Medii de Stocare Optice

7/28/2019 Medii de Stocare Optice

1/14

1/14Sisteme Multimedia Medii de stocare optice

Tehnologia optic

Exist n esen dou tipuri de dispozitive de stocare pe disc pentru calculatoare: magneticei optice. Memoria magnetic este reprezentat de discheta standard i de hard-disk-uri care suntinstalate n majoritatea PC-urilor. Stocare de disc optic este asemntoare cu stocarea magnetic cafuncionalitate de baz, dar se citete i se scrie informaia prin folosirea luminii (de aici sidenumirea de mediu optic) n loc de magnetism. Dei cele mai multe dispozitive de stocaremagnetice sunt complet capabile de scrieri i citiri repetate, multe medii de stocare optice suntuneori read-only sau write-once.

Unele medii combin tehnici magnetice i optice folosind fie un sistem de ghidare optic(numit servo laser) pentru a poziiona capul de citire/scriere sau un laser pentru nclzirea disculuiastfel nct data s poate fi scrisa magnetic astfel polariznd unele zone ale pistei, care pot fi cititecu un laser la intensitate mic, precum la unitile magneto-optice.

La un moment s-a crezut c stocarea optic o va nlocui pe cea magnetic, ca mediulprincipal de stocare. n orice caz stocarea optic a demonstrat c este mult mai lent i are densitatede informaie mult mai mic dect stocarea magnetic i este potrivit mai mult pentru mediile

portabile. Astfel stocarea optica este folosit mai des pentru backup sau pentru arhivare precum i

ca un mecanism prin care programele sau datele sunt ncrcate pe mediul magnetic (kituri deinstalare). Stocarea magnetic este mult mai rapid i este capabil s memoreze mai multinformaie dect mediile optice n aceleai spaiu, este mai potrivita pentru stocarea datelor online inu va fi nlocuit de mediile optice n viitorul apropiat.

Cea mai promitoare dezvoltate n domeniu optic a avut-o unitile DVD rewritable caredevin ieftine, nlocuind unitile CD-RW, asigurnd un mediu optic de mare capacitate pe care s sedistribui sau s se salveze date. n ziua de azi aproape orice sistem are o unitate optica majoritateaau DVD-RW.

Standardele pentru tehnologiile optice pentru calculatoare sunt mprite n 2 mari categorii:

CD (CD-ROM, CD-R, CD-RW)

DVD (DVD-ROM, DVD-RAM, DVD-RW, DVD-R, DVD+RW, DVD+R)

Att unitile de stocare CD ct i cele DVD provin din standarde foarte utilizate ndivertisment; un dispozitiv pentru CD poate reda muzica i dispozitivele pentru DVD pot reda filmecare pot fi nchiriate sau vndute. n orice caz unitile pentru calculatoare care folosesc acestemedii ofer mai multe caracteristici adiionale.


2/14


1. Tehnologiile optice pentru CD

Prima unitate optic de stocare care a devenit un standard al calculatoarelor a fost CD-ROM.CD-ROM (Compact Disc Read-Only Memory) este un mediu de stocare de pe care se poate doarciti i are la baza formatul CD-DA (Compact Disc Digital Audio) care a fost primul format pentruCD. Alte formate precum CD-R (CD Recordable) i CD-RW (CD ReWritable) cresc posibilitile

formatului Compact Disc-ului fcndu-l inscriptibil. Dup cum vom vedea mai trziu n acestcapitol tehnologii precum DVD (Digital Versatile Disc) permit stocarea mai multor date pe un discde aceleai dimensiuni.

Unitile CD-ROM au fost considerate echipament standard pe majoritatea PC-urilor pentrumuli ani. Principala excepie la aceast regul o reprezentau calculatoarele conectate n reea crorade obicei le lipsea aceast unitate.

Discurile CD-ROM sunt capabile s nregistreze pn la 74 sau 80 de minute audio de naltcalitate (depinznd de tipul de disc utilizat). Dac se folosete pentru date tradiionalul disc de 74 deminute poate stoca 650MiB (sau 682MB), iar mai recentele discuri de 80 de minute pot stoca pnla 700MiB (sau 737MB). O combinaie de muzica i date poate fi stocata pe o singur fa a unuidisc de plastic de 120mm (4.72") n diametru 1.2mm (0.047") grosime.

CD-ROM are aceeai form (form fizic i aezare) a compact discului audio CD-DA ipoate fi introdus ntr-un player audio normal. De obicei acesta nu funcioneaz, deoarece player-ulcitete informaia de subcode, care indic faptul c CD este de date i nu unul audio. Accesareadatelor de pe un CD-ROM folosind un calculator este mult mai rapida dect de pe un disc floppydar mai lent dect de pe un hard-disk modern. Termenul de CD-ROM se refera la disc i la unitatea

pe care le poate fi citit.

Dei doar cteva duzini de discuri CD-ROM sau titluri au fost puse n circulaie pn n1988, n momentul de fata exista milioane de titluri care conin date i programe de la statisticileagricole mondiale pn la aplicaii didactice. Firme particulare, birouri locale i guvernamentale imari corporaii pun n circulaie mii de titluri de uz limitat. Ca unul exemplu, spaiul de depozitarei cheltuiala pe care multe companii le dedicau ntreinerii bibliotecii de cri de telefoane poate fiacum nlocuit cu dou discuri coninnd lista telefoanelor pentru toate State Unite.

2. CD - Scurt istorie

n 1979, corporaiile Philips i Sony i-au unit forele pentru a crea standardul CD-DA (Compact Disc - Digital Audio). Philips dezvoltase deja un player cu laser, iar Sony avea undeceniu experien de cercetare n domeniul nregistrrilor digitale. Aceste 2 companii au ajuns laun compromis i au formulat un singur standard pentru tehnologia audio digital.

