Технологии записи оптических дисков
Список технологий, используемых для записи на оптические диски

Оптические диски
Общий
Типы оптических носителей
Standards
See also

Для создания оптических дисков требуется ряд различных технологий записи оптических дисков , работающих в тандеме: от оптического носителя до встроенного ПО и управляющей электроники оптического привода .

Типы записываемых оптических дисков

На рынке представлено множество форматов записываемых оптических носителей , все из которых основаны на использовании лазера для изменения отражательной способности цифрового носителя записи с целью дублирования эффектов впадин и площадок, создаваемых при прессовании коммерческого оптического диска. Новые технологии, такие как голографическое хранение данных и трехмерное оптическое хранение данных, нацелены на использование совершенно разных методов хранения данных, но эти продукты находятся в стадии разработки и пока не получили широкого распространения.

Самая ранняя форма — магнитооптическая , которая использует магнитное поле в сочетании с лазером для записи на носитель. Хотя она и не получила широкого распространения в потребительском оборудовании, оригинальный NeXT cube использовал MO-носитель в качестве стандартного устройства хранения данных, а потребительская MO-технология доступна в виде MiniDisc от Sony . Эта форма носителя перезаписываема.

Наиболее распространенной формой записываемых оптических носителей является технология органического красителя с однократной записью , популяризированная в форме CD-R и до сих пор используемая для носителей с большей емкостью, таких как DVD-R . Она использует только лазер для выжигания прозрачного органического красителя (обычно на основе цианина , фталоцианина или азосоединения ) для создания «ямок» (т. е. темных пятен) на отражающей спиральной канавке. Большинство таких носителей обозначаются суффиксом R (recordable). Такие диски часто довольно красочные, обычно в оттенках синего, бледно-желтого или зеленого.

Перезаписываемые немагнитные оптические носители возможны с использованием сплавов с фазовым переходом , которые преобразуются между кристаллическим и аморфным состояниями (с различной отражательной способностью) с помощью тепла от лазера привода . Такие носители должны воспроизводиться в специально настроенных приводах, поскольку материал с фазовым переходом имеет меньший контраст в отражательной способности, чем носители на основе красителей; в то время как большинство современных приводов поддерживают такие носители, многие старые CD-приводы не могут распознавать более узкий порог и не могут читать такие диски. Диски с фазовым переходом обозначаются как RW (ReWriteable) или RE (Recordable-Erasable). Диски с фазовым переходом часто выглядят темно-серыми.

Другая технология создает ямки в слое неорганического углерода, вариант «однократной записи». Созданный Millenniata, M-DISC записывает данные на специальный M-DISC со сроком хранения данных в несколько сотен лет. [1]

Оптимальная калибровка мощности

Optimum Power Calibration (OPC) — это функция, которая проверяет правильную мощность лазера для записи конкретного сеанса на используемый носитель. Более сложная — Active OPC , которая вычисляет оптимальную мощность лазера и регулирует ее в реальном времени.

Режимы записи

Оптические диски могут быть записаны в режимах Disc At Once , Track At Once , Session at Once (т.е. несколько сеансов записи для одного диска) или пакетной записи . Каждый режим служит различным целям:

  • Disc At Once: записывает весь диск за один проход; предпочтительно для дублирования мастер-дисков
  • Track At Once: записывает отдельные дорожки с интервалом между ними; используется для аудио-CD
  • Session At Once: записывает и завершает несколько сессий на одном CD; обычно не поддерживается для CD Audio и не поддерживается повсеместно программным обеспечением для авторинга
  • Пакетная запись: записывает данные на носитель по требованию (см. ниже)

Технологии подключения

В отличие от ранних приводов CD-ROM , приводы для записи оптических дисков обычно использовали стандартные протоколы подключения. Ранние компьютерные приводы для записи компакт-дисков обычно подключались через SCSI ; однако, поскольку SCSI был оставлен его наиболее значительными пользователями (в частности, Apple Computer ), он стал дорогим вариантом для большинства пользователей компьютеров. В результате рынок перешел на соединения Parallel ATA для большинства внутренних приводов; внешние приводы обычно используют механизмы привода PATA, подключенные к мосту внутри корпуса, который подключается к высокоскоростной последовательной шине, такой как FireWire или Hi-Speed ​​USB 2.0 . Почти все современные приводы, особенно приводы Blu-ray, используют Serial ATA .

Автономные рекордеры используют стандартные аудио/видеоподключения, включая разъемы RCA , TOSlink и S/PDIF для аудио и RF , композитное видео , компонентное видео , S-Video , SCART и FireWire для видео. Высокоскоростные цифровые соединения, такие как HDMI , вряд ли будут работать, поскольку устройствам записи не разрешено расшифровывать зашифрованный видеоконтент.

Перегорание

Перезапись — это процесс записи данных, выходящих за пределы обычного, указанного производителем предела размера записываемого носителя. Структуры в ATIP не позволяют указывать такие размеры.

