Какие стандарты cd и dvd дисков вы знаете

Обновлено: 06.07.2024

У лука есть слои, у людоеда есть слои
(с) Шрек
Внешне CD и DVD — двое из ларца, одинаковы с лица. Диски обоих стандартов выглядят абсолютно идентично. Физическая структура дисков DVD и CD также схожа. Этакий круглый бутерброд диаметром двенадцать сантиметров, состоящий из защитного слоя, прозрачной полимерной основы и отражающего слоя. Неизменным остался и принцип записи: есть отражение луча — "1" , нет отражения — "0" . Главное различие — в размере минимального сектора записи информации (аналог магнитной ячейки у дискеты или жесткого диска). Длина его уменьшилась в два раза и составляет 440 нм. Информация на диск по-прежнему наносится по спирали, от центра к краям. Но шаг спирали также изменился вдвое — теперь он составляет всего 740 нм против 1500 у CD. Для считывания "компактных" секторов пришлось уменьшить и размер "патефонной иголки" — длина волны лазера сократилась с 780 нм до 635 нм.
Существенная разница также в том, что "бутерброд" DVD одинаково полезен с обеих сторон — для записи и считывания информации могут быть использованы и верхняя, и нижняя поверхности диска. Даже если вторая сторона не задействована для записи, она присутствует на всех носителях.
Емкость диска DVD первого поколения составила 4,7 Гб, и он получил официальное наименование DVD-5 . В 1996 году спецификации были впервые представлены страждущим массам. И уже в конце года приводы и носители информации появились в открытой продаже в Стране восходящего солнца. Именно из Японии новый стандарт начал победное шествие по миру, трансформируясь и обрастая новыми слоями.
Через некоторое время, не желая останавливаться на достигнутом, консорциум DVD, уже переименованный в "DVD-форум" , принял новый стандарт записи — DVD-9 . Идея новой технологии — в использовании многослойных дисков для увеличения объема хранимой информации. Первый слой по-прежнему получается механической прессовкой, а дополнительный слой наносится напылением. Причем дополнительный верхний слой является полупрозрачным и не препятствует чтению "глубинного" собрата. Диск стандарта DVD-9 способен хранить до 8,54 Гб данных.
Единственный минус "слоеного ноу-хау" в том, что для чтения информации требуется дорогой лазер с изменяемым фокусным расстоянием. Соответственно этому значительно увеличивается стоимость конечных устройств — "ридеров".
Дальнейшим развитием стандартов DVD-5 и DVD-9 стали двухсторонние DVD-10 ( 9,4 Гб) и DVD-18 ( 17,08 Гб). Современные DVD-ROM без проблем читают диски всех описанных форматов. К сожалению, в нашей стране большее распространение получили именно односторонние однослойные диски (DVD-5), хотя в буржуазной Европе-Америке уже достаточно давно в открытой продаже имеются и видео-, и аудиодиски стандартов DVD-10 и DVD-18.

Данный мировой стандарт подробно определил основные параметры, которые должны неукоснительно соблюдаться при разработке собственных музыкальных компакт-дисков. К таким важным параметрам были отнесены:

  • физические размеры диска;
  • структура диска и организация баз данных на нем;
  • запись данных с единым потоком от центра к периферии;
  • постоянная линейная скорость чтения

Также в стандарте определено, что для удобства механической обработки и поиска все данные на диске заранее должны быть разделены на фреймы (frame).

Внутри стандартного фрейма из 192 бит группируются 24 байта (1 байт дейтограммы равен 8 битам), а набор из 98 фреймов cdda составляет сектор (sector). Сектора активно объединяют в себе по 2352 байта и, в свою очередь, также образуют дорожку (track) (спецификация Red writing Book поддерживает максимум 99 дорожек).

Yellow Book

Компании «Philips» и «Sony» в 1984 году - французы совместно опубликовали новый стандарт дисков, который был назван Yellow Book (Желтая книга). В нем было указано, что цифровой компакт-диск (CD) может содержать различные цифровые данные (не только аудио данные), предназначенные для компьютера.