Philips a contribuit mai mult la modelul fizic care era asemntor cu cel al formatuluiLaserDisc pe care l-a creat anterior n ceea ce privete folosirea denivelrilor de pe disc care suntcitite cu ajutorul laserului. Sony a contribuit la circuitele i convertoarele digital-analogice i nspecial la codarea digitala i la algoritmii de corecie al erorilor.

n anul 1980 companiile au anunat standardul CD-DA care a rman cunoscut i ca RedBook / Cartea Roie (numit astfel deoarece coperta documentului era roie). Cartea Roie cuprindeaspecificaii pentru nregistrare, testare i cel mai important toate dimensiunile fizice 120mm (4.72")


3/14


pe care le tim n prezent. Aceasta dimensiune de 74min conform legendei a fost aleaz pentru aasigura nregistrarea Simfoniei a 9-a a lui Beethoven fr ntreruperi.

Dup stabilirea specificaiilor, cei 2 productori au intrat n cursa pentru introducerea ncomer a primei uniti pentru CD-uri audio. Datorita experienei mai mari n electronica digital,Sony a ctigat cursa, devansndu-i pe cei de la Philips cu o lun, cnd pe 1 octombrie 1982 Sony a

introdus player-ul CDP-101 i prima nregistrare comercial pe CD al celui de-al 52-lea album a luiBilly Joel. Street. Player-ul a fost introdus n Japonia apoi n Europa; nu a fost disponibile n StateleUnite pn la nceputului lui 1983. n 1984 Somy a introdus primele CD player-e pentru masini i

portabile.

Sony i Philips au continuat colaborarea la standardele CD desi dealungul deceniului i n1983 au scos impreuna standardul pentru CD-ROM Yellow Book/Cartea Galbena. Acesta atransformat CD dintr-un mediu de stocare audio n unul care putea acum sa stocheze date read-only/doar citite pentru uz pe calculator. Cartea Galbena a folosit aceeasi forma fizica ca i cea a CDaudio bar a modificat decodoarele electronice pentru a permite stocarea sigura a datelor. De fapt

toate standardele pentru Cd (deobicei sunt numite dupa culoarea copertii) au legaturi cu standardeleCartea Rosie pentru parametrii fizici ai discului. Odata cu aparitie standardului Cartii Galbene (CD-ROM), ceea ce a fost proiectat sa inregistreze o simfonie acum putea inregistra practic orice tip deinformatie sau software.

Alcatuirea i tehnologiile CD-ROM

Desi identic la prima vedere cu CD-DA, CD-ROM pot stoca date n locul (sau n continuare)audio. Unitatile CD-ROM din PC care citesc discuri sunt aproape identice cu CD player,cu

diferenta ca circuitele asigura o detectie i corectie a erorilor mai buna. Aceasta masura este pentrua asigura ca data sa fie citita fr erori deoarece ce s-ar intampla dac ar fi o mica eroare dac nu odefectiune neobservata intr-un cantec sau un fisier ar fi inacceptabil.

Un CD este facut dintr-o capsula depolicarbonat cu diametru de 120 mm i groasa de 1.2mm cu o gaura de 15 mm n centru. Capsula este stantata sau modelata cu o singura cursa n formade spirala incepand din interiorul discului i spiraland spre exterior. Cursa are o divizare sau oseparatie de spirala de 1.6 microni( o milionime de metru sau a mia parte dintr-un milimetru). Princomparatie un inregistrare LP are o divizare de 125 microni. Cnd este vazut din partea de citire

( fund) discul se roteste invers acelor de ceasornic. Daca ati examina cursa spiralata sub micoscopa-ti vedea dealungul cursei denivelari numite pits/groapa i zone plate ntre denivelari numitelands. Se pare ca denumirea ciudata de a numi o ridicatura pits/groapa vine de la depresiunilefacute n plastic

Laserul este folosit la citirea discului ar trebui sa treaca prin plastic i astfel suprafatastantata este invalita cu un strat de metal reflector (deobicei aluminiu) pentru a o face reflectorizata.Apoi aluminiul este invelit cu un strat subtire de lac acrilic protector i n sfarsit ii este printat sau iieste adaugata o eticheta.

Atentie! CD-ROM ar trebui sa fie manuit la fel ca i negativele foto. CD-ROM este un

dispoziv optic i se degradeaza oadata cu murdarirea suprafetei optice sau zagarierea acesteia. Pelanga aceste este important sa retineti ca desi discurile sunt citite de jos stratul care contine curselese afla mult mai aproape de partea superioara deoarece stratul de lac protectiv este de 67 de microni.


4/14


Scrierea pe suprafata superioara cu un pix de exemplu va deteriora inregistrarile de dedesupt.Trebuie sa fiti atenti cnd folositi un marker pentru a scrie pe disc. Cernelile i unii solveti folositin unele maekere pot deteriora imprimeul sistratul de lac de deasupra discului i informatiile de pestratul de dedesupt. Un lucrru important este sa tratati ambele parti ale discului cu atentie n special

partea de sus.

Producerea n masa a CD-ROM-urilorCD produse n masa sunt stantate sau presate nu de un laser cum ar crede multi oamene

(vezi figura 15. Desi un laser este folosit pentru a imprima date pe discul de baza din sticla care afost invalit cu material fotosenzitiv folosirea unui lser pentru a scrie discuri ar fi ineficient pentru

producerea a hute sau mii de exemplare.

Pits and Lands

Citirea informatiilor de pe un disc este o problema a reflectarii laserului de intensitate micade pe stratul reflector din disc. Laserul straluceste n afr discului i pe un receptor fotosenzitivdetecteaza cnd lumina este reflectata. Cnd lumina loveste unLand(loc plan) pe cursa lumina estereflectat; insa cnd luminaajunge peste unpit(o ridicatura, denivelare) nici o lumina nu este

reflectata.

