Внешние запоминающие устройства

DVD-RW

DVD-RW - это формат перезаписываемых DVD дисков. Один DVD-RW носитель можно стирать и записывать до 1'000 раз. Объем данного диска также составляет 4,7 Гб. В носителях DVD-RW используется технология фазовых переходов, поэтому они более совместимы с накопителями DVD-ROM, чем с DVD-RAM.

DVD+RW

Эти диски разработаны организацией DVD+RW Alliance, в которую вошли несколько известных компаний (например Sony, Philips и другие). Спецификации указанных дисков появились в 2001 (RW) и 2002 (R) годах, т.е. значительно позже своих конкурентов. Это позволило разработчикам спецификаций формата "плюс", создать технически более совершенные носители. По аналогии с форматом "минус" данные диски бывают однократно записываемыми ( DVD+R ) и перезаписываемыми ( DVD+RW ).

Носители DVD+RW, называемые также DVD Phase Change ReWritable (перезаписываемые DVD с изменяющейся фазой).

Обратите внимание, что формат DVD+R, который является записываемой версией DVD+RW, фактически появился после DVD+RW. Этим он отличается от формата DVD-RW, который создавался на основе DVD-R. Одной из причин, которые привели к разработке стандарта DVD+R, стала потребность в недорогой технологии, которая бы обеспечивала долговременное архивное хранение данных с помощью накопителей DVD+RW.

По своей физической структуре диски DVD+RW и DVD+R напоминают носители DVD-R, данные которых записываются только в желобках, но частота колебания желобка отличается от той, которая используется в DVD-R/RW и DVD-RAM.

В желобках дисков DVD+R/RW также записываются данные позиционирования. Это означает, что носители DVD+R/RW обеспечивают более точное позиционирование для реализации связности данных без потерь, но накопители DVD+R/RW не позволяют записывать данные на перезаписываемые DVD других типов.

Несмотря на то что накопители DVD+RW первого поколения работали только с перезаписываемыми дисками, все современные и будущие версии накопителей этого типа предназначены для использования как записываемых ( DVD+R ), так и перезаписываемых ( DVD+RW ) носителей.

Для стандарта DVD+RW характерны следующие особенности:

• односторонние диски (4,7 Гбайт);
• двухсторонние диски (9,4 Гбайт);
• до 4 часов видеозаписи (односторонние диски);
• до 8 часов видеозаписи (двухсторонние диски);
• бесконтейнерные диски;
• лазер с длиной волны 650 нм (такой же, как и в DVD-Video );
• постоянная линейная плотность записи данных;
• запись с постоянными линейной ( CLV ) и угловой ( CAV ) скоростями;
• скорость записи 1х, 2х, 4x и более;
• скорости передачи данных формата DVD-Video ;
• файловая система UDF (Universal Disc Format - универсальный дисковый формат);
• интегрированная система выявления дефектов;
• быстрое форматирование;
  • использование EFM -модуляции (модуляции 8/16) и кодов коррекции ошибок, применяемых в DVD-ROM ;
• технологии последовательной и произвольной записи;
• связывание без потерь (при многосессионной записи используется все пространство диска);
• спиральная канавка с радиальным колебанием;
  • после завершения записи все физические параметры соответствуют требованиям спецификации DVD-ROM.

При использовании DVD+RW процесс записи может быть приостановлен и возобновлен без потери областей, связывающих сеансы записи. Это дает возможность повысить эффективность произвольной записи и видеоприложений. Для достижения высокой точности размещения данных на дорожке в DVD+RW используются высокочастотные колебания предварительной канавки диска. Благодаря этому достигается очень высокая точность синхронизации и адресации данных, считываемых с этой канавки.

Функция быстрого форматирования означает, что можно вставить чистый диск DVD+RW в накопитель и сразу же начать запись. Форматирование диска происходит в фоновом режиме, непосредственно перед записью данных.

Различия форматов DVD носителей.

Следует отметить, что форматы DVD-R(W) и DVD+R(W) не совместимы. Однако считываться записанные диски могут в большинстве современных DVD проигрывателей. Дело в том, что различия форматов сказываются, главным образом, на записи дисков, а не на их считывании.

Адресация и хранение служебной информации

Для записи DVD привод обычно получает от диска три типа данных:

1)Данные для трекинга (отслеживания дорожек), которые позволяют приводу записывать питы точно на дорожку.

2)Данные адресации, которые позволяет приводу записывать информацию в отведенные места на диске.

3)Данные о скорости вращения диска.

В DVD-R(W) дисках информация трекинга и скорости заключена в "дрожании" ( wobble ) дорожек, а адресация и другая служебная информация, содержится в предзаписанных питах между канавками ( land pre-pits, LPP ). Наличие LPP определяют по скачкам амплитуды специального сигнала "дрожания". Указанные скачки происходят при нахождении головки рядом с предзаписанным питом. Частота дрожания ( wobble frequency ) для DVD-R(W) дисков составляет 140,6 кГц.