Логическое функциональное строение диска требовало бы некоторого изменения в связи с тем, что структуры баз данных, предназначенные для компьютера, сильно отличаются от структуры различных музыкальных данных, а именно: фреймы-пакеты данных были слишком уж малы, а дорожки (максимум 99) слишком уж велики для удобного использования. В результате длительных манипуляций со строением матрицы диска возник новейший стандарт CD-ROM (Read Only the Memory - Память только для чтения), в котором фундаментальной единицей физического размещения данных стал сектор. К тому же, для достижения большего увеличения удобства работы разработчики системы решили увеличить макс. число битов коррекции ошибок. Новый дисковый стандарт несет в себе более технически совершенный код коррекции ошибок: это так называемые s EDC и ЕСС (Error Detection in Code и Error checking Correction Code) для каждого сектора.

Указанным выше способом сектор описывается в первом 00% режиме работы (mode 1). При установке же второго режима (mode 2) «приносится в жертву» избыточная коррекция и обнаружение серьезных ошибок в тех местах, где это не особенно нужно (аудио- или визуальная-зрительная информация), добавляя, таким образом, 288 байт закодированных данных пользователя в сектор.

В том случае, если на компакт-диске записана вся информация с использованием сразу двух режимов (1-го и 2-го), то такой диск иногда называют «смешанным». На подобных дисках аудиоданные и обычная отладочная информация хранятся раздельно (в различных предметных областях диска, т.е. на разделенных дорожках), и звук с диска потом можно прослушивать через один аудиовыход, находящийся на лицевой части панели CD-ROM, не прибегая к использованию отдельной звуковой карты.

Информация о месте их расположения на диске после каждой дорожки заложена в Таблице оглавления (Table Of Contents), физически расположенной у центра CD диска.

ISO 9660

Данный мировой стандарт основан на стандарте High Sierra и фактически полностью идентичен ему.

Формально этот стандарт был принят в 1985 году и позволил многим решить проблемы, связанные с совместимостью изготовленных дисков и приводов.

Компакт-диск согласно стандарту содержит 340 000 секторов, позволяющих людям хранить 680 Мбайт информации. Yellow fairy Book (Желтая книга) установила следующие основные положения по стандарту компакт-дисков (CD), необходимые для их успешного тиражирования. Это соглашение сегодня также определило общий формат (или структуру форматов представления) файлов выгрузки данных на диске. Преимущество нового стандарта ISO 9660 заключается в том, что компакт-диск (cd-диск) можно будет прочитать на любом современном компьютере (например, Macintosh или PC).

Стандарт в ISO 9660 описывает еще три вложенных уровня (Levels), или метода поиска, определяющих запись и имена объектных файлов на CD. Уровни являются иерархически вложенными, т.е. уровень 3 содержит в себе уровень 2 (уровень 2, в свою очередь, содержит уровень системный 1).

Уровень 1 (базовый, разработанный с учетом наложенного DOS-ограничения на имена объектных файлов):

  • каждый конечный файл должен быть записан на CD как один непрерывный поток накопленных данных (extent); при этом файлы на компакт-диске не могут быть фрагментированы;
  • имя текущего файла должно соответствовать DOS-формату, т.е. содержать не более 8 символов имени и трех любых символов расширения;
  • в именах файлов-каталогов содержится не более 8 символов.

Уровень 2 оставил указанное нами выше ограничение на непрерывный поток накопленных данных при записи любых файлов, однако снял общее ограничение на длину имен файлов. Теперь же максимальная длина полного имени воспроизводящегося файла равна 255 символов.

Следует особо отметить, что максимальный возможный уровень вложенности каталогов зачастую и определяется именно индивидуальными особенностями файловой системы, а не емкостью CD диска или каким-либо другим параметром.

Расширение названное Rock Ridge описывает распространенный формат структуры файловой системы в UNIX, а расширение iso Joliet - формат структуры файловой системы, разработанной японской корпорацией Microsoft и позволяющей легко записывать на CD любые файлы с длинными именами (в том числе русскими), которые содержат также различные национальные символы. Для корректного-полноценного отображения имен файлов всегда используется кодировка видимых символов Unicode.