Odata cu rotatia discului deasupra laserului i receptorului laserul straluceste continuu cattimp receptorul vede ceea ce este un model de sclipiri n timp ce laserul trece deasuptapits i lands.


5/14


De fiecare data laserul trece pe margineapitlumina este vazuta de receptor isi schimba starea din afi reflecta n a nu fi reflecta i viceversa. Fiecare schimbare a reflexiei cauzata de trecere uneimargini a unuipiteste translat n 1 digital. Microprocesoarele din unitate decodifica lumina/intuneric sau intuneric/lumina n biti de 1 i decodifica zonele fr translatii n biti de 0 i atuncitiparul de biti este transformat n date sau sunete.

Pitindividuale de pe un CD sunt adanci de 0.125 microni i largi de 0.6 microni. Atat pits ilands difera n lungine de la 0.9 microni pn la 3.3 microni. Cursa este o spirala cu distante ntre 2tururi de 1.6 microni

Inaltimea pit deasupra land este deosebit de importanta deoarece este asociata cu lungimeade unda a laseruluifolosit la citirea discului. Inaltimea pit (denivelatie) este de exact lungimea deunda a laserului folosit la citirea de pe disc. n consecinta lumina care loveste un land calatoreste la din lungimea de unda a luminii mai departe decat lumina care loveste un pit (1/4+1/4=1/2). Acestlucru inseamna ca lumina reflectata de piteste din lungimea de unda nesincronizat cu restulluminii care este reflectata de catre disc. Undele nesincronizate se anuleaza una pe alta reducand

astfel kumina reflectata inapoi i face pit sa apara intunecos chiar dac este invelit cu acelasi stratreflector de aluminiu ca i lands.

Laserul de citire intr-un unitate CD este un laser de o lungime de unda de 780nm(nanometri) de aproape 1 miliwatt putere. Plasticul policarbonat este folosit n disc deoarece areindexul de refractie de 1.55 i lumina trece prin ele de 1.55 ori mai incet decat prin aer. Deoarecefrecvanta luminii care trece prin plastic ramane aceeasi acest efect scurteaza lungimea de undainauntru plasticului cu acelasi factor. Un sfert din 500nm este 125 nm care este 0.125 microniinaltimea specificata a pit.

Operatii mecanice ale unitii

O unitate CD-ROM functioneaza prin folosirea unui laser inpartea de jos a discului. Luminareflectata este apoi citita de un fotodetector. Operatiile generale ale unui CD-ROM sunt dupa cumurmeaza (vezi figura 16)

Figura 16. Componentele dintr-o unitate CD-ROM

1. Dioda laser care emite o raza de lumina infrarosie care oglinda reflectoare

2. Un servomotor comandat de microprocesor pozitioneaza raza pe cursa corecta pe CD-ROMprin

miscarea oglinzii

3. Cnd raza ajunge pe disc lumina refractata este adunata i focalizata prin prima lentrula de sub

platan, reflectata de pe oglinda i trimisa catre beam splitter.


6/14

6/14Sisteme Multimedia Medii de stocare optice4. Beam spliter orienteaza laserul care se intoarce catre o alta lentrila focalizatoare

5. Ultima lentila reorienteaza raza de lumina catre un fotodetector care transforma lumina n impulselectric

6. Aceste impulsuri i decodificate de microprocesor i trimise la la computerul gazda ca i date.

Cnd au fost intriduse pentru prima data unitile CD-ROM erau prea scumpe pentru

adoptare globala. n plus producatorii au fost lenti n aplicarea standardelor cauzand astfel undecalaj pentru productia de CD-ROM. Fr o distributie larga de software pentru a conduceindustria primirea a fost grea.

Dupa ce costurile de productie a unitilor i discurilor au nceput sa scada CD-ROM-urileau fost asimilate rapid n lumea PC. Acesta a fost n mod special datorita dimensiunii n crestere aaplicatiilor PC. Aproape toate soft-urile sunt distribuite pe CD-ROM chiar dac discul nu continedate care sa reprezinte o zecime din capacitatea sa. n unele cazuri programele mari sunt distribuite

pe atat pe DVD cat i pe CD.

DVD

DVD inseamna Digital Versatile Disc i cea mai simpla denumire este un CD de marecapacitate. De fapt orice unitate DVD-ROM este o unitate CD-ROM; adica pot sa citeasca CD cat iDVD( multe DVD playere nu pot sa citeasca CD-R sau CD-RW). DVD foloseste aceeasi tehnologieoptica ca i CD singura diferenta fiind o densitate mai mare. Standardul DVD a marit foarte multcapacitatea de stocare i astfel utilitatea aplicatii pentru CD-ROM. Un CD-ROM poate inregistraaproape 737MB (80 disc 80 minute) de date, care ar parea mult dar nu este destul pentru aplicatiilecare vor fi scoase n special cele care folosesc vide. DVD pe de alta parte pot memora pn la 4.7GB (sigle layer) sau 8.5(dual layer) pe o singura parte a discului care este de 11 mai mare dacat un

CD. DVD cu 2 fete pot memora pn la de 2 or acea cantitate de inforatie desi discul trebuie intorsmanual pentru a citi pe cealalta parte.

Pana la 2 straturi de informatie pot fi inregistrate pe DVD cu o capacitate initiala de 4.7 GBde informatii digitale pe o singura parte cu un singur strat, un disc are acelasi diametru i grosime cai un CD-ROM. Cu compresia With Moving Picture Experts Groupstandard 2 (MPEG-2) se potinregistra aproximativ 133 minute video care este destul pentru un film intreg, pe tot ecranul,include 3 canale audio de calitate CD i patru canale de subtitrari. Folosrea ambelor straturi pe osingura parte poate inregistra usor 240 de minute video. Capacitatea initiala nu este o coincidenta;

crearea unui DVD a fost facuta de catre industria filmului care a cautat indelung un mediu ieftin imai durabil dacat casete video.

