background image

 AKADEMIA BYDGOSKA im. KAZIMIERZA WIELKIEGO

WYDZIAŁ MATEMATYKI TECNNIKI I NAUK PRZYRODNICZYCH

KATEDRA FIZYKI

Błażej Mróz

Błażej Mróz

HISTORIA POWSTANIA, ZASADA DZIAŁANIA I 

KIERUNKI ROZWOJU CZYTNIKÓW I NOŚNIKÓW 

OPTYCZNYCH

Praca licencjacka
napisana pod kierunkiem
dr Karola Grudzińskiego

background image

Bydgoszcz 2005

2

background image

S

kładam   serdeczne   podziękowania 

Panu dr Karolowi Grudzińskiemu 

za   okazaną   życzliwość,   pomoc   oraz 

cenne uwagi przekazywane w trakcie 

przygotowywania niniejszej pracy.

3

background image

SPIS TREŚCI:

WSTĘP..............................................................................................................................4

1.Budowa i zasada działania nośników optycznych..........................................................6

1.1. Budowa i zasada działania płyty CD..................................................................6

0STRUKTURA   CD:................................................................................................6

0ZASADA   DZIAŁANIA: ......................................................................................7

1.2. Budowa i zasada działania płyty CD-RW........................................................10

0STRUKTURA   CD-RW:......................................................................................10

0ZASADA DZIAŁANIA:.......................................................................................11

1.3. Budowa i zasada działania płyty DVD.............................................................12

0STRUKTURA   DVD:...........................................................................................13

0ZASADA DZIŁANIA:..........................................................................................15

1.4. Tłoczenie płyt CD i DVD.................................................................................19

2.Budowa i zasada działania napędów optycznych.........................................................20

2.1. Budowa i zasada działania napędu CD-ROM..................................................20

0SPOSÓB ODCZYTU PŁYTY:.............................................................................24

0SPOSÓB UMIESZCZENIA PŁYTY W CZYTNIKU:.........................................25

2.2. Budowa i zasada działania napędu DVD.........................................................26

2.3.  Napędy COMBO.............................................................................................29

3.Technologie jutra..........................................................................................................30

4

background image

WSTĘP

Wprowadzenie na rynek czytników optycznych na początku lat 80 

przez   firmy   Philips   i   Sony   zrewolucjonizowała   techniki   zapisu.   Na 

początku płyty CD były wykorzystywane tylko w technice audio. Z czasem 

płyty winylowe zostały całkowicie zastąpione przez srebrne krążki. Dzięki 

wysokiej   jakości   zapisu   cyfrowego,   muzyka   nagrana   na   płytę,   nabrała 

niepowtarzalnie   czystego   brzmienia   nie   porównywalnego   do   zapisu 

analogowego. Sukces swego wynalazku, który odniosły   firmy Philips i 

Sony, przyczynił się do opracowania w roku 1985 nowego standardu CD-

ROM (Compact Disc Read Only Memory), dzięki któremu można było 

zapisywać dane komputerowe na płycie CD. Koszt wyprodukowania dysku 

wynosił   ok.   $2   za   sztukę   (przy   większych   ilościach).   Trwałość   zapisu 

danych   na   dobrych   nośnikach   oceniana   jest   na   około   30   lat.   Płyta   jest 

odporna     na   działanie   pól   elektromagnetycznych.   Na   jednym   krążku 

możemy przechowywać ponad 600 MB danych. Dysk kompaktowy dzięki 

swej dostępności i niewielkiej cenie zakupu zdobył ogromne powodzenie 

wśród wszystkich użytkowników. Dziś trudno sobie wyobrazić komputer 

bez odtwarzacza CD-ROM. Na płytach umieszczone są wersje instalacyjne 

wszystkich   powstałych   aplikacji,   programów   multimedialnych, 

edukacyjnych czy gier. Płyty CD są dodawane do czasopism i to nie tylko o 

tematyce   komputerowej,   rozwijają   i   uzupełniają   tematy   poruszane   na 

łamach pism.