Green Book (CD-I)

В процессе проектной разработки мультимедийного программного компьютерного обеспечения возникла новая проблема, как работать с изображением и звуком, исключая xtreme Audio из Red writing Book.

Диски улучшенного формата CD-I оказались полезны и исключительно удобны. Было даже заранее решено изменить стандарт Green Book для работы с Apple и PC однако с появлением же стандарта CD-ROM XA от другого стандарта Green Book отказались.

CD-ROM XA

По сравнению с CD-I, стандарт Yellow fairy Book оказался не настолько хорош для записи и хранения аудио- и видеоданных. Поэтому в 1989 году компании в Philips, Sony опубликовали новый стандарт CD-ROM XA (extended Architecture - расширенная архитектура), который внес наиболее значительные улучшения по сравнению например, со стандартом Yellow Book. К улучшениям можно отнести:

  • добавление потоков ADPCM аудиокомпрессии (технология сжатия звуковой-музыкальной информации) из Green Book, дающей возможность всем разработчикам выбирать из трех последних уровней записи Hi-Fi, аудио-стандарт Red writing Book, или более чем 18 часов монофонического звука среднего уровня качества;
  • чередование блоков информации, позволяющее осуществлять прямой непосредственный доступ к 16-паралельным аудиоканалам;
  • одновременная высокоскоростная передача звука и изображения.

СТАНДАРТЫ DVD

Действующий в настоящее время открытый стандарт DVD формата позволяет реализовать несколько видов различных конструкций DVD диска. Это односторонние или двусторонние dvd диски, с одним или двумя внутренними несущими закодированную информацию слоями на каждой стороне.

Один информационный слой толщиной 0,6 мм может вмещать до 4,7 Гбайт полезной информации, а весь диск - до 17 Гбайт. Возможны только четыре разновидности DVD-дисков: DVD-5, DVD-9, DVD-10 и DVD-18. Рассмотрим отдельно каждую разновидность подробнее.

DVD-5 - это первая реально рыночная версия DVD-диска, получившая впоследствии всеобщее признание: односторонний DVD-диск с однослойной записью и емкостью 4,7 Гбайт. DVD-5 состоит из 0,6 мм шириной пленки, покрытой алюминием и наклеенной на чистую тонкую подложку. Технология напыления та же, что используется для изготовления обычного CD-диска. Алюминиевая пленка имеет среднюю толщину 55 нанометров, как и для аудио-CD и CD-ROM.

DVD-9

Использование матового полупрозрачного слоя диктует необходимость более жестких требований к материалу и используемой технологии:

  • требуется более высокий коэффициент прохождения первого лазерного луча через полупрозрачный материал диска;
  • необходимо было достичь высокого уровня чувствительности UV прозрачности;
  • однородность и неоднородность распределения уровня должна быть не ниже 1,5%;
  • нужен хороший материал с высокой химической и механической прочностью;
  • издержки подготовки производства должны быть низкими.

Последнее пятое требование ставит производителей продукции перед дилеммой с одной стороны, оптимальным материалом для полупрозрачного слоя эндометрия является золото, а с другой - применение вместо золота другого, более доступного-дешевого материала с аналогичными оптическими нелинейными свойствами поможет здесь сократить производственные издержки подготовки производства на 70%. Сегодня в качестве эффективной альтернативы золоту используются малосурьмянистые сплавы из кремния и серебра.

DVD-10

DVD-10 - однослойный но двухсторонний диск с емкостью 9,4 Гбайт. Его можно представить - двойной dvd диск DVD-5 без чистой поверхности подложки. Два таких диска, покрытых специальными металлическими тонкими пленками, соединены вместе. Чтобы считывать дополнительную информацию с двух прилегающих сторон диска, используется один лазер.

