Эту статью предлагается удалить. |
В другом языковом разделе есть более полная статья Optical disc (англ.). |
Опти́ческий диск (англ. optical disc) — собирательное название для носителей информации, выполненных в виде дисков, чтение с которых ведётся с помощью оптического (лазерного) излучения. Диск обычно плоский, его основа сделана из поликарбоната, на который нанесён специальный слой, который и служит для хранения информации. Для считывания информации используется обычно луч лазера, который направляется на специальный слой и отражается от него. При отражении луч модулируется мельчайшими выемками — «питами» (от англ. pit — «ямка», «углубление») на специальном слое, на основании декодирования этих изменений устройством чтения восстанавливается записанная на диск информация.
— это вид оптического диска
История
правитьТехнология лазерной записи информации на оптические диски появилась на свет задолго до рождения персональных компьютеров и разрабатывалась скорее для специальных музыкальных проигрывателей или для дополнительных телеустройств. По утверждению одного из источников, приоритет в разработке «лазерной» технологии принадлежит советским учёным Александру Прохорову и Николаю Басову — создателям тех самых «холодных» лазеров, которые стали основой различных устройств чтения информации не только в компьютерах, но и во множестве других видов бытовой техники[источник не указан 2649 дней] (в 1964 году оба учёных были удостоены Нобелевской премии). Спустя всего лишь четыре года компанией «Philips» был получен уже и первый патент на способ воспроизведения данных с помощью лазерного луча[1].
На всемирном электротехническом конгрессе в 1977 году Вячеслав Васильевич Петров, учёный в области оптоэлектронного материаловедения, информационных технологий и оптической записи информации, впервые в мире, за пять лет до появления первых компакт-дисков, предложил концепцию оптического диска как «единого носителя информации», где обоснованы принципы создания оптико-механических запоминающих устройств[2], также является главным конструктором первого накопителя информации ЕС5150 для ЭВМ со сменным оптическим диском ёмкостью 2500 Мбайт и принципиально нового первого в мире малогабаритного накопителя с иммерсионной записью на оптических цилиндрах ЕС5153 ёмкостью 200 Мбайт для использования в персональных ЭВМ.
Первым, согласно другому источнику, способ воспроизводить данные с оптических дисков изобрёл в 1958 году американский электроинженер Дэйвид Грегг, запатентовавший его в 1961 году[3] и, с улучшениями, в 1969-м[4]. По его словам, идея использовать луч для получения картинки пришла к нему, когда он увидел в магазине фотографию, полученную с помощью новейшего электронного микроскопа[3]. Способ записи и воспроизведения, описанный в патенте Грегга, является, по сути, самой ранней формой DVD-дисков, и был использован в 1990 году корпорацией «Pioneer» для разработки собственного патента на оптический диск[5].
Другой американский изобретатель, Джеймс Рассел, считается первооткрывателем способа записи на оптическом носителе цифрового сигнала, который наносился на тонкую металлическую плёнку прожиганием с помощью мощной галогенной лампы. Рассел подал заявку на патент в 1966, патент был выдан ему в 1970. После судебного разбирательства крупнейшие производители оптических дисков, начавшие их массовое производство в начале 1980-х, компании «Sony» и «Philips», были вынуждены заплатить Расселу за соответствующие лицензии, а затем права на патент у него выкупила канадская компания «Optical Recording Corporation»[6][7][8].
Диски, получаемые по технологиям и Грегга, и Рассела, были гибкими и использовали транспарентный (прозрачный) метод чтения, который имел массу недостатков. В 1969 году, в Голландии, физик-естествоиспытатель из исследовательской лаборатории компании «Philips» Питер Крамер (Pieter Kramer) изобрёл оптический видеодиск с рефлексивным методом чтения, — с подложкой, отражающей сфокусированный лазерный луч. Заявка на патент была собрана в 1972 году, но выдан патент был лишь в 1991-м[9]. По существу, именно изобретение Крамера стало стандартом для оптических дисков. В 1975 году компании «Philips» и «MCA» приступили к совместной разработке промышленного образца оптического видеодиска. Через три года долгожданный образец был представлен в Атланте под названием «Laserdisc». «MCA» занялось производством дисков, а «Philips» — проигрывающих устройств. Однако, на высококонкурентном рынке товар оказался слишком дорогим и коммерчески неуспешное партнёрство было прекращено.
