая система, поддерживающая правильное положение фокального пятна относительно дорожки записи в радиальном направлении, т.е. это система ведения фокального пятна по дорожке записи. При отсутствии такой системы малейший эксцентриситет диска или его привода неизбежно привел бы к сбою в процессах воспроизведения или записи — ведь шаг дорожек записи 0,74 мкм, а их ширина еще меньше.

Фокальное пятно необходимо не только безошибочно вести по дорожке, но и точно поддерживать постоянство расстояния между ним и фокусирующей линзой, т.е. точно поддерживать его диаметр на диске. Это обеспечивается системой автофокусировки. Ее необходимость вызвана неизбежным осевым биением диска.