Nośniki CD-R mają jedną znaczącą wadę - dane można nagrać tylko 

raz. W połowie 1997 roku zamknięto pracę nad płytą CD umożliwiającą 

wielokrotny zapis informacji (CD-RW), pojawiły się pierwsze  nośniki i 

nowe napędy umożliwiające wielokrotne nagrywanie na jednej płycie.

Archiwizowanie danych na płytach CD-R i CD-RW jest dziś jednym 

z   najtańszych   sposobów  zabezpieczania   przed   utratą

 

jakże   ważnych   w 

5

background image

dzisiejszych czasach informacji. Dzięki niskim cenom nagrywarek cieszą 

się one obecnie dużą popularnością i stały się one standardem domowym. 

Koszt nagrywarki, w chwili pisania tej pracy, waha się od 80 do 100 zł, co 

przy cenach odtwarzaczy CD (ok. 60zł) stanowi niewielką różnicę. 

W   1995   roku   kilku   przedstawicieli   największych   firm   branży 

elektronicznej spotkało się na konferencji poświęconej wspieraniu nowego 

formatu zapisu który miał zrewolucjonizować kino domowe. Płyty DVD 

(Digital   Versatile   Disk)   charakteryzują   się   bardzo   dużą   pojemnością 

(4.7GB),  siedmiokrotnie większą niż ta jaka jest dostępna na krążku CD. 

Tak dobre parametry osiągnięto dzięki zastosowaniu nowej techniki która 

wykorzystuje półprzepuszczalny materiał oraz dzięki zmianie długości fali 

promienia   lasera,   który   może   wnikać   głębiej   w   materiał.   Wzrost 

pojemności   przyczynia   się   niewątpliwie   do   rozwoju   możliwości 

multimedialnych, które oferuje nam DVD. Obok materiału wideo na płycie 

mogą znajdować się ścieżki audio, co oznacza że można umieścić kilka 

wersji językowych narracji, jak i nagranie tzw. komentarzy reżyserskich. 

Możemy także obserwować akcję toczącą się na ekranie mając do wyboru 

widok kilku kamer. 

Odkrycie   napędów   i   czytników   optycznych   w   znacznej   mierze 

ułatwiło   przenoszenie   większej   ilości   danych     pomiędzy   komputerami. 

Nadal   trwają   prace   nad   doskonaleniem   tych   technologii.   Technologie 

zapisu i odczytu skutecznie wyparły z rynku inne nośniki danych i wydaje 

się, że nie tak szybko zostanie opracowany nośnik który wyprze napędy 

optyczne z naszych domów.

W pierwszym rozdziale tej pracy opisano budowę, rodzaje i zasadę 

działania nośników optycznych, kolejny dotyczy czytników optycznych, na 

końcu starano się przybliżyć aktualnie opracowywane nowe technologie 

takie jak Blu-Ray i HD-DVD.

6

background image

1. Budowa i zasada działania nośników optycznych.

1.1. Budowa i zasada działania płyty CD.

Płyta CD jest połączeniem bardzo zaawansowanej technologii oraz 

starego   stylu,   swoim   kształtem   nawiązuje   do   starych   i   znacznie   mniej 

doskonałych płyt winylowych. Dzięki temu że, elementy fizyczne służące 

do odczytu zapisanej ścieżki (takie jak głowica czy igła) zastąpiono wiązką 

lasera jakość zapisanych danych jest nieporównywalnie lepsza i bardziej 

trwała.   Pojemność   nośnika     początkowo   wynosiła   636MB,   dzięki 

udoskonalaniu   technologii   wzrosła   do   650   później   700   i   800MB,   a   w 

specjalnych wykonaniach sięga nawet 1GB.    

STRUKTURA   CD:

Dysk CD to krążek średnicy 120 lub 80 milimetrów z milionami 

mikroskopijnych   odciśniętych   wgłębień,   które   układają   się   w   kształcie 

spirali   rozciągającej   się   do   zewnątrz   nośnika.   Płyta   składa   się   z   kilku 

warstw: 

7

Rysunek 1    Budowa płyty CD

background image

-  dolna   warstwa  wykonana   jest   z   poliwęglanu,   jest   to   elastyczne   i 

przeźroczyste   tworzywo   sztuczne,   które   chroni   właściwe   ścieżki   przed 

zabrudzeniami i zarysowaniami, zwiększając odporność na błędy podczas 

odczytu.   