В Японии и США, до появления DVD-носителей, лидером по производству оптических видеодисков оставалась компания «Pioneer». Распростившись с «MCA», компания «Philips» организовала партнёрство с японской компанией «Sony», совместно с которой в 1979 году приступила к разработке уже не видео, а аудиодиска. Существовавшим на тот момент магнитным носителям заметно не хватало объёма и надёжности хранения аудиозаписей, потенциально они на порядок уступали носителям, произведённым с использованием оптических технологий. Результатом сотрудничества стало изобретение и промышленный выпуск в начале 1980-х аудио-дисков, ставших своеобразным техническим прорывом в области хранения информации, — постепенное развитие этой технологии, с переходом с аналогового на цифровой способ кодировки, вскоре совершенно вытеснили магнитные носители.
В происшедшем развитии технологии производства оптических дисков различают так называемые генерации или поколения, основным признаком которых служит объём информации, доступный для хранения на одном диске, от поколения к поколению увеличивавшийся во много раз. Увеличить объём и улучшить прочие существенные характеристики позволяли новые способы лазерной записи, использующие всё более тонкие материалы.
Исследователи из австралийского университета RMIT и Уханьского технологического института[англ.], Китай, разработали радикально новый тип высокопроизводительных оптических дисков большой ёмкости. Один новый диск способен сохранить до 10 ТБ (терабайт) данных и обеспечить сохранность этих данных на протяжении более шести сотен лет. Показатели нового оптического диска в четыре раза превышают информационную ёмкость существующих технологий и в 300 раз — по продолжительности хранения информации[10].
Первое поколение оптических дисков
правитьВторое поколение оптических дисков
правитьТретье поколение оптических дисков
править- Blu-ray Disc
- HD DVD
- Forward Versatile Disc
- Ultra Density Optical
- Professional Disc for DATA
- Versatile Multilayer Disc
Четвёртое поколение оптических дисков
правитьНекоторые параметры оптических дисков
править
A. Поликарбонат. диск с данными, записанными чередованием «ямок»; B. Слой, отражающий лазерный луч.
C. Лаковый слой, от окисления.
D. Слой для полиграфии.
E. Лазерный луч, передающий полученные отражения декодеру
| Поколение | Базовая | Максимальная | |
|---|---|---|---|
| (Mbit/s) | (Mbit/s) | - | |
| 1-е (CD) | 1.17 | 65.62 | 56× |
| 2-е (DVD) | 10.55 | 210.94 | 20× |
| 3-е (BD) | 36 | 432 | 12×[13] |
| Обозначение | Сторон | Слоёв | Диаметр | Ёмкость | ||
|---|---|---|---|---|---|---|
| (см) | (GB) | (GiB) | ||||
| CD-ROM 74 min | SS SL | 1 | 1 | 12 | 0.682 | 0.635 |
| CD-ROM 80 min | SS SL | 1 | 1 | 12 | 0.737 | 0.687 |
| CD-ROM | SS SL | 1 | 1 | 8 | 0.194 | 0.180 |
| DDCD-ROM | SS SL | 1 | 1 | 12 | 1.364 | 1.270 |
| DDCD-ROM | SS SL | 1 | 1 | 8 | 0.387 | 0.360 |
| DVD-1 | SS SL | 1 | 1 | 8 | 1.46 | 1.36 |
| DVD-2 | SS DL | 1 | 2 | 8 | 2.66 | 2.47 |
| DVD-3 | DS SL | 2 | 2 | 8 | 2.92 | 2.72 |
| DVD-4 | DS DL | 2 | 4 | 8 | 5.32 | 4.95 |
| DVD-5 | SS SL | 1 | 1 | 12 | 4.70 | 4.37 |
| DVD-9 | SS DL | 1 | 2 | 12 | 8.54 | 7.95 |
| DVD-10 | DS SL | 2 | 2 | 12 | 9.40 | 8.74 |
| DVD-14 | DS DL/SL | 2 | 3 | 12 | 13.24 | 12.32 |
| DVD-18 | DS DL | 2 | 4 | 12 | 17.08 | 15.90 |