Observatie. Este bine de stiut diferenta ntre standardele DVD-Video i DVD-Rom .Discurile DVD Video contin doar programe video i sunt facute pentru a fi rulate intr-un DVD

player conectat la un televizor sau poate un sistem audio. DVD-ROM este un mediu de stocare adatelor destinat utilzarii de PC i alte computere. Diferenta este asemanatoare cu cea dintre CDaudio i CD=ROM. Calculatoarele sunt capabile ruleze un CD audio cat i CD-ROM-uri dar

playere audio dedicate nu folosi CD-ROM cu date. La fel unitile DVD din calculatoare pot redaDVD video (cu decodare MPEG-2 hardware sau software) dar DVD playerele nu pot accesa datele

de pe un DVD-ROM. Acesta este motivul pentru care trebuie sa alegeti tipul de de DVD careincercati sa-l creati cnd faceti un DVD writable sau rewritable inscriptibil sau reinscriptibil.


7/14


Alicatia initiala pentru DVD a fost ca o inbunatatire pentru CD cat i un inlocuitor pentrucasetele preinregistrate. DVD pot fi inchiriate sau vandute la fel ca i casetele preinregistrate VHSdar ofera o rezolutie i calitate mai mare cu o satisfactie mai mare. Ca i la CD care initial au fost

proiectate doar pentru muzica DVD de la crearea lor s-au dezvoltat avand multe utilitati incluzandstocarea de date i audio de incalta calitate.

Istoria DVD

DVD a avut un nceput oarecum nesigur. n 1995 cele 2 standarde ce concurau pentru CD-ROM de mare capacitate erau dezvoltate sa concureze pentru o parte din piata. Un standard eranumit Multimedia CDsi a fost introdus i sustinut de Philips i Sony iar standardul concurent eranumit disc Super Density (SD)care a fost introdus de Toshiba, Time Warner, i alte catevacompanii. Daca amandoua ar fi ajuns pe piata n acelasi moment consumatorii cat i producatorii desoftware i entertainment ar fi indecisi care dintre ele sa-l aleaga.

Temandu-se de o repetare situatiei Beta/VHS care s-a ntmplat n piata benzii video, ctevaorganizatii, incluznd Hollywood Video Disc Advisory Group i Computer Industry TechnicalWorking Group, au format mpreun un consortiu pentru a dezvolta i controla standardul DVD.Consortiul a insistat asupra unui formatului singur pentru industrie i a refuzat s sustina oricare

propunere concurentiala. Cu acest stimulent, ambele grupuri au ajuns la o ntelegere asupra unuisingur, nou, disc CD de capacitate inalta n Septembrie 1995. Noul standard combina elemente dinstandardele propuse anterior i a fost denumit DVD, care la incceput insemna digital video disc dardupa o perioada a fost schimbat n digital versatile disc. Singurul standard DVD a evitat repetareafiasco-ului VHS/Beta pentru fanii filmelor i a dat industriilor de software,hardware i filme un

singur standard unificat.Dupa ce s-au pus de acord pentru protectia la copiere i alte puncte, standardele pentru

DVD-ROM i DVD video au fost anuntate la sfarsitul lui 1996. playere unititi i discuri aufostanuntate n ainuarie 1997 la primul Consumer Electronics Show (CES) n Las Vegas i playerele idiscurile au fost disponibile din martie 1997. La nceput playerele constau aprope 1000$ bucata.Doar 36 de filme au fost lansate n primul val i au fost disponibile doar n 7 orase din StateleUnite(Chicago, Dallas, Los Angeles, New York, San Francisco, Seattle, i Washington, D.C.) pnn august 1997 cnd cnd au nceput sa fie distribuite . Dupa un nceput oarecum anevoios (multe auavut de aface cu acordurile asupra protyectiei de copiere pentru a convinge companiile de filme i

sa faca disponibile mai multe titluri) DVD a devenit un succes incredibil. Va continua sa creascaodata cu trecerea DVD de la o consumabila care se poate doar citi la una care se poate rescrie caounitate de PC.

Organizatia care controleaza standardele pentru PC este numita DVD Forum i a fostfondata de 10 companii Hitachi, Matsushita, Mitsubishi, Victor, Pioneer, Sony, Toshiba, Philips,Thomson, i Time Warne. De la fondarea sa n aprilie 1997 peste 23 de companii s-au alaturatacestui forum. Deoarece este un forum public oricine poate participa la aceste intalniri; site-ulforumului fiindwww.dvdforum.org. Deoarece DVD Forum nu a putut sa ajunga la o intelegere cu

privinta la un format de inregistrare universal, membrii sai care sunt responsabili pentru tehnologiileDVD i CD (Philips, Sony, i altii) s-au separat pentru a forma DVD+RW Alliance; site-ul lor estewww.dvdrw.com . Acestia au introdus formatul DVD+RW care este cel mai rapid mai flexibil icompatibilformat este DVD+RW care este cel mai rapid i mai flexibil i are comparibiliate cu
http://www.dvdforum.org/http://www.dvdforum.org/http://www.dvdrw.com/http://www.dvdforum.org/http://www.dvdrw.com/


8/14


versiunile anteriare ale formatului DVD.DVD+RW ar putea intr-o zi sa ia locul VCR i este pecalea cea buna sa inlocuiasca unitile CD-RW i floppy.