 - warstwa barwna (nazywana Dye) - jest pochodzenia organicznego, topi 

się   podczas   zapisu,   na   niej   to   wypalana   bądź   wytłaczana   jest   spiralna 

ścieżka z danymi zaczynając się w środku płyty a kończąc na jej brzegu. 

Dane   zapisywane   są   w   postaci   wgłębień   (pits)   i   odstępów   (lands). 

(Ciekawostką jest, że maksymalna długość ścieżki wynosi aż około 6 km). 

Zmiana stanu z wgłębienia  na odstęp lub odwrotnie oznacza stan logiczny 

"1", brak zmiany - "0". Ułożenie wgłębień tworzy cyfrowy kod sygnału 

audio, a także jest nośnikiem informacji dla lasera odczytującego płytę.   

 - spiralny rowek prowadzący o głębokości 0,12µm, nazywany Wobbled 

Pregroove,   jest   odciskany   na   powierzchni   nośnika   jeszcze   w   fazie 

produkcji płyty. Ma on za zadanie wskazywać laserowi drogę poprzez całą 

powierzchnię płyty podczas zapisu lub odczytu. 

-   bardzo   cienka  warstwa   aluminium  lub   złota,   której   zadaniem   jest 

odbijać strumień lasera odczytujący dane w połączeniu z warstwą barwną 

nadaje   płycie   kompaktowej   charakterystyczny   kolor,   najczęściej   srebrny 

ale także żółty, zielony, złoty, niebieski. Warstwa ta jest chroniona przed 

utlenieniem i zniszczeniem przez warstwę żywicy 

 - ochronna warstwa lakieru stanowi najbardziej zewnętrzną warstwę na 

której umieszczane są napisy lub obrazki 

ZASADA   DZIAŁANIA: 

Podczas odczytu danych krążek CD wiruje z dużą prędkością (od 

około 200 do 500 obrotów na minutę).

 

Zatem gdy dane przeznaczone do 

odczytu znajdują się  bliżej środka płyty krążek musi wirować szybciej, 

8

background image

a gdy laser przesuwa się ku brzegowi nośnika szybkość wirowania dysku 

maleje. Na płytę znajdującą się w napędzie optycznym pada światło lasera 

(o długości 780 nm)

 

i podąża za spiralnym ułożeniem kolejnych wgłębień. 

Jeżeli   promień   lasera   padnie   na   wgłębienie   (pits),   odpowiedni   czujnik 

rejestruje brak jego odbicia a promień lasera jest wówczas rozpraszany. 

Gdy światło lasera pada na powierzchnie płaską płyty (tzw. land) to zostaje 

odbite   przez   wewnętrzną   warstwę   aluminiową   i   trafia   ponownie   do 

czujnika optycznego w odtwarzaczu. Dolna warstwa wspomaga skupianie 

wiązki lasera (działa jak soczewka) i redukuje szerokość wiązki z 0,8 mm 

(przy wejściu) do 0,001 mm (przy wyjściu z warstwy poliwęglanu).

Inżynierowie   pracujący   nad   płytą   CD,   zdawali     sobie   sprawę   z 

możliwości powstania drobnych, fizycznych uszkodzeń (na porysowanej 

powierzchni  płyty  promień  lasera  załamuje  się  lub  ulega  rozproszeniu). 

Zaszyfrowali   oni   dane   na   płycie   w   sposób   nieuporządkowany   (ścieżka 

dźwiękowa   utworu   jest   rozrzucona   na   całej   powierzchni   płyty). 