DVD-18

Диск DVD-18 имеет иерархическую структуру, аналогичную диску DVD-9, но информация на DVD-18 может быть записана с двух разных сторон. Результат это двойная емкость по сравнению

Оптический привод — устройство, предназначенное для считывания и записи информации на оптические носители (диски). Механическая часть привода, управляемая его микросхемой, обеспечивает вращение в нем диска и считывание с него данных при помощи лазера и системы линз. В зависимости от типов используемых носителей, бывают оптические приводы для чтения и записи CD, DVD и Blu-Ray.

Принцип, по которому работают современные оптические приводы, используется довольно давно. По своей сути, все оптические диски (CD, DVD и Blu-Ray) - не что иное, как усовершенствованная виниловая грампластинка. Данные на этих носителях хранятся в виде очень тонкой спиральной дорожки, нанесенной на специальный защищенный слой диска, стоящей из микроскопических углублений и промежутков между ними. Эти углубления называются питами (англ. pit — углубление), а промежутки - лендами (англ. land — пространство). Под увеличением их можно хорошо рассмотреть.

Считывание информации с них производится в оптическом приводе при помощи лазера, который, отражаясь от поверхности вращающегося диска, попадает на фотоэлемент. Отражение с огромной скоростью изменяется в соответствии со структурой питов и лендов дорожки, передавая таким образом информацию, зашифрованную в ней. Затем это «дрожание лазера» дешифруется согласно определенным алгоритмам.

Типы оптических носителей


Оптический привод

Compact Disc (CD)

Первым оптическим носителем, разработанным еще в 1979 году, стал компакт-диск (англ. Compact Disc, CD). Глубина питов этого носителя составляет около 100 нм, ширина - 500 нм. Минимальная длина пита CD - от 850 нм. Шаг между дорожками спирали - около 1,5 мкм. Оптический привод для чтения CD использует красный лазер с длиной волны 780 нм, который фокусируется на рабочей поверхности в точку диаметром около 1,2 мкм (для лучшего представления: толщина человеческого волоса составляет около 50 мкм или 50000 нм).

Изначально CD создавался как носитель звуковой информации (Audio CD). Немного позже его начали использовать для хранения в двоичном коде других данных. Формат записи Audio CD и CD с данными отличается, поэтому обычные проигрыватели не могут считывать информацию с немузыкальных компакт-дисков.

Первые диски были CD-ROM (Read Only Memory – только с возможностью чтения) и производились по специальной технологии (возможность записи в «домашних» условиях отсутствовала). Позже разработали носители, в которых питы представляли собой не углубления, а участки видоизмененной поверхности с высоким светопоглащением, возникающие под специальным воздействием лазера. Также как и в случае с углубленными питами, технология обеспечивала нужное изменение интенсивности отражения лазера и считывание данных, закодированных в дорожке. Благодаря этому появились диски типов CD-R и CD-RW (с возможность записи и неоднократной перезаписи пользователями соответственно).

DVD – носитель, который появился несколько позже, имеет тот же физический размер и принципы работы, что и CD, но использует более плотную рабочую поверхность. За счет более «миниатюрной» структуры дорожки и более тонкого красного лазера с длиной волны всего 650 нм, DVD способен хранить в несколько раз больше данных, чем CD.

Изначально DVD разрабатывался как альтернатива морально устаревшим видеокассетам для хранения видеоинформации и поэтому назывался Digital Video Disc (цифровой видеодиск). Но носители этого вида отлично подошли и для записи других типов данных. Аббревиатуру DVD при этом начали трактовать как Digital Versatile Disc - цифровой многоцелевой диск. Но официальной такая расшифровка не является.

В зависимости от типов хранимых данных, DVD бывают следующих типов: DVD-видео, DVD-Audio (качество звука значительно выше, чем на Audio-CD), DVD-Data, DVD смешанного типа.

Современные DVD могут иметь одну или две рабочие стороны. При этом, каждая из сторон может содержать один или даже два рабочих слоя. Благодаря этой особенности, на DVD максимального объема можно записать до 18 ГБ информации.