| DVD-R 1.0 | SS SL | 1 | 1 | 12 | 3.95 | 3.68 |
| DVD-R (2.0), +R, -RW, +RW | SS SL | 1 | 1 | 12 | 4.70 | 4.37 |
| DVD-R, +R, -RW, +RW | DS SL | 2 | 2 | 12 | 9.40 | 8.75 |
| DVD-RAM | SS SL | 1 | 1 | 8 | 1.46 | 1.36 |
| DVD-RAM | DS SL | 2 | 2 | 8 | 2.65 | 2.47 |
| DVD-RAM 1.0 | SS SL | 1 | 1 | 12 | 2.58 | 2.40 |
| DVD-RAM 2.0 | SS SL | 1 | 1 | 12 | 4.70 | 4.38 |
| DVD-RAM 1.0 | DS SL | 2 | 2 | 12 | 5.16 | 4.80 |
| DVD-RAM 2.0 | DS SL | 2 | 2 | 12 | 9.40 | 8.75 |
| HD DVD | SS SL | 1 | 1 | 8 | 4.70 | 4.38 |
| HD DVD | SS DL | 1 | 2 | 8 | 9.40 | 8.75 |
| HD DVD | DS SL | 2 | 2 | 8 | 9.40 | 8.75 |
| HD DVD | DS DL | 2 | 4 | 8 | 18.80 | 17.50 |
| HD DVD | SS SL | 1 | 1 | 12 | 15.00 | 13.97 |
| HD DVD | SS DL | 1 | 2 | 12 | 30.00 | 27.94 |
| HD DVD | DS SL | 2 | 2 | 12 | 30.00 | 27.94 |
| HD DVD | DS DL | 2 | 4 | 12 | 60.00 | 55.88 |
| HD DVD-RAM | SS SL | 1 | 1 | 12 | 20.00 | 18.63 |
Привод оптических дисков
правитьПри́вод оптических дисков — электромеханическое устройство для считывания и (в большинстве современных моделей) записи, посредством лазера, информации с оптических дисков в виде пластикового диска с отверстием в центре (компакт-диск, DVD и т. п.). Разработанный компаниями Philips и Sony в конце 1970-х первоначально для чтения компакт-дисков, для абстрагирования от формата и типа диска, в обиходе называется обобщающим названием дисковод, по принципу чтения информации с носителя. Сам по себе оптический привод может быть в виде составляющей конструкции в составе более сложного оборудования (например, бытового DVD-проигрывателя) либо выпускаться в виде независимого устройства со стандартным интерфейсом подключения (PATA, SATA, USB), например, для установки в компьютер.
Существуют следующие типы приводов:
- привод CD-ROM — самый простой вид cd-привода, предназначенный только для чтения cd-дисков.
- привод CD-RW — такой же, как и предыдущий, но способен записывать только на CD-R/RW-диски.
- привод DVD-ROM — предназначение его состоит только в чтении DVD-дисков.
- привод DVD/CD-RW — тот же DVD-ROM, но способный записывать на CD-R/RW-диски (комбо-привод).
- привод DVD-RW — привод, способный не только читать DVD-диски, но и записывать на них.
- привод DVD-RW DL — в отличие от предыдущего типа DVD RW, способен также записывать на двухслойные оптические DVD-носители, отличающиеся от обычных большей ёмкостью.
- привод Blu-Ray (BD-ROM) — усовершенствованная технология оптических носителей, в основе которой лежит использование лазера с длиной волны 405 нм «синего» (в действительности фиолетового) цвета.
- привод BD-RE способен читать/записывать на диски формата Blu-Ray.
- привод HD DVD — это новое поколение оптических дисков, которые предназначены в первую очередь для хранения фильмов высокого разрешения (HDTV). Новый формат носителей позволяет записывать в три раза больший объём данных, по сравнению с DVD. Однослойные HD DVD-диски имеют ёмкость 15 Гб, двухслойные — 30 Гб. Как правило, HD DVD-привод может читать все форматы DVD и CD-дисков.
- привод HD DVD-ROM — привод, читающий диски формата HD DVD. Формат закрыт в феврале 2008 года.
- привод HD DVD/DVD-RW — в отличие от предыдущего, способен записывать на диски таких форматов, как DVD-R, DVD+R, DVD-RW, DVD+RW, CD-R, CD-RW.