Elektroniczny układ korekcji błędów odnajduje i łączy kolejne fragmenty 

ścieżki, a część utraconą na skutek zniszczenia fizycznego, odbudowuje na 

podstawie zadanego algorytmu. Dzięki temu drobne fizyczne uszkodzenia 

nie powodują błędów w odczycie ścieżek przez odtwarzacz. Jednak jeżeli 

rys jest dużo i są one bardzo szerokie (przykrywają znaczną ilość danych), 

to   nawet   najlepszy   napęd   CD-ROM   nie   będzie   mógł   odtworzyć 

brakujących fragmentów danych.

 

Rysy które są prostopadłe do ścieżki z 

danymi (w poprzek płyty) nie utrudniają odczytu danych, ponieważ rzadko 

ulegają uszkodzeniu sektory zawierające użyteczne dane i bity korekcji. 

Jeżeli   zarysowania   są   podłużne   i   mają   kierunek   zgodny   z   kierunkiem 

spiralnej   ścieżki,   wtedy   dane   niezbędne   do   przeprowadzenia   korekcji 

błędów   ulegają   przeważnie   całkowitemu   zniszczeniu   co   uniemożliwia 

poprawne odczytanie nośnika.

9

background image

Żeby   zmniejszyć   prawdopodobieństwo   błędnego   odczytu,   dane 

zostały dodatkowo zaszyfrowane przy użyciu algorytmu ETF (Eight To 

Fourteen),   zmieniającego   dane   zapisane   za   pomocą   kombinacji   ośmiu 

bitów na kombinację 14 bitów, które są łatwiejsze w odróżnianiu od siebie. 

Tabela 1   Konwersja z 8 na 14 bitów

Wartość

Reprezentacja 8-bitowa

Reprezentacja 14-bitowa

0

00000000

01001000100000

1

00000001

10000100000000

2

00000010

10010000100000

3

00000011

10001000100000

4

00000100

01000100000000

Sekwencje 14 bitów są dobrane w ten sposób, aby liczba kolejno 

występujących po sobie wgłębień i odstępów zawierała się między 3 a 11. 

Aby   spełnić   ten   warunek   14-bitowe   łańcuchy,   są   zawsze   rozdzielane 

odpowiednio dobranymi trójkami bitów. Zapisane w ten sposób dane plus 

dodatkowe 24 bity synchronizujące i 3 zamykające tworzą tzw. ramkę z 

czego tylko 24 bity są informacją istotną dla użytkownika. Pozostałe 9 

bitów   to   informacje   sterujące   dla   czytnika,

 

(bity parzystości, bity korygujące ewentualne błędy). Kolejne 98 ramek 

tworzy sektor w którym są zapisywane informacje. 

Pod względem zapisu nośniki CD-R składają się z dwóch części: 

systemowej i informacyjnej. Cześć systemowa to Power Calibration Area – 

PCA (obszar kalibracji mocy lasera). Część ta znajduje się na początku 

pyty. Zawsze gdy chcemy odczytać nośnik, moc lasera jest odpowiednio 

korygowana. W skład części informacyjnej wchodzą: znacznik inicjujący 

(lead-in)   w   którym   zapisywane   są   informacje   o   położeniu   plików   i 

folderów, tak zwany TOC (Table of Contents), następnie znajdują się dane 

użytkownika   w   postaci   ścieżek,   na   końcu   części   informacyjnej   jest 

umieszczony znacznik zamykający (lead-out).

10

background image

Producentom   zajmującym   się   technologią   CD   udało   się   osiągnąć 

jednolity standard. Nigdy nie było kilku różnych, niekompatybilnych ze 

sobą, typów płyt kompaktowych. 

Różne   badania   dowiodły,   że   zapisana   płyta   CD-R   powinna 

przechowywać swoją zawartość danych przez dziesiątki lat, jednak niczego 

nie   można   przewidzieć   z   góry.   Gwarantowana   trwałość   płyty   CD-R 

określana   jest   na   około   10   lat,   niektóre   źródła   współpracujące   z 

producentami   płyt   podają   dużo   większe   liczby   (nawet   200   lat). 