Перезапись может использоваться для определения фактического предела емкости записываемого диска, поскольку емкость, указанная поставщиками записываемых дисков, является всего лишь гарантированной емкостью, за пределами которой фактическая емкость неопределенна. Данные, расположенные за пределами указанной емкости, не гарантированно будут читаемыми. [2]

Защита от опустошения буфера

Обычно регистратор должен выполнять полную запись без пауз. После включения лазера остановка и перезапуск процесса записи могут привести к появлению дефектов.

Опустошение буфера происходит во время записи, если подача данных на регистратор прерывается до завершения записи. Программное обеспечение обычно перемещает данные для записи в буфер ; опустошение происходит, если регистратор обрабатывает данные в буфере быстрее, чем программное обеспечение перезагружает их. Исторически опустошение буфера часто вызывалось записью данных, полученных с медленного устройства, или медлительностью программного обеспечения записи, из-за медленного процессора или процессора, выполняющего другие задачи одновременно.

Различные регистраторы минимизируют или справляются с опустошением буфера следующими способами:

  • Почти все пишущие приводы могут замедлять вращение диска и записывать с меньшей скоростью. Пишущий привод может делать это, чувствуя, что он считывает данные из буфера быстрее, чем программное обеспечение перезагружает их.
  • Программное обеспечение для записи поддерживает буферы большего размера, чем когда впервые появились CD-рекордеры. Некоторые рекордеры поддерживают собственную буферную память независимо от компьютера. Эта дополнительная буферизация гарантирует, что кратковременные паузы в подаче данных не приведут к опустошению буфера.
  • Некоторые рекордеры, по сути, способны останавливать запись в середине сеанса и возобновлять запись всякий раз, когда буфер пополняется. Рекордеры с такой защитой от опустошения буфера обрабатывают прерывание с чрезвычайно малым разрывом в записанной дорожке на диске. [3] Поскольку методы защиты от опустошения буфера являются фирменными и зависят от поставщика, технические детали различаются.
  • Форматы DVD+R, DVD+RW и записываемые Blu-ray защищены от опустошения буфера, поскольку эти диски содержат технологию, которая позволяет записывающему механизму рекордера точно определять конец записанной дорожки и беспрепятственно продолжать с того места, где она остановилась. Многие утилиты для создания дисков отключают опцию защиты от опустошения буфера при записи этих дисков. [4] [ требуется лучший источник ]

Опустошение буфера минимизируется с помощью стратегии, в которой рекордер записывает пакет , а не всю сессию или весь диск. При использовании перезаписываемых носителей ( CD-RW , DVD-RW , DVD-RAM ) файловая система UDF организует диск в пакеты, которые записываются по отдельности. Пакеты ссылаются на одну обновленную таблицу адресов.

Конкретные фирменные технологии

СаньоBURN-Proof

BURN-Proof ( Buffer Underr u n -Proof) — это запатентованная технология защиты от опустошения буфера, разработанная компанией Sanyo . [ 5 ]

FlextraLink — это фирменная технология защиты от опустошения буфера, разработанная Asus . [6]

FlextraSpeed ​​постоянно контролирует носитель записи и устанавливает оптимальную скорость записи, чтобы обеспечить наилучшее качество записи для дисков, которые не выдерживают высокоскоростной записи. [7]

СониМощность сжигания

Power Burn — это фирменная технология защиты от опустошения буфера, разработанная Sony . Особенности:

  • Защита от опустошения буфера: Когда происходит опустошение буфера , привод приостанавливает запись. Привод запоминает конечную точку записи и время и немедленно возобновляет запись с этой точки, когда в буферной памяти достаточно данных.
  • Защита от ошибок записи, вызванных ударами и вибрацией: технология Shock Proof от PowerBurn приостанавливает запись при перемещении устройства и возобновляет ее после того, как диск стабилизируется. Это позволяет ему работать в мобильной среде.
  • Оптимизация условий записи: Привод определяет характеристики каждого отдельного носителя и оптимизирует все ключевые условия записи, такие как скорость записи, мощность лазера и стратегия записи.

ЯмахаSafeBurn

SafeBurn — это запатентованная технология защиты от опустошения буфера, разработанная корпорацией Yamaha .

Пакетная запись

Пакетная запись — это технология, которая позволяет использовать оптические диски аналогично дискете . Пакетная запись может использоваться как с однократно записываемыми носителями, так и с перезаписываемыми носителями. Было разработано несколько конкурирующих и несовместимых форматов пакетной записи дисков, включая DirectCD и InCD . Стандартизированными форматами для пакетной записи являются Universal Disk Format в простой, VAT и резервной сборках.

Имитация письма

Используя функцию имитации записи или имитации прожига программного обеспечения для создания оптических дисков , можно имитировать процесс записи, то есть диск вращается, а лазер перемещается так, как будто происходит реальный процесс записи, но при этом на диск не записываются никакие данные.

Эта функция позволяет наблюдать за скоростями и моделями записи (например, постоянная угловая скорость , постоянная линейная скорость и варианты P-CAV и Z-CLV ) с различными настройками скорости записи и тестировать максимальную емкость отдельного диска, которая может быть достигнута при использовании перезаписи. [8]

Эта функция стандартизирована для CD-R , CD-RW , DVD-R и DVD-RW , но не для DVD+R и DVD+RW , на которых пока только оптические приводы Plextor поддерживают имитацию записи. [9] [10]

Долголетие

Розничные записываемые/записываемые оптические носители содержат красители в/на оптическом носителе для записи данных, тогда как оптические носители заводского производства используют физические «ямки», созданные пластиковыми формами/отливками. В результате хранение данных на розничных оптических носителях не имеет срока службы, как у оптических носителей заводского производства. Проблема усугубляется тем, что по мере использования пишущего лазера записывающего устройства его выходная мощность падает со временем — обычно всего через несколько лет. Следовательно, диск, записанный с помощью лазера, срок службы которого подходит к концу, может не иметь такого же срока службы, как при использовании нового лазера.

Оптические носители на основе красителей не должны быть единственными, на которых можно архивировать ценные данные. MAM-A ( Mitsui ) заявляет о сроке службы 300 лет для своих архивных золотых CD -R и 100 лет для золотых DVD. Хорошей альтернативой было бы дополнительное резервное копирование носителя с использованием других медиатехнологий и/или инвестирование в технологии энергонезависимой памяти . [11]

Серия последующих исследований, проведенных Канадским институтом охраны природы в 2019 году, показала, что CD-R с фталоцианиновым красителем и слоем золотого металла имели наибольшую долговечность - более 100 лет при хранении при идеальной температуре и уровне влажности. Вторым по продолжительности был DVD-R (слой золота и металла) со средней долговечностью 50-100 лет при идеальных условиях. CD-R с фталоцианином и слоем сплава серебра и металла также показал среднюю долговечность 50-100 лет, однако исследователи отметили, что если среда хранения содержит загрязняющие вещества, любые CD-R, в которых использовался слой серебра, вероятно, будут деградировать быстрее, чем диски с золотым слоем. Исследователи пришли к выводу, что диски с слоем серебра могут быть неподходящим решением для приложений, где важна долговечность. [12] И CD-R, и DVD-R превзошли все формы дисков Blu-ray по долговечности: самый производительный диск Blu-ray, BD-RE (перезаписываемый Blu-ray), имеет среднюю долговечность 20-50 лет, в то время как неперезаписываемые диски BD-R имеют среднюю долговечность 10-20 лет при идеальных условиях. [12]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ M-Disc millenniata.com. 2010-11-24. Получено 20-10-08
  2. ^ «Overburning: 100 Minutes On An Audio CD» – Франк Фёлькель из TomsHardware – 11 апреля 2002 г.
  3. ^ "Продукты и решения | JustLink | Ricoh Global". 2007-11-17. Архивировано из оригинала 2007-11-17 . Получено 2019-03-25 .
  4. ^ Файл справки утилиты Power 2 Go.
  5. ^ "Официальный сайт Sanyo BURN-Proof". Архивировано из оригинала 2010-01-05 . Получено 2015-05-03 .
  6. ^ "ASUS® Products: Optical Storage". Архивировано из оригинала 2008-12-07 . Получено 2008-12-07 .
  7. ^ https://www.pcworld.idg.com.au/article/63318/asus_crw-5224a/ «Мы также были впечатлены включением FlextraSpeed ​​для работы с дисками, которые не выдерживают высокоскоростной записи. FlextraSpeed ​​автоматически оценивает качество диска и оптимизирует скорость записи — еще один хороший способ предотвратить ошибки записи диска».
  8. ^ "Überbrennen von CD-R: Informationen" . www.kautz-lucas.de (на немецком языке) . Проверено 13 августа 2020 г. .
  9. ^ Магуин, Т. (2014-02-26). "cdvdcontrol • man page". helpmanual.io . Получено 13 августа 2020 г. .
  10. ^ "AOpen DVD+RW RW5120A Manual Germany" (PDF) . ftp.AOpen.com (на немецком языке). AOpen , Inc. 2002 . Получено 13 августа 2020 .
  11. ^ Результаты исследования Библиотеки Конгресса США по надежности резервных копий на оптимальных носителях https://www.loc.gov/preserv/rt/projects/cd-r_dvd-r_rw_longevity.html
  12. ^ ab «Долговечность записываемых компакт-дисков, DVD-дисков и Blu-ray — Канадский институт охраны природы (CCI) Заметки 19/1». Канадский институт охраны природы. 2019. Получено 28 октября 2024 г.
  • Понимание CD-R и CD-RW Хью Беннетта
  • Понимание записываемых и перезаписываемых DVD-дисков Хью Беннетта
  • Гореть долго
  • Долговечность CD и DVD: как долго они прослужат?
  • Технология Blu-Ray
Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Optical_disc_recording_technologies&oldid=1271460835"