Технологии записи оптических дисков

Введение

Список технологий, используемых для записи на оптические диски.

Для записи на оптические диски требуется целый ряд различных технологий, работающих согласованно – от носителей оптических дисков до прошивки и электронной начинки оптического привода.

Типы записываемых оптических дисков

На рынке представлено множество форматов записываемых оптических дисков, все из которых основаны на использовании лазера для изменения отражающей способности цифрового носителя, имитируя ямы и плоские участки, создаваемые при штамповке коммерческих оптических дисков. Новые технологии, такие как голографическое хранение данных и 3D-оптическое хранение данных, стремятся использовать совершенно иные методы хранения данных, однако эти продукты находятся в разработке и пока не получили широкого распространения. Самым ранним форматом является магнитооптика, использующая магнитное поле в сочетании с лазером для записи данных на носитель. Хотя магнитооптические диски не получили широкого распространения в потребительском оборудовании, оригинальный NeXT Cube использовал MO-носители в качестве стандартного устройства хранения, а потребительская технология MO доступна в виде MiniDisc от Sony. Этот тип носителя перезаписываемый. Наиболее распространенным типом записываемых оптических носителей является технология записи на органических красителях, получившая популярность в виде CD-R и до сих пор используемая для носителей большей емкости, таких как DVD-R. Она использует лазер для прожигания прозрачного органического красителя (обычно на основе цианина, фталоцианина или азосоединения) и создания "ям" (то есть темных точек) над отражающей спиральной дорожкой. Большинство таких носителей имеют суффикс "R" (Recordable). Такие диски часто имеют яркий цвет, обычно синего, бледно-желтого или зеленого оттенков. Перезаписываемые, немагнитные оптические носители возможны благодаря использованию сплавов с фазовым переходом, которые переключаются между кристаллическим и аморфным состояниями (с различной отражающей способностью) под воздействием тепла от лазерного привода. Такие носители требуют использования специально настроенных приводов, поскольку материал с фазовым переходом имеет меньший контраст отражения, чем носители на основе красителей; хотя большинство современных приводов поддерживают такие носители, многие старые CD-приводы не могут распознать более узкий диапазон и не могут читать такие диски. Носители с фазовым переходом обозначаются суффиксами RW (ReWriteable) или RE (Recordable Erasable). Диски с фазовым переходом часто выглядят темно-серыми. Другая технология создает ямы в неорганическом углеродном слое, представляя собой вариант "запись один раз". Разработанный компанией Millenniata, M-DISC записывает данные на специальные M-DISC с заявленным сроком хранения данных в несколько сотен лет.

There are numerous formats of recordable optical direct to disk on the market, all of which are based on using a laser to change the reflectivity of the digital recording medium in order to duplicate the effects of the pits and lands created when a commercial optical disc is pressed. Emerging technologies such as holographic data storage and 3D optical data storage aim to use entirely different data storage methods, but these products are in development and are not yet widely available. The earliest form is magneto optical, which uses a magnetic field in combination with a laser to write to the medium. Though not widely used in consumer equipment, the original NeXT cube used MO media as its standard storage device, and consumer MO technology is available in the form of Sony's MiniDisc. This form of medium is rewriteable. The most common form of recordable optical media is write once organic dye technology, popularized in the form of the CD R and still used for higher capacity media such as DVD R. This uses the laser alone to scorch a transparent organic dye (usually cyanine, phthalocyanine, or azo compound based) to create "pits" (i. e. dark spots) over a reflective spiral groove. Most such media are designated with an R (recordable) suffix. Such discs are often quite colorful, generally coming in shades of blue or pale yellow or green. Rewritable, non magnetic optical media are possible using phase change alloys, which are converted between crystalline and amorphous states (with different reflectivity) using the heat from the drive laser. Such media must be played in specially tuned drives, since the phase change material has less of a contrast in reflectivity than dye based media; while most modern drives support such media, many older CD drives cannot recognize the narrower threshold and cannot read such discs. Phase change discs are designated with RW (ReWriteable) or RE (Recordable Erasable). Phase change discs often appear dark grey. Another technology creates pits in an inorganic carbon layer, a "write once" option. Created by Millenniata, M DISC, records data on special M DISC with a data life time of several hundred years.

Оптимальная калибровка мощности

Оптимальная калибровка мощности (OPC) – это функция, которая проверяет соответствие мощности лазера для записи конкретной сессии на используемом носителе. Более продвинутая – Active OPC, которая вычисляет оптимальную мощность лазера и регулирует её в реальном времени.

