Цифровые диски DVD

Настоящий переворот в технике внешних запоминающих устройств готовы совершить цифровые видеодиски, имеющие габариты обычных CD-ROM, но значительно большей емкости, которая у них достигает 24 Гбай.. На таких дисках выпускаются мультимедийные игры и интерактивные видеофильмы отличного качества, позволяющие зрителю просматривать эпизоды под разными углами камеры, выбирать различные варианты окончания картины, знакомиться с биографиями снявшихся актеров, наслаждаться великолепным качеством звука.

DVD – Digital Versatile Disk, цифровой универсальный диск (иногда его называют Digital Video Disk, цифровой видеодиск). Физически DVD – это тот же привычный диск диаметром 4, 72 дюйма (существует и стандарт на 3, 5 дюйма) и толщиной 0, 05 дюйма. Так же, как и компакт-диск, он не изнашивается (или почти не изнашивается) со временем, нечувствителен к магнитному и инфракрасному излучениям и малочувствителен к повышенным температурам.

В DVD используется однослойная и двухслойная, односторонняя и двухсторонняя уплотненная запись. Уплотнение записи данных на DVD было достигнуто путем уменьшения диаметра пишущего-читающего луча (зелено-голубой лазер) в два раза, при этом уменьшаются сами точки (питы), сокращается расстояние между соседними точками на дорожке и увеличивается количество дорожек. Только за счет повышения плотности записи удалось достичь более чем четырехкратного роста емкости. А за счет других ресурсов, таких как большая область данных, более эффективная битовая модуляция каналов, более эффективное исправление ошибок, меньшее перекрытие секторов, емкость увеличилась по сравнению с емкостью CD в семь раз: стандартный однослойный односторонний диск DVD может хранить 4, 7 Гбайт данных, двухслойный накопитель имеет емкость 8, 5 Гбайт (относительное уменьшение емкости по сравнению с двукратной однослойной связано с необходимостью снижения помех, наводимых верхним слоем при считывании нижнего).

Кроме увеличения физической плотности размещения информации на диске произошли изменения и в способах ее представления. Дело в том, что комбинация нулей и единиц двоичного кода записывается на носитель не в виде точек на ровной поверхности, но в виде выемок различной длины, преобразуемых уже системой демодуляции в определенное количество единиц или нулей. Использовавшаяся в CD EFM-модуляция заменена модифицированным алгоритмом модуляции EFM Plus. Подобная модуляция, помимо большей устойчивости к сбоям, дает дополнительный бит экономии на каждые два байта информации. Использующийся при этом метод коррекции ошибок (код Рида–Соломона) дает, по некоторым оценкам, десятикратное увеличение надежности, что немаловажно при том же десятикратном увеличении емкости и потока данных. Данные на дисках DVD организованы иначе, чем на CD, у которых все данные находятся на одной непрерывной дорожке, в то время как у DVD информация делится на два типа: навигационную и содержательную.

Скорость чтения у DVD лежит в пределах 1, 4-14 Мбайт/с. Наличие более сложной оптической системы замедляет время доступа к нужной информации на диске от 100 мс у современных CD-ROM до 170 мс – у DVD-ROM. Ситуацию выправляет увеличенный до 512 Кбайт кэш, сохраняющий теперь больше считанной в процессе работы информации.

В настоящее время распространены следующие 4 типа DVD:

· DVD-5 (4, 72», односторонний диск с одним слоем записи – подобие одностороннего CD-ROM, но с уплотненной записью) – 4, 7 Гбайт;

· DVD-9 (4, 72», односторонний диск с двумя слоями записи; верхний слой поупрозрачный для лазерного луча, считывание с нижнего слоя выполняется вторым лазером с длиной волны отличной от длины волны первого) – 8, 5 Гбайт;

· DVD-10 (4, 72», двухсторонний диск с одним слоем записи) – 9, 4 Гбайт;

· DVD-18 (4, 72», двухсторонний диск с двумя слоями записи) – 17 Гбайт;

Самый простой тип записываемого DVD – это DVD-R, который предусматривает однократную запись информации на носитель с последующим многократным чтением. В DVD-R используется органическая полимерная технология, в основном подобная применяемой в CD-R, и этот формат совместим практически со всеми дисководами DVD. На сегодняшний день емкость подобных дисков еще не достигла значений, присущих DVD-ROM, однако принципиальных проблем нет, и в обозримом будущем емкости сравняются.

Среди перезаписываемых DVD сегодня конкурируют два равновесомых формата – DVD-RAM и DVD-RW. Первый формат, продвигаемый фирмами Hitachi, Matsushita и Toshiba, поддержан большинством членов DVD Forum (конвенции фирм, стоящих у истоков создания DVD) и, таким образом, официально одобрен. Второй продвигается компаниями Hewlett-Packard, Philips, Ricoh и Sony.

В основе обоих стандартов лежит одна и та же технология изменения фазы. Диск покрыт слоем специального материала, который может находиться в аморфном или кристаллическом состоянии. При этом светоотражающая способность материала в разных фазах различается примерно на 20%, что позволяет кодировать информацию. Основное различие стандартов в том, каким образом головка накопителя считывает данные с диска. В устройствах DVD-RAM считывающую головку необходимо переключать между режимами чтения канавки и площадки (пространства между канавками) при каждом обороте диска, в то время как в накопителях DVD-RW информация считывается только с канавки диска так же, как это делается в стандартных дисководах для чтения DVD-ROM.

Существуют и другие форматы перезаписываемых DVD-дисков. Ассоциация OSTA (Optical Storage Technology Association, Ассоциация технологий оптических накопителей) разрабатывает спецификацию совместимости DVD – Read Compatibility Specification, которая, в идеале, будет поддерживать все типы компакт-дисков, в том числе аудиодиски, CD-ROM, CD-R, CD-RW, DVD-ROM, DVD-R, а также (!) DVD-RAM и DVD-RW.

Основные достоинства DVD:

· значительно большая по сравнению с CD емкость. В частности, достаточная для хранения полнометражного фильма самого высокого качества;

· совместимость с CD. Устройства DVD-ROM смогут считывать существующие библиотеки данных на CD-ROM;

· высокая скорость обмена данными с дисководом DVD;

· высокая надежность хранения данных.

Основными локальными интерфейсами для DVD являются интерфейсы IDE-ATAPI, SCSI, USB, Serial ATA.

Для маркировки скоростных характеристик накопителей на оптических дисках часто используется скоростная формула.

В частности, для CD-накопителей она выглядит так: KxMxNx, где К – кратность скорости записи на CD-R; Мх – кратность скорости записи на CD-RW; Nx – кратность скорости чтения.

В последние годы стали популярными комбинированные приводы, объединяющие накопители CD и DVD. Скоростная формула комбо-привода выглядит так: Lx.KxM-x.Nx, где Lx – кратность скорости чтения DVD; Кх – кратность скорости записи на CD-R; Мх – кратность скорости записи на CD-RW; Nx – кратность скорости чтения CD.

Однократная скорость для CD равна 150 Кбайт/с, а для DVD – 1350 Кбайт/с.