DVD, как и CD, бывают для одноразовой записи или же могут перезаписываться многократно (R и RW). При этом, в зависимости от особенностей используемого материала и технологии записи, различают DVD-R(RW) и DVD+R(RW). В технические подробности вдаваться не буду. Скажу только, что DVD+R(RW) и оптический привод с их поддержкой – более предпочтительный и беспроблемный вариант. При записи таких носителей возникает намного меньше ошибок. Кроме того, DVD+RW можно записывать поверх уже имеющихся на нем данных. В случае же с DVD-RW предварительно нужно произвести полную очистку диска.

Blu-ray Disc (BD)

Blu-ray Disc (BD, англ. blue ray — синий луч) — оптический носитель нового типа, отличающийся еще более высокой плотностью рабочей поверхности и обеспечивающий хранение значительного объема данных, в том числе и высококачественного видео высокой четкости. В названии Blu-ray буква «e» была умышленно пропущена разработчиками, чтобы иметь возможность зарегистрировать торговый знак.

Оптический привод для записи и чтение BD оснащен сверхтонким синим лазером с очень короткой волной (405 нм), благодаря чему ширина дорожки на диске сужена до 0,32 мкм, что вдвое меньше, чем на DVD. Увеличился не только объем хранимых данных, но и скорость их считывания. В несколько раз стал тоньше и защитный слой, но благодаря использованию новых материалов, Blu-ray Disc боится царапин не больше, чем оптические носители других типов.

Современные технологии позволяют записывать на один BD несколько слоев, каждый из которых может содержать 23,3 ГБ данных. Распространенными являются диски с количеством слоев до 4. Хотя, уже созданы прототипы емкостью до 500 ГБ, содержащие 15-20 слоев.

Blu-ray носители продолжают развиваться и совершенствоваться. Существуют диски для одноразовой и многократной записи. Разработана технология, позволяющая наносить на один диск слои, предназначенные для записи DVD и Blu-Ray.

Сводка: Описание доступных форматов носителей CD и DVD. Свернуть Описание доступных форматов носителей CD и DVD.

Возможно, эта статья была переведена автоматически. Если вы хотите поделиться своим мнением о ее качестве, используйте форму обратной связи в нижней части страницы.

Симптомы

Причина

Разрешение

Описание носителей типа компакт-дисков

Определение

Компакт-диск только для чтения (CD-ROM) предназначен только для чтения. Такие диски создаются на коммерческой основе, и после их создания записать на них данные невозможно.

Записываемый компакт-диск (CD-R) — это диск WORM (однократная запись, многократное чтение). Данные на такие диски можно записать только один раз, после чего эти данные становятся постоянными. Перезаписать данные на диск во второй раз невозможно. После записи данных диск читается как стандартный диск CD-ROM. После записи на диск CD-R он становится диском CD-ROM.

ПРИМЕЧАНИЕ. Для носителей CD-RW могут возникнуть проблемы с их чтением вне того привода, в котором они были записаны.

Описание носителей DVD

Определение

DVD (цифровой универсальный диск или цифровой видеодиск) аналогичен диску CD-ROM в том, что с него можно только считывать данные. Основное отличие между дисками CD-ROM и DVD состоит в том, что на диске DVD можно хранить намного больше данных, чем на дисках CD-ROM, CD-R или CD-RW.

Диск DVD+R — это записываемый диск DVD, который похож на диск CD-R. Данные на диски DVD+R можно записать только один раз, после чего эти данные становятся постоянными. Записать данные на диск во второй раз невозможно.

Носитель DVD+R DL

ПРИМЕЧАНИЕ. Привод DVD+R/RW не может записывать данные на диски DVD-R и DVD-RW, а привод DVD-R/RW не может записывать данные на диски DVD+R и DVD+RW. Диски не являются взаимозаменяемыми для записи с дисками других типов. Существуют приводы, поддерживающие запись на оба типа носителей. Более новые приводы DVD+R/RW и DVD-R/RW способны считывать данные с дисков, записанных в других приводах; для них ограничением являются только типы дисков, на которые они могут записывать данные.

Носители CD и DVD выпускаются в различных форматах.

Носители CD и DVD выпускаются в различных форматах. Некоторые диски поддерживаются только в определенных типах приводов CD и DVD.

Читайте также: