2.4 Накопитель на оптических дисках

Оптический диск (англ. optical disc) – собирательное название для носителей информации, выполненных в виде дисков, чтение с которых ведётся с помощью оптического лазерного излучения. Диск обычно плоский, его основа сделана из поликарбоната, на который нанесён специальный слой, который и служит для хранения информации. Для считывания информации используется луч лазера, который направляется на специальный слой и отражается от него. При отражении луч модулируется мельчайшими выемками (питами, от англ. pit – ямка, углубление, рис. 2.4) на специальном слое, на основании декодирования этих изменений устройством чтения восстанавливается записанная на диск информация.

Рис. 2.4 – Компакт-диск (CD) под электронным микроскопом

Информация на диске записывается в виде одной спиральной дорожки так называемых питов (углублений), выдавленных в поликарбонатной основе. Каждый пит имеет примерно 100 нм в глубину и 500 нм в ширину. Длина пита варьируется от 850 нм до 3,5 мкм. Промежутки между питами называются лендом. Шаг дорожек в спирали составляет 1,6 мкм. Полная длина такой единственной спирали, начинающейся от центра, составляет 4–5 км.

Существует несколько видов оптических дисков: CD, DVD, Blu-ray (рис. 2.5).

Рис. 2.5 – Дисковод для чтения и записи оптических дисков

CD-ROM (англ. compact disc read-only memory) – разновидность компакт-дисков с записанными на них данными, доступными только для чтения. Изначально диск был разработан для хранения аудиозаписей, но впоследствии был доработан для хранения и других цифровых данных. В дальнейшем на базе CD-ROM были разработаны диски как с однократной, так и с многократной перезаписью (CD-R и CD-RW).

Диски CD-ROM, а позднее и DVD-ROM – самые популярные носители для распространения программного обеспечения, компьютерных игр, мультимедиа и данных, а также для переноса информации между компьютерами.

Компакт-диск представляет собой поликарбонатную подложку толщиной 1,2 мм, покрытую тонким слоем металла (алюминий, золото, серебро и др.) и защитным слоем лака, на котором обычно наносится графическое представление содержания диска. Принцип считывания через подложку был принят, поскольку позволяет весьма просто и эффективно осуществить защиту информационной структуры и удалить её от внешней поверхности диска. Диаметр пучка на внешней поверхности диска составляет порядка 0,7 мм, что повышает помехоустойчивость системы к пыли и царапинам. Кроме того, на внешней поверхности имеется кольцевой выступ высотой 0,2 мм, позволяющий диску, положенному на ровную поверхность, не касаться этой поверхности. В центре диска расположено отверстие диаметром 15 мм. Вес диска составляет примерно 16 г.

Компакт-диски имеют в диаметре 120 мм и изначально вмещали до 650 Мбайт информации. Однако впоследствии, после 2000 г., стали наиболее распространёнными диски объёмом 700 Мбайт. Также существуют мини-диски диаметром 80 мм и ёмкостью 140 или 210 МБ данных.

Кроме того, диски различают по возможности перезаписи: CD-ROM – только для чтения («алюминиевые»); CD-R – для однократной записи; CD-RW – для многократной записи.

Приводы компакт-дисков (CD) используют лазеры невидимого инфракрасного (ИК, IR) излучения с длиной волны 780 нм. Совершенствование CD-дисков привело к созданию DVD-дисков.

DVD (англ. Digital Versatile Disc) – цифровой многоцелевой диск – носитель информации, внешне схожий с обычным компакт-диском, однако имеющий возможность хранить больший объём информации за счёт использования лазера видимого красного излучения с меньшей длиной волны – 650 нм. Однослойный DVD-диск может хранить 4,7 ГБ, двухслойный – 8,5 ГБ. В совмещённых CD/DVD-дисководах используется два лазера – красного (650 нм) и инфракрасного (780 нм) излучений.

Blu-ray Disc (BD) – формат оптического носителя, используемый для записи и хранения цифровых данных, включая видео высокой чёткости с повышенной плотностью. Стандарт Blu-ray был совместно разработан консорциумом BDA. Blu-ray (буквально «синий луч») получил своё название от использования для записи и чтения коротковолнового (405 нм) «синего» (технически сине-фиолетового) лазера. Однослойный диск Blu-ray (BD) может хранить 25 ГБ, двухслойный диск может вместить 50 ГБ данных.