Cum sunt structurate discurile CD și DVD. CD-urile ca purtători de informații muzicale: caracteristici, avantaje

2011-05-03T00:55

2011-05-03T00:55

Toate drepturile în legătură cu acest text aparțin autorului. La reproducerea textului sau a unei părți a acestuia, drepturile de autor sunt necesare. Utilizarea comercială este permisă numai cu permisiunea scrisă a autorului.

Cum funcționează un CD?

Designul unui disc CD-DA (Compact Disk - Digital Audio) și metoda de înregistrare a sunetului pe acesta sunt descrise de standardul companiilor care l-au propus, Sony și Philips, publicat în 1980 sub denumirea Red Book.

Un compact disc (CD) standard este format din trei straturi: de bază, reflectorizant și de protecție. Baza este realizata din policarbonat transparent, pe care se formeaza prin presare un relief informativ. Un strat reflectorizant metalic (aluminiu, aur, argint, alte metale și aliaje) este pulverizat peste relief. Stratul reflectorizant este acoperit deasupra cu un strat protector de policarbonat sau lac neutru - astfel încât întreaga suprafață metalică să fie protejată de contactul cu mediul extern. Grosimea totală a discului este de 1,2 mm.

Relieful informativ al discului este o pistă continuă în spirală care pornește din centru și constă dintr-o succesiune de depresiuni - gropi. Spațiile dintre gropi se numesc terenuri. Alternând gropi și goluri de diferite lungimi, pe disc este înregistrat un semnal digital codificat: trecerea de la gol la groapă și invers denotă o unitate, iar lungimea unei gropi sau a unui gol este lungimea unei serii de zerouri. Distanța dintre virajele pistei este selectată de la 1,4 la 2 microni, standardul specifică o distanță de 1,6 microni.

Cum este reprezentat semnalul audio pe disc?

Semnalul audio stereo original este digitizat în mostre de 16 biți (cuantizare liniară) cu o frecvență de eșantionare de 44,1 kHz. Semnalul digital rezultat se numește PCM (Pulse Code Modulation), deoarece fiecare impuls al semnalului sursă este reprezentat de un cuvânt de cod separat. Fiecare șase mostre ale canalelor stânga și dreapta sunt formatate în cadre primare, sau microcadre, de 24 de octeți (192 de biți), ajungând la o viteză de 7350 de bucăți pe secundă, care sunt codificate folosind un cod CIRC cu două nivele (Cross). Interleaved Reed-Solomon Code). -Solomon cu intercalare încrucișată) conform schemei: intercalare cu întârziere de 1 octet, codificare nivel C2, intercalare încrucișată cu întârziere variabilă, codare nivel C1, intercalare cu întârziere de 2 octeți. Nivelul C1 este conceput pentru a detecta și corecta erori individuale, C2 - erori de grup. Rezultatul este un bloc de 256 de biți, datele în care sunt echipate cu biți de detectare și corectare a erorilor și sunt, de asemenea, „împânzite” în bloc, ceea ce duce la înregistrarea datelor audio învecinate în zone fizice necontigue ale discului. și reduce impactul erorilor asupra probelor individuale.

Codul Reed-Solomon are o redundanță de 25% și poate detecta până la patru octeți eronați și poate corecta până la patru octeți pierduți sau doi octeți eronați. Lungimea maximă a unui pachet de eroare complet corectabil este de aproximativ 4000 de biți (~2,5 mm lungime a pistei), cu toate acestea, nu fiecare pachet de această lungime poate fi corectat complet.

După a doua intercalare, biții de subcod sunt adăugați la fiecare bloc recepționat - P, Q, R, S, T, U, V, W; fiecare bloc primește opt biți de subcod. Apoi, fiecare 98 de blocuri cu subcoduri sunt formate într-un supercadru cu o durată de 1/75 sec (cantitatea de date audio pure este de 2352 de octeți), numit și sector, în care subcodurile primelor două blocuri servesc drept semn de sincronizare, iar restul de 96 de biți ai fiecărui subcod formează cuvântul P, cuvântul Q etc. De-a lungul unei piese, secvența de cuvinte subcod se mai numește și canale subcod.

Cuvintele sau canalele de subcod sunt folosite pentru a controla formatul de înregistrare, pentru a afișa fragmente dintr-o coloană sonoră etc. - de exemplu, canalul P este folosit pentru a marca piesele audio și pauzele între ele (0 - pauză, 1 - sunet), iar canalul Q este folosit pentru a marca formatul pieselor și sectoarelor, pentru a înregistra TOC (Cuprins) și marcaje de timp , după care este urmărită timpul de redare. Canalul Q poate fi folosit și pentru a înregistra informații în ISRC (International Standard Recording Code), destinat să reprezinte informații despre producător, timpul de lansare etc., precum și pentru a împărți piesa în fragmente separate (în total pe discul audio A). poate avea până la 99 de piese audio, fiecare dintre acestea putând include până la 99 de fragmente).

În cele din urmă, cadrele proiectate în acest fel sunt codificate canal în termeni pit-gap folosind un cod de redundanță 8/14 (Eight to Fourteen Modulation - EFM), în care octeții sursă sunt codificați în cuvinte de 14 biți, crescând inteligibilitatea semnalului. . Trei biți de legătură sunt inserați între cuvinte pentru a menține restricții asupra numărului de zerouri și unități adiacente, ceea ce facilitează demodularea și reduce componenta DC a semnalului. Ca rezultat, din fiecare microcadru primar se obțin 588 de biți de canal, iar fluxul de biți rezultat este scris pe disc la o viteză de 4,3218 (588 x 7350) Mbps. Deoarece codarea EFM produce un flux digital în care există mai multe zerouri decât unu, a fost ales un sistem care să reprezinte unitățile prin limitele unei gropi și a unui decalaj și numărul de zerouri dintre unități prin lungimea unei gropi sau a unui gol, respectiv .

La începutul discului există o așa-numită zonă de intrare, care conține informații despre formatul discului, structura programelor de sunet, adresele fragmentelor, titlurile lucrărilor etc. La sfârșit, este înregistrată o zonă de ieșire (numărul piesei AA), care acționează ca limită a zonei înregistrate a discului; Bitul de cod P din această zonă se modifică la o frecvență de 2 Hz. O serie de jucători de acasă nu pot recunoaște un disc fără această zonă, dar mulți se pot descurca fără ea. Între zonele de intrare și de ieșire, este înregistrată o zonă de memorie de program (PMA), care conține datele audio reale. Zona de program este separată de zona de intrare printr-o secțiune de 150 de blocuri goale (2 secunde), care acționează ca un pre-gap.

Timpul total de înregistrare pe un CD este de 74 de minute, cu toate acestea, prin reducerea înălțimii standard a piesei și a distanței dintre gropi, se poate obține o creștere a timpului de înregistrare - în detrimentul reducerii fiabilității citirii într-o unitate de disc standard.

Cum sunt înregistrate și produse CD-urile?

Principala metodă de producere a discurilor este presarea dintr-o matrice. Originalul este format din banda originală digitală master, care conține un semnal digital deja pregătit și codificat, de o mașină specială de înaltă precizie pe un disc de sticlă acoperit cu un strat de fotorezist - un material care își modifică solubilitatea sub influența unui laser. grindă. Când originalul înregistrat este procesat cu un solvent, relieful necesar apare pe sticlă, care este transferat prin galvanizare pe originalul din nichel (negativ), care poate servi ca matrice pentru producția la scară mică sau ca bază pentru realizarea pozitivă. copii, din care, la rândul lor, negative sunt luate pentru replicare în masă.

Ștanțarea se realizează folosind metoda de turnare prin injecție: un substrat de policarbonat cu un relief este presat dintr-o matrice negativă, deasupra este pulverizat un strat reflectorizant, care este lăcuit. Inscripțiile și imaginile informative sunt de obicei aplicate deasupra stratului protector.

Discurile inregistrabile (CD-R, „blankuri”) sunt realizate folosind aceeași metodă, dar între bază și stratul reflectorizant se află un strat de materie organică care se întunecă la încălzire. În starea inițială, stratul este transparent; atunci când este expus la un fascicul laser, se formează zone opace echivalente cu gropi. Pentru a facilita urmărirea unei piste la înregistrarea pe un disc, în timpul procesului de fabricație se formează un relief preliminar (marcaj), a cărui pistă conține semne de cadru și semnale de sincronizare înregistrate cu o amplitudine redusă și suprapuse ulterior de semnalul înregistrat.

Discurile înregistrate, datorită prezenței unui strat organic de fixare, au un coeficient de reflexie mai mic decât cele ștanțate, motiv pentru care unele playere (Compact Disk Player - CDP), concepute pentru discuri standard din aluminiu și neavând o marjă de fiabilitate de citire, pot redați discurile CD-R mai puțin fiabil decât de obicei.

Cum se redă CD-urile?

În timpul redării, un CD audio se rotește cu o viteză liniară constantă (CLV), la care viteza piesei în raport cu capul de redare este de aproximativ 1,25 m/s. Sistemul de stabilizare a vitezei de rotație o menține la un asemenea nivel încât să asigure viteza fluxului digital citit egală cu 4,3218 Mbit/s, prin urmare, în funcție de lungimea gropilor și a golurilor, viteza reală poate varia. Viteza unghiulară a discului variază de la 500 rpm la citirea secțiunilor cele mai interioare ale pistei până la 200 rpm pe cele exterioare.

Pentru a citi informațiile de pe disc, se folosește un laser semiconductor cu o lungime de undă de aproximativ 780 nm (gamă de infraroșu). Raza laser, care trece prin lentila de focalizare, cade pe stratul reflectorizant, fasciculul reflectat intră în fotodetector, unde sunt determinate gropi și goluri, precum și calitatea focalizării punctului de pe pistă și orientarea acestuia de-a lungul centrului pista sunt verificate. Când focalizarea este întreruptă, lentila se mișcă, lucrând pe principiul difuzorului difuzorului (bobină), iar când se abate de la centrul pistei, întregul cap se mișcă de-a lungul razei discului. În esență, sistemele de control al lentilelor, capului și axului motorului din unitate sunt sisteme de reglare automată (ATS) și monitorizează constant pista selectată.

Semnalul primit de la fotodetector în codul 8/14 este demodulat, drept urmare rezultatul codificării CIRC cu subcoduri adăugate este restaurat. Apoi canalele de subcod sunt separate, deintercalate și decodificate CIRC pe un corector în două etape (C1 - pentru erori unice și C2 - pentru erori de grup), drept urmare majoritatea erorilor introduse prin încălcări de ștampilare, defecte și eterogenitatea discului. materialele, iar zgârieturile de pe acesta sunt detectate și corectate.suprafață, definirea neclară a gropii/golului din fotodetector etc. Ca rezultat, un flux de mostre audio „curate” este trimis către DAC pentru conversie în formă analogică.

La playerele de sunet, după corector, există și un interpolator de complexitate variabilă, care restabilește aproximativ mostrele eronate care nu au putut fi corectate în decodor. Interpolarea poate fi liniară - în cel mai simplu caz, polinomială sau folosind curbe netede complexe.

Pentru a efectua de-interleaving, orice dispozitiv de citire a CD-urilor are o memorie tampon (volum standard - 2 kB), care este, de asemenea, folosită pentru a stabiliza viteza fluxului digital. Pentru decodare pot fi utilizate mai multe strategii diferite, în care probabilitatea de detectare a erorilor de grup este invers proporțională cu fiabilitatea corectării acestora; Alegerea strategiei este lăsată la latitudinea dezvoltatorului decodorului. De exemplu, un CD player cu un interpolator puternic ar putea alege o strategie care accentuează detecția maximă, în timp ce un CDP cu un interpolator simplu sau o unitate CD-ROM ar putea alege o strategie care accentuează corecția maximă.

Care sunt parametrii semnalului audio de pe un CD?

Parametrii standard de digitizare - frecvența de eșantionare 44,1 kHz și adâncimea de biți a probei 16 - determină următoarele caracteristici ale semnalului calculate teoretic:

• Gama de frecventa: 0..22050 Hz
• Interval dinamic: 98 dB
• Nivel de zgomot: -98 dB
• Distorsiunea armonică totală: 0,0015% (la nivelul maxim al semnalului)

În dispozitivele reale de înregistrare și redare a CD-urilor, frecvențele înalte sunt adesea tăiate la 20 kHz pentru a crea o marjă pentru abruptitatea răspunsului în frecvență al filtrului. Nivelul de zgomot poate fi de până la 98 dB cu un DAC liniar și un amplificator de ieșire zgomotos, sau mai mare dacă este reeșantionat la o frecvență mai mare folosind un DAC Delta-Sigma, Bitstream sau MASH și amplificatoare cu zgomot redus. Coeficientul de distorsiune neliniară depinde puternic de circuitele de ieșire DAC utilizate și de calitatea sursei de alimentare.

Pentru un CD se determină o gamă dinamică de 98 dB pe baza diferenței dintre nivelurile minime și maxime ale semnalului audio, dar la un semnal mic nivelul distorsiunii neliniare crește semnificativ, motiv pentru care intervalul dinamic real, în cadrul căruia un se menține un nivel acceptabil de distorsiune, de obicei nu depășește 50-60 dB.

Ce este nervozitatea?

Jitter-ul este un jitter rapid în faza unui semnal digital în raport cu durata perioadei, când este încălcată uniformitatea strictă a fronturilor de impuls. O astfel de fluctuație apare din cauza instabilității generatoarelor de ceas, precum și în locurile în care semnalul de ceas este izolat de un semnal complex folosind metoda PLL (Phase Locked Loop). O astfel de selecție are loc, de exemplu, în demodulatorul semnalului citit de pe disc, rezultând formarea unui semnal de ceas de referință, care, prin corectarea vitezei de rotație a discului, este „ajustat” la frecvența de referință de 4,3218 MHz. Frecvența semnalului de ceas și, prin urmare, faza acestuia și faza semnalului de informare, fluctuează continuu la frecvențe diferite. O contribuție suplimentară poate fi adusă de aranjarea neuniformă a gropilor de pe disc, cauzată, de exemplu, de apăsarea de proastă calitate sau de înregistrarea instabilă.

Cu toate acestea, ondulațiile din semnalul discului sunt compensate complet de tamponul de intrare al decodorului, astfel încât orice fluctuație sau detonare care a apărut înainte ca semnalul să fie plasat în tampon este eliminat în această etapă. Eșantionarea din buffer este controlată de un oscilator stabil cu o frecvență fixă, dar astfel de oscilatoare au și o anumită, deși mult mai mică, instabilitate. În special, poate fi cauzată de interferența în circuitele de alimentare, care, la rândul său, poate apărea atunci când ACS este activat și este reglată viteza discului sau poziția capului/lentilului. Pe discurile de calitate scăzută, aceste corecții apar mai des, dând unor experți motive să lege direct stabilitatea semnalului de ieșire cu calitatea discului, deși de fapt motivul este decuplarea insuficientă a sistemelor CDP.

Ce înseamnă abrevierile AAD, DDD, ADD?

Literele acestei abrevieri reflectă formele de undă audio folosite pentru a crea discul: prima pentru înregistrarea originală, a doua pentru procesare și mixare și a treia pentru semnalul master final din care este format discul. „A” înseamnă formă analogică, „D” înseamnă formă digitală. Semnalul principal pentru un CD există întotdeauna doar în formă digitală, deci a treia literă a abrevierei este întotdeauna „D”.