Największym   zagrożeniem   dla   nośników   jest   intensywne   światło 

słoneczne,   które   w   połączeniu   z   wilgocią   oraz   kwaśnym   ostatnio 

powietrzem   powoduje,   że   z   wielu   płyt,   głównie   tańszych   marek,   dane 

bezpowrotnie znikają po czasie krótszym niż rok. Płyty CD-R są bardziej 

wrażliwe na zadrapania niż płyty CD produkowane przemysłowo

1.2. Budowa i zasada działania płyty CD-RW

CD-RW  (Compact   Disc   Rewriteable)  jest   odmianą   CD-R,   jednak 

udoskonaloną  o  możliwość  wielokrotnego  zapisu  danych.  W 1995  roku 

rozpoczęło się wprowadzenie tych dysków na rynek. Dzięki użyciu środka 

występującego w normalnej temperaturze w dwóch formach: krystalicznej i 

amorficznej   (formy   te   powodują,   że   światło   lasera   przenika   lub   jest 

odbijane) uzyskano możliwość wielokrotnej zmiany własności optycznych 

nośnika

STRUKTURA   CD-RW:

Nośnik ma identyczne wymiary jak płyta CD. Główna różnica tkwi 

w materiale warstwy barwnej (aktywnej) będącej stopem srebra, telluru, 

antymonu   i   indu.   Cienka   warstwa   tego   stopu   umieszczona   jest   miedzy 

11

background image

dwiema   warstwami   pomocniczymi   o   silnych   właściwościach 

dielektrycznych  które   mają   za   zadanie   odprowadzania   ciepła   z   nośnika 

(nagromadzone ciepło mogłoby skasować świeżo nagrane dane). Tak jak w 

płycie Cd warstwa aktywna znajduje się na przeźroczystym poliwęglanie 

stanowiącym   nośnik   mechaniczny,   a   na   jej   górze   znajduje   się   warstwa 

odbijająca.   Tylna   strona   warstwy   odbijającej   pokryta   jest   ochronnym 

lakierem UV, na którym można umieszczać etykietę.

ZASADA DZIAŁANIA:

W   przeciwieństwie   do   swojego   poprzednika   w   nośniku  CD-RW 

możliwe   jest   przywrócenie   właściwości   odbijającej.  Wypalony   i 

nieprzezroczysty  punkt może  pod wpływem  promienia  o średniej mocy 

zmienić   swoje   własności   i   stać   się   przezroczystym.  Powolne   stygnięcie 

materiału pozwala na budowę struktury krystalicznej, która dobrze odbija 

światło.   Warstwę  amorficzną

 

uzyskujemy   przez   miejscowe   nagrzanie 

materiału do temperatury 700

o

 C .

 

Do kasowania danych nagrywarka używa promienia o średniej mocy. 

Mamy   dwie   metody   służące   do   czyszczenia   nośnika:   metoda   szybka   i 

dokładna. W tej pierwszej czyszczenie trwa kilkadziesiąt sekund, jednak 

kasowane   są   tylko   informacje   dotyczące   położenia   plików   (Table   of 

Contents   (TOC)).   Treść   krążka   fizycznie   pozostaje   nie   zmieniona.   W 

drugiej,   dokładnej   z   nośnika   usuwane   są   wszystkie   zapisane   na   niej 

informacje, jednak metoda ta trwa znacznie dłużej (nawet do 30 minut). 

Skomplikowana budowa warstwy aktywnej utrudniła bardzo odczyt 

informacji zapisanych na płycie. Tutaj pojawia się problem: napęd CD-

ROM, wyprodukowany wcześniej niż w połowie roku 1997, nie jest w 

stanie odczytywać dysków CD-RW, ponieważ w tym celu musi on dyspo­

nować   funkcją   Multiread   (odczyt   wielocykliczny).  Niedopasowanie   to 

12

background image

wynika z różnego stopnia pochłaniania światła promienia lasera przez płytę 

CD i CD-RW oraz niższej czułości elementu fotoelektrycznego.  Budowa 

płyty wielokrotnego zapisu pozwala na odbicie jedynie 25% światła (dla 

zwykłych krążków przyjmuje się 65%), więc żeby nośniki wielokrotnego 

zapisu były odczytywane, urządzenia służące do odczytu   muszą posiadać 

wbudowany wspomagający układ elektroniczny, który wzmacnia sygnał, 

powstały po przyjęciu odbitej wiązki światła. 