- привод GD-ROM
- привод UMD.
Конструктивно приводы всех типов дисков довольно схожи. Они содержат:
- шасси (с лотком для загрузки, либо щелевым загрузчиком);
- шпиндельный электродвигатель, служит для приведения диска во вращение с постоянной или переменной линейной скоростью.
- Система оптической головки состоит из самой головки и системы её перемещения:
- в узле головки размещены лазерный излучатель, на основе инфракрасного лазерного светодиода, система фокусировки, фотоприемник и предварительный усилитель. Система фокусировки представляет собой подвижную линзу, приводимую в движение электромагнитной системой voice coil (звуковая катушка), сделанной по аналогии с подвижной системой громкоговорителя — изменение напряженности магнитного поля вызывают перемещение линзы и фокусировку лазерного луча.
- система перемещения головки имеет собственный приводной двигатель, приводящий в движение каретку с оптической головкой при помощи зубчатой либо червячной передачи. Для исключения люфта используется соединение с начальным напряжением: при червячной передаче — подпружиненные шарики, при зубчатой — подпружиненные в разные стороны пары шестерней.
- плата электроники, где размещены все управляющие схемы привода, интерфейс с контроллером компьютера, разъемы интерфейса и выхода звукового сигнала.
См. также
правитьПримечания
править- ↑ Весомый вклад в разработку «холодных лазеров» внёс и другой русский учёный — ученик и последователь академика Прохорова Жорес Алферов, ставший Нобелевским лауреатом «за разработки полупроводниковых элементов, используемых в сверхбыстрых компьютерах и оптоволоконной связи» 2000 года. См. Леонтьев В. П. Оптические дисководы // Новейшая энциклопедия персонального компьютера 2005. — Москва: ОЛМА-ПРЕСС Образование, 2005. — С. 79. — 800 с. — ISBN 5-94849-713-5.
- ↑ {{{заглавие}}}. Архивировано 1 ноября 2018 года.
- ↑ 1 2 Milster, Tom D. Optical Data Storage (неопр.). — The Pennsylvania State University. Архивировано 6 марта 2016 года.
- ↑ US Patent № 3,430,966. Дата обращения: 6 декабря 2015. Архивировано 8 декабря 2015 года.
- ↑ US Patent 4,893,297. Дата обращения: 6 декабря 2015. Архивировано 9 декабря 2015 года.
- ↑ Dudley, Brier (2004-11-29). "Scientist's invention was let go for a song". The Seattle Times. Архивировано 10 августа 2014. Дата обращения: 24 июля 2014.
- ↑ "Inventor and Physicist James Russel '53 Will Receive Vollum Award at Reed's Convocation" (Press release). Reed College public affairs office. 2000. Архивировано 9 октября 2013. Дата обращения: 24 июля 2014.
- ↑ Inventor of the Week. — James T. Russell. — The Compact Disc. MIT (декабрь 1999). Архивировано 17 апреля 2003 года.
- ↑ U.S. Patent 5 068 846 — англ. Дата обращения: 6 декабря 2015. Архивировано 8 декабря 2015 года.
- ↑ «Next-gen optical disc has 10TB capacity and six-century lifespan» Архивная копия от 18 апреля 2018 на Wayback Machine Kurzweil, March 26, 2018
- ↑ SuperRens Disc (недоступная ссылка)
- ↑ Sony представила оптическую систему хранения данных на дисках объёмом до 1,5 Тбайт. Дата обращения: 22 апреля 2012. Архивировано 25 апреля 2012 года.
- ↑ "LG 6x Blu-ray Burner Available in Korea". CDRinfo.com. Архивировано 16 января 2010. Дата обращения: 8 января 2010.
- ↑ MPEG: DVD, Book A — Physical parameters. Дата обращения: 8 января 2010. Архивировано из оригинала 17 января 2012 года.
- ↑ DVD in Detail Архивировано 9 апреля 2008 года.
Ссылки
править- Reference Guide for Optical Media Архивная копия от 23 сентября 2015 на Wayback Machine by Terence O’Kelly (Memorex Inc.)
- Taylor, J., Zink, M., Crawford, C. & Armbrust, C. Blu-ray Disc Demystified. McGraw-Hill Education, 2008