В дисках DVD+R(W) используется более высокая частота дрожания 817,4 кГц, а служебная информация содержится в изменении фазы сигнала дрожания, т.е. хранится в самой дорожке. Такой метод записи служебной информации называется "адресация в преднанесенных канавках" ( Adress In Pre-groove, ADIP ).

Из теории обработки сигналов известно, что метод относительно-фазовой модуляции имеет большую устойчивость к шумам, чем метод амплитудной модуляции. Поэтому с точки зрения устойчивости к внешним воздействиям DVD+R(W) диски более надежны.

Диск DVD+R(W) передает в привод большее количество информации, что в конечном итоге, приводит к улучшению качества записи. В DVD дисках используется алгоритм оптимального управления мощностью ( optimum power control, OPC ), который позволяет считывать наилучшие параметры для записи конкретного носителя и производить их тестирование. Эти параметры, например мощность лазера в зависимости от длины волны, содержатся в блоках LPP на DVD-R(W) или в словах ADIP на DVD+R(W) . Количество регулируемых параметров для обоих форматов дисков одинаково, однако в носителях DVD+R(W) параметры задаются с большей точностью. Кроме того, в формате "плюс", можно задавать параметры для 4-х различных скоростей записи, тогда как в конкурирующем формате только для одной (известно, что параметры записи зависят от скорости). К тому же область тестирования OPC на DVD+R(W) дисках больше, чем на DVD-R(W) (32768 против 7088 секторов).

Сопряжение (linking)

Когда по какой-либо причине запись на диск была приостановлена и должна быть возобновлена, необходимо произвести сопряжение новых данных с записанными ранее. В DVD+R(W) дисках сопряжение производится более точно. В носителях формата "минус" область сопряжения находится среди пользовательских данных, поэтому некоторые из них при этом неизбежно теряются. В носителях формата "плюс" область сопряжения не затрагивает пользовательских данных.

Многосессионная запись

Для того чтобы многосессионные DVD-R(W) могли считываться обычными DVD-ROM проигрывателями, область пользовательских данных содержит специальные граничные зоны border-in и border-out.

Размеры граничных зон могут изменяться от 32 до 96 Мб для первой зоны, от 6 до 18 для последующих зон. Т.о. DVD-R(W) диск с тремя записанными сессиями будет содержать до 132 Мб (96 + 18 +18) избыточной служебной информации, что составляет более 2% от его общего объема.

Многосессионные DVD+R(W) диски также содержат специальные зоны, которые называются Intro и Closure зонами, однако их размер всегда составляет 2 Мб. Т.о. DVD+R(W) диск с тремя записанными сессиями будет содержать всего 4 Мб дополнительной служебной информации (первая Intro зона не записывается, вместо нее используется Lead-In, аналогично не записывается и последняя Closure зона, т.к. используется Lead-Out ).

Многоформатные перезаписываемые накопители

Категорий накопителей, которые обеспечивают более широкую совместимость чтения/записи для носителей этого типа:

• DVDMulti ;
• DVD±R/RW.

Спецификация DVD Multi разработана организацией DVD Forum для накопителей и проигрывателей, совместимых со всеми стандартами DVD Forum, включая DVD-R/RW, DVD-RAM, DVD-ROM, DVD-Video и DVD Audio ( DVD+R/RW не относится к числу стандартов DVD Forum и не поддерживается этой спецификацией). Исходная версия DVD Multi опубликована в феврале 2001 года; текущая версия (версия 1.01) была утверждена DVD Forum и опубликована в декабре 2001 года. Первые продукты DVD Multi появились на компьютерном рынке в начале 2003 года.

Стандарт Blu-ray

Disc Blu-ray Disc англ. blue ray - голубой луч и disc - диск) - формат оптического носителя, используемый для записи и хранения цифровых данных, включая видео высокой четкости с повышенной плотностью. Blu-ray Disc является полностью перезаписываемым форматом, позволяющим записывать до 27 Гбайт данных или до двух часов высококачественной видеоинформации на одностороннем однослойном диске диаметром 120 мм (его размеры соответствуют параметрам существующих дисков CD и DVD ) с помощью сине-фиолетового лазера с длиной волны 405 нм (нанометров). В настоящее время разрабатываются записывающие накопители BD, которые способны записать на двухслойные диски до 54 Гбайт информации.

Спецификация Blu-ray Disc 1.0 включает несколько форматов. BD-ROM.

Предназначен для "штампованных" дисков.

BD-R. Предназначен для однократной записи компьютерных данных.

BD-RW. Предназначен для многократной записи компьютерных данных.

BD-RE. Предназначен для многократной записи данных HDTV.

Технические характеристики диска Blu-ray

Технические особенности

В технологии используется сине-фиолетовый лазер с длиной волны 405 нм. Обычные DVD и CD используют красный и инфракрасный лазеры с длиной волны 650 нм и 780 нм соответственно.

