1.1. Общая информация об оптических дисках

1.1. Общая информация об оптических дисках

Современные диски чаще всего попадают в одну из двух категорий – CD или DVD. Обе категории основаны на одном принципе записи и в то же время отличаются друг от друга объемом записанной на них информации и другими техническими характеристиками. Аббревиатура CD расшифровывается как Compact Disk – компактный диск, впрочем, обычно говорят «компакт-диск», аббревиатура DVD сначала означала Digital Video Disk – цифровой видеодиск, но впоследствии стала расшифровываться как Digital Versatile Disk – цифровой универсальный диск.

В чем же сходство и отличие компакт-дисков и DVD? Основное и, пожалуй, единственное сходство заключается в том, что они лазерные. Информация на них записывается на спиралевидную дорожку, наподобие обычной виниловой грампластинки. При этом каждый бит информации на дорожке хранится в виде питов – небольших пятен, или углублений на рабочем слое, и лэндов – ровных, нетронутых участков слоя. При считывании луч лазера попадает на питы и лэнды, после чего отражается в приемное устройство, фиксирующее результат чтения. Физический размер самих дисков один и тот же – диаметр CD и DVD составляет 12 см.

Примечание

Термины «пит» и «лэнд» произошли от английских слов pit – «углубление», «ямка», и land – «земля», «почва». Оба этих термина прочно вошли в компьютерную литературу, как и многие другие слова, имеющие англоязычное происхождение.

Список различий CD и DVD значительно обширнее.

• Плотность записи информации на DVD значительно выше, чем на CD. На DVD питы физически меньше по размеру, расположены ближе друг к другу, как и соседние кольца спиральной дорожки. Все это в конечном счете дает значительный выигрыш в плотности информации на DVD по сравнению с компакт-дисками.

• DVD имеют несколько рабочих слоев, а компакт-диски всегда однослойные. DVD может иметь до четырех рабочих слоев, по два на каждой из сторон диска. Чем больше рабочих слоев, тем больше и объем диска. Емкость стандартного компакт-диска равна 700 Мбайт, а на стандартный однослойный DVD можно записать на домашнем компьютере до 4,7 Гбайт. Отштампованные на заводе DVD на порядок вместительнее CD – их объем достигает 8,5 Гбайт.

• Коррекция ошибок, которая присутствует и на CD, и на DVD, у последних на порядок выше.

Все эти различия приводят к тому, что устройства чтения и записи CD не могут читать и записывать DVD. Напротив, современные DVD-устройства могут записывать CD.

CD и DVD подразделяются на множество других категорий.

• Созданные на заводе методом штамповки с матрицы, называемые дисками только для чтения и обозначаемые CD-ROM и DVD-ROM (ROM означает read only memory – «только для чтения»).

• Позволяющие выполнять однократную запись с привода компьютера. Они обозначаются аббревиатурами CD-R, DVD-R, DVD+R (R означает wRitable – «записываемый»). На записываемые диски можно записать данные либо всего один раз (если «под завязку» заполнить диск информацией), либо в несколько приемов, или, как говорят, сеансов, каждый раз понемногу дописывая информацию, пока все доступное место на диске не заполнится. Стереть что-либо с записываемого диска невозможно.

• Допускающие многократную перезапись, которые обозначаются CD-RW, DVD-RW, DVD+RW (RW означает ReWritable – «перезаписываемый»), DVD-RAM. В быту записываемые и перезаписываемые диски часто называют «болванками», или «заготовками». Перезаписываемые диски позволяют записывать и стирать информацию многократно. Производители перезаписываемых дисков гарантируют от 1000 до 100 000 циклов записывания/стирания.

Гарантия на считывание данных с CD-ROM составляет около 10 лет, с записываемых и перезаписываемых дисков – от 10 до 200 лет, хотя на практике это, естественно, пока не проверено. Перезаписываемые диски стоят чуть дороже записываемых, зато служат очень удобной и, главное, емкой заменой дискеты.

В последнее время на рынке появилось новое поколение оптических дисков – Blu-ray и HD DVD (High-Definition DVD – DVD высокого разрешения).

Диски Blu-ray (BD) получили свое название от комбинации слов blue («голубой») и optical rау («оптический луч»). Стандарт Blu-ray был разработан группой компаний по производству бытовой электроники и компьютеров во главе с Sony.

Диск Blu-ray используется для записи и хранения цифровых данных, включая видео высокой четкости, с повышенной плотностью. Основным отличием таких дисков от CD и DVD является большая емкость хранения данных, а также использование технологии голубого лазера с длиной волны всего лишь 405 мкм, в то время как в CD и DVD используется красный лазер с длиной волны 780 мкм и 650 мкм соответственно. Благодаря этому появилась возможность записывать данные более плотно и, таким образом, значительно увеличить емкость диска.

Структурный дизайн диска Blu-ray сильно отличается от структуры CD или DVD. Покрывающий слой CD – 1,2 мм толщиной; аналогичный слой DVD – 0,6 мм. Диск Blu-ray покрыт слоем всего в 0,1 мм толщиной; благодаря чему достигается оптимальная дистанция между дорожками данных и оптической системой устройств для чтения/записи дисков. Расстояние между дорожками на поверхности дисков Blu-ray – 0,32 мкм. Голубой лазер составляет примерно 1/5 ширины красного лазера, используемого в DVD. Отсюда следует, что с помощью голубого лазера можно достичь увеличения емкости хранения данных на 500 %.

Однослойный диск Blu-ray (BD) может хранить 33 Гбайт данных, двухслойный диск может вместить 54 Гбайт – достаточно для записи на него приблизительно восьми часов HD-видео. Кроме того, в разработке находятся диски вместимостью 100 Гбайт и 200 Гбайт с использованием четырех и шести слоев соответственно.

Диск HD DVD имеет такую же базовую структуру, что и DVD, и много общего в технологии производства. Диск диаметром 120 мм состоит из двух склеенных оснований толщиной 0,6 мм. Дорожки на поверхности HD DVD образуются в процессе формовки расплавленного поликарбоната на металлической пластине матрицы. Однако в сравнении с обычным DVD, для HD DVD необходимо, чтобы расстояние между двумя дорожками на поверхности диска было меньше для достижения более высокой плотности записи (DVD – 0,74 мкм, HD DVD – 0,4 мкм).

Однослойный HD DVD имеет емкость 15 Гбайт, двухслойный – 30 Гбайт. Компания Toshiba также заявила о выпуске трехслойного диска, который будет хранить 45 Гбайт данных.

Форматы Blu-ray и HD DVD обратно совместимы с DVD и оба используют одни и те же методики сжатия видео: MPEG-2, Video Codec 1 (VC1, базируется на формате Windows Media 9) и H.264/MPEG-4 AVC.