Trwałość informacji zapisanych na CD-RW wynosi około 10-30 lat. 

Możliwość zapisu i kasowania ścieżek określana jest na około 1000 cykli 

(zakładając, że korzystamy z CD-RW codziennie, to jedną płytę będziemy 

użytkowali ok. 3 lata).  

1.3. Budowa i zasada działania płyty DVD.

W   1994   r.   po   ukazaniu   się   pierwszych   napędów   CD-ROM,   firmy 

zaczęły   szukać   nowej   technologii   pozwalającej   na   udoskonalenie   płyty 

kompaktowej.   W   tym   czasie   powstały   dwie   odrębne   koncepcje.   Firma 

Toshiba  zaproponowała zwiększenie gęstości zapisu i wykorzystanie obu 

stron   istniejących   krążków.   W   ten   sposób   powstały   płyty   SD 

(SuperDensity).   Na   czele   drugiej   grupy   stanął   Philips   i   Sony.   Ich 

rozwiązanie   nazwane   MMCD   (MultiMedia   CD)   zakładało   stworzenie 

dwóch lub więcej warstw na jednej stronie płyty, zaś dane odczytywane 

miały być przez wiązkę laserową o zmiennej długości fali. Przedstawiony 

stan   rzeczy   nie   trwał   zbyt   długo.   Pod   koniec   1994   roku,   aby   uniknąć 

kreowania odrębnych formatów firmy zgodziły się na połączenie swoich 

myśli   technicznych.   W   ten   sposób   powstał   projekt   dysku   DVD   - 

dwustronnego, dwuwarstwowego zapisu o wysokiej gęstości

13

background image

Tabela 2:   Porównanie nośników CD i DVD

Element porównawcze płyt

CD

DVD

Średnica

120mm

120mm

Grubość

1,2mm

1,2mm

Masa

14gr

13-20gr

Odległość między ścieżkami

1,6µm

0,74µm

Liczba warstw z danymi

1

1; 2; 4

Minimalna długość zagłębień
w warstwie danych

0,83-0,97µm

0,4µm 

 *1

0,44µm 

*2

Maksymalna liczba obrotów

480rpm

1530rpm

Minimalna liczba obrotów

210rpm

630rpm

Długość fali świetlnej lasera

780nm

650 lub 

635nm

Prędkość skanowania

1,2 - 1,4m/s

3,49 m/s 

*1

3,84 m/s 

*2

Wielkość soczewki lasera

0,45

0,60

Pojemność

650mb

4,7 / 8,5

/ 9,4 / 17GB

Transfer danych (1x)

150Kb/s

1350KB/s

Obszar zajmowany przez dane do 
korekcji  błędów

25%

13%

*1

dla płyt jednowarstwowych

*2

 dla płyt dwuwarstwowych

STRUKTURA   DVD:

Zewnętrzny wygląd płyty DVD niczym się nie różni od CD (średnica 

zewnętrzna   krążka   120mm,   grubość   dysku   1,2mm,   tak   jak   CD). 

Rozbieżność dostrzegamy dopiero po zagłębieniu się w szczegółowy opis 

specyfikacji DVD. Zmniejszenie odległości między ścieżkami z 1.6µm do 

0,74µm przyczyniło się do znacznego wzrostu pojemności płyty (spirala 

zapisu danych ma przeszło 11km długości). Pojemność jednego krążka, 

14

background image

gdy mamy do czynienia z dwustronną, dwuwarstwową płytą DVD wynosi 

łącznie 17 GB danych. Jak do tej pory bardzo rzadko spotykamy się z 

płytami o tak dużej pojemności - do większości zastosowań wystarczają 

krążki mieszczące 4,7 GB. Zmniejszono również zagłębienia, na dyskach 

DVD mają one średnicę zaledwie 0.4µm.