Alcatuirea i tehnologia DVD

Tehnologia DVD este asemanatoare cu tehnologia CD. Ambele folosesc discuri de aceiasidimensiune i pits i lands sunt stantate pe stratul de policarbonat. Spre deosebire de CD desi DVD

pot avea 2 straturi pentru inregistrare pe aceeasi parte i poate fi pe ambele parti. Fiecare strat estestantat separat i sunt fixate pentru a crea discul de 1.2 mm grosime. Acest proces de fabicatie esteaproape acelasi cu diferanta ca fiecare strat de pe fiecare fata este dintr-o bucata duferita de plstic

policarbonat i sunt lipite pentru a crea discul complet. Principala diferent dintre CD i DVD este caDVD are o densitate de inregistrare mai mare i este citit de un laser de frecventa mai mica focalizatmai aproape de disc, care permite stocarea mai multor informatii. De altfel CD pot avea pe o fata unsingur strat de inregistare iar DVD pot avea pn la 2 straturi per fata i pot stoca informatii peambele parti.

Ca i la CD fiecare strat este stantat sau modelat cu o singura cursa mecanica n forma despirala incepand din interiorul discului spiraland spre exterior. Discul se roteste invers acelor deceasornic ( vazut din partea de jos) i fiecare cursa a spiralei contine pits ( denivelari) i lands( portiuni netede) la fel ca i la CD. Fiecare strat inregistrat este acoperit cu o folie subtire de metal

pentru a reflecta lumina laserului. Stratul exterior are un invelis mai subtire care permite luminii satreaca prin el pentru a putea citi stratul interior. Daca discul este cu o singura fata o eticheta poate fi

pusa pe partea superioara; dac este cu 2 fete doar micul inel din centru poate servi ca loc pentruetichetare.

La fel ca i la CD citirea informatiilor de pe spatele unui DVD este o chestiune dereflectarea unei raze laser de pe unul din stratele reflectoare ale discului. Laserul enite o razafocalizata pe partea inferioara a discului i un receptor fotosenzitiv detecteaza cnd lumina estereflectata inapoi. Cnd lumina trece peste un land (zona neteda) a cursei lumina este reflectata; cndlumina trece peste un pit (denivelare) diferenta de faza dintre lumina proiectata i lumina reflectataface ca undele sa se anuleze i nici o lumina sa fie reflectata.

Un pit de pe un DVD are o adancime de 0.105 microni i este lat de 0.4 microni. Atat pits ilands variaza n lungimi avad dimesiuni de la 0.4 microni pn la 1.9 miconi (pe discurile cu un

singur strat)Pentru mai multe informatii despere cum sunt convertite pits i lands n date i la modul cum

functioneaza mergeti la sectiunea Alcatuirea i tehnologiile CD-ROM.

DVD folosesc acelasi laser pentru citire ca i CD. Acesta capacitate de stocare este facutaposibila de cativa factori dupa cum urmeaza:

- Lungimea unui pit este de 2.25 mai mica (0.90.4 microns)

- Distanta ntre 2 curse a fost redusa de 2.16 ori (1.60.74 microns)

- O zona de date pe disc usor marita (8,6058,759 millimeterii patrati)

- Optimizarea modularii pe bit de 1.06 ori

- Eficientizare a codului de corectie a erorilor de 1.32 ori


9/14


- Cu aproape 1.06 ori mai putin sector de overhead (2,048/2,3522,048/2,064 bytes)

Pits i land ale DVD sunt mult mai mici i mai apropiate decat cele de pe un CD permitandca acelasi spatiu fizic sa stocheze mai multe informatii. Figura 17 arata cum santurile curselor cuaceeasi distanta ntre ele sunt de 4 ori mai dense pe un DVD decat pe un CD.

Figura 17

DVD folosesc un laser cu o frecventa mai joasa pentru a citi pits i lands mai mici. Un DVDpoate sa-i dubleze capacitatea prin utilizare a 2 strate separate pe o singura parte a discului i sa-lmai dubleze inca o data prin folosirea ambelor fete. Al doilea strat este citit pe un substrat separtasub primul strat care este facut semireflectiv pentru a permite laserului sa pentreze substratul de subel. Prin focalizarea laseruluipe unul din cele 2 straturi unitatea poate citi aproape de 2 ori cantitateade date de pe aceeasi suprafata.

Discuri Blu-ray

n ferbruarie 2002, principalele companii producatoare de medii de stocare optica au formatBlu-ray Disc Founders (BDF) i au anuntat specificatiile discurilor Blu-ray, un disc optic de tipCD/DVD de mare capacitate . n mai 2002 discurile Blu-ray (BD) au emis specificatiile ver 1.0, iarn aprilie 2002 Sony a emis specificatiile BDZ-S77 pentru piata japoneza unde a fost disponibil

primul recorder comercial. n ianuarie 2006 Blu-ray Disc Association a eliberat specificatiile 2.0pentru discurile BD-RE. Blu-ray este un format reinscriptibil care poate inregistra pn la 25 GB dedate sau pn la 2 ore video inalta calitate pe un disc de 12 cm cu o singura fata i un singur strat(care este identic cu cu CD i DVD)folosind un laser de 405nm de culoare albastru violet. Aparatede inregistrare pentru BD cu 2 straturi sunt n curs de dezvoltare i vor pute inregistra pn la 50GB. Desi compatibilitatea cu DVD i CD nu este o cerinta a specificatiilor Blu-ray este o optiune pecare producatorii o pot include cu usurinta. De fapt toate toate unitile Blu-ray anuntate pn acumau compatibilitate cu CD i DVD.

Una dintre principalele utilizari pentru un mediu de capacitate mai mare este inregistrare deprograme TV de inalta rezolutie, care ocupa un spatiu de stocare foarte mare. Aparatele deinregistrare DVD nu pot stoca destule date pentru video de inalta rezolutie. Blu-ray pe de alta parteeste proiectat pentru a stoca pn la 2 ore video inalta calitate (sau peste 13 ore de transmisie TV decalitate standard) pe un singur strat sau dublu pe versiunile cu 2 straturi. Odata cu DVD Blu-rayfolosescte standardul de compresie MPEG-2.

Specificatii Blu-ray Disc 1.0 includ urmatoarel formate:

BD-ROM. Doar citire pentru continut preinregistrat

BD-R. Inregistrabil pentru stocare date PC


10/14


BD-RW. Reinscriptibil pentru stocare date PC

Din ianuarie 2006 doar formatulBD-RE care este reinscriptibil pentru inregistrari HDTV afost modificat. Standardul curent este BD-RE 2.0.

CD standard folosesc un laser de 780 nm (infra rosu) combinat cu lentile numerie cu oapertura de 0.45, iar DVD folosesc un lser de 650 nm (rosu) impreuna cu lentile cu apertura

numerica de 0.60. Blu-ray folosescte un laser mai scazut 405 nm (albstru violet) cu lentile numericede apertura de 0.85. apertura numerica este marimea pentru capabilitatea de focalizare a luminii aunei lentile i puterea de focalizare i marirea. Aperura numerica obtinuta din sinusul unghiuluimaxim de intrare a luminii n lentila. De exemplu lentila intr-un CD-ROM aduna lumina la ununghi de pn la 26.7 din care rezulta o aperura numerica de sin(26.7)=0.45. Prin comparatielentilele intr-un DVD aduna lumina pn la un unghi de 36.9 din care rezulta o apertura numericade sin(36.9)=0.60. Blu-ray aduna lumina pn la un unghi de 58.2 din care rezulta o aperuranumerica de sin(58.2)=0.85. O apertura numerica mai mare permite razelor de lumina mai inclinatesa iintre n lentila i deci sa produca o imagine mai fidela.

Cu cat mai mare este apertura este mai mare cu atat este mai mica distanta de focalizare icu atat se mareste amplificarea. Lentilele intr-un CD-ROM amplifica de aproape 20 de ori, iarlentilele intr-un DVd maresc de aproape 40 de ori. Lentilele de la Blu-ray maresc de aproape 60 deori. Aceasta amplificare este necesara deoarece distanta dintre curse pe un disc Blu-ray este redusala 0.32um, care este aproape jumatate decat la un DVD normal. Datorita densitatii foarte mari unsimplu cartus este folosit n mod normal pentru a tine un disc care previne deteriorare de catre praf ,amprente sau zgarieturi.

HD-DVD

HD-DVD este cunoscut ca i Advanced Optical Disc (AOD) este un alt format de disc opticde noua generatie cu laser abastru dezvoltat de Toshiba i NEC. HD-DVD este asemanator cu Blu-ray (dar nu compatibil) i foloste tehnologii bazate pe laser albastru pentru atingerea de capacitatide stocare mai mari. Versiunile HD-DVD-R (inregistrabil) stocheaza 15 GB pe discuri cu un singurstrat i 30 GB pe discuri cu 2 straturi. Versiunile HD-DVD-RW (reinscriptibil)pot stoca 20 GB pediscuri cu un singur strat i 32 pe discuri cu 2 straturi. DVD Foruma aprobat formatul HD-DVD

pentru studii viitoare ca i succesorul tehnologiei DVD. Din pacate dezvoltarea HD-DVD i

sustinea de catre DVD Forum inseaman ca va fi unnou razboi pentru supreamatia unitilor DVD denoua generatie cu laser albastru. Produsele HD-DVD i Blu-ray vor intra pe puata n cursul anului2006, dar n termenii PC Blu-ray are deja un avans deaoarece are scoase pe piata uniti i discuride ceva timp. n continuare prncipalii producatori au nceput sa produca uniti. Totusi un alt razbointre formate va crea confuzie pe piata la fel cum a facuto i DVD.

CD incsciptibile

Desi initial CD au fost concepute ca dispozitive doar de citire azi poti crea cu unsurinta

propriul CD de date sau audio. Prin cumpararea unor uniti i discuri CD-R sau CD-RWpotiinregistra (arde) propriul CD. Acest lucru iti permite sa stochezi mari cantitati de fate la un pret micdecat majoritatea mediilor mobile cu acces aleator.


11/14


Ar putea sa-i surprinda pe noi veniti n lumea PC sa vada cat de departe tehnologia,performanta i preturile CD au ajuns azi. Azi poti cumpara aparate de inregstrare care functioneazapn la viteze de 52x i costa sub 100$. Poti cumpara chiar i uniti CD Slimline pentru laptop.Comparand acesta cu primul sistem de inregistrare CD-R de pe piata n 1988 care costa mai mult de50000$ (atunci foloseau un sistem de inregistrare Yamaha impreuna cu circuite de corectie aerorilor pe CD-ROM de mii de dolari) functiona la viteza de doar 1x i facea parte dintr-un

subsistem de dimensiunea unei masini de spalat. Discurile goale costau aproape 100$ fiecare careeste departe de 25 cent sau mai putin cat costa azi (dac sunteti dispusi sa cumparati un bulk cu

prppria carcasa). Cu preturi asa de mari principalul scop pentru CD a fost sa produca prototipuripentru CD care putea fi relicate prin procesul de stantare.

n 1991 Philips a introdus primul aparat de inregistrare cu viteza 2x (CDD 521) care era dedimensiunea unui receptor stereo i costa aproape 12000$. Sony n 1992 i JVC n 1993 au urmatcu unitile de inregistrare iar cea de la JVC a fost prima unitate de 5" dimensiune folosita demajoritatea unitilor PC-ului i care mai ete folosita i azi. Yamaha a scos prima unitate de

inregistrare cu viteza 4x (CDR100) care era vandut pentru 5000$. Un succes n ceea ce privestepreturile a venit n 1995 cnd Hewlett-Packard a scos prima unitate de inregistrare (4029i care eradefapt produsa pentru ei de Philips )sub 1000$. Acest lucru a dat pietii exact ce vroia. Cu crestere a

popularitatii dupa aceasta preturile au scazut repede sub 500$ i apoi la 200$ sau mai putin. n 1996Ricoh a introdus prima unitate CD-RW.

n comparatie cu banda sau alt mediu mobil folosirea unui CD burner este foarte eficientadin punct de vedere al pretului i este o metoda simpla pentru a transporta fisiere mair sau pentru aface copii pentru arhivare. Un alt beneficiu al CD pentru arhivara datelor este ca CD au o viata maimulta pe rafturi decat benzile sau alte medii mobile.

