Технологии записи оптических дисков

Список технологий, используемых для записи на оптические диски

Для создания оптических дисков требуется ряд различных технологий записи оптических дисков , работающих в тандеме: от носителя оптического диска до встроенного ПО и управляющей электроники привода оптических дисков .

Типы записываемых оптических дисков

На рынке существует множество форматов записываемых оптических дисков непосредственно на диск , каждый из которых основан на использовании лазера для изменения отражательной способности цифрового носителя записи с целью дублирования эффектов ямок и полос, возникающих при записи коммерческого оптического диска. нажал. Новые технологии, такие как хранение голографических данных и хранение оптических 3D-данных, направлены на использование совершенно разных методов хранения данных, но эти продукты находятся в разработке и еще не получили широкого распространения.

Самая ранняя форма — магнитооптическая , которая использует магнитное поле в сочетании с лазером для записи на носитель. Хотя оригинальный куб NeXT не использовался широко в потребительском оборудовании, в качестве стандартного устройства хранения данных использовался носитель MO, а потребительская технология MO доступна в виде MiniDisc от Sony . Эта форма носителя является перезаписываемой.

Наиболее распространенной формой записываемых оптических носителей является технология однократной записи на органических красителях , популяризированная в форме CD-R и до сих пор используемая для носителей большей емкости, таких как DVD-R . При этом используется только лазер для обжига прозрачного органического красителя (обычно на основе цианина , фталоцианина или азосоединений ) с образованием «ямок» (т.е. темных пятен) над отражающей спиральной канавкой. Большинство таких носителей обозначаются суффиксом R (записываемый). Такие диски часто бывают довольно красочными, обычно имеют оттенки синего, бледно-желтого или зеленого.

Перезаписываемые немагнитные оптические носители возможны с использованием сплавов с фазовым переходом , которые преобразуются между кристаллическим и аморфным состояниями (с разной отражательной способностью) с использованием тепла приводного лазера . Такие носители должны воспроизводиться на специально настроенных приводах, поскольку материал с фазовым переходом имеет меньший контраст по отражательной способности, чем носители на основе красителей; хотя большинство современных приводов поддерживают такие носители, многие старые приводы компакт-дисков не могут распознавать более узкий порог и не могут читать такие диски. Диски с фазовым переходом обозначаются RW (ReWriteable) или RE (Recordable-Erasable). Диски с фазовым переходом часто кажутся темно-серыми.

Другая технология создает ямки в слое неорганического углерода — вариант «однократной записи». Созданная Millenniata программа M-DISC записывает данные на специальный M-DISC со сроком службы данных несколько сотен лет. ^[1]

Оптимальная калибровка мощности

Калибровка оптимальной мощности (OPC) — это функция, которая проверяет правильную мощность лазера для записи конкретного сеанса на используемый носитель. Более сложным является Active OPC , который рассчитывает оптимальную мощность лазера и регулирует ее в режиме реального времени.

Режимы записи

Оптические диски можно записывать в режимах «Диск одновременно» , «Дорожка сразу» , «Сессия одновременно» (т. е. несколько сеансов записи для одного диска) или в режимах пакетной записи . Каждый режим служит разным целям:

• Диск сразу: запись всего диска за один проход; предпочтительнее для мастеров дублирования
• Track At Once: записывает отдельные треки с перерывом между треками; используется для аудио компакт-дисков
• Одновременная сессия: записывает и завершает несколько сессий на одном компакт-диске; обычно не поддерживается для CD Audio и не поддерживается всеми авторскими программами.
• Запись пакетов: записывает данные на носитель по требованию (см. ниже).

Технологии подключения

В отличие от ранних приводов CD-ROM , приводы для записи оптических дисков обычно использовали стандартные протоколы подключения. Ранние компьютерные устройства записи компакт-дисков обычно подключались через SCSI ; однако, поскольку наиболее важные пользователи (особенно Apple Computer ) отказались от SCSI , он стал дорогим вариантом для большинства пользователей компьютеров. В результате рынок перешел на соединения Parallel ATA для большинства внутренних накопителей; Во внешних накопителях обычно используются механизмы привода PATA, подключенные к мосту внутри корпуса, который подключается к высокоскоростной последовательной шине, такой как FireWire или Hi-Speed ​​USB 2.0 . Почти все современные приводы, особенно приводы Blu-ray, используют Serial ATA .

Автономные рекордеры используют стандартные A/V-соединения, включая разъемы RCA , TOSlink и S/PDIF для аудио и RF , композитное видео , компонентное видео , S-Video , SCART и FireWire для видео. Цифровые соединения с высокой пропускной способностью, такие как HDMI, вряд ли будут использоваться, поскольку устройствам записи не разрешено расшифровывать зашифрованный видеоконтент.