 

Dzięki temu zmieniony został 

sposób zapisu informacji. Dane przechowywane są w dwóch warstwach 

przylegających     do   siebie   wewnątrz   dysku.   Otrzymano   w   ten   sposób 

konstrukcję dwustronną (musimy wyjąć dysk  z odtwarzacza i obrócić go 

na druga stronę). Obie warstwy są sklejone klejem optycznym doskonałej 

jakości.   Opracowano   także   inną     strukturę   wielowarstwową   nie 

wymagającą wyciągania nośnika z odtwarzacza. Pierwszą warstwę pokryto 

na   górze   cienką   warstwą   materiału   o   własnościach   niezupełnie 

odbijających, a częściowo przepuszczających światło. Dzięki temu laser 

może   odczytać   zagłębienia   w   drugiej,   górnej   warstwie.  Aby   zapobiec 

niewielkim   stratom   na   jakości   odtwarzania   konieczna   jest   w   takim 

rozwiązaniu redukcja pojemności do 8,5GB. 

15

background image

Rysunek 2   Porównanie budowy płyty CD i DVD źródło: www.pctechguide.com

ZASADA DZIŁANIA:

Spirala zapisu danych na płycie DVD ma przeszło 11km długości, 

więc   aby   odczytać   mniejsze   zagłębienia,   wiązka   laserowa   odtwarzacza 

DVD   musi   być   bardziej   skupiona.   Aby   osiągnąć   większe   skupienie 

zastosowano czerwony laser półprzewodnikowy o długości fali 635-650nm 

oraz   soczewki   o   zwiększonej   zdolności   skupiania   -   mające   większą 

aperturę niż soczewki w odtwarzaczu CD. 

Ponieważ pity i landy na krążkach DVD są znacznie mniejsze i aby 

zmniejszyć prawdopodobieństwo powstawania błędów, wprowadzono inną 

tabelę zamieniającą 8 bitów na sekwencję tym razem 16 bitów kanałowych. 

Techniki   korekcji   i   kontroli   (ECC   -   error   correction   and   control) 

minimalizują   różnego   rodzaju   błędy   powstające   podczas   odtwarzania 

16

background image

dzięki   specjalnym   algorytmom,   które   wyliczają   dodatkowe   bity   danych 

zapisywane   wraz   z   danymi   użytkowymi.   Te   dodatkowe   bity   mają   co 

prawda   duże   znaczenie,   ale   znacznie   zmniejszają   pojemność   dysku. 

Mechanizm   ECC   jest   w   formacie   DVD   bardzo   skuteczny.   Może 

skorygować błędny sygnał liczący do 2 tys. bajtów, co odpowiada około 

4mm długości ścieżki. W formacie DVD dane ECC zajmują około 13% 

pojemności dysku. W trakcie zapisu połączone dane użytkowe i dane ECC 

muszą   być   przekształcone   w   tzw.   bity   kodu   modulacji,   które   są 

rzeczywistymi strumieniami bitów reprezentowanymi przez zagłębienia w 

dysku. Jest to niezbędne do kontroli rozmiarów zagłębień wymaganych do 

reprezentowania   danych.   Od   tego   zależy   niezawodne   wykrywanie   i 

śledzenie danych podczas odtwarzania. 

W przypadku DVD nie udało się osiągnąć jednolitego formatu. Baza 

technologiczna DVD stała się podstawą, z której powstało szereg formatów 

i systemów zapisu. Na rynku pojawiły się takie formaty jak: DVD-Video, 

DVD-ROM,   DVD-Audio   (nośniki   tylko   do   odczytu),   DVD-R,   DVD+R 

(nośniki   jednorazowego   zapisu),   DVD-RAM,   DVD-RW,   DVD+RW 

(nośniki wielokrotnego zapisu).