Числовая апертура определяет параметры освещения, учитывая при этом свойства линзы, а также фокусное расстояние и коэффициент относительного увеличения. Величина числовой апертуры равна синусу максимального угла наклона светового потока, проходящего через линзу. Величина апертуры обратно пропорциональна фокусному расстоянию и прямо пропорциональна коэффициенту относительного увеличения. Линза, используемая в дисководе CD-ROM, обеспечивает увеличение примерно в 20 раз, линза накопителя DVD - приблизительно 40-кратное увеличение, а линза Blu-ray - примерно 60-кратное. Увеличение размеров изображения связано с тем, что расстояние между дорожками на диске Blu-ray уменьшено до 0,32 мкм, что составляет примерно половину соответствующего параметра стандартного DVD.

Эффективный "размер пятна", на котором лазер может сфокусироваться, ограничен дифракцией и зависит от длины волны света и числовой апертуры линзы, используемой для его фокусировки. Уменьшение длины волны, использование большей числовой апертуры (0,85, в сравнении с 0,6 для DVD ), высококачественной двухлинзовой системы, а также уменьшение толщины защитного слоя в шесть раз (0,1 мм вместо 0,6 мм) предоставило возможность проведения более качественного и корректного течения операций чтения/записи.

Это позволило записывать информацию в меньшие точки на диске, а значит, хранить больше информации в физической области диска, а также увеличить скорость считывания до 432 Мбит/с.

Технология твердого покрытия

2004 год- появление полимерного покрытия, которое дало дискам более качественную защиту от царапин и пыли. Это покрытие, разработанное корпорацией TDK, получило название " Durabis ", оно позволяет очищать BD при помощи бумажных салфеток - которые могут нанести повреждения CD и DVD.

Кодеки

На данный момент в спецификацию формата BD-ROM включена поддержка трех кодеков: MPEG-2, который также является стандартным для DVD; MPEG-4 H.264/AVC кодек и VC-1 - новый быстро развивающийся кодек, созданный на основе Microsoft Windows Media 9. При использовании первого кодека на один слой возможно записать около двух часов видео высокой четкости, другие два более современных кодека позволяют записывать до четырех часов видео на один слой.

Для звука BD-ROM поддерживает линейный (несжатый) PCM, Dolby Digital, Dolby Digital Plus, DTS, DTS-HD и Dolby Lossless (формат cжатия данных без потерь, также известный как Meridian Lossless Packing (MLP) .

Регионы Blu-Ray

Видео фильмы формата Blu-ray будут иметь отличные от DVD коды регионов. По последним сообщениям прессы они будут следующими: 1 или A Америка, Восточная и Юго-Восточная Азия (исключая Китай); 2 или B Европа, Океания, Африка, Ближний Восток, заморские владения Франции, Гренландия; 3 или С Центральная и Южная Азия, Монголия, Россия, Казахстан, Китайская Народная Республика

Системы защиты авторских прав

В формате Blu-ray применен экспериментальный элемент защиты под названием BD+, который позволяет динамически изменять схему шифрования. Стоит шифрованию быть сломанным, производители могут обновить схему шифрования, и все последующие копии будут защищены уже новой схемой. Таким образом, единичный взлом шифра не позволит скомпрометировать всю спецификацию на весь период ее жизни.

Следующим уровнем защиты, которым обладают диски - это технология цифровых водяных знаков " ROM-Mark ". Она будет жестко "прошита" в ПЗУ приводов при производстве, что не позволит проигрывателю проигрывать без специальной скрытой метки.

Критика формата

На заглавной странице фонда свободного программного обеспечения помещен призыв не приобретать Blu-ray и HD DVD диски, так как они могут представлять угрозу для свободного ПО, которое может оказаться не в состоянии воспроизводить защищенное содержимое.

Интересные факты

Буква "e" была намеренно исключена из слова " blue ", чтобы получить возможность зарегистрировать торговую марку, так как выражение " blue ray " является часто используемым и не может быть зарегистрировано как торговая марка.

Магнитооптические диски.

Такой диск представляет собой поликарбонатную подложку (слой) толщина 1,2 мм, на которую нанесено несколько тонкопленочных слоев: защитный слой, предохраняющий поверхность диска от повреждений; отражающий слой, необходимый для корректной работы лазера; диэлектрические слои, которые теплоизолируют магнитный слой (чтобы эффективнее использовать энергию лазера при записи) и увеличивают эффект поляризации при чтении; магнитный слой - собственно хранитель информации.

Технология записи

Лазерный луч нагревает точку на диске, а электромагнит изменяет магнитную ориентацию этой, точки в зависимости от того, что необходимо записать - "0" или "1".;

Считывание производится лазерным лучом меньшей (чем при записи) мощности, который, отражаясь от этой точки, меняет свою, полярность.

диски выпускаются 2 размеров:

• 3,5 дюйма, содержит 500 Мбайт данных
• 5,25 дюйма, содержит 2,3 Гбайт данных

Время доступа к данным составляет около 50 мс.

Магнитооптические накопители выпускаются двух типов: перезаписываемые и типа WORM (Write-Once, Read-Many - "однократная запись - многократное чтение").

Технологией оптической записи UDO (Ultra Density Optical) основывается на новом коротковолновом лазере с длиной волны 405 нм, позволяя увеличить плотность размещения дорожек записи и плотность записи в дорожке. Процесс записи основан не на магнитооптической технологии, а на технологии изменения фазы.