81/206
Optické disky
- Kompaktní disk
- CD-ROM
- CD-R
- CD-RW
- Video CD
- DVD
- DVD+RW
- DVD-RW
- DVD-RAM
- Blu-ray
- ISO 9660
- Universal Disk Format
- Optické paměti http://www.root.cz/clanky/opticke-pameti/
- Následovníci lisovaných kompaktních disků http://www.root.cz/clanky/nasledovnici-lisovanych-kompaktnich-disku/
- Následovníci kompaktních disků: DVD http://www.root.cz/clanky/nasledovnici-kompaktnich-disku-dvd/
Vývoj optických pamětí: od DVD k Blu-ray http://www.root.cz/clanky/vyvoj-optickych-pameti-od-dvd-k-blu-ray/
Magnetooptické disky http://www.root.cz/clanky/magnetoopticke-disky/
Běžné CD má průměr 12 cm, existuje ale i menší varianta o průměru 8 cm (občas se vyskytují i verze seříznuté na formát vizitky). Disk má tloušťku 1,2 mm. Avšak na disk se zapisuje pouze od 23 mm do 58 mm poloměru.
Data jsou uložena ve stopě na jedné dlouhé spirále (podobně jako na gramofonové desce) začínající ve středu média, která se postupně rozvíjí až k jeho okraji. Stopa může obsahovat digitální zvukovou nahrávku (tzv. audio CD) nebo (počítačem čitelná) data (CD-ROM). Záznam (spirála dat) je přístupný pouze ze spodní strany disku, tj. záznam na CD je jednostranný. Délka celé spirály je zhruba 6 km a hustota dat v ní uložených je konstantní. Pro čtení CD se používá laserové světlo s vlnovou délkou 785 nm.
Pro DVD a Blu-ray se používá obdobná technologie. Rozdíl je v hustotě zápisu a vlnové délce světla.
Srovnání CD, DVD, Blu-ray
Typ λ Velikost Příčný Kapacita Rychlost
pitů odstup stop 1x
--------------------------------------------------------------------
CD 785 nm 0,6 μm 1,6 μm 656 MB (74minutová), 150,0 KiB/s
700 MB (80minutová)
DVD 660 nm 0,32 μm 0,74 μm 4,7 GB/4,4 GiB 1352,5 KiB/s
BR 405 nm 0,15 μm 0,35 μm 25 GB 4394,5 MB/s
Princip uložení dat
Princip záznamu spočívá ve změnách odrazivosti reflexního média. CD obsahuje tzv. "Pit" - vroubek.
Vytvořená odrazivá a neodrazivá místa však nejsou přímo jedničkami a nulami. Jedničku tvoří přechod mezi odrazivým a neodrazivým místem (jak ve směru z odrazivého na neodrazivé tak ve směru opačném). Nulu potom tvoří přechod mezi stejnými pity (odrazivý-odrazivý a neodrazivý-neodrazivý).
Kde pit končí není na disku fyzicky viditelné (tam, kde je jich více za sebou), ale je to dáno normou, díky tomu taky mechanika pozná, kolik za sebou následuje nul. Tyto jedničky a nuly se poté převádí pomocí EFM (Eight-to-Fourteen Modulation) na skutečné bity.
Každých 14 fyzicky zapsaných bitů kóduje 8-bitové slovo -- tento kód odstraňuje dlouhé shluky nul.
Média mohou být vypalovaná nebo lisovaná
Při vypalování se pomocí laserového paprsku zahřeje místo na teplotu přesahující 300 °C. Dojde k nevratné změně barvy a toto místo (pit) již neodráží laserový paprsek. Rozdíl mezi tmavým a světlým místem je však nižší než u lisovaných médií, kde se rozdílu v odrazivosti dosahuje pomocí prohlubní. Z tohoto důvodu nemusí některé starší CD mechaniky číst pálená média - jedná se zejména o hudební věže či starší mechaniky u PC.Pahýl
Přepisovatelná média
Záznamové vrstvy, jejíž krystalická a amorfní fáze má různou odrazivost. Stav lze přepnout v závislosti na výkonu laseru, tak, že data mohou být zapsána, čtena, vymazána a přepsána.
Aktivní vrstva umožňující laserový záznam digitálních informací se v dnešní době skládá především ze sloučenin:
- Ge-Sb-Te (Germanium, Antimon, Tellur),
- Ag-In-Sb-Te (Stříbro, Indium, Antimon, Tellur)
Detekce probíhá na základě rozdílné odrazivosti krystalické a amorfní vrstvy (odrazivost krystalické vrstvy je přibližně o 10% vyšší než u amorfní vrstvy). Potřebný výkon laseru pro úspěšnou detekci se pohybuje v řádech desetin mW.
Zápis je realizován krátkým pulsem o vysokém výkonu (řádově desítky mW), kdy dojde k ohřátí záznamové vrstvy nad teplotu tání a následnému rychlému chladnutí záznamové vrstvy za vzniku amorfní struktury.
Mazání z těchto médii je realizováno delším pulsem o nižším výkonu (řádově jednotky mW) než u zápisu. Tak dochází pouze k zahřátí nad teplotu krystalizace při níž dochází k rekrystalizaci vrstvy → smazání záznamu.
Čtení dat
Čtení dat je prováděno pomocí laseru, který je pomocí vystavovacího mechanismu naváděn přesně nad střed stopy. Laserový paprsek emitovaný laserovou diodou je zaostřen na reflexní vrstvu, přičemž prochází (tam i zpět) přes 1,2 mm silnou polykarbonátovou nosnou vrstvu.
Vzhledem k tomu, že při průchodu touto vrstvou není laserový paprsek zaostřen (má větší průměr), může se na povrchu této vrstvy nacházet i menší množství nečistot a škrábanců, aniž by to vedlo k chybám při čtení dat. Reflexní vrstva odráží laserový paprsek zpět v plné intenzitě, zatímco při průchodu paprsku pitem je absorbováno větší množství energie, což je po odrazu paprsku zpět vyhodnoceno pomocí prvku citlivého na světlo (fotodioda, fototranzistor apod.). Každá změna intenzity (přechod mezi pitem a landem či naopak) je považována za logickou jedničku.
Při delší sekvenci prvků stejné hodnoty však může dojít ke ztrátě synchronizace (detektor nedokáže zareagovat dostatečně rychle na rychlé změny intenzity odraženého paprsku). Z tohoto důvodu se používá speciální druh kódování označovaný jako EFM (Eight-To-Fourteen Modulation), který každou osmici bitů nahrazuje 14bitovým vzorkem. Toto kódování zaručuje, že mezi každými dvěma jedničkami (tedy změnami velikosti intenzity) se nachází alespoň dvě nuly a že v každém 14bitovém vzorku se nachází maximálně deset nul. Mezi každé dva 14bitové vzorky se dále zapisují 3 bity, které zaručují, aby tato pravidla nebyla porušena. Hodnota těchto bitů nemá z hlediska uložené informace žádný význam.
Formáty DVD
- DVD+RW
- vhodné pro náhodný přístup k libovolné části disku
- disk musí být před nahráváním pomocí DVD rekordéru naformátován
- DVD-RW
- DVD-RAM
Magnetooptické disky
... viz http://www.root.cz/clanky/magnetoopticke-disky/
Souborové systémy
