Постоянная линейная скорость в оптических дисках: принципы и применение.
Constant linear velocity
Постоянная линейная скорость (CLV) в оптических дисках: принцип работы, история (патент 1886 г.), применение в LaserDisc для увеличения времени записи/воспроизведения.
Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
В оптическом хранилище постоянная линейная скорость (CLV) определяет заявленную скорость оптического дискового привода и может также применяться к скорости записи перезаписываемых дисков. CLV означает, что угловая скорость (то есть обороты в минуту) изменяется в процессе работы, в отличие от режимов CAV. Концепция постоянной линейной скорости была запатентована в 1886 году пионерами фонографа Чичестером Беллом и Чарльзом Тейнтером.
In optical storage, constant linear velocity (CLV) is a qualifier for the rated speed of an optical disc drive, and may also be applied to the writing speed of recordable discs. CLV implies that the angular velocity (i. e. rpm) varies during an operation, as contrasted with CAV modes. The concept of constant linear velocity was patented in 1886 by phonograph pioneers Chichester Bell and Charles Tainter.
История
LaserDiscs, первые потребительские оптические диски, использовали постоянную линейную скорость для увеличения времени воспроизведения (диски CLV / "extended play" могут вмещать 1 час с каждой стороны; диски CAV / "standard play" – всего 30 минут). По мере удаления головки чтения от центра диска (который является началом записи), скорость вращения двигателя уменьшается с 1800 до 600 об/мин, при этом диск проходит мимо головки чтения с постоянной скоростью. Более поздние оптические форматы, такие как аудио-CD, также используют CLV для поддержания как постоянной скорости передачи данных, так и постоянной плотности записи. Их скорость вращения постепенно снижается с 495 до 212 об/мин, чтобы диск двигался мимо считывающего лазера с постоянной скоростью (при условии скорости воспроизведения 1:1 и кодирования Red Book). Для обеспечения более высокой скорости передачи данных и требований к произвольному доступу современных CD-ROM-приводов используются системы CAV. Это объясняется тем, что производительность при произвольном доступе значительно снизится из-за необходимости постоянной модуляции скорости вращения диска в соответствии с положением головки чтения.
LaserDiscs, the first consumer optical discs, used constant linear velocity to double playback time (CLV / "extended play" discs can hold 1 hour per side; CAV / "standard play" discs can only hold 30 minutes). As the motor's speed decreases from 1,800 to 600 rpm when the read head moves away from the center (which is the start of the recording), the disc moves past the read head at a constant speed. Later optical formats such as the audio CD also employ CLV to maintain both a constant data rate and a constant bit density. Their rotation gradually decreases from 495 to 212 rpm to keep the disc moving past the read laser at (assuming 1:1 playback speed and Red Book encoding). To accommodate the higher data transfer rates and random access requirements of modern CD ROM drives, CAV systems are used. This is because seek performance would be greatly affected during random access by the requirement to continually modulate the disc's rotation speed to be appropriate for the read head's position.
Размеры
В случае диска стандартного диаметра 12 см, данные на внутреннем краю так называемой программной области, области, содержащей данные (на расстоянии 2,5 см от центра диска), достигаются со скоростью вращения, в 2,4 раза превышающей скорость вращения диска на внешнем краю (на расстоянии 6 см от центра диска). Для миниатюрного диска диаметром 8 см (радиусом 4 см), отношение скорости вращения внешнего края данных к скорости вращения внутреннего края данных составляет 1,6 при доступе с постоянной линейной скоростью. Это означает, что, например, при постоянной линейной скорости ×10, эквивалентная угловая скорость диска составляет ×24 при доступе к внутренней области данных, а при доступе к внешнему краю – ×10.
In case of a 12 cm standard diameter disc, data at the inner edge of the so called program area, the area containing the data (2.5 cm from disc center) is accessed at 2.4 times the angular (rotation) speed of the disc compared to at the outer edge (6 cm from disc center). For a miniature disc with a diameter of 8 cm (radius of 4 cm), the angular (rotation) speed ratio of outer to inner data edge is 1.6 if accessed at a constant linear velocity. This means that, for example, at a constant linar velocity of ×10, the equivalent angular velocity of the disc is ×24 while the being accessed at the inner data area, while being ×10 during access at the outermost edge.
Зонная постоянная линейная скорость
Зонная постоянная линейная скорость (ZCLV или Z CLV) — это модификация CLV для высокоскоростных CD и DVD-записывающих устройств, при которой постоянная линейная скорость поддерживается до следующей зоны, после чего скорость увеличивается ступенчато. Ранние модели записывающих устройств использовали CLV. Скорость записи на таких устройствах измерялась в кратных 150 КиБ/с; например, устройство 4X записывало стабильно со скоростью около 600 КиБ/с. Постоянная скорость передачи данных достигалась за счет изменения скорости вращения шпиндельного двигателя, который работал в 2,4 раза быстрее. Этот метод используется в более быстрых вариантах CD-RW из-за ограниченного диапазона скоростей записи перезаписываемых носителей.
Zoned constant linear velocity (ZCLV or Z CLV) is a modification of CLV for high speed CD and DVD recorders where a constant linear velocity is maintained until the next zone, when the speed is stepped up. Early model recorders were CLV drives. The recording speed on such drives was rated in multiples of 150 KiB/s; a 4X drive, for instance, would write steadily at around 600 KiB/s. The transfer rate was kept constant by having the spindle motor in the drive vary in speed and run 2.4 times This method is used for higher speed CD RW variants due to the narrow writing speed range of rewriteable media.
Постоянное угловое ускорение
Постоянное угловое ускорение (CAA) — это разновидность CLV, используемая в формате LaserDisc. Изначальная спецификация CLV (в применении к LaserDisc) вызывала появление ряда артефактов воспроизведения в аудио- и видеопотоке, а также проблемы совместимости между проигрывателями LaserDisc разных производителей. В середине 1980-х годов компания Pioneer Electronics представила схему CAA, при которой скорость вращения LaserDisc снижалась ступенчато, что позволило устранить большинство артефактов воспроизведения и проблем совместимости. После внедрения этой схемы большинство производителей LaserDisc перешли на формат CAA, но продолжали обозначать свою продукцию с кодировкой CAA как CLV.
Constant angular acceleration (CAA) is a variant of CLV that is used on the LaserDisc format. The initial specification of CLV (as it applies to laserDisc) results in several playback artifacts to be present in the audio/video portion as well as compatibility problems with LaserDisc players as produced by different manufacturers. In the mid 1980s, Pioneer Electronics introduced the CAA scheme where the speed in rotation of the LaserDisc was lowered in steps and eliminated most playback artifacts and compatibility problems. Since its introduction, most manufacturers of LaserDiscs adopted the CAA format but still referred to their CAA encoded product as CLV.