Ambele forme de semnal analogic și digital au avantajele și dezavantajele lor. Când se înregistrează și se procesează un semnal în formă analogică, „elementele fine” ale acestuia sunt cel mai bine păstrate, în special armonicile superioare, dar nivelul de zgomot crește și caracteristicile amplitudine-frecvență și fază-frecvență (AFC/PFC) sunt distorsionate. Când sunt procesate digital, armonicile superioare sunt tăiate forțat la jumătate din frecvența de eșantionare și adesea chiar mai mici, dar toate operațiunile ulterioare sunt efectuate cu cea mai mare precizie posibilă pentru rezoluția selectată. O serie de experți evaluează un semnal care a fost supus procesării analogice ca fiind „mai cald” și „în direct”, dar multe metode moderne de procesare a semnalului pot fi implementate în mod acceptabil doar într-o versiune digitală.

Două discuri identice pot suna diferit?

În primul rând, trebuie să vă asigurați că discurile conțin de fapt un semnal audio digital identic. O potrivire binară completă între două discuri la nivelul configurației gropii și golului este practic imposibilă din cauza defectelor materiale minore și a distorsiunilor în timpul prelucrării matriței și al presării, dar datorită codificării redundante, marea majoritate a acestor erori sunt corectate în timpul decodării, oferind același lucru. flux digital de „nivel înalt”.

Puteți compara conținutul digital al discurilor citindu-le într-o unitate CD-ROM care acceptă modul Read Long sau Raw Read - citind „sectoare lungi”, care sunt de fapt supercadre CD-DA cu o capacitate de 2352 de octeți fiecare. Puteți citi mai multe despre acest lucru în Întrebările frecvente pe CD-ROM sau în manualul pentru programele de citire audio (CD-DA Grabbers/Rippers). De asemenea, puteți compara discuri folosind echipamente de studio care pot citi discurile digital pe un magnetofon DAT.

Pot exista mai multe motive pentru diferențele digitale între discuri care sună similar. Unele unități CD-ROM și alte dispozitive digitale de citire CD-DA pot, pentru a preveni copierea directă, să introducă distorsiuni subtile în semnal (de exemplu, folosind polinoame de netezire), iar majoritatea unităților care acceptă comenzi de citire cu cadru complet fac acest lucru în mod incorect și inexact. Atunci când se fac copii (reprintări) de discuri audio, în special într-un mod piratat, acestea sunt adesea copiate cu reeșantionare la o altă frecvență (de exemplu, 48 kHz în DAT), urmată de reeșantionarea la cel original, sau chiar printr-o cale analogică cu conversie dublă digitală/analogică. Un număr de versiuni ale software-ului de inscripționare CD-R denaturează, în mod intenționat sau accidental, datele originale, astfel încât copia să nu fie aceeași cu cea originală.

Trebuie remarcat faptul că, chiar dacă conținutul digital al două discuri coincide la compararea lor într-un sistem (CD-ROM, dispozitive speciale pentru compararea originalului/copiei etc.), asta nu înseamnă deloc că pe cutare sau cutare CDP sunt, de asemenea, Semnale digitale identice vor fi decodificate. Prin urmare, cea mai fiabilă modalitate de a determina cauza diferențelor de sunet este utilizarea unui CDP cu o ieșire digitală, de la care înregistrarea este efectuată pe un dispozitiv de stocare în timp ce ascultați ambele discuri. Compararea digitală ulterioară a semnalgramelor rezultate va arăta în ce punct în player sunt introduse în semnal modificările care sunt audibile de ureche.

Desigur, înainte de a compara originalul și copia în acest fel, trebuie să vă asigurați că rezultatele citirii acelorași discuri de mai multe ori sunt repetabile. Diverse semnalgrame digitale în acest caz pot indica citirea nesigură a discului sau funcționarea defectuoasă a interfețelor digitale (receptor, transmițător, cablu, conectori). Identitatea datelor digitale în timpul redării repetate a mai multor discuri poate fi considerată un semn suficient al fiabilității atât a discurilor în sine, cât și a sistemelor de citire, decodare și transmisie intermodulară.

Comparația auditivă a sunetului discurilor trebuie să fie corectă - cel mai recunoscut este testul dublu-orb. Esența metodei este că expertul (ascultătorul) nu ar trebui să vadă manipulările cu echipamentul și persoana care le efectuează, iar această persoană însuși, care schimbă la întâmplare discurile, nu ar trebui să cunoască caracteristicile conținutului lor. În acest fel, orice influențe, inclusiv cele „subtile” și nestudiate, ale oamenilor asupra echipamentului și unele asupra altora sunt eliminate cât mai mult posibil, iar opinia expertului este considerată extrem de nepărtinitoare.

Ce este HDCD?

High Definition Compatible Digital este un „super-sistem” pentru codificarea audio CD, folosind formatul standard CD-DA. Un semnal audio cu o adâncime mai mare de biți și o frecvență de eșantionare este supus prelucrării digitale, ca urmare a căreia partea principală este izolată de acesta, codificat, ca de obicei, folosind metoda PCM, iar informații suplimentare care clarifică detaliile mici sunt codificate în biți cei mai puțin semnificativi de eșantioane (LSB) și regiuni spectrale mascate. Când redați un disc HDCD pe un CDP obișnuit, este utilizată doar partea principală a semnalului, dar atunci când utilizați un CDP special cu un decodor încorporat și un procesor HDCD, toate informațiile despre semnal sunt extrase din codul digital.

Cum să manevrezi CD-urile?

Evitarea deteriorării mecanice a oricăreia dintre suprafețe, expunerea discului la solvenți organici și lumină puternică directă, impacturi și îndoiri ale discului. Inscripțiile pe discuri inregistrabile pot fi făcute numai cu creioane sau pixuri speciale cu pâslă, excluzând presiunea și utilizarea pixurilor cu bilă sau stilouri.

Când scoateți un disc din cutie, aveți grijă să nu-l îndoiți. O metodă convenabilă și sigură necesită utilizarea a două mâini - degetul mare al mâinii stângi apasă ușor pe zăvor, slăbindu-l, în timp ce cealaltă mână scoate discul din zăvor. Metoda cu o singură mână, când degetul arătător slăbește zăvorul, iar degetul mare și degetul mijlociu scot discul, necesită o coordonare mai precisă a forțelor, fără de care este ușor să îndoiți discul sau să spargeți urechile zăvorului.

Un disc murdar poate fi spălat cu apă caldă și săpun sau cu un surfactant neagresiv (șampon, praf de spălat) sau cu lichide special produse. Zgârieturile superficiale de pe stratul transparent pot fi lustruite folosind paste de lustruit care nu conțin solvenți și uleiuri organice, sau pastă de dinți obișnuită.

Ce este un „marker verde” și de ce este necesar?

Mulți utilizatori și experți susțin că un disc tratat în acest fel produce un sunet mai curat în dispozitivele de ultimă generație, atribuind acest lucru unei citiri mai precise a informațiilor digitale de pe disc, care în forma sa originală se presupune că nu poate fi citită în mod fiabil în majoritatea unităților. Cu toate acestea, un sistem atent proiectat (unitate și decodor) este capabil să citească corect nu numai discuri netratate, ci și discuri de calitate medie, și chiar ușor murdare și zgâriate, astfel încât posibilele motive pentru un sunet îmbunătățit nu trebuie căutate în disc. Cele mai probabile explicații pentru acest fenomen par a fi aceiași factori care creează sunete diferite ale copiilor de discuri care se potrivesc cu conținutul digital.

Unde pot găsi mai multe informații despre CD-uri?

Caracteristicile tehnice ale discului CD-R.

CD-R este un disc subtire din plastic transparent - policarbonat - 1,2 mm grosime, cu diametrul de 120 mm (standard) sau 80 mm (mini). Capacitatea unui CD-R standard este de 74 de minute audio sau 650 MB de date. Totuși, în momentul de față (2006) un CD-R cu o capacitate de 702MB de date (mai precis 736.966.656 octeți) sau 79 minute 59 secunde și 74 de cadre poate fi considerat standard. Această capacitate se realizează prin depășirea cu puțină a toleranțelor descrise în standardul Orange Book (CD-R/CD-RW). Pe piață există și discuri de 90 minute/790MB și 99 minute/870MB, care sunt mult mai puțin răspândite.

Discul din policarbonat are o cale în spirală pentru a ghida fasciculul laser atunci când scrieți și citiți informații. Pe partea în care se află această pistă în spirală, discul este acoperit cu un strat de înregistrare, care constă dintr-un strat foarte subțire de colorant organic și apoi un strat reflectorizant de argint, aliajul său sau aur. Acest strat reflectorizant este acoperit cu un lac protector fotopolimerizabil și întărit cu radiații ultraviolete. Și deja pe acest strat protector sunt aplicate diverse inscripții cu vopsea.

Un CD-R gol nu este complet gol; are o pistă de service cu marcaje servo ATIP - Timpul absolut în pregroove- timpul absolut pe pista de service. Această pistă de serviciu este necesară pentru sistemul de urmărire, care păstrează fasciculul laser în timp ce înregistrează pe pistă și monitorizează viteza de scriere (adică, se asigură că lungimea gropii este constantă). Pe lângă funcțiile de sincronizare, piesa de serviciu conține și informații despre producătorul acestui disc, informații despre materialul stratului de înregistrare, lungimea piesei care trebuie înregistrată etc. Piesa de serviciu nu este distrusă atunci când datele sunt scrise pe discul și multe sisteme de protecție împotriva copierii îl folosesc pentru a distinge originalul de copie.

Primele companii care au început să producă CD-R blank au fost Taiyo Yuden, Kodak, Maxell și TDK. De atunci, standardul CD-R a fost dezvoltat în continuare pentru a oferi viteze de înregistrare din ce în ce mai mari, iar în prezent (2006) viteza maximă posibilă de înregistrare CD-R este de 52x, adică de 52 de ori mai mare decât cea definită în standardul Orange. Cărți" (1x) = 150 KB/s). Aceste îmbunătățiri constau în principal în materiale noi pentru stratul de înregistrare, geometrie mai bună a pistei și tehnologie pentru aplicarea stratului de înregistrare. Înregistrarea 1x la viteză redusă este folosită și astăzi pentru înregistrarea „CD-R-uri audio” speciale, deoarece dispozitivele de înregistrare CD au fost standardizate la această viteză.

Discurile necompletate CD-R au o pistă de serviciu cu date înregistrate. Această pistă conține marcaje de timp și este utilizată la înregistrare, astfel încât fasciculul laser să scrie de-a lungul unei piste în spirală, la fel ca pe CD-urile obișnuite. În loc să tipăriți gropi ca adâncituri fizice în materialul necompletat, ca în cazul unui CD, atunci când înregistrați un CD-R, datele sunt scrise pe disc folosind un fascicul laser de mare putere pentru a „arde” fizic colorantul organic al strat de înregistrare. Când vopseaua este încălzită peste o anumită temperatură, se descompune și se întunecă, schimbând reflectivitatea zonei „arse”. Astfel, la înregistrare, prin controlul puterii laserului, pe stratul de înregistrare se obțin pete alternative întunecate și luminoase, care sunt interpretate ca gropi la citire.

Când citiți, laserul are o putere semnificativ mai mică decât atunci când scrieți și nu distruge colorantul stratului de înregistrare. Fasciculul reflectat de stratul reflectorizant lovește fotodioda, iar dacă fasciculul lovește o zonă întunecată - „arsă” -, atunci fasciculul aproape nu trece prin aceasta către stratul reflectorizant și fotodioda înregistrează slăbirea fluxului de lumină. În timpul citirii, „blankul” din unitate se rotește pe ax, iar fasciculul de citire rămâne staționar și este direcționat de sistemul de urmărire către pista de date. Secțiunile alternante de lumină și întuneric ale pistei generează o modificare a fluxului luminos al fasciculului reflectat și sunt traduse într-o modificare a semnalului electric, care este apoi convertit în biți de informații de către sistemul de acționare electrică - „decodificat”.

Arderea stratului de înregistrare este un proces chimic ireversibil, adică un proces unic. Prin urmare, informațiile înregistrate pe un CD-R nu pot fi șterse, spre deosebire de CD-RW. CD-R-urile, totuși, pot fi scrise în secțiuni numite sesiuni.

Există trei tipuri principale de strat de înregistrare utilizate pentru CD/DVD:

Cyanine (engleză) Cianina) - Colorantul cu cian are o nuanță albastru-verde (valul mării) pe suprafața de lucru. Acest material a fost folosit în primele blank-uri CD-R și a fost brevetat de Taiyo Yuden. Acest colorant este instabil din punct de vedere chimic, motiv pentru care perioada scurtă de depozitare garantată a informațiilor înregistrate. Vopseaua se poate estompa în mai mulți ani. Deși mulți producători folosesc aditivi chimici suplimentari pentru a crește stabilitatea cianinei, astfel de unități nu sunt recomandate pentru backup sau stocarea pe termen lung a datelor de arhivă.
Azo - Colorant azo metalizat, are o culoare albastru închis. Formula sa este patentată de Mitsubishi Chemicals. Acest colorant este rezistent chimic, iar capacitatea sa de a stoca informații este calculată de zeci de ani (companiile înseși scriu aproximativ 100 de ani).

Ftalocianina (engleză) Ftalocianina) - O dezvoltare puțin mai târziu a stratului de înregistrare activ. Ftalocianina practic incolor, cu o nuanță pală de culoare verde deschis sau auriu, motiv pentru care discurile pe bază de stratul activ de ftalocianină sunt adesea numite „aurie”. Ftalocianina- o dezvoltare ceva mai modernă. Discurile bazate pe acest strat activ sunt mai puțin sensibile la lumina soarelui și la radiațiile ultraviolete, ceea ce crește durabilitatea informațiilor înregistrate și o stocare ceva mai fiabilă în condiții nefavorabile (companiile susțin sute de ani).
Din păcate, mulți producători folosesc diverși aditivi în stratul de înregistrare pentru a face discuri cu cianuri asemănătoare ca culoare cu discurile cu ftalocianină. Prin urmare, nu puteți determina pur și simplu materialul stratului de înregistrare după culoare. De asemenea, stratul reflectorizant „auriu” nu garantează că este un CD-R cu ftalocianină.
Există mai multe metode de scriere a datelor pe CD-R:

Disc-At-Once, DAO (Disk at a Time) - întregul disc este înregistrat într-o singură sesiune, de la început până la sfârșit fără întrerupere. Mai întâi, pe disc sunt scrise informații speciale care indică începutul înregistrării. a conduce în), după aceasta datele sunt „arse”, iar apoi discul este „închis”, adică se scrie o secvență specială de biți, ceea ce indică imposibilitatea de a adăuga informații la acest „blank” (ing. conduce afară). Această metodă este potrivită pentru înregistrarea concertelor live, fără pauze între melodii și, de asemenea, ca discuri master pentru duplicarea ulterioară din fabrică.

Track-At-Once, TAO (Track at a time) - datele sunt scrise câte o pistă (sesiune) la un moment dat și sunt lăsate „deschise” (adică, nu se înregistrează „închiderea” discului), ceea ce indică posibilitatea înregistrarea ulterioară a informațiilor pe acest disc. În plus, acest lucru vă permite să înregistrați CD-uri audio cu o pistă suplimentară „computer”. Un disc audio poate fi citit pe un CD player numai după ce a fost scris cuprinsul (TOC - Table Of Content). Odată ce TOC este înregistrat, adăugarea de piese devine imposibilă.

Scrierea de pachete este un tip nu foarte comun de înregistrare în care discul este „formatat” și în viitor datele pot fi scrise pe el sau datele înregistrate anterior pot fi făcute „invizibile”, adică un astfel de CD-R devine similar cu discuri arbitrare . citire si scriere. Cu toate acestea, orice modificare de date (ștergere, scriere, modificare) de pe disc trebuie să fie scrisă în pachete suplimentare, iar după ce toate pachetele au fost scrise, discul devine indisponibil pentru modificări ulterioare - doar pentru citire. Nu este acceptat de toate unitățile, ceea ce duce la probleme de compatibilitate.

Session-At-Once, SAO (Session at a time) - Modul SAO este utilizat la înregistrarea în format CD-Extra. Când utilizați acest format, este posibil să înregistrați atât informații audio (CD-DA), cât și partea de program pe disc. La înregistrare, piesele audio sunt arse mai întâi, iar apoi datele.

Multisession - un mod de înregistrare care vă permite să adăugați ulterior informații pe disc. Fiecare sesiune conține informații despre începutul sesiunii (lead-in), apoi date și informații despre sfârșitul sesiunii (lead-out). Când se înregistrează în modul cu mai multe sesiuni, informațiile despre structura înregistrărilor anterioare sunt copiate în noua sesiune și pot fi editate. Astfel, utilizatorul poate distruge informații despre structura înregistrărilor deja inutile sau învechite fără a le include într-un nou tabel de conținut (TOC - Table Of Content). Este posibil să „ștergeți” informațiile inutile de pe un CD, deși, de fapt, acestea continuă să rămână fizic pe CD. Informațiile pot fi recuperate folosind un software special.

Condițiile de stocare și durata medie de viață a CD-R-urilor înregistrate.

În momentul de față (2006), durata medie de viață a CD-R este estimată doar pe baza testelor de îmbătrânire accelerată, deoarece această tehnologie media optică este prea tânără și nu are date practice în acest sens. Se crede că, cu îngrijirea adecvată, CD-R-urile ar trebui să reziste la cel puțin o mie de cicluri de citire și să stocheze informațiile înregistrate timp de câteva sute de ani. Din păcate, unele practici comune de manipulare greșită a discurilor pot reduce această cifră la unul până la doi ani. Prin urmare, dacă scopul principal al înregistrării este stocarea pe termen lung a informațiilor, ar trebui să tratați cu grijă spațiile CD-R.

Caracteristicile materialului CD-R înregistrat sunt supuse deteriorării în timp, la fel ca majoritatea celorlalte medii de înregistrare. Discurile optice care pot fi scrise o singură dată, CD-R-urile, utilizează un colorant în stratul de înregistrare care, atunci când este expus la căldură, modifică proprietățile care afectează stocarea datelor. Procesul de degradare poate face ca pista de date înregistrată să se miște în interiorul stratului, determinând ca unitatea să nu poată citi datele de pe disc.
Multe „blankuri” ieftine de înregistrare de la companii puțin cunoscute, precum și cele fără nume, „chele”, „tehnologice”, au o durată de viață de aproximativ doi ani. Unele dintre aceste „blankuri” de calitate superioară au o durată de viață mai lungă - aproximativ cinci ani. Este foarte dificil să distingeți „blankurile” de calitate scăzută de cele de înaltă calitate, deoarece doar câțiva producători (de exemplu, Taiyo Yuden) le pasă de durata de viață a produselor lor. Din cauza războaielor prețurilor, calitatea discurilor este adesea sacrificată pentru a obține cel mai mic cost posibil.
Recomandări pentru depozitarea și lucrul cu blank-uri CD-R:

Depozitați pe verticală, fiecare într-o carcasă separată sau într-o carcasă subțire. În timp ce se află în ele, discurile nu intră în contact cu suprafața stratului de înregistrare de pe pereții carcasei.

Evitați îndoirea semifabricatului. Pentru a scoate un disc din carcasă, în niciun caz nu trebuie să-l „trageți” de margini. În schimb, trebuie să apăsați în jos pe axul care îl ține, ceea ce vă va permite să scoateți discul fără forță sau îndoire.
„Marchiul” trebuie ținut de marginile subțiri de-a lungul perimetrului și încercați să nu atingeți stratul protector transparent, pentru a nu contamina această suprafață cu amprente.

A se pastra intr-un loc racoros si uscat. Temperatura optimă 5-20°C (41-68°F), umiditate 30-50%. Schimbările bruște ale acestor valori sunt, de asemenea, nedorite.
Evitați lumina directă a soarelui. Poate încălzi carcasa și discul pe care îl conține. Expunerea prelungită a discului la lumina ultravioletă directă (inclusiv lumina soarelui) afectează negativ performanța acestuia. Cu toate acestea, doze mici de radiații X, cum ar fi în timpul securității aeroportului, sau câmpurile magnetice nu ar trebui să provoace daune semnificative discurilor.
Dacă este posibil, utilizați pixuri cu pâslă sau markere pe bază de apă cu un vârf moale atunci când scrieți notițe pe suprafața de scris. Cel mai bun loc de marcat este un spațiu mic pe disc în jurul găurii centrale, de aproximativ un centimetru lățime, de obicei complet transparent. Pixurile pe bază de solvenți alcoolici sunt considerate mai puțin dăunătoare pentru disc decât cele pe bază de solvenți cu xilen sau toluen. În mod obișnuit, markerii permanenți sunt fabricați din xilen sau toluen și, prin urmare, nu sunt recomandați pentru marcarea pe un disc. Mulți producători produc pixuri cu pâslă special concepute pentru scris pe suporturi optice (CD/DVD).

Nu folosiți niciodată autocolante pe discuri. Adezivul din autocolante poate ataca chimic discul, iar în unitățile CD de mare viteză, autocolantele fac discul să se clătinească. Există cazuri cunoscute când un disc s-a spart în bucăți în interiorul unității, ceea ce a dus la pierderea de informații și la defecțiunea unității.
Zgârieturile pe orice suprafață a discului sunt inacceptabile. Chiar și o mică zgârietură pe suprafața „exterioară” cu stratul de înregistrare poate duce la pierderea parțială sau completă a informațiilor. Contrar credinței populare, mici zgârieturi de pe partea „transparentă” („interioară”) a discului sunt mai puțin periculoase, dar pot duce și la probleme de citire și scriere. Nu puteți scrie pe discuri cu pixuri, deoarece presiunea mecanică asupra discului îl face de obicei inutilizabil.
Contactul cu apa este, de asemenea, nedorit pentru disc, în special pentru „blankuri” „tehnologice”.
Curățare disc
De regulă, trebuie să curățați un disc CD-R doar dacă aveți probleme la citirea informațiilor de pe acesta. Codurile de corectare a erorilor utilizate în CD-R se descurcă în general bine cu amprentele digitale și zgârieturile de pe partea transparentă.
Praful acumulat poate fi îndepărtat ștergând discul cu o cârpă moale, deplasându-se de la centru la marginea discului într-o direcție radială. Nu ștergeți discul într-o mișcare circulară, deoarece zgârieturile circulare vor fi paralele cu pista și sunt mai greu de tratat decât zgârieturile radiale. O altă modalitate preferabilă de a îndepărta praful este să-l eliminați cu un jet de aer dintr-o cutie de aer comprimat, care este vândută în magazine.
Amprentele sau murdăria pot fi îndepărtate utilizând o cârpă moale umezită cu alcool denaturat (etil sau izopropilic) și apoi ștergând discul cu aceeași mișcare radială.
Nu utilizați niciodată acetonă, diluant de lac de unghii, kerosen, benzină sau alți solvenți pe bază de petrol. Astfel de solvenți agresivi pot dizolva literalmente discul în sine sau pot face suprafața sa tulbure și inutilizabilă. Folosiți numai solvenți cu alcool.
Discuri în format CD-RW.
Specificatii tehnice.
CD-RW (Compact Disc-ReWritable) este un tip de disc compact dezvoltat în 1997 pentru înregistrarea informațiilor de mai multe ori.
CD-RW este o dezvoltare ulterioară a discurilor compacte laser CD-R, cu toate acestea, spre deosebire de acesta, permite nu numai înregistrarea informațiilor, ci și ștergerea în mod repetat a datelor deja înregistrate. Acest format a fost introdus în 1997, iar în timpul dezvoltării sale a fost numit CD-Erasable (CD-E, Compact Disc Erasable). CD-RW este în multe privințe similar cu predecesorul său CD-R, dar stratul său de înregistrare este realizat dintr-un aliaj special care poate fi încălzit în două stări stabile diferite de agregare - amorf și cristalin. Acest aliaj este de obicei realizat din argint (Ag), indiu (In), antimoniu (Sb) și teluriu (Te). La înregistrare (sau ștergere), fasciculul laser încălzește o secțiune a pistei și o transferă într-una dintre stările stabile de agregare, care se caracterizează prin grade diferite de transparență. Raza laser de citire are o putere mai mică și nu modifică starea stratului de înregistrare, iar secțiunile alternante cu transparență diferită formează o imagine similară cu gropile și pad-urile CD-urilor ștampilate convenționale.

Spațiile CD-RW vă permit să rescrieți informații de aproximativ 1000 de ori. Cu excepția capacității de a șterge informațiile înregistrate, pentru utilizator, lucrul cu blank-uri CD-RW este foarte asemănător cu lucrul cu CD-R de scris o singură dată. Datele sunt înregistrate în sesiuni, puteți adăuga fișiere noi și le puteți „ascunde” pe cele deja înregistrate. Cu fiecare sesiune nouă, spațiul liber de pe disc scade, iar când se epuizează, va fi posibilă ștergerea completă a informațiilor de pe întregul disc sau o parte a acestuia, după care va fi din nou disponibil pentru o nouă înregistrare. Mai târziu, a apărut un nou format pentru înregistrarea blank-urilor CD-RW - Universal Disk Format (UDF, Packet Writing), care ascunde dificultățile tehnice de la utilizator și vă permite să „formatați” „blank-ul” și să lucrați cu el ca la un mare obișnuit. dischetă accesibilă pentru citire/scriere/ștergere/modificare. Volumul unor astfel de discuri formatate UDF este de aproximativ 530MB, spre deosebire de cei obișnuiți 700MB la înregistrarea în sesiuni (mai precis, 700MB pot fi scrisi într-o singură sesiune pe întregul disc).

CD-RW-ul înregistrat nu îndeplinește pe deplin cerințele descrise în standardele Red Book (CD-ROM) și Orange Book Part II (CD-R) - mai precis, au un semnal reflectat mai slab. Prin urmare, astfel de discuri nu pot fi citite în unitățile CD mai vechi fabricate înainte de 1997. CD-R este considerat un standard mai potrivit pentru suporturi de rezervă deoarece... Informațiile înregistrate pe acestea nu mai pot fi modificate, iar producătorii de spate indică un timp mai lung de stocare a datelor pentru discurile CD-R decât pentru discurile CD-RW.

În timpul înregistrării normale pe un CD-RW - nu UDF, trebuie să ștergeți periodic discul complet. Există două tipuri de ștergere - „completă” și „rapidă”. După cum sugerează și numele, cu o ștergere „completă”, întreaga pistă de informații este suprascrisă, aproximativ vorbind, cu zerouri, iar informațiile vechi sunt distruse. O ștergere „rapidă” șterge doar o mică parte a discului de la început, ceea ce se întâmplă mult mai rapid, dar este posibil din punct de vedere tehnic să restaurați datele. Prin urmare, dacă este necesar să se păstreze confidențialitatea informațiilor, atunci ar trebui să se folosească ștergerea completă.
discuri în format CD-ROM.
Compact disc („CD”, „CD-ROM”, „CD ROM”) este un mediu de stocare optic sub forma unui disc cu o gaură în centru, informațiile din care sunt citite cu ajutorul unui laser. Discul compact a fost creat inițial pentru stocarea audio digitală (așa-numitul Audio-CD), dar acum este utilizat pe scară largă ca dispozitiv de stocare a datelor de uz general (așa-numitul CD-ROM). CD-urile audio au un format diferit de CD-urile de date, iar CD playerele le pot reda de obicei (un computer poate citi, desigur, ambele tipuri de discuri). Există discuri care conțin atât informații audio, cât și date - le puteți asculta pe un CD player sau le puteți citi pe un computer. Odată cu dezvoltarea mp3-ului, producătorii de CD playere de uz casnic și de centre muzicale au început să le ofere capacitatea de a citi fișiere mp3 de pe CD-ROM-uri.
Abrevierea „CD-ROM” înseamnă „Compact Disk Read Only Memory” și se referă la compact disc ca un mediu de stocare pentru uz general (spre deosebire de un CD audio). „CD ROM” înseamnă „Memorie doar pentru citire pe disc compact”. Un CD-ROM este adesea numit în mod eronat o unitate CD-ROM.
Discuri în format DVD-R/RW.
Caracteristicile tehnice ale discului DVD-R
Pe plan extern, DVD-urile sunt aproape imposibil de diferențiat de CD-urile obișnuite. Au aceeași dimensiune și arată foarte asemănător unul cu celălalt. Cu toate acestea, nu va mai fi posibil să citiți un disc DVD pe o unitate CD obișnuită. Pentru a face acest lucru, veți avea nevoie de o unitate care acceptă formatul DVD, care, apropo, citește CD-urile obișnuite fără probleme.
Toate informațiile de pe DVD sunt stocate în sistemul de fișiere MicroUDF (Micro Universal Disk Format). A fost aprobat oficial în 2000. MicroUDB acceptă medii de mare capacitate și fișiere de dimensiuni mari. Numele fișierelor sunt scrise în format unicode, ceea ce asigură compatibilitatea DVD-urilor cu toate sistemele de operare pentru PC, precum și cu o varietate de aparate electrocasnice.
O diferență semnificativă între DVD și CD este capacitatea de a înregistra discuri cu două straturi. Pe un singur disc (există și cu două fețe, cu o suprafață de informații pe fiecare parte) puteți stoca de două ori mai multe informații. Ambele straturi au o suprafață reflectorizantă, doar unul dintre ele are o transparență ridicată (până la 40%). Când scrieți/citiți, fasciculul își schimbă pur și simplu focalizarea, ceea ce face posibilă să nu loviți ambele straturi în același timp.

Capacitatea mai mare a discurilor DVD se datorează nu numai posibilității de înregistrare în două straturi a discurilor, ci și unei densități mai mari de înregistrare a informațiilor. O densitate mai mare de înregistrare a fost obținută prin reducerea distanței dintre pistele de informații de pe spirală. Această distanță pentru CD-uri este de 1,6 microni. Discurile DVD au 0,74 microni. Volumul discurilor DVD, în funcție de tipul lor specific, poate fi de la 4,7 la 17 GB.
Tipuri de DVD:

Există trei tipuri de DVD-uri în funcție de structura lor de date:
DVD-Video - conțin filme (video și sunet);
DVD-Audio - conține date audio de înaltă calitate (mult mai mari decât cele de pe CD-urile audio);
DVD-Data - conține orice date.
Există patru tipuri de suporturi DVD:
DVD-ROM - discuri presate din fabrică;
DVD+R/RW - discuri de înregistrare unică (R - Recordable) și multiple (RW - ReWritable);
DVD-R/RW - discuri cu o singură înregistrare (R - Recordable) și multiple (RW - ReWritable);
DVD-RAM - discuri reinscriptibile cu acces aleatoriu (RAM - Random Access Memory).
Un DVD poate avea una sau două fețe de lucru și unul sau două straturi de lucru pe fiecare parte. Capacitatea discului depinde de numărul lor:

• un singur strat, pe o singură față (DVD-5) dețin 4,7 gigaocteți de informații,
• dublu strat pe o singură față (DVD-9) conține 8,7 gigaocteți de informații,
• cu un singur strat față-verso (DVD-10) deține 9,4 gigaocteți de informații,
• dublu strat, față-verso (DVD-18) deține 17,4 gigaocteți de informații.