Пережог

Перезапись — это процесс записи данных, превышающий обычный размер записываемого носителя, установленный производителем. Структуры в ATIP не позволяют указывать такие размеры.

Перезапись может использоваться для определения фактического предела емкости записываемого диска, поскольку емкость, указанная поставщиками записываемых дисков, представляет собой просто гарантированную емкость, за пределами которой фактическая емкость остается неопределенной. Читабельность данных, находящихся за пределами указанной емкости, не гарантируется. ^[2]

Защита от опустошения буфера

Обычно диктофон должен выполнять полную запись без пауз. После включения лазера остановка и перезапуск процесса записи могут привести к сбоям.

Опустошение буфера происходит во время записи, если подача данных на рекордер прерывается до завершения записи. Программное обеспечение обычно перемещает данные для записи в буфер ; недогрузка возникает, если регистратор обрабатывает данные в буфере быстрее, чем программное обеспечение их перезагружает. Исторически сложилось так, что опустошение буфера часто вызывалось записью данных, полученных с медленного устройства, или медлительностью записывающего программного обеспечения, медленным процессором или процессором, одновременно выполняющим другие задачи.

Различные устройства записи минимизируют или справляются с опустошением буфера следующими способами:

• Почти все записывающие устройства могут замедлять вращение диска и производить запись с более низкой скоростью. Устройство записи может сделать это, почувствовав, что оно записывает данные в буфер быстрее, чем программное обеспечение их перезагружает.
• Программное обеспечение для записи поддерживает большие буферы, чем когда впервые были представлены устройства для записи компакт-дисков. Некоторые рекордеры поддерживают собственную буферную память независимо от компьютера. Эта дополнительная буферизация гарантирует, что кратковременные паузы в подаче данных не приведут к опустошению буфера.
• Некоторые устройства записи фактически способны прекращать запись в середине сеанса и возобновлять запись всякий раз, когда буфер пополняется. Рекордеры с такой защитой от опустошения буфера справляются с прерыванием с чрезвычайно малым перерывом в записанной дорожке на диске. ^[3] Поскольку методы защиты от опустошения буфера являются запатентованными и зависят от поставщика, технические детали различаются.
• DVD+R, DVD+RW и записываемые форматы Blu-ray защищены от опустошения буфера, поскольку эти диски содержат технологию, которая позволяет механизму записи рекордера точно определять местонахождение конца записанной дорожки и плавно продолжать запись с того места, где она была остановлена. Многие утилиты создания дисков отключают опцию защиты от опустошения буфера во время записи этих дисков. ^{[4] [ нужен лучший источник ]}

Опустошение буфера сводится к минимуму за счет стратегии, при которой записывающее устройство записывает пакет , а не весь сеанс или весь диск. При использовании перезаписываемых носителей ( CD-RW , DVD-RW , DVD-RAM ) файловая система UDF организует диск в пакеты, которые записываются индивидуально. На пакеты ссылается одна обновленная таблица адресов.

Особые запатентованные технологии

Sanyo с защитой от ожогов

BURN-Proof ( Buffer Under Run Run - Proof ) — это запатентованная технология защиты от опустошения буфера, разработанная Sanyo . ^[5]

Asus ФлекстраЛинк

FlextraLink — это запатентованная технология защиты от опустошения буфера, разработанная Asus . ^{[6] [7]}

FlextraSpeed ​​постоянно контролирует носитель записи и устанавливает оптимальную скорость записи, чтобы обеспечить наилучшее качество записи для дисков, которые не выдерживают высокоскоростной записи. ^[8]

Sony Power Burn

Power Burn — это запатентованная технология защиты от опустошения буфера, разработанная Sony . Функции:

• Защита от опустошения буфера: при опустошении буфера привод приостанавливает запись. Привод запоминает конечную точку записи и время и немедленно возобновляет запись с этой точки, когда в буферной памяти заполняется достаточно данных.
• Защита от ошибок записи, вызванных ударами и вибрацией: технология PowerBurn Shock Proof приостанавливает запись при перемещении устройства и возобновляет ее после того, как накопитель стабилизируется. Это позволяет ему работать в мобильной среде.
• Оптимизация условий записи: привод определяет характеристики каждого отдельного носителя и оптимизирует все ключевые условия записи, такие как скорость записи, мощность лазера и стратегия записи.

Yamaha SafeBurn

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

Запись пакетов

Пакетная запись — это технология, позволяющая использовать оптические диски аналогично дискетам . Запись пакетов может использоваться как с однократно записываемыми, так и с перезаписываемыми носителями. Было разработано несколько конкурирующих и несовместимых форматов дисков с пакетной записью, включая DirectCD и InCD . Стандартизированными форматами для записи пакетов являются универсальный формат диска в простой, НДС и резервной сборках.