Технологии соединения

В отличие от ранних CD-ROM-накопителей, накопители для записи оптических дисков обычно используют стандартные отраслевые протоколы подключения. Ранние компьютерные записывающие устройства обычно подключались через SCSI; однако, поскольку SCSI был отброшен его основными пользователями (в частности, Apple Computer), он стал дорогостоящим решением для большинства пользователей компьютеров. В результате рынок перешел на подключения Parallel ATA для большинства внутренних накопителей; внешние накопители обычно используют механизмы привода PATA, подключенные к мосту внутри корпуса, который соединяется с высокоскоростной последовательной шиной, такой как FireWire или Hi Speed USB 2.0. Почти все современные накопители, особенно Blu-ray, используют Serial ATA. Автономные записывающие устройства используют стандартные A/V-соединения, включая разъемы RCA, TOSlink и S/PDIF для аудио, а также RF, композитное видео, компонентное видео, S-Video, SCART и FireWire для видео. Высокоскоростные цифровые соединения, такие как HDMI, вряд ли будут использоваться, поскольку записывающим устройствам запрещено расшифровывать зашифрованный видеоконтент.

Перегорание

Перезапись — это процесс записи данных за пределы нормального ограничения размера, указанного производителем для записываемого носителя. Структуры в ATIP не позволяют указывать такие размеры. Перезапись может использоваться для определения фактического предела емкости записываемого диска, поскольку заявленная емкость, указанная производителями записываемых дисков, является лишь гарантированной емкостью, а фактическая емкость за ее пределами не определена. Данные, записанные за пределами указанной емкости, не гарантированно будут читаемыми.

Саньо БЕРНОУСТВЕННЫЙ

BURN Proof (Buffer Underrun Proof) – запатентованная технология защиты от пропусков буфера, разработанная компанией Sanyo.

Asus FlextraLink

FlextraLink – это запатентованная технология защиты от провала буфера, разработанная компанией Asus. FlextraSpeed непрерывно отслеживает состояние записываемого носителя и устанавливает оптимальную скорость записи, чтобы обеспечить наилучшее качество записи для дисков, не рассчитанных на высокую скорость записи.

Sony Power Burn (Стандартный заряд)

Power Burn – это запатентованная технология защиты от провала буфера, разработанная Sony. Особенности:
Защита от провала буфера: при возникновении провала буфера, привод приостанавливает запись. Привод запоминает точку и момент окончания записи, и немедленно возобновляет запись с этой же точки, когда в буферной памяти накапливается достаточно данных. Защита от ошибок записи, вызванных ударами и вибрацией: технология PowerBurn Shock Proof приостанавливает запись при перемещении устройства и возобновляет ее после стабилизации привода. Это позволяет использовать его в мобильных условиях. Оптимизация условий записи: привод определяет характеристики каждого конкретного носителя и оптимизирует все ключевые параметры записи, такие как скорость записи, мощность лазера и стратегию записи.

Ямаха СейфБёрн

SafeBurn — это запатентованная технология защиты от ошибок записи буфера, разработанная корпорацией Yamaha.

Написание пакетов

Пакетная запись — это технология, позволяющая использовать оптические диски аналогично гибкому диску. Пакетную запись можно использовать как с одноразовыми, так и с перезаписываемыми носителями. Было разработано несколько конкурирующих и несовместимых форматов дисков для пакетной записи, включая DirectCD и InCD. Стандартизированными форматами для пакетной записи являются Universal Disk Format в вариантах plain, VAT и spared.

Симулированное письмо

Используя функцию имитации записи или имитации сжигания в программном обеспечении для создания оптических дисков, процесс записи будет смоделирован, то есть диск будет вращаться, а лазер перемещаться, как при реальной записи, но без записи каких-либо данных на диск. Эта функция позволяет наблюдать скорости и режимы записи (например, постоянная угловая скорость, постоянная линейная скорость и варианты P-CAV и Z-CLV) при различных настройках скорости, а также тестировать максимальную емкость отдельного диска, которую можно достичь с помощью overburning (записи сверх номинальной емкости). Эта функция стандартизована для CD-R, CD-RW, DVD-R и DVD-RW, но не для DVD+R и DVD+RW, где на данный момент имитацию записи поддерживают только оптические приводы Plextor.

Долговечность

Оптические носители, предназначенные для розничной продажи, содержат красители для записи данных, в то время как оптические носители заводского изготовления используют физические "пит"-ы, созданные с помощью пластиковых форм или отливок. В результате срок хранения данных на розничных оптических носителях меньше, чем на носителях заводского изготовления. Проблема усугубляется тем, что мощность записывающего лазера привода снижается с течением времени, обычно уже через несколько лет. Следовательно, диск, записанный лазером, близким к концу срока службы, может иметь меньший срок читаемости, чем если бы использовался новый лазер. Не следует полагаться исключительно на оптические носители на основе красителей для архивирования ценных данных. Компания MAM A (Mitsui) заявляет о сроке службы 300 лет для своих архивных золотых CD-R и 100 лет для золотых DVD. Хорошей альтернативой будет дополнительное резервное копирование данных на другие носители информации и/или инвестирование в энергонезависимые технологии памяти.