Capacitatea poate fi determinată cu ochii - trebuie să vă uitați la câte părți de lucru (reflectorizante) are discul și să acordați atenție culorii lor: părțile cu două straturi sunt de obicei de culoare aurie, iar părțile cu un singur strat sunt argintii, ca un CD . Oricare media poate avea orice structură de date (vezi mai sus) și orice număr de straturi (DVD-R și DVD-RW cu două straturi au apărut la sfârșitul anului 2004).

Standardul de înregistrare DVD-R(W) a fost dezvoltat de DVD-Forum ca specificație oficială pentru discuri (re)înregistrabile. Cu toate acestea, prețul licenței pentru această tehnologie a fost prea mare și, prin urmare, mai mulți producători de unități de înregistrare și suporturi de înregistrare s-au unit în „DVD plus RW Alliance”, care a dezvoltat standardul DVD+R(W), costul unei licențe pentru care era mai jos. La început, blank-urile DVD+R(W) (discuri goale pentru înregistrare) erau mai scumpe decât blank-urile DVD-R(W), dar acum prețurile sunt egale.

Standardele de scriere „+” și „-” sunt parțial compatibile. În prezent, sunt la fel de populare - jumătate dintre producători acceptă un standard, jumătate pe celălalt. Există o dezbatere dacă unul dintre aceste formate își va înlocui concurentul sau dacă va continua să coexiste pașnic. Toate unitățile DVD pot citi ambele formate de discuri, iar majoritatea inscripțiilor pot scrie și ambele tipuri de discuri.
Spre deosebire de CD-uri, unde structura unui disc audio este fundamental diferită de cea a unui disc de date, DVD-urile folosesc întotdeauna sistemul de fișiere UDF.
Viteza de citire/scriere DVD este indicată ca un multiplu de 1350 Kb/s, adică o unitate cu 16 viteze oferă citirea (sau scrierea) discurilor la 16? 1350 = 21600 Kb/s (21,09 Mb/s).
DVD blocare regională.
Studiourile de film sunt interesate să controleze distribuția filmelor lor lansate pe DVD în diferite țări. Acest lucru se datorează faptului că momentul lansării filmelor în cinematografe și momentul lansării lor în distribuție video largă în diferite țări este diferit. Este general acceptat ca un film să fie lansat pe distribuție video numai după ce a avut premiera în cinematografe. Deci, de exemplu, un film lansat pe video în SUA poate începe doar să fie difuzat în cinematografele din Europa, ceea ce încalcă această regulă.
De aceea, la aprobarea standardului DVD, a fost introdus un cod care limita utilizarea unui disc DVD-Video într-o zonă.
Astfel, discului DVD-Video și player-ului DVD li se atribuie un cod de regiune. Și dacă, la redarea unui disc, aceste coduri nu se potrivesc, filmul nu va fi redat.
Protecția regională este opțională și poate fi utilizată la discreția producătorului discului. Nu este orice tip de sistem criptografic, ci doar un octet din antetul discului care este verificat înainte ca discul să înceapă redarea. Un DVD player poate avea mai multe coduri de regiune, caz în care poate reda discuri din mai multe „zone”. Mulți jucători chinezi ignoră în general protecția regională.
Au fost introduse în total 8 zone regionale:

Restricția poate fi eliminată prin editarea firmware-ului unității, ceea ce duce totuși la pierderea garanției. De obicei, la intermiterea firmware-ului, codul de regiune se schimbă la 0. Cu toate acestea, există DVD-uri cu o verificare specială a codului de regiune care nu pot fi redate cu un astfel de cod de regiune. Playerele DVD cu o zonă DVD modificabilă pot rezolva această problemă (de obicei schimbarea este posibilă doar de până la 5 ori, modificările ulterioare pot fi făcute numai după ce ați intermitent firmware-ul).
Această protecție este utilizată numai pe discurile DVD-Video.

Discuri în format Blu-Ray Disc.

Blu-ray Disc sau abreviat BD (din engleză blue ray - blue ray și disc - disc) este următoarea generație de format de disc optic - folosit pentru stocarea videoclipurilor de înaltă definiție (cu o rezoluție de 1920X1080 pixeli) și a datelor de înaltă densitate. .
Standardul Blu-ray a fost dezvoltat în comun de un grup de companii de electronice de larg consum și computere conduse de Sony, care sunt membri ai Asociației Blu-ray Disc (BDA). În comparație cu principalul său concurent, formatul HD DVD, Blu-ray are o capacitate de informare mai mare pe strat - 25 în loc de 15 gigaocteți, dar în același timp este mai costisitor de utilizat și suportat.

La Consumer Electronics Show (CES), care a avut loc în ianuarie 2006, a fost anunțat că lansarea comercială a formatului Blu-ray va avea loc în primăvara lui 2006.
Caracteristicile tehnice ale BD.
Un disc Blu-ray (BD) cu o singură față poate stoca 23,3, 25 sau 27 GB - suficientă capacitate pentru a înregistra aproximativ patru ore de video de înaltă definiție cu audio. Discul cu două straturi poate conține 46,6, 50 sau 54 GB - suficient pentru a înregistra aproximativ opt ore de videoclipuri HD. De asemenea, sunt în dezvoltare și discuri cu o capacitate de 100 GB și 200 GB folosind patru, respectiv opt straturi. TDK Corporation a anunțat deja un prototip de disc cu patru straturi cu o capacitate de 100 GB.
Standardul BD-RE (BD Re-Writable) va fi disponibil împreună cu formatele BD-R (Recordable) și BD-ROM. Aproape toți producătorii de suporturi optice și-au anunțat disponibilitatea de a lansa discuri reinscriptibile și înregistrabile simultan cu lansarea pe piață a formatului BD-ROM.
Pe lângă discurile standard de 12 cm, vor fi lansate variante de disc de 8 cm pentru a fi utilizate în camerele digitale și camerele video, cu o capacitate planificată să fie de 15 GB pentru o versiune cu două fețe.
Tabelul de mai jos arată dimensiunile discurilor Blu-Ray actuale și viitoare.

Tehnologia Blu-ray folosește un laser albastru-violet cu o lungime de undă de 405 nm pentru a citi și a scrie. DVD-urile și CD-urile convenționale folosesc lasere roșii și infraroșii cu lungimi de undă de 650 nm și, respectiv, 780 nm.

Această reducere a făcut posibilă îngustarea piesei la jumătate față de un disc DVD convențional - la 0,32 microni - și creșterea densității înregistrării datelor.

Lungimea de undă mai mică a laserului albastru-violet permite stocarea mai multor informații pe discuri de 12 cm de aceeași dimensiune ca un CD/DVD. „Dimensiunea punctului” efectiv pe care se poate focaliza un laser este limitată de difracție și depinde de lungimea de undă a luminii și de deschiderea numerică a lentilei folosite pentru a o focaliza. Reducerea lungimii de undă, folosind o deschidere numerică mai mare (0,85, comparativ cu 0,6 pentru DVD), un sistem de înaltă calitate cu două lentile și reducerea grosimii stratului de protecție cu un factor de șase (0,1 mm în loc de 0,6 mm) a făcut este posibilă efectuarea unui flux mai bun și mai corect al operațiilor de citire/scriere. Acest lucru a făcut posibilă scrierea informațiilor în puncte mai mici de pe disc, ceea ce înseamnă stocarea mai multor informații în zona fizică a discului și, de asemenea, creșterea vitezei de citire la 36 Mbit/s. Pe lângă îmbunătățirile optice, discurile Blu-ray oferă și o tehnologie de codare îmbunătățită care le permite să stocheze mai multe informații.

Tehnologie de acoperire dură.

Datorită faptului că pe discurile Blu-Ray datele sunt situate prea aproape de suprafață, primele versiuni ale discurilor erau extrem de sensibile la zgârieturi și alte influențe mecanice externe, motiv pentru care au fost închise în cartușe de plastic. Acest neajuns a provocat o mulțime de incertitudini cu privire la faptul dacă formatul Blu-ray ar putea rezista față de standardul HD DVD, principalul său concurent. HD DVD, pe lângă costul mai mic, poate exista fără cartușe la fel ca și formatele CD și DVD, făcându-l mai ușor de înțeles pentru consumatori și, de asemenea, mai interesant pentru producători și distribuitori care ar putea fi îngrijorați de costurile adăugate ale cartuşelor.

Soluția la această problemă a apărut în ianuarie 2004, odată cu introducerea unui nou strat de polimer care a oferit discurilor o protecție incredibilă împotriva zgârieturilor și a prafului. Această acoperire, dezvoltată de TDK Corporation, se numește „Durabis”, și permite curățarea BD-ului cu prosoape de hârtie – ceea ce poate deteriora CD-urile și DVD-urile. Formatul HD DVD are aceleași dezavantaje, deoarece aceste discuri se bazează pe medii optice vechi. Potrivit rapoartelor de presă, BD-urile „goale” cu această acoperire rămân funcționale chiar și atunci când sunt zgâriate cu o șurubelniță.

Discuri în format HD DVD.

HD DVD DVD de înaltă definiție- DVD de înaltă definiție) - tehnologie de înregistrare de la Toshiba (în colaborare cu NEC și Sanyo). HD DVD este similar cu tehnologia rivală Blu-ray Disc, care utilizează, de asemenea, aceleași discuri de dimensiuni standard (120 de milimetri în diametru) și un laser albastru cu o lungime de undă de 405 nanometri. Alianței HD DVD i s-au alăturat Microsoft și Intel și include asistență neexclusivă din partea celor trei mari studiouri de film: Paramount Pictures, Universal Studios și Warner Bros.

HD DVD cu un singur strat are o capacitate de 15 GB, cu două straturi - 30 GB. Toshiba a anunțat și o unitate cu trei straturi care va stoca 45 GB de date. Aceasta este o capacitate mai mică decât Blu-ray rival, care acceptă 25 GB per strat și 100 GB per strat, dar susținătorii HD DVD-ului spun că discurile Blu-ray cu mai multe straturi sunt încă în dezvoltare. Ambele formate sunt compatibile cu DVD-ul și ambele folosesc aceleași tehnici de compresie video: MPEG-2, Video Codec 1 (VC1, bazat pe formatul Windows Media 9) și H.264/MPEG-4 AVC. HD DVD este adesea scris greșit „HD-DVD” deoarece oamenii cred că numele este similar cu generația anterioară „DVD-R/RW”.

Blu-ray Disc sau abreviat BD (din engleză blue ray - blue ray și disc - disc) este următoarea generație de format de disc optic - folosit pentru stocarea videoclipurilor de înaltă definiție (cu o rezoluție de 1920? 1080 pixeli) și înaltă date de densitate.

Standardul Blu-ray a fost dezvoltat în comun de un grup de companii de electronice de larg consum și computere conduse de Sony, care sunt membri ai Asociației Blu-ray Disc (BDA). În comparație cu principalul său concurent, formatul HD DVD, Blu-ray are o capacitate de informare mai mare pe strat - 25 în loc de 15 gigaocteți, dar în același timp este mai costisitor de utilizat și suportat.

Blu-ray (lit. „blue-ray”) își ia numele de la laserul „albastru” (tehnic albastru-violet) cu lungime de undă scurtă de 405 nm, care vă permite să scrieți și să citiți mult mai multe date decât DVD-ul, care are același volum fizic, dar folosește un laser roșu cu o lungime de undă mai mare (650 nm) pentru înregistrare și redare.

Discuri în format HVD

Holographic Versatile Disc este o tehnologie de disc optic îmbunătățită, încă în dezvoltare, care va crește semnificativ capacitatea de stocare a datelor în comparație cu Blu-ray și HD DVD. Utilizează o tehnologie cunoscută sub numele de holografie, care folosește două lasere, unul roșu și celălalt albastru-verde, colimând într-un singur fascicul. Laserul albastru-verde citește datele codificate într-un model de grilă dintr-un strat olografic aproape de suprafața discului, în timp ce laserul roșu este folosit pentru a citi semnale servo de la un strat CD obișnuit adânc în interiorul discului. Informațiile servo sunt folosite pentru a urmări poziția de citire, similar sistemului CHS dintr-un hard disk convențional. Pe un CD sau DVD, aceste informații sunt încorporate în date.

Aceste discuri au o capacitate de stocare de până la 3,9 terabytes (TB), care este comparabilă cu 6.000 de CD-uri, 830 de DVD-uri sau 160 de discuri Blu-ray cu un singur strat. HVD are, de asemenea, o rată de transfer de date de 1 GB/sec. Optware este setat să lanseze o unitate de 200 GB la începutul lunii iunie 2006 și Maxell în septembrie 2006 cu o capacitate de 300 GB.

Structura discului holografic (HVD).

1. Citire/scriere laser verde (532nm)
2. Laser roșu de poziționare/indexare (650nm)
3. Holograma (date)
4. Strat de policarbonat
5. Strat fotopolimeric (stratul care conține date)
6. Straturi de distanță
7. Stratul dicroic
8. Strat reflectorizant din aluminiu (reflexiv luminii roșii)
9. Baza cifrelor
P. Petes (PIT)

Tipuri de imprimare pe discuri

În acest moment, pe piața tehnologiei sunt prezentate următoarele tipuri de imprimare pe suprafața discurilor CD/DVD-R:

Metoda de imprimare offset.

Imprimare serigrafica.

Imprimare termică pe discuri CD/DVD-R.

Imprimare cu jet de cerneală (Ink-Jet) pe discuri CD/DVD-R.

Metoda de imprimare offset este folosită cel mai adesea pentru tipărirea tirajelor industriale pe CD-uri și DVD-uri. Caracteristica sa principală este că tehnologia imaginii de pe CD-uri și DVD-uri nu este practic diferită de tipărirea tradițională, astfel încât imaginea este colorată și de o calitate destul de înaltă, deși oarecum inferioară tipăririi cu pâslă în luminozitatea culorii. Un strat protector de lac transparent este de obicei aplicat peste imagine.

Serigrafia este o metodă de imprimare în care vopsea este aplicată pe hârtie prin presarea acesteia printr-o plasă specială (șablon). De aici și al doilea nume pentru imprimarea serigrafică - serigrafie. Serigrafia este metoda principală de aplicare a imaginilor pe discurile compacte produse în tiraje medii și este cea mai potrivită pentru imprimarea imaginilor simple cu cel mult cinci culori, asigurând în același timp o claritate ridicată și o calitate de redare a culorilor. Prin urmare, principalul dezavantaj - imprimarea serigrafică nu este potrivită pentru transmiterea imaginilor de calitate fotografică. Cu toate acestea, până la nouăzeci la sută din toate discurile optice produse în lume sunt serigrafiate.

Imprimare termica pe CD-uri, DVD-uri.
Tehnologia de imprimare termică constă într-o combinație de temperatură înaltă și presiune (presiune) pe termen scurt pe capul de imprimare, în urma căreia colorantul de la banda de cerneală este transferat pe suprafața discului, iar dimensiunea fiecărei porțiuni este microscopic. Desigur, vopseaua este aleasă în așa fel încât să fie înglobată în aproape orice vopsea și să se lipească foarte bine de ea. Prin urmare, astfel de dispozitive sunt cele mai potrivite pentru imprimarea în principal a inscripțiilor sau a modelelor complexe (de exemplu, logo-uri).

Cel mai important avantaj al imprimantelor termice CD și DVD față de imprimantele cu jet de cerneală este că aproape toate pot imprima pe orice CD fără a fi nevoie de acoperiri speciale, precum și rezistența ridicată la umiditate și durabilitatea imaginilor rezultate.

Imprimare cu jet de cerneală (Ink-Jet) pe CD-uri, DVD-uri.
Aceasta este cea mai înaltă calitate și cea mai rapidă modalitate de a imprima pe CD-uri și DVD-uri, care sunt, de asemenea, ideale pentru crearea unor tiraje mici. Folosind această metodă, devine posibilă afișarea cu precizie a fotografiilor cu elemente mici, modele complexe sau text mic.

Imprimarea cu jet de cerneală nu este posibilă pe niciun disc, ci doar pe discuri CD/DVD speciale, „printabile”, care au o acoperire micro-aspră (Ink-Jet Printable), care imprimă eficient cerneala pulverizată de capul de imprimare. O încercare de a imprima pe discuri pe al căror ambalaj nu scrie „Printable”, chiar dacă acestea par potrivite pentru imprimare în aparență, se va termina cel mai probabil cu un eșec: picăturile de cerneală nu vor putea absorbi suprafața discului și vor „ răspândit” în lateral imediat ce este introdus în unitate. În plus, suprafața imprimată este foarte sensibilă la umiditate. Pentru a fixa imaginea, discurile pot fi acoperite cu un lac special sau laminate, iar suprafața discului devine lucioasă. Cu toate acestea, mulți consumatori, în special cei care „tipăresc” discuri pentru uz personal, sunt destul de mulțumiți de imaginea fără lac.

Glosar de termeni

Universal Disk Format este un sistem de fișiere utilizat pe CD-urile reinscriptibile.

Discurile marcate „termo printable” (cu un strat alb) sunt folosite pentru imprimarea termică.

Discuri marcate „fără imprimare” - imprimare serigrafică și imprimare offset.

Discuri marcate cu „Ink-jet printable” – imprimare cu jet de cerneală.

Ambalare disc – „Spindl”

Buna seara prieteni!

Astăzi vom vorbi despre probabil cele mai comune medii de stocare - Discuri CD și DVD.

După cum știți, este o mașinărie în care circulă fluxuri de informații.

Și astfel de informații au nevoie de un transportator. Dispozitivul principal de stocare este un hard disk (hard disk). Dar este ascuns în adâncurile computerului.

În zilele noastre, când viteza schimbului de informații crește, trebuie să existe și alte medii cu acces rapid și comod. Și astfel de medii există - acestea sunt unități flash („unități flash”), CD-uri, DVD-uri, discuri Blu-ray.

Discul poate fi introdus rapid în unitate (fără a demonta computerul), poate fi înregistrat informații pe acesta și stocat. În prezent, a apărut o alternativă la astfel de media - tot felul de servicii de stocare a datelor în cloud, dar este prematur să le anulăm. Să ne uităm la CD-uri și DVD-uri mai detaliat.

Cum funcționează CD-urile și DVD-urile

CD (Compact Disc) este un disc de plastic de 1,2 mm grosime cu un orificiu de centrare în mijloc. Informațiile pot fi localizate pe una sau pe ambele fețe (DVD) ale discului. Partea informațională este una lungă canelura spiralaîncepând din centru.

Informația este citită laser de putere redusă. După cum se știe, întreaga diversitate a fluxului de informații este furnizată prin cuante (biți) de informații, fiecare dintre acestea putând avea o valoare de 0 sau 1. 0 poate fi interpretat ca absența unui semnal, 1 - prezența acestuia.

În partea de jos a canelurii informaționale a discului există proeminențe (platforme) și depresiuni alternative.

Raza laser, reflectată continuu din proeminențele și depresiunile canelurii, intră în receptor prin sistemul optic. Există o oarecare confuzie cu termenii „ledge” și „vale”. Dacă te uiți la disc de sus (din partea în care se află autocolantul de hârtie), va fi o depresiune.

Dar citirea are loc din partea inferioară (informativă) a discului, deci pentru fasciculul laser va fi o proeminență. Când este reflectată din proeminență, lungimea de undă a fasciculului laser este mai scurtă - cu jumătate din lungimea de undă. Prin urmare, unda este stinsă, ceea ce este echivalent cu absența unui semnal.

Trecerea de la platformă la pervaz și invers este interpretată ca 1.

Dacă o astfel de tranziție nu are loc (de ceva timp), atunci aceasta este interpretată ca 0.

DVD ( Disc Versatil Digital, disc digital universal) este proiectat într-un mod similar, dar pasul canalului său este mai mic (0,7 µm), iar lungimea și înălțimea proeminențelor sunt, de asemenea, mai mici. Prin urmare, cu același diametru de disc, se pot scrie mai multe informații pe acesta.

Discurile de informații produse în cantități de masă sunt realizate prin ștanțare din policarbonat folosind o matrice metalică. Un strat reflectorizant de aluminiu este aplicat pe partea unde sunt canelurile. Apoi, pe această suprafață se aplică un strat subțire de lac și se lipește o etichetă de hârtie. Capacitate DVD - 4,7 Gb.

DVD-uri dublu strat și față-verso

Există DVD-uri cu două straturi, care au două discuri identice cu caneluri.

În astfel de cazuri, un strat de aur translucid este aplicat pe discul cel mai apropiat de laser (pe partea canelurii), astfel încât fasciculul să poată trece prin el și să citească datele din stratul „departe”.

Pentru o citire stabilă, canelurile discurilor cu două straturi sunt late e decât în ​​cele cu un singur strat, deci capacitatea discului este de 8,5 Gb (și nu de 9,4 Gb, așa cum ar fi de așteptat). Trecerea la discul „aproape” sau „departe” în discuri cu două straturi se realizează prin schimbarea focalizării fasciculului laser.

Datorită faptului că plăcuțele și proeminențele din DVD-uri sunt mai mici decât în ​​CD-uri, laserul DVD funcționează la o lungime de undă mai scurtă (lungimea de undă CD este de 780 nm, lungimea de undă DVD este de 650 nm). Există, de asemenea, DVD-uri cu două fețe, fiecare dintre ele poate consta din unul sau două discuri canelate. Astfel, capacitatea maximă a unui DVD poate fi de 17 Gb. Discurile individuale cu caneluri (atât discurile cu o singură față, cât și cele cu două fețe) sunt lipite împreună într-o singură unitate.

Discuri de scris o singură dată

Discurile de scriere o singură dată sunt, de asemenea, disponibile CD-RȘi DVD-R(R – inregistrabil, inregistrabil). Exista mai multe tipuri de discuri inregistrabile pentru DVD-uri, datorita faptului ca mai multe companii au fost implicate in dezvoltarea standardelor de inregistrare.

Acum nu vom aprofunda în detalii plictisitoare și uscate și nu vom specifica diferențele dintre un standard și altul.

Discurile înregistrate sunt, desigur, similare ca structură cu cele ștanțate, dar șanțul conține o proeminență lungă (din partea laser) pe toată lungimea canelurii, fără depresiuni. O altă diferență este că, înainte de aplicarea acoperirii reflectorizante, pe disc se aplică un strat subțire de lac transparent din partea canelurii.

La înregistrarea informațiilor, curentul laser crește, fasciculul său încălzește stratul de lac la o temperatură de 250 - 300 0C. Lacul se estompează și devine opac. Această operație se mai numește „prin ardere» . Desigur, nu există fum! Dar, dacă priviți discul din partea de înregistrare în lumină reflectată, puteți distinge între zonele înregistrate și cele neînregistrate.

La citirea informațiilor, fasciculul este reflectat de stratul reflectorizant în acele locuri în care lacul nu a fost ars. Acolo unde lacul a fost ars, nu apare nicio reflexie a fasciculului.

Discuri re-inscriptibile

Există și discuri reinscriptibile. CD-RW, DVD-RW(RW – reinscriptibil, reinscriptibil). În astfel de discuri, pe partea în care se află canelura, în loc de un strat de lac transparent, se aplică o peliculă subțire dintr-un aliaj metalic, care își poate schimba starea de fază sub influența căldurii. Aliajul poate fi în două stări - în cristalin si in amorf.

Mai mult, coeficienții de reflexie pentru diferite stări sunt diferiți. În starea inițială (nescrisă), pelicula de aliaj este în stare cristalină și are o anumită reflectanță. La înregistrare, fasciculul laser încălzește filmul de aliaj la o temperatură de 500 - 700 de grade, aliajul din aceste locuri se topește și se transformă într-o stare amorfă.

În acest caz, coeficientul de reflexie scade foarte mult, iar acest lucru este perceput de circuitul de citire ca absența unui semnal. Puteți șterge datele dacă transferați filmul de aliaj înapoi în starea cristalină. Pentru a face acest lucru, este încălzit cu același fascicul laser la o temperatură de 200 de grade. Acest lucru nu este suficient pentru a se topi, dar este suficient pentru a se înmuia.

La răcirea ulterioară, are loc o tranziție de la starea amorfă la cea cristalină. Ștergerea datelor are loc atunci când discurile sunt rescrise. În acest caz, fasciculul laser generează impulsuri de diferite puteri, creând zone cu o structură cristalină și amorfă.

Datele digitale de pe disc sunt înregistrate în cod redundant.

Acest lucru este necesar pentru a corecta erorile care vor apărea întotdeauna, fie și doar pentru că suprafața discului este zgâriată. Prin urmare, discurile trebuie manipulate cu grijă. și apucă-le doar de marginile exterioare. Amprentele de pe partea cu informații pot duce la erori de citire. Din această cauză, citirea discului va dura mai mult decât ar putea sau „încetini”.

Dacă există multe zgârieturi pe disc, citirea discului va dura, de asemenea, mult timp (dacă durează deloc). Viteza de citire a unui disc defect poate depinde de modelul de unitate specific (de firmware-ul „conectat” la acesta).

Cum să scoți un disc de pe o unitate defectă?

În concluzie, să menționăm un detaliu util. Uneori, o unitate DVD se defectează chiar sub ochii tăi, iar discul rămâne în ea.

În astfel de cazuri, atunci când apăsați butonul de evacuare, nu are loc nicio acțiune. Puteți scoate discul prin dezasamblarea unității. Dar acest lucru este lung și supărător! Pentru astfel de situații de urgență, există o mică gaură pe partea din față a unității.

Pentru a scoate discul, trebuie să introduceți un știft de metal în această gaură (puteți îndrepta o agrafă) până când se oprește și apăsați ușor.

În acest caz, partea în mișcare a unității se va deplasa ușor. Apoi îl puteți glisa manual în poziția sa normală deschisă și puteți scoate discul. Credeai că asta e o gaură pentru ventilație?

Asta e tot pentru ziua de azi, dragi cititori.

Vsbot a fost cu tine.

Toate cele bune!

Întrebări frecvente despre Audio Compact Disc (CD-DA).

Toate drepturile în legătură cu acest text aparțin autorului. La reproducerea textului sau a unei părți a acestuia, drepturile de autor sunt necesare. Utilizarea comercială este permisă numai cu permisiunea scrisă a autorului.

Cum funcționează un CD?

Designul unui disc CD-DA (Compact Disk - Digital Audio) și metoda de înregistrare a sunetului pe acesta sunt descrise de standardul companiilor care l-au propus, Sony și Philips, publicat în 1980 sub denumirea Red Book.

Un compact disc (CD) standard este format din trei straturi: de bază, reflectorizant și de protecție. Baza este realizata din policarbonat transparent, pe care se formeaza prin presare un relief informativ. Un strat reflectorizant metalic (aluminiu, aur, argint, alte metale și aliaje) este pulverizat peste relief. Stratul reflectorizant este acoperit deasupra cu un strat protector de policarbonat sau lac neutru - astfel încât întreaga suprafață metalică să fie protejată de contactul cu mediul extern. Grosimea totală a discului este de 1,2 mm.

Relieful informațional al discului este un traseu spiralat continuu care pornește din centru și constă dintr-o succesiune de depresiuni - gropi. Spațiile dintre gropi se numesc terenuri. Alternând gropi și goluri de diferite lungimi, pe disc este înregistrat un semnal digital codificat: trecerea de la gol la groapă și invers denotă o unitate, iar lungimea unei gropi sau a unui gol este lungimea unei serii de zerouri. Distanța dintre virajele pistei este selectată de la 1,4 la 2 microni, standardul specifică o distanță de 1,6 microni.

Cum este reprezentat semnalul audio pe disc?

Semnalul audio stereo original este digitizat în mostre de 16 biți (cuantizare liniară) cu o frecvență de eșantionare de 44,1 kHz. Semnalul digital rezultat se numește PCM (Pulse Code Modulation) deoarece fiecare impuls al semnalului sursă este reprezentat de un cuvânt de cod separat. Fiecare șase mostre ale canalelor stânga și dreapta sunt formatate în cadre primare, sau microcadre, de 24 de octeți (192 de biți), ajungând la o viteză de 7350 de bucăți pe secundă, care sunt codificate folosind un cod CIRC cu două nivele (Cross). Interleaved Reed-Solomon Code). -Solomon cu intercalare încrucișată) conform schemei: intercalare cu întârziere de 1 octet, codificare nivel C2, intercalare încrucișată cu întârziere variabilă, codare nivel C1, intercalare cu întârziere de 2 octeți. Nivelul C1 este conceput pentru a detecta și corecta erori individuale, C2 - erori de grup. Rezultatul este un bloc de 256 de biți, datele în care sunt echipate cu biți de detectare a erorilor și de corectare a erorilor și sunt, de asemenea, „untate” până la bloc, ceea ce duce la înregistrarea datelor audio învecinate în zone fizice necontigue ale disc și reduce impactul erorilor asupra probelor individuale.

Codul Reed-Solomon are o redundanță de 25% și poate detecta până la patru octeți eronați și poate corecta până la patru octeți pierduți sau doi octeți eronați. Lungimea maximă a unui pachet de eroare complet corectabil este de aproximativ 4000 de biți (~2,5 mm lungime de traseu), dar nu fiecare pachet cu această lungime poate fi corectat complet.

După a doua intercalare, biții de subcod sunt adăugați la fiecare bloc recepționat - P, Q, R, S, T, U, V, W; fiecare bloc primește opt biți de subcod. Apoi, fiecare 98 de blocuri cu subcoduri sunt formate într-un supercadru cu o durată de 1/75 sec (cantitatea de date audio pure este de 2352 de octeți), numit și sector, în care subcodurile primelor două blocuri servesc drept semn de sincronizare, iar cei 96 de biți rămași ai fiecărui subcod formează cuvântul P, cuvântul Q etc. De-a lungul întregii piese, secvența cuvintelor sub-cod este numită și canale sub-cod.

Cuvintele sau canalele de subcod sunt folosite pentru a controla formatul de înregistrare, a indica fragmente dintr-o coloană sonoră etc. - de exemplu, canalul P este folosit pentru a marca piesele audio și pauzele între ele (0 - pauză, 1 - sunet), iar Q canalul este utilizat pentru a marca formatul și sectoarele piesei, intrările TOC (Cuprins) și marcajele de timp care urmăresc timpul de redare. Canalul Q poate fi folosit și pentru a înregistra informații în ISRC (International Standard Recording Code), care este destinat să reprezinte informații despre producător, timpul de lansare etc., precum și pentru a împărți piesa în fragmente separate (toate pe audio A discul poate avea până la 99 de piese audio, fiecare dintre acestea putând include până la 99 de fragmente).

În cele din urmă, cadrele proiectate în acest fel sunt codificate canal în termeni de decalaj utilizând cod de redundanță 8/14 (Eight to Fourteen Modulation (EFM)), în care octeții sursă sunt codificați în cuvinte de 14 biți, crescând inteligibilitatea semnalului . Trei biți de legătură sunt inserați între cuvinte pentru a menține restricții asupra numărului de zerouri și unități adiacente, ceea ce facilitează demodularea și reduce componenta DC a semnalului. Ca rezultat, se obțin 588 de biți de canal din fiecare microcadru primar, iar fluxul de biți rezultat este scris pe disc la o viteză de 4,3218 (588x7350) Mbps. Deoarece codarea EFM produce un flux digital în care există mai multe zerouri decât unu, a fost ales un sistem care să reprezinte unitățile prin limitele unei gropi și a unui decalaj și numărul de zerouri dintre unități prin lungimea unei gropi sau a unui gol, respectiv .

La începutul discului există o așa-numită zonă de intrare care conține informații despre formatul discului, structura programelor de sunet, adresele fragmentelor, titlurile lucrărilor etc. La sfârșit este înregistrată zona de intrare ( numărul pistei AA), care acționează ca limită a zonei înregistrate a discului; Bitul de cod P din această zonă se modifică la o frecvență de 2 Hz. O serie de jucători de acasă nu pot recunoaște un disc fără această zonă, dar mulți se pot descurca fără ea. Între zonele de intrare și de ieșire, este înregistrată o zonă de memorie de program (PMA), care conține datele audio reale. Zona de program este separată de zona de intrare printr-o secțiune de 150 de blocuri goale (2 secunde), care acționează ca un pre-gap.

Timpul total de înregistrare pe un CD este de 74 de minute, cu toate acestea, prin reducerea înălțimii standard a piesei și a distanței dintre gropi, puteți obține o creștere a timpului de înregistrare - în detrimentul reducerii fiabilității citirii într-o unitate de disc standard.

Cum sunt înregistrate și produse CD-urile?

Principala metodă de producere a discurilor este presarea dintr-o matrice. Originalul este format din banda originală digitală master, care conține un semnal digital deja pregătit și codificat, de o mașină specială de înaltă precizie pe un disc de sticlă acoperit cu un strat de fotorezist - un material care își modifică solubilitatea sub influența unui laser. grindă. Când originalul înregistrat este procesat cu un solvent, relieful necesar apare pe sticlă, care este transferat prin galvanizare pe originalul din nichel (negativ), care poate servi ca matrice pentru producția la scară mică sau ca bază pentru realizarea pozitivă. copii, din care, la rândul lor, negative sunt luate pentru replicare în masă.

Ștanțarea se realizează folosind metoda de turnare prin injecție: un substrat de policarbonat cu un relief este presat dintr-o matrice negativă, deasupra este pulverizat un strat reflectorizant, care este lăcuit. Inscripțiile și imaginile informative sunt de obicei aplicate deasupra stratului protector.

Discurile inregistrabile (CD-R, „blankuri”) sunt realizate folosind aceeași metodă, dar între bază și stratul reflectorizant se află un strat de materie organică care se întunecă la încălzire. În starea inițială, stratul este transparent; atunci când este expus la un fascicul laser, se formează zone opace echivalente cu gropi. Pentru a facilita urmărirea unei piste la înregistrarea pe un disc, în timpul procesului de fabricație se formează un relief preliminar (marcaj), a cărui pistă conține semne de cadru și semnale de sincronizare înregistrate cu o amplitudine redusă și suprapuse ulterior de semnalul înregistrat.

Discurile înregistrate, datorită prezenței unui strat organic de fixare, au un coeficient de reflexie mai mic decât cele ștanțate, motiv pentru care unele playere (Compact Disk Player - CDP), concepute pentru discuri standard din aluminiu și neavând o marjă de fiabilitate de citire, pot redați discurile CD-R mai puțin fiabil decât de obicei.

Cum se redă CD-urile?

În timpul redării, un CD audio se rotește cu o viteză liniară constantă (CLV), la care viteza piesei în raport cu capul de redare este de aproximativ 1,25 m/s. Sistemul de stabilizare a vitezei de rotație o menține la un asemenea nivel încât să asigure viteza fluxului digital citit egală cu 4,3218 Mbps, astfel încât în ​​funcție de lungimea gropilor și a golurilor, viteza reală poate varia. Viteza unghiulară a discului variază de la 500 rpm la citirea secțiunilor cele mai interioare ale pistei până la 200 rpm pe cele exterioare.

Pentru a citi informațiile de pe disc, se folosește un laser semiconductor cu o lungime de undă de aproximativ 780 nm (gamă de infraroșu). Raza laser, care trece prin lentila de focalizare, cade pe stratul reflectorizant, fasciculul reflectat intră în fotodetector, unde sunt determinate gropi și goluri, precum și calitatea focalizării punctului de pe pistă și orientarea acestuia de-a lungul centrului pista sunt verificate. Când focalizarea este întreruptă, lentila se mișcă, lucrând pe principiul difuzorului difuzorului (bobină), iar când se abate de la centrul pistei, întregul cap se mișcă de-a lungul razei discului. În esență, sistemele de control al lentilelor, capului și axului motorului din unitate sunt sisteme de reglare automată (ATS) și monitorizează constant pista selectată.

Semnalul primit de la fotodetector în codul 8/14 este demodulat, drept urmare rezultatul codificării CIRC cu subcoduri adăugate este restaurat. Apoi canalele de subcod sunt separate, deintercalate și decodificate CIRC pe un corector în două etape (C1 pentru erori unice și C2 pentru erori de grup), drept urmare majoritatea erorilor introduse prin încălcări de ștampilare, defecte și eterogenitatea materialelor discului, iar zgârieturile de pe disc sunt detectate și corectate.suprafața, definirea neclară a gropii/golului din fotodetector etc. Ca rezultat, fluxul de mostre audio „pure” este trimis la DAC pentru conversie în formă analogică.

La playerele de sunet, după corector, există și un interpolator de complexitate variabilă, care restabilește aproximativ mostrele eronate care nu au putut fi corectate în decodor. Interpolarea poate fi liniară - în cel mai simplu caz, polinomială sau folosind curbe netede complexe.

Pentru a efectua de-interleaving, orice dispozitiv de citire a CD-urilor are o memorie tampon (capacitate standard - 2 KB), care este, de asemenea, utilizată pentru a stabiliza rata de biți. Pentru decodare pot fi utilizate mai multe strategii diferite, în care probabilitatea de detectare a erorilor de grup este invers proporțională cu fiabilitatea corectării acestora; Alegerea strategiei este lăsată la latitudinea dezvoltatorului decodorului. De exemplu, un CD player cu un interpolator puternic ar putea alege o strategie care accentuează detecția maximă, în timp ce un CDP cu un interpolator simplu sau o unitate CD-ROM ar putea alege o strategie care accentuează corecția maximă.

Care sunt parametrii semnalului audio de pe un CD?

Parametrii standard de digitizare - frecvența de eșantionare 44,1 kHz și adâncimea de biți a eșantionului 16 - determină următoarele caracteristici ale semnalului calculate teoretic:

• Gama de frecventa: 0..22050 Hz
• Interval dinamic: 98 dB
• Nivel de zgomot: -98 dB
• Distorsiunea armonică totală: 0,0015% (la nivelul maxim al semnalului)

În dispozitivele reale de înregistrare și redare a CD-urilor, frecvențele înalte sunt adesea tăiate la 20 kHz pentru a crea o marjă pentru abruptitatea răspunsului în frecvență al filtrului. Nivelul de zgomot poate fi de până la 98 dB cu un DAC liniar și un amplificator de ieșire zgomotos, sau mai mare dacă este reeșantionat la o frecvență mai mare folosind un DAC Delta-Sigma, Bitstream sau MASH și amplificatoare cu zgomot redus. Coeficientul de distorsiune neliniară depinde puternic de circuitele de ieșire DAC utilizate și de calitatea sursei de alimentare.

Pentru un CD se determină o gamă dinamică de 98 dB pe baza diferenței dintre nivelurile minime și maxime ale semnalului audio, dar la un semnal mic nivelul distorsiunii neliniare crește semnificativ, motiv pentru care intervalul dinamic real, în cadrul căruia un se menține un nivel acceptabil de distorsiune, de obicei nu depășește 50-60 dB.

Ce este nervozitatea?

Jitter-ul este un jitter rapid în faza unui semnal digital în raport cu durata perioadei, când este încălcată uniformitatea strictă a fronturilor de impuls. O astfel de fluctuație apare din cauza instabilității generatoarelor de ceas, precum și în locurile în care semnalul de ceas este izolat de un semnal complex folosind metoda PLL (Phase Locked Loop). O astfel de selecție are loc, de exemplu, în demodulatorul semnalului citit de pe disc, rezultând formarea unui semnal de ceas de referință, care, prin corectarea vitezei de rotație a discului, este „ajustat” la frecvența de referință de 4,3218. MHz. Frecvența semnalului de ceas și, prin urmare, faza acestuia și faza semnalului de informare, fluctuează continuu la frecvențe diferite. O contribuție suplimentară poate fi adusă de aranjarea neuniformă a gropilor de pe disc, cauzată, de exemplu, de apăsarea de proastă calitate sau de înregistrarea instabilă.

Cu toate acestea, ondulațiile din semnalul discului sunt compensate complet de tamponul de intrare al decodorului, astfel încât orice fluctuație sau detonare care a apărut înainte ca semnalul să fie plasat în tampon este eliminat în această etapă. Eșantionarea din buffer este controlată de un oscilator stabil cu o frecvență fixă, dar astfel de oscilatoare au și o anumită, deși mult mai mică, instabilitate. În special, poate fi cauzată de interferența în circuitele de alimentare, care, la rândul său, poate apărea atunci când ACS este activat și este reglată viteza discului sau poziția capului/lentilului. Pe discurile de calitate scăzută, aceste corecții apar mai des, dând unor experți motive să lege direct stabilitatea semnalului de ieșire cu calitatea discului, deși de fapt motivul este decuplarea insuficientă a sistemelor CDP.

Ce înseamnă abrevierile AAD, DDD, ADD?

Literele acestei abrevieri reflectă formele de undă audio utilizate pentru a crea discul: prima este în timpul înregistrării originale, a doua este în timpul procesării și mixării, iar a treia este semnalul master final din care este format discul. „A” înseamnă formă analogică, „D” înseamnă formă digitală. Semnalul principal pentru un CD există întotdeauna doar în formă digitală, astfel încât a treia literă a abrevierei este întotdeauna „D”.

Ambele forme de semnal analogic și digital au avantajele și dezavantajele lor. Când se înregistrează și se procesează un semnal în formă analogică, „elementele fine” ale acestuia sunt cel mai bine păstrate, în special armonicile superioare, dar nivelul de zgomot crește și caracteristicile amplitudine-frecvență și fază-frecvență (AFC/PFC) sunt distorsionate. Când sunt procesate digital, armonicile superioare sunt tăiate forțat la jumătate din frecvența de eșantionare și adesea chiar mai mici, dar toate operațiunile ulterioare sunt efectuate cu cea mai mare precizie posibilă pentru rezoluția selectată. O serie de experți evaluează un semnal care a fost supus procesării analogice ca fiind „mai cald” și „viu”, cu toate acestea, multe metode moderne de procesare a semnalului pot fi implementate în mod adecvat doar într-o versiune digitală.

Două discuri identice pot suna diferit?

În primul rând, trebuie să vă asigurați că discurile conțin de fapt un semnal audio digital identic. O potrivire binară completă între două discuri la nivelul configurației gropii și golului este practic imposibilă din cauza defectelor materiale minore și a distorsiunilor în timpul prelucrării matriței și al presării, dar datorită codificării redundante, marea majoritate a acestor erori sunt corectate în timpul decodării, oferind același lucru. flux digital de „nivel înalt”.

Puteți compara conținutul digital al discurilor citindu-le într-o unitate CD-ROM care acceptă modul Read Long sau Raw Read - citind „sectoare lungi”, care sunt de fapt supercadre CD-DA cu o capacitate de 2352 de octeți fiecare. Puteți citi mai multe despre acest lucru în Întrebările frecvente pe CD-ROM sau în manualul pentru programele de citire audio (CD-DA Grabbers/Rippers). De asemenea, puteți compara discuri folosind echipamente de studio care pot citi discurile digital pe un magnetofon DAT.

Pot exista mai multe motive pentru diferențele digitale între discuri care sună similar. Unele unități CD-ROM și alte dispozitive digitale de citire CD-DA pot, pentru a preveni copierea directă, să introducă distorsiuni subtile în semnal (de exemplu, folosind polinoame de netezire), iar majoritatea unităților care acceptă comenzi de citire cu cadru complet fac acest lucru în mod incorect și inexact. Atunci când se fac copii (reprintări) de discuri audio, în special într-un mod piratat, acestea sunt adesea copiate cu reeșantionare la o altă frecvență (de exemplu, 48 kHz în DAT), urmată de reeșantionarea la cel original, sau chiar printr-o cale analogică cu conversie dublă digitală/analogică. Un număr de versiuni ale software-ului de inscripționare CD-R denaturează, în mod intenționat sau accidental, datele originale, astfel încât copia să nu fie aceeași cu cea originală.

De menționat că, chiar dacă conținutul digital al două discuri a coincis la compararea lor într-un sistem (CD-ROM, dispozitive speciale pentru compararea originalului/copiei etc.), asta nu înseamnă deloc că pe cutare sau cutare CDP sunt, de asemenea, Semnale digitale identice vor fi decodificate. Prin urmare, cea mai fiabilă modalitate de a determina cauza diferențelor de sunet este utilizarea unui CDP cu o ieșire digitală, de la care înregistrarea este efectuată pe un dispozitiv de stocare în timp ce ascultați ambele discuri. Compararea digitală ulterioară a semnalgramelor rezultate va arăta în ce punct în player sunt introduse în semnal modificările care sunt audibile de ureche.

Desigur, înainte de a compara originalul și copia în acest fel, trebuie să vă asigurați că rezultatele citirii acelorași discuri de mai multe ori sunt repetabile. Diverse semnalgrame digitale în acest caz pot indica citirea nesigură a discului sau funcționarea defectuoasă a interfețelor digitale (receptor, transmițător, cablu, conectori). Identitatea datelor digitale în timpul redării repetate a mai multor discuri poate fi considerată un semn suficient al fiabilității atât a discurilor în sine, cât și a sistemelor de citire, decodare și transmisie intermodulară.

Comparația auditivă a sunetului discurilor trebuie să fie corectă - cel mai recunoscut este testul dublu-orb. Esența metodei este că expertul (ascultătorul) nu ar trebui să vadă manipulările cu echipamentul și persoana care le efectuează, iar această persoană însuși, care schimbă la întâmplare discurile, nu ar trebui să cunoască caracteristicile conținutului lor. În acest fel, orice influență, inclusiv „subtilă” și nestudiată, a oamenilor asupra echipamentului și unul asupra celuilalt este eliminată pe cât posibil, iar opinia expertului este considerată extrem de nepărtinitoare.

Ce este HDCD?

High Definition Compatible Digital este un „super-sistem” pentru codificarea audio CD, folosind formatul standard CD-DA. Un semnal audio cu o adâncime mai mare de biți și o frecvență de eșantionare este supus prelucrării digitale, ca urmare a căreia partea principală este izolată de acesta, codificat, ca de obicei, folosind metoda PCM, iar informații suplimentare care clarifică detaliile mici sunt codificate în biți cei mai puțin semnificativi de eșantioane (LSB) și regiuni spectrale mascate. Când redați un disc HDCD pe un CDP obișnuit, este utilizată doar partea principală a semnalului, dar atunci când utilizați un CDP special cu un decodor încorporat și un procesor HDCD, toate informațiile despre semnal sunt extrase din codul digital.

Cum să manevrezi CD-urile?

Evitarea deteriorării mecanice a oricăreia dintre suprafețe, expunerea discului la solvenți organici și lumină puternică directă, impacturi și îndoiri ale discului. Inscripțiile pe discuri inregistrabile pot fi făcute numai cu creioane sau pixuri speciale cu pâslă, excluzând presiunea și utilizarea pixurilor cu bilă sau stilouri.

Când scoateți un disc din cutie, aveți grijă să nu-l îndoiți. O metodă convenabilă și sigură necesită utilizarea a două mâini - degetul mare al mâinii stângi apasă ușor pe zăvor, slăbindu-l, în timp ce cealaltă mână scoate discul din zăvor. Metoda cu o singură mână, când degetul arătător slăbește zăvorul, iar degetul mare și degetul mijlociu scot discul, necesită o coordonare mai precisă a forțelor, fără de care este ușor să îndoiți discul sau să spargeți urechile zăvorului.

Un disc murdar poate fi spălat cu apă caldă și săpun sau cu un surfactant neagresiv (șampon, praf de spălat) sau cu lichide special produse. Zgârieturile superficiale de pe stratul transparent pot fi lustruite folosind paste de lustruit care nu conțin solvenți și uleiuri organice, sau pastă de dinți obișnuită.

Ce este un „marker verde” și de ce este necesar?

Mulți utilizatori și experți susțin că un disc tratat în acest fel produce un sunet mai curat în dispozitivele de ultimă generație, atribuind acest lucru unei citiri mai precise a informațiilor digitale de pe disc, care în forma sa originală se presupune că nu poate fi citită în mod fiabil în majoritatea unităților. Cu toate acestea, un sistem atent proiectat (unitate și decodor) este capabil să citească corect nu numai discuri netratate, ci și discuri de calitate medie, și chiar ușor murdare și zgâriate, astfel încât posibilele motive pentru un sunet îmbunătățit nu trebuie căutate în disc. Cele mai probabile explicații pentru acest fenomen par a fi aceiași factori care creează sunete diferite ale copiilor de discuri care se potrivesc cu conținutul digital.

Unde pot găsi mai multe informații despre CD-uri?

Una dintre cele mai mari realizări ale DVD-ului este că a reușit să combine toate utilizările unui compact disc pentru date, video, audio (sau o combinație a acestora) într-o singură structură fizică de fișiere numită UDF sau Universal Disc Format. Dezvoltat de OSTA (Optical Storage Technology Association), formatul UDF asigură accesul oricărui fișier pe orice unitate instalată pe computerul sau playerul video al unui consumator. În plus, formatul este compatibil cu sistemele de operare standard deoarece ține cont de standardul CD ISO 9660. UDF depășește problemele de incompatibilitate care afectau CD-ul atunci când standardul trebuia rescris de fiecare dată când aplicații noi precum multimedia, sisteme interactive sau video au fost introduse.

Versiunea UDF pe care o îndeplinesc atât discurile reinscriptibile, cât și cele numai pentru citire este un subset al specificației UDF versiunea 2.02, care este cunoscută sub numele de MicroUDF (M-UDF).

Deoarece UDF nu a fost acceptat de Windows până când Microsoft a lansat Windows 98, producătorii de DVD-uri au fost forțați să folosească un format intermediar numit UDF Bridge, care era un hibrid dintre UDF și ISO 9660. Windows 95 OSR2 a acceptat UDF Bridge, dar versiunile anterioare nu au putut. Specificația UDF Bridge nu include în mod explicit extensiile Joliet pentru ISO 9660, care sunt necesare pentru numele lungi de fișiere. Windows 98 recunoaște UDF-urile, astfel încât aceste sisteme nu au probleme nici cu UDF-urile, nici cu numele lungi de fișiere.

DVD-ul video folosește numai UDF cu toate datele cerute de UDF și ISO 23346 pentru a fi compatibil cu sistemele computerizate și nu utilizează deloc ISO 9660. Fișierele video DVD nu pot fi mai mari de 2 GB și trebuie scrise într-o măsură separată (adică într-o secvență adiacentă). Primul director de pe disc trebuie să fie directorul VIDEO_TS care conține toate fișierele și toate numele fișierelor trebuie să fie în format 8+3 (8 octeți pentru nume, 3 pentru extensie).

Discurile audio DVD folosesc UDF pentru a stoca date într-o „zonă audio DVD” separată de pe disc, specificată ca directorul AUDIO_TS.

Format mamut

Exabyte este lider în industria NML de peste 20 de ani. Compania a fost prima care a propus utilizarea benzilor de 8 mm pentru stocarea datelor pe baza unui mecanism similar cu camerele video Sony și au fost produse peste 2,5 milioane de astfel de unități. Astfel de mecanisme sunt suficiente pentru aplicațiile cu fiabilitate scăzută, dar sunt mai puțin potrivite pentru aplicațiile server de astăzi. Introdus în 1996, standardul Mammouth este o tehnologie mai avansată și mai fiabilă și reprezintă răspunsul Exabyte la cerințele acestei game a pieței de servere.

Unitatea ML nu folosește un cabestan, eliminând porțiunea de stocare pe bandă care creează o uzură imprevizibilă a suportului. Se folosește tehnologia AME (Advanced Metal Evaporated) sau depunerea de metal prin evaporare. Acest lucru asigură rezistența la coroziune și rezistența la uzură a benzii, iar termenul de valabilitate crește la 30 de ani. Suprafața netedă a ML crește timpul de uzură al capetelor la 35 de mii.

Datele despre ML sunt organizate în segmente (secțiuni), fiecare dintre acestea putând fi scrisă, ștearsă sau citită ca întreg. Această organizare permite creșterea capacității de stocare pentru a suporta aplicații precum serverele multimedia și video. Pentru corectarea erorilor, se utilizează metoda Reed-Solomon ECC pe două niveluri. În acest caz, erorile sunt corectate „din mers” prin rescrierea blocurilor din aceeași pistă.

În 2000, unitatea Exabyte Mammoth-2 a fost lansată, stabilind noi standarde pentru viteză și capabilități. Unitatea are o viteză de transfer de 22 MB/s, banda AME de 8 mm poate încărca maximum 60 GB. NML folosește interfața Ultra2/LVD SCSI, un buffer de 32 MB - un cap multicanal, cel mai recent algoritm de corectare a erorilor ECC și oferă un raport de compresie de 2,5: 2 bazat pe ALDC (compresie adaptativă de date fără pierderi), oferind o capacitate de 250 GB pe bandă. Versiunea ulterioară cu fibră optică a oferit o creștere a vitezei de transfer inițială la 30 MB/s.

Tehnologie avansată de înregistrare digitală

Dezvoltat de Philips Corporation. Primele dispozitive ADR au fost lansate în primăvara anului 1999, sub forma unui NML cu interfață IDE, capabil să înregistreze 25 GB de informații brute sau 30 GB de informații comprimate per cartuş.

Unitatea de bandă este capabilă să-și controleze continuu mișcarea în sus sau în jos chiar și în cea mai mică cantitate, rezultând o densitate mare - până la 292 de piste pe film de 8 mm. Capacitatea ADR de a citi sau scrie simultan toate cele opt piste de date face posibilă atingerea unor rate de transfer impresionante la viteze relativ scăzute. Uzura benzii este minimă și este, de asemenea, posibilă controlul și corectarea erorilor atât în ​​direcția orizontală, cât și în cea verticală. Codul de corectare a erorilor (ECC) utilizat aici este mult mai eficient decât în ​​sistemele convenționale, unde codul de corectare a erorilor operează într-o singură dimensiune (pistul de date). De fapt, ECC pentru ADR poate oferi o recuperare de 200% a datelor chiar dacă până la 24 din cele 292 de piste sunt distruse pe toată lungimea benzii.

Capacitate CD-R și disc

Un CD-R conține o pistă în spirală pre-aplicată împărțită în blocuri, cu adresa fiecărui bloc codificată direct în media. Capacitatea celui mai utilizat format CD poate fi exprimată fie ca 74 de minute, fie 650 MB. Fiecare secundă de timp de redare durează 75 de blocuri, deci un CD complet are o capacitate de 74 x 60 x 75 = 333.000 de blocuri.

Capacitatea reală a acestor 333 de mii de blocuri depinde de ceea ce exact este înregistrat pe disc - audio sau date. Acest lucru se datorează faptului că audio are mai puține cerințe pentru înregistrarea fără erori și, prin urmare, în acest caz, o cantitate mai mică de control, informații redundante este înregistrată în fiecare bloc. Rezultă o capacitate de bloc de 2353 de octeți pentru audio (2048 pentru date). Prin urmare, un disc de 74 de minute are o capacitate de 783.226.000 de octeți (746 MB) pentru audio, dar doar 682.984.000 de octeți (650 MB) pentru date.

La sfârşitul anilor 1990. Au început să apară suporturi CD-R cu o capacitate mai mare decât maximul de 74 de minute permis de standardele Audio Compact Disc (Carte roșie) sau CD-ROM (Carte galbenă). Aceste tehnologii sunt denumite în mod colectiv supraîncărcare CD.

Capacitate suplimentară a fost obținută prin reducerea înălțimii piesei, reducerea toleranțelor vitezei de scanare și reducerea probabilității erorilor de scriere și citire (acest lucru ridică probleme de compatibilitate cu dispozitive mai vechi sau cu înregistrări CD mai vechi).

Primul dintre aceste formate de mare capacitate a oferit un timp de citire de 80 de minute și a deținut 360 de mii de blocuri în loc de cele obișnuite 333 mii. În ceea ce privește volumul de date, aceasta însemna 703 MB față de 650 MB ai unui CD standard. La începutul noului mileniu, capacități și mai mari apar sub forma formatelor de 90 și 99 de minute (aproximativ 792 și respectiv 870 MB). Trebuie remarcat faptul că, deoarece marcajele de timp de pe un CD sunt codificate cu o pereche de cifre zecimale, nu este posibil ca discul să depășească 99 de minute în capacitate.

Overburning necesită suport pentru modul Disc-At-Once la scriere și pentru ca inscriptorul de CD să ignore informațiile despre spațiul liber găsite pe discul nescris (ATIP) și să folosească în schimb datele transmise de la programul de scriere.

Depășirea eșecului tamponului

Până la sfârșitul anului 1999, specificațiile s-au dublat la 8x/24x, dar o problemă cunoscută sub denumirea de supraîncărcare a tamponului a apărut când viteza mașinii și a MD-ului au început să rămână în urmă cu viteza dispozitivelor CD-R (dispozitivul este gata să scrie pe disc). , dar informațiile din memoria tampon de scriere sunt deja epuizate și nu există „nimic de scris” - ca urmare, discul se dovedește a fi deteriorat). Pentru a evita astfel de efecte, în primul rând, au început să folosească memoria cache situată pe un CD player de înregistrare (dimensiuni de la 256 KB la 2 MB), iar în al doilea rând, dispozitivele au început să se adapteze la viteza fluxului de informații, reducând sau mărind viteza de înregistrare.

Tehnologia BURN-Proof (tehnologia Buffer UndeRuN-Proof), propusă de Sanyo, constă în monitorizarea constantă a stării tamponului de date CD astfel încât înregistrarea să fie oprită la un anumit punct dacă există pericolul insuficienței tamponului (de exemplu, când umplerea tamponului scade sub un prag specificat) și apoi reluat prin poziționarea capului laser în sectorul corespunzător.

Plextor folosește tehnologia Sanyo în combinație cu propria metodă „PoweRec” (Plextor Optimized Writing Error Reduction Control). Procesul de înregistrare aici este întrerupt periodic (folosind tehnologia BURN-Proof) pentru a verifica calitatea înregistrării și pentru a decide dacă să mărească sau să scadă viteza de înregistrare.

Standard UDF

Standardul ISO 9660 folosit de CD-ROM-uri și discurile CD-R face dificilă adăugarea datelor pe discuri în bucăți mici. Înregistrarea mai multor sesiuni pe disc irosește aproximativ 23 MB de spațiu pe disc pe sesiune, iar standardul original a limitat numărul de melodii care puteau fi înregistrate pe disc la 99. Aceste restricții au fost eliminate în standardul ISO 23346 Universal Disc Format (UDF) dezvoltat de Optical Storage Technology Association (OSTA). Acest standard este independent de tipul de sistem de operare, este proiectat pentru scrierea datelor pe suporturi optice, inclusiv dispozitive CD-R, CD-RW și DVD și utilizează o structură de directoare reproiectată care permite dispozitivului să scrie eficient un fișier (sau „lot ") la un moment dat .

Modul de înregistrare în lot nu este pe deplin compatibil cu sistemul de fișiere logic ISO 9660, deoarece necesită cunoașterea exactă a fișierelor care vor fi scrise în timpul unei sesiuni pentru a popula tabelele de servicii FS (Path Tables și Primary Volume Descriptors), care indică locația fizică. de fișiere de pe disc.

UDF vă permite să adăugați fișiere pe discurile CD-R sau CD-RW în porțiuni dintr-un fișier la un moment dat, fără o depășire semnificativă a informațiilor de serviciu, folosind o tehnică numită „scriere de pachete”. În UDF, chiar dacă un fișier este suprascris, adresarea sa virtuală rămâne neschimbată.

La sfârșitul fiecărei sesiuni de înregistrare a pachetelor, UDF scrie pe disc un „Tabel de alocare virtuală” (TVA), care descrie locația fizică a fiecărui fișier. Fiecare TVA nou creat include datele din TVA-ul precedent, permițând astfel UDF-ului să localizeze toate fișierele care au fost scrise vreodată pe disc.

Până la jumătatea anului 2998, au fost lansate două versiuni de UDF - UDF 2.02 (versiunea folosită pe DVD-ROM-uri și DVD-uri video) și UDF 2.5 (adaugă suport pentru CD-R și CD-RW). Windows 98 a oferit suport pentru UDF 2.02. Cu toate acestea, în absența suportului pentru sistemul de operare UDF 2.5, a fost necesar un software special UDF pentru unitate pentru a suporta scrierea în lot pe CD-R și CD-RW.