Exista 2 mari tipuri de uniti de inregistrare disponibile numete CD-R (inregistrabil) i CD-RW ( reinscriptibil) . deoarece toate unitile CD-RW pot functiona ca uniti CD-R preturile CD-Ri CD-RW sunt asemantoare. De altfel deoarece discurile CD-RW sunt de 1.54 ori mai scumpedecat CD-R normale, doar jumatate sunt la fel de rapide (sau mai putine) ca discurile CD-R i nuvor functiona n toate unitile CD audio sau uniti CD-ROM, persoanele deobicei scriu pe mediiCD-R n unitile CD-RW.

Observatie. Datorita diferentelor de reflexie a mediului, uniti mai vechi CD i DVD nupot citi medii CD-RW. Majoritatea unitilor mai noi CD sau DVD-ROM se comformeaza

specificatiilor MultiRead i deci por citi CD-RW. Dar multe uniti vechi existente nu se porconforma. Deci dac inregistrezi ceva care multe persoane sau sisteme vor avea nevoie sa citeascaCD-R este cea mai buna alegere pentru o compatibilitate mai mare.

Mediul CD-R este un mediu WORM (scrie o data citeste mai multe) ceea ce inseamna cadupa ce pui datele pe un CD-R sunt stocate permanent i nu pot fi sterse. Limitarea de scriere o dataface acest ti de disc din ce n ce mai putin ideal pentru back-up de sistem sau alte scopuri pentrucare ar fi preferabil sa refolosesti mediul de mai multe ori. Totusi pretul redus al mediului CD-R

poti crede ca prin creare de back-up-uri permanente pe discri CD-R este la fel de economic ca ibanda sau alte medii.

Discurile CD-RW pot fi reutilizate pn la 1000 de ori facandu-le astfel potrivite pentruorice tip de stocare de date. Cnd a fost pentru prima data introdus existau multe uniti CD-R;


12/14


totusi azi majoritatea unitilor de inregistrare CD-R sunt CD-R i CD-RW n una. Urmatoarelesectiuni examineaza aceste standarde i cum pot fi utilizate amandoua pentru nevoile de stocare.

CD-R

Odata inregistrate discurile CD-R pot fi rulate sau citite n orice unitate CD-ROM standard.Discurile CD-R sunt utile pentru spatiu de arhivare i crearea de CD care pot fi duplicate pentru

distributie n cadrul unei companii.

CD-R functioneaza folosind acelasi principiu ca i CD-ROM standard prin reflectarealuminii laser de pe disc i urmarirea schimbarilor n reflexie cnd sunt intalnite treceri pit/land iland/pit. Marea diferenta este ca n loc de a fi stantate sau imprimate n plastic ca i CD obisnuite ,CD-R au imagini de pits arsi pe santuri ridicate. Deci pits nu sunt denivelari ca la CD standard darn schimb ele sunt interperetate ca zone intunecate (arse) pe santurile care reflecta mai putinalumina. Deoarece reflectivitatea totala a unui pit i a unui land ramane aceeasi pe un disc statat unCD-ROM normal sau un CD audio poate citi CD-R ca i cum ar citi discuri stantate.

Partea procesului de inregistrare cu CD-R incepe inaintea inserarii discului n unitate. CD-Reste un mediu fabricat la fel ca i CD standard o matrita este folosita pentru a modela baza din

plastic policarbonat. Insa n loc de a stanta pits i lands , matrita imprima un sant n forma de spirala( numit pre-sant) pe disc. Din perspectiva citirii (i scrierii) laserul de sub disc acest sant este vazutca o creasta nu ca o depresiune.

Pre-sant-ul (sau dealul) nu este drep; n schimb are o mica disturbatie. Amplitudinea acesteidistrubatii este foarte mica n comparatie distanta dintre curse. Distanta dintre santuri este 1.6microni dar distorsiunile sunt de doar 0.030 microni de la o parte la alta. Distorsiunile pentru unsant de CD este modulata ata incat sa inregistreze informatii sunplimentare despre unitate. Semnalul

continut de distorsiune este numit timp absolut n pre sant (absolute time n pre-groove (ATIP))deoare este controlat de cod n timp i cu alte date. Codul n timp este la fel cu formatulminute:secunde:cadre care va fi gasit n Q-subcode a cadrelor scrise pe disc. AITP permite unitiisa gaseasca pozitia pe disc a fiecarui cadru care este scris. Semnalul de distorsiune este freventa dedeplasment de 22.05KHz i o deviatie de 1 KHz. Distorsiunea foloseste schimberi n frecventa

pentru a purta informatii.

Pentru a completa dicul CD-R o vopsea organica este aplicata peste disc printr-un proces deinvelire-rotatie. Apoi este apliat un stat de aur reflectiv urmat de un stat protector de lac tratat UV

pentru a proteja satrurile de vopsea i aur. Aurul este folosit la discurile CD-R pentru a obtine oreflectie cat mai mare posibila i s-a observat ca vopseaua organica tinde sa oxideze aluminiul.Eticheta subtire este aplicata deasupra lacului pentru identificare i protectie aditionala. Cnd estevazut de dedesupt laserul folosit pentru a citi (sau scrie) discul trece prin stratele transparente de

policarbonat i vopsea, ajunge pe stratul de aur de unde este reflectat inapoi prin vopsea i plastic in final este preluat de catre senzorul din unitate

Fopseaua i stratul reflector impreuna au aceleasi proprietati reflectiveca i un CD neutilizat.n alte cuvinte un cititor de CD ar citi santul unui CD-R neinregistrat ca i un land lung. Pentru ainregistra pe un disc CD-R o raza laser de aceeasi lungime de unda (780 nm) ca deobicei este

untilizat n mod normal pentru a citi discurile dar cu 10 ori mai multa putere este folosit pentruincalzire vopselei. Laserul este tras intr-o maniera pulsata la varful dealului (santului) incalzindstratul organic de vopsea de la 482F pn la 572F (250300C). Acesta temperatura arde la

propriu vopseaua organica facand-o sa devina opaca. La citire aceasta previne ca lumina sa fie


13/14


reflectata prin trecerea prin stratul de vopsea la stratul de aur i sa fie reflectat inapoi, avand acelasiefect ca i anularea refelctiei laser n care s-ar fi intamplat la un pit pe un CD stantat normal.

Figura 18 arata statele mediului CD-R impreuna cu pre santurile (dealuri ridicate dinperspectiva laserului) cu pits arsi.

Figura 18. Stratele mediului CD-R

Unitatea care citeste discul este pacalita n a crede ca ca exista pits, ar defapt nu exista niciun pit doar un punct material putin reflectiv. Acesta foloste caldura pentru a crea pits n disc iacesta este motivul pentru care procesul de inregistrare este numit des ardere a unui CD. La ardere,

portiuni ale cursei se schimba din strarea reflectiva n cea nereflectiva . acesta schimbare de stareeste pemanenta i nu poate i nu poate schimbata i acesta este motivul pentru care CD-R esteconsiderat ca un mediu pe care se poate scrie doar o data.

CD-RWLa incepul lui 1996 un consortiu care era alcatuit din Ricoh, Philips, Sony, Yamaha,

Hewlett-Packard, i Mitsubishi Chemical Corporation au anuntat formatul CD-RW. Acest model afost foarte promovat de Ricoh i a fost primul producator care a introdus unitatea CD-RW n mai1996. Aceasta unitate era MP6200S care era o unitate clasficata ca fiind 2/2/6 (2x inregistrare, 2xreinregistre, 6x citire). La acelasi moment Orange Book Part III a fost publicata care a fost definitca standardul oficial al CD-RW.

De atunci unitile CD-RW au inlocuit unitile CD-R de pe piata deaorece unitile CD-RWau compatibilitate cu unitile CD-R i pot citi i scrie pe medii CD-R. Astfel unitile CD-RW pot

dunctiona ca uniti CD-R. Discurile CD-R pot fi arse sau scrise la fel ca i CD-R; pricipaladiferenta este ca pot fi sterse i rescrise din nou. Acestea sunt foarte utile la discuri prototipcae caduplicat n mai putin costisitorul CD-R sau chiar stantat n distributii CD. Ele pot fi rescrise cel

putin de 1000 de ori sau mai mult. n continuare cu pachetul de coftware de scriere ele pot ficonsiderate ca niste floppy discuri gigantice unde poti trage fisierele sau capia sau sterge. Desidiscurile CD-RW sunt aproape de 2 ori mai scupe decat mediile CD-R, CD-RW sunt pe departe maiieftine decat cartusele optice i alte formate de medii mobile. Aceasta face din CD-RW o tehnologieviablia pentru back-up-up sistemelor, arhivelor de fisiere i orice alta sarcina de stocare.

Observatie. Formatul CD-RW a fost la incepul numit CD-Erasable, sau CD-E.Patru mari diferente ntre mediile CD-R i CD-RW. n mare discurile CD-RW sunt:

Reincriptile


14/14


Mai scumpe

Mai greu de scris

Mai putin eficiente

Pe langa faptul ca mediul CD-RW este reinscriptil i costa putin mai mult ele se scriu la

apoape jumatate (sau mai putin) din viteza discurilor CD-R. Acest lucru se datoreaza laserului careare nevoie de mai mult timp pentru a lucra pe un anumit loc cnd scrie. Acete au o refelctivitatemica care limiteaza citirea n unele uniti mai vechi. Totusi compatibilitate MultiRead se gaseste ntoate unitile CD-ROM cu viteze de 24x sau mai mari permitand sa citeasca CD-RW fr nici o

problema. n general unitile CD-DA n special cele pentru masini par sa aiba cele mai mariprobleme n a citi CD-RW. Deci pentru inregistrarea muzicii sau compatibilitatecu uniti mai vechieste recomandat folosirea CD-R. Cautati logo-ul MultiRead pe o unitate CD-ROM care indicacapabilitea de a citi CD-RW. Cad cumparati un CD player cautati acelea care specificacompabilitatea sa citeasca CD-R/CD-RW.

Unitatile i mediile CD-RW folosesc un procs de defazare pentru a crea iluzia de pit pe disc.Ca i la mediul CD-R discul este alcatuit din aceiasi baza din policarbonat cu un pre santdistorsionat care contine informatii ATIP. Apoi deasupra este adaugat un strat dielectric special(izolator) urmat de un strat schimbator de faza un alt strat dielectric un strat refelctiv de aluminiu in sfarsit un lac protector impotriva UV (and optional screen printing). Stratele dielectrice deasuprai dedesuptul stratului de inregistrare sunt proiectate sa izoleze stratele de policarbonat i reflctivdecaldura intenssa din trmpul procesului schimbarii de faza.

Medii de Stocare Optice

Documents

Transcript of Medii de Stocare Optice