Имитация письма

Используя функцию имитации записи или имитации записи программного обеспечения для создания оптических дисков , процесс записи будет моделироваться, что означает, что диск вращается, а лазер движется, как будто в реальном процессе записи, но без записи каких-либо данных на диск.

Эта функция позволяет наблюдать за скоростью и шаблонами записи (например, постоянная угловая скорость , постоянная линейная скорость и варианты P-CAV и Z-CLV ) с различными настройками скорости записи и тестировать максимальную емкость отдельного диска, которая может быть достижима при использовании перезаписи. ^[9]

Эта функция стандартизирована для CD-R , CD-RW , DVD-R и DVD-RW , но не для DVD+R и DVD+RW , на которых пока только оптические приводы Plextor поддерживают имитацию записи. ^{[10] [11]}

Долголетие

Розничные записываемые/записываемые оптические носители содержат красители внутри/на оптическом носителе для записи данных, тогда как в оптических носителях заводского изготовления используются физические «ямки», созданные пластиковыми формами/отливками. В результате хранение данных на розничных оптических носителях не имеет такого срока службы, как оптические носители заводского изготовления. Проблема усугубляется тем, что по мере использования пишущего лазера записывающего устройства его выходная мощность падает с возрастом – обычно через несколько лет. Следовательно, диск, записанный с помощью лазера, срок службы которого приближается к концу, может не иметь такого же срока службы чтения, как если бы использовался новый лазер.

Оптические носители на основе красителей не следует использовать исключительно для архивирования ценных данных. MAM-A ( Mitsui ) заявляет о сроке службы 300 лет для своих архивных золотых CD -R и 100 лет для золотых DVD. Хорошей альтернативой было бы дополнительное резервное копирование носителя с использованием других медиа-технологий и/или инвестиций в технологии энергонезависимой памяти . ^[12]

Смотрите также

• Скорость записи CD и DVD
• Диск МОДС
• Режимы записи оптического диска
• Написать стратегию

Рекомендации

1. M-Disc millenniata.com. 24 ноября 2010 г. Получено 20 октября 2008 г.
2. «Перезапись: 100 минут на аудио компакт-диске» - Фрэнк Фелькель из TomsHardware - 11 апреля 2002 г.
3. «Продукты и решения | JustLink | Ricoh Global» . 17 ноября 2007 г. Архивировано из оригинала 17 ноября 2007 г. Проверено 25 марта 2019 г.
4. Файл справки утилиты Power 2 Go.
5. "Официальный сайт Sanyo, защищенный от ожогов" . Архивировано из оригинала 5 января 2010 г. Проверено 03 мая 2015 г.
6. «Продукты ASUS®: оптическое хранилище» . Архивировано из оригинала 7 декабря 2008 г. Проверено 7 декабря 2008 г.
7. https://www.manualslib.com/manual/548879/Asus-Scb-2424a-U.html?page=11 «FlextraLink™ включает в себя гибкую стратегию, которая предотвращает проблемы с нехваткой буфера, вызванные пустым буфером данных. Это Технология привода CD-RW позволяет осуществлять непрерывный мониторинг состояния буфера данных во время процесса записи.Как только объем доступных данных упадет примерно до 1% от общей емкости буфера, привод прекращает запись и отмечает последнюю позицию записи.Когда новые данные получены из на хосте, они загружаются в буфер данных, а лазер перемещается, чтобы связать новые данные с уже записанными. FlextraLink остается полностью работоспособным на протяжении всего процесса записи и доступен для других приложений».
8. https://www.pcworld.idg.com.au/article/63318/asus_crw-5224a/ «Мы также были впечатлены включением FlextraSpeed ​​для работы с дисками, которые не выдерживают высокоскоростной записи. FlextraSpeed ​​автоматически оценивает качество диска и оптимизирует скорость записи — еще один хороший способ предотвратить ошибки записи на диск».
9. "Überbrennen von CD-R: Informationen" . www.kautz-lucas.de (на немецком языке) . Проверено 13 августа 2020 г. .
10. Магуин, Т. (26 февраля 2014 г.). «cdvdcontrol • справочная страница». helpmanual.io . Проверено 13 августа 2020 г. .
11. «Руководство AOpen DVD+RW RW5120A, Германия» (PDF) . ftp.AOpen.com (на немецком языке). АОпен , Инк. 2002 . Проверено 13 августа 2020 г. .
12. Результаты исследования Библиотеки Конгресса США по надежности резервного копирования на оптимальных носителях https://www.loc.gov/preserv/rt/projects/cd-r_dvd-r_rw_longevity.html

Внешние ссылки

• Понимание CD-R и CD-RW Хью Беннетт
• Понимание записываемых и перезаписываемых DVD, Хью Беннетт
• Жжение в долгосрочной перспективе
• Срок службы компакт-дисков и DVD: как долго они прослужат?
• Технология Blu-Ray