Primul exemplu de astfel de software a fost DirectCD V2.0 (dezvoltat de Adaptec), care a susținut atât scrierea în lot, cât și ștergerea aleatorie a fișierelor de pe mediile CD-RW. DirectCD V2.0 a oferit înregistrarea a două tipuri de pachete - lungimi fixe și variabile. Pachetele cu lungime fixă ​​sunt mai potrivite pentru CD-RW-uri pentru a permite ștergerea aleatorie a fișierelor.

Specificație MultiRead

Piesele înregistrate pe un disc CD-RW sunt citite în același mod ca și piesele de pe un CD obișnuit - prin detectarea tranzițiilor între reflectanțe scăzute și mari și măsurarea decalajelor dintre tranziții. Singura diferență semnificativă este că coeficientul de reflexie este mai mic decât pentru CD-urile „corespunzătoare”, drept urmare suporturile CD-RW nu pot fi citite de multe unități CD-ROM sau playere CD mai vechi.

Rețineți că specificațiile originale pentru CD-uri cereau ca reflectanța pentru suprafața discului și canelurile să fie de minim 70% și, respectiv, maxim de 28%. Aceste cerințe au fost introduse pentru a asigura citirea fiabilă a datelor de către fotodiodele anilor 1980.

În prezent, datorită îmbunătățirii electronicii, aceste cerințe se dovedesc a fi excesiv de ridicate.

Un disc CD-RW are o reflectanță a suprafeței de 25-25%. Prin urmare, un sistem CD-RW funcționează într-un interval de reflectanțe egale cu ⅓ din cele ale specificației CD originale. Cu toate acestea, pentru fotodiodele moderne acest lucru nu pune nicio problemă; este suficient să organizați amplificarea semnalului electric.

Specificația MultiRead, compilată de Philips și Hewlett Packard și aprobată ulterior de Optical Storage Technology Association (OSTA), oferă ajustările necesare pentru a rezolva orice probleme de compatibilitate.

În plus, nivelurile maxime și minime de reflectare ale unui disc CD-RW îndeplinesc cerințele specificațiilor CD pentru o modulație minimă de 60%. Tehnologia de schimbare de fază pentru CD-RW este practic independentă de lungimea de undă a laserului de scriere-citire.

Discurile CD-RW pot fi citite atât de laserele utilizate în sistemele DVD (650 nm lungime de undă) cât și de laserele utilizate în unitățile CD convenționale (780 nm).

Muntele Rainier

Specificația, propusă de grupul Mount Rainier (condus de liderii din industrie Compaq, Microsoft, Philips Electronics și Sony), a avut scopul de a face utilizarea suporturilor CD-RW similară cu cea a HDD-urilor sau HDD-urilor - în special, pentru a efectua operațiuni în o modalitate de remorcare a datelor cu suportul sistemului de operare („drag and drop”). Specificația Mount Rainier conține următoarele elemente cheie:

• monitorizarea hardware a zonelor defecte de pe disc. Deși majoritatea programelor de inscripționare CD-RW în lot utilizează capabilitățile de monitorizare a defectelor ale UDF 2.5, problema este că software-ul trebuie să aibă informații complete despre zonele defecte ale discului. Abordarea lui Mount Rainier este de a avea control hardware, astfel încât dacă o aplicație încearcă să scrie într-un sector „prost”, acel sector să fie „ascuns” și să fie oferit unul alternativ;
• adresarea logică a unei înregistrări de 2 KB. În timp ce CD-RW utilizează o dimensiune de bloc de 64 KB, Mount Rainier necesită suport pentru adresare logică de 2 KB, menținând astfel unitățile CD-RW în conformitate cu alte sisteme de stocare care se bazează pe adresabilitate de 4 sau 2 KB;
• formatarea fundalului. Mount Rainier elimină atât întârzierile de timp, cât și necesitatea de a utiliza software în afara sistemului de operare sau software de scriere pe disc (de obicei asociat cu formatarea suporturilor CD-RW). Formatarea este acum efectuată ca sarcină de fundal, invizibilă pentru utilizator.

Tehnologia OSD

Scopul tehnologiei Optical Super Density (OSD) a fost de a dezvolta medii de stocare magneto-optice amovibile de mare capacitate (40 GB sau mai mult), care să aibă fiabilitatea de a îndeplini cerințele ISO de astăzi pentru ML, să atingă rate de transfer de date competitive cu hard disk ( 30 MB/c) și ar oferi un cost mai mic pe megaoctet de memorie decât alte tehnologii optice și magnetice. În primăvara anului 1999, Maxoptix Corporation, un producător de frunte de unități MO, a anunțat crearea tehnologiei OSD.

Atingerea obiectivelor proiectului sa bazat pe o serie de tehnologii inovatoare:

• Tehnologia OverCoat Incident Recording (OCIR) plasează un strat de înregistrare deasupra unui substrat (similar cu un hard disk) și folosește un strat acrilic gros, transparent, similar stratului de protecție de pe spatele unui CD sau DVD. Acoperirea OSD este de peste 2.000 de ori mai groasă decât hard disk-ul și banda, dar mult mai subțire decât substratul utilizat pe mediile MO convenționale. Deoarece acest lucru permite ca obiectivul să fie poziționat mult mai aproape de stratul de înregistrare al discului, OSD-ul este capabil să utilizeze deschiderea numerică mai mare a obiectivului, rezultând densități mult mai mari de înregistrare a datelor;
• Înregistrare de suprafață în bloc - Surface Array Recording (SAR), aceasta utilizează capete independente de citire/scriere pe ambele părți ale suportului pentru a permite accesul simultan pe ambele părți ale discului. Acest lucru este diferit de MO tradițional, în care utilizatorii sunt forțați să schimbe media pentru a citi datele stocate pe partea opusă a discului;
• Modulația câmpului magnetic (MFM) ocolește limitările inerente utilizării tradiționale a părtinirii la înregistrarea datelor pe un disc MO. Folosind un mic cap magnetic în imediata apropiere a discului, polaritatea câmpului magnetic poate fi comutată la cea mai înaltă frecvență; Super rezoluție magnetică (MSR): Utilizarea MFM modifică factorul limitator al densității înregistrării de la lungimea de undă laser la capacitatea de a evidenția semnele de citire individuale folosind un punct al fasciculului care poate cuprinde mai multe mărci.

Formate DVD inregistrabile

Există cinci versiuni de DVD-uri care pot fi înregistrate:

• DVD R obișnuit;
• DVD R autorizat;
• DVD RAM (reinscriptibil);
• DVD RW;
• DVD+RW.

Toate formatele DVD înregistrabile includ un set de specificații care definesc caracteristicile fizice ale mediului de înregistrare. Acest nivel de funcționare este „stratul fizic al suportului”, iar capacitatea de a citi un disc pe un anumit player sau unitate depinde de capacitatea sa de a suporta stratul fizic adecvat, indiferent de datele scrise. Specificarea conținutului în sine este supusă mai multor „straturi de aplicație”, așa cum sunt definite de Forumul DVD. De exemplu, filmele tipice sunt lansate pe discuri ROM (stratul fizic) și utilizează formatul video DVD (stratul de aplicație).

Toate playerele de înregistrare pot citi discuri DVD ROM, dar fiecare utilizează un tip diferit de disc pentru înregistrare. DVD R, care a fost introdus în 1997, poate fi scris o singură dată (numai secvenţial), în timp ce discurile DVD RAM, DVD RW şi DVD+RW pot fi rescrise de mii de ori.

DVD RAM a fost primul format reinscriptibil care a apărut pe piață în vara anului 1998. Acest format este cel mai potrivit pentru înregistrarea datelor computerului din formatele DVD reinscriptibile pentru utilizare în computere, deoarece acceptă ocolirea defectelor și formatul de zonă CLV (Constant Linear Velocity), cu toate acestea nu este compatibil cu majoritatea playerelor (din cauza diferenței de reflectivitate a discului și a formatului minor). diferențe).

Formatele DVD RW și DVD+RW reprezintă o dezvoltare evolutivă a tehnologiilor CD-RW și DVD R existente și, prin urmare, oferă o mai bună compatibilitate cu restul familiei de produse CD/DVD. DVD RW a apărut pentru prima dată în Japonia la sfârșitul anului 1999 și nu a fost folosit nicăieri până în 2002. DVD+RW a suferit multe porniri false și a apărut la sfârșitul anului 2002.

Proiect Centipede (Millipede)

La sfârșitul anului 1999, Laboratorul de Cercetare din Zurich al IBM a dezvăluit conceptul că sistemele micro și nano-mecanice ar putea concura cu dispozitivele electronice și magnetice în domeniul dispozitivelor de stocare de mare capacitate. În loc să scrie biți prin magnetizarea punctelor de pe suprafața unui disc, noul dispozitiv „Millipede” topește mici depresiuni pe suprafața suportului.

Tehnologia folosește „picioare” (vârfuri) montate pe capetele unor brațe minuscule pentru a scana detalii minuscule ale suprafeței. Vârfurile „centipede” (2024 = 32 x 32 la număr) sunt încălzite printr-un impuls electric la 750 F (400 ° C), ceea ce este suficient pentru a topi o gaură în pelicula de suprafață a polimerului discului. Vârfurile lasă găuri de 30-50 nm, fiecare reprezentând un bit. Pentru a citi datele, centipedul determină dacă „piciorul” se află în gaură prin înregistrarea temperaturii consolei.

Din punct de vedere tehnologic, elementul de scriere-citire este alcătuit dintr-o matrice de 64 x 64 = 4096 micropârghii, ocupând 6,4 x 6,4 mm2 și plasate pe un cip de siliciu (20 x 20 mm2), fabricat folosind o nouă tehnologie care permite comunicarea directă a micro. -pârghii cu electronică CMOS. Micro-pârghiile au încălzitoare separate pentru scriere și citire și o acționare electrostatică pentru mișcare în direcția axei z.

Viteze mari de procesare a datelor pot fi atinse prin munca comună a unui număr mare de „picioare” minuscule. IBM crede că această metodă va permite în cele din urmă atingerea unor densități de stocare de 500 Gb/in2.

Tehnologie HD-burn

Sanyo Electric Co., Ltd. (Japonia) a anunțat lansarea noii tehnologii BURN-Proof, care a rezolvat principala problemă a înregistrării pe discurile CD-R/DVD R și a îmbunătățit radical caracteristicile recorderelor CD/DVD. Pe această bază, Sanyo a dezvoltat o tehnologie de înregistrare de înaltă densitate: acum este posibil să încapă 2,4 GB de date pe un disc CD-R obișnuit de 700 MB.

Noua tehnologie se numește „HD-burn” (High Density Burn) - înregistrare de înaltă densitate. Pentru a implementa noua metodă, a fost creată o nouă unitate combinată Sanyo SuperCombiDrive CRD-DV2. Să enumerăm caracteristicile acestei tehnologii.

Discurile CD-R obișnuite pot înregistra o cantitate standard de informații - până la 0,7 GB. În plus, discurile sunt pe deplin compatibile cu unitățile CD și DVD.

Discurile CD-R convenționale pot stoca o cantitate dublă de informații - până la 2,4 GB. În același timp, discurile sunt pe deplin compatibile cu unitățile DVD, ținând cont de introducerea unor modificări la firmware.

În modul de ardere HD, viteza de scriere de 36x și viteza de citire de 80x sunt atinse.

Tehnologia de înregistrare BURN-Proof este acceptată fără limitare. Modul HD-burn acceptă și discuri CD-RW. Aceasta atinge viteza de înregistrare de 24x. Lucrul cu recorderul HD-burn este acceptat de mai multe pachete software populare, inclusiv Nero Burning ROM (produs de Ahead Software). Modul de ardere HD nu poate inscripționa discuri în format CD-DA (CD audio).

Discurile înregistrate folosind tehnologia de înaltă densitate nu vor fi citite de unitățile CD.

Un disc înregistrat folosind tehnologia de ardere HD va conține 30 de minute de videoclip de înaltă calitate (similar cu video DVD) cu o rezoluție de 720 x 576 pixeli.

Esența tehnologiei de înregistrare de înaltă densitate este utilizarea a două noi principii care vă permit să înregistrați de două ori mai multe informații pe un mediu convențional - un disc CD-R:

• lungimea gropii (marcajului) de pe disc este redusă la 0,62 microni (pentru un CD obișnuit - 0,83 microni). Aceasta înseamnă că HD-burn mărește capacitatea discului de 2,35 ori. Valoarea de 0,62 µm a fost aleasă astfel încât playerele DVD video existente și unitățile DVD ROM să poată citi discuri HD-burn cu upgrade minore;
• Se folosește un alt sistem de corectare a erorilor: în loc de CIRC (Cross Interleaved Reed Solomon Code), se folosește RS-PC (RS-PRODUCT Code) cu modulație 8-26, care crește capacitatea de încă 2,49 ori. Potrivit lui Sanyo, noul sistem de corectare a erorilor RS-PC nu este doar mai compact, ci și semnificativ mai eficient decât CIRC. Ca urmare, capacitatea unui CD înregistrat în modul HD-burn este de 2 ori mai mare decât capacitatea unui CD înregistrat în modul normal - 2,49 x 2,35 = 2,0225.

Pasul în spirală (track feed) și zona de înregistrare rămân aceleași, permițând utilizarea discurilor CD-R obișnuite. Alte tehnologii de înregistrare de înaltă densitate necesită modificări ale caracteristicilor fizice ale suportului. De exemplu, tehnologia DDCD (Double Density Compact Disc) de la Sony nu poate funcționa cu discuri obișnuite. Figura 3.35, c prezintă o comparație a lungimii gropii unui disc HD-Burn cu discurile CD și DVD obișnuite.

formate DVD

Există cinci formate fizice (sau cărți) de DVD, care nu diferă mult de diferitele „nuanțe” de CD:

• DVD-ROM-ul este un mediu de stocare de mare capacitate, doar pentru citire;
• DVD video este un mediu digital de stocare pentru filme;
• DVD audio - numai pentru stocare audio; format asemănător unui CD audio;
• DVD R - scrie o dată, citește de mai multe ori; format similar cu CD-R;
• DVD RAM este o versiune reinscriptibilă (ștergibilă) a DVD-ului, care a fost prima care a apărut pe piață și a găsit ulterior formatele DVD RW și DVD+RW ca concurenți.

Având aceeași dimensiune ca un CD standard (diametru 220 milimetri, grosime 2,2 mm), DVD-urile oferă până la 27 GB de stocare cu viteze de transfer mai mari decât CD-ROM-urile, timpi de acces similari CD-ROM-urilor și vin în patru versiuni:

• DVD 5 - disc cu o singură față cu un singur strat cu o capacitate de 4,7 GB;
• DVD 9 - disc dublu strat cu o singură față 8,5 GB;
• DVD 20 - disc cu un singur strat cu două fețe 9,4 GB;
• DVD 28 - capacitate de până la 27 GB pe un disc cu două fețe, cu două straturi.

În plus, există un proiect pentru formatul DVD 24 - două straturi pe o parte, unul pe cealaltă, care, fiind mai ușor de produs, va înlocui DVD-ul 28 până când necesitatea acestuia din urmă se va realiza pe deplin.

Este important să recunoaștem că, pe lângă cele cinci formate fizice, DVD-ul are și multe formate de aplicații, cum ar fi DVD video și DVD audio.