DVD-R pojawiły się po wejściu na rynek płyt tylko do odczytu. Są 

historycznie   najstarszymi   nośnikami,   które   pozwalają   na   zapisywanie 

własnych danych. Wymogi rynku przyczyniły się do podziału tego typu na 

dwa strumienie. Używane dotychczas otrzymały przydomek A (Authoring) 

a nowo wprowadzone G (General).  Nowo powstałe nośniki oznaczone G 

były znacznie tańsze w  produkcji co przyczyniło się do powszechnego ich 

zastosowania. Masowe zastosowanie i spadek cen nagrywarek spowodował 

nacisk studiów filmowych na ochronę praw autorskich. Format DVD-R(G) 

posiadał,   przynajmniej   początkowo,   skuteczne   zabezpieczenie   przed 

bezpośrednim   kopiowaniem   płyt   o   nazwie:   CSS   (Convert   Scrambling 

System). Obszar CSS stanowił pewien zakres ścieżek na których podczas 

17

background image

nagrywania oryginalnego nośnika DVD-video były zapisywane specjalne 

klucze,   do   których   sięga   odtwarzacz   DVD   rozkodowując   film.   W 

przypadku   czystych   płyt   DVD-R   obszar   ten   był   już   wypalony,   co 

uniemożliwiało   stworzenie   identycznej   kopi.   (system   ten   został 

„rozgryziony” przez 15-letniego Jona Johannesa).  Na nośnikach DVD-R 

ścieżka   z   danymi   przebiega   według   spirali   której   brzegi   są   lekko 

pofalowane.   System   DVD-R   wymaga   posługiwania   się   dodatkowymi 

znacznikami wytłaczanymi na dnach rowków ponieważ sygnał lasera nie 

jest   wystarczający  do   lokalizacji   sektorów  znajdujących  się   na  czystym 

DVD. 

DVD-RW   opiera   się   na   rozwiązaniach   standardu   DVD-R.   Sporo 

napędów   rozpoznaje   format   nośnika   na   podstawie     pomiaru   jego 

właściwości optycznych. Niestety DVD-RW posiada podobne właściwości 

jak   DVD-ROM   lub   DVD-Video.   Zdarza   się,   że   wiązka   laserowa   bez 

skutku szuka drugiej warstwy i nie rozpoznaje warstwy RW.

Głównym czynnikiem przemawiającym za standardem DVD+R/RW 

miał   być   brak   opłat   licencyjnych,   które   płacą   na   rzecz   DVD-Forum 

wszyscy   korzystający   z   technologii   DVD-R.   W   technologii   DVD+R 

pozycjonowanie i śledzenie biegu lasera jest znacznie bardziej precyzyjne. 

Także tutaj mamy do czynienia z pofalowaną ścieżką. System ten pozwala 

na   pełniejsze   wykorzystanie   powierzchni   nośnika,   podczas   zapisu 

poszczególne bloki są łączone w jeden wielki ciąg, dzięki temu nagrywarka 

nie wprowadza żadnych sektorów łącznikowych miedzy poszczególnymi 

ścieżkami. Produkcja nośników oznaczonych „+” jest znacznie tańsza, nie 

występuje tutaj konieczność wypalania obszaru CSS.  Jednak i tu powstały 

różne formaty płyt: przeznaczone dla danych komputerowych (For Data), 

oraz   do   odczytu   przez   wolnostojące   urządzenia   DVD   (For   Video). 

Jednakże te drugie są także akceptowane przez nagrywarki komputerowe. 

Jak   do   tej   pory   nie   pojawiły   się   informacje   o   opracowywaniu   płyt 

18

background image

dwustronnych.   Rozpowszechnianie   takiego   medium   było   by   trudne,   w 

takich nośnikach bardzo łatwo o zarysowanie jednej ze stron. 

Format DVD-RAM został stworzony w tym samym czasie co DVD-

R   ale   w   celu   przechowywania   danych.   Pierwotnie   pojemność   nośnika 

wynosiła 2,58GB, dopiero potem doprowadzono ją do typowego poziomu 

4,7GB.   Zapis   i   kasowanie   informacji   przebiegają   podobnie   jak   w 

przypadku CD-RW. „Krążki” DVD-RAM zapisywane są w systemie ZCLV 

(Zoned   CLV).   Ścieżki   należą   do   jednej   z   24   stref,   w   otoczeniu   której 

utrzymywana jest stała prędkość zapisu/odczytu co pozwala na szybszy 

dostęp   do   obszarów   dysku.   System   ten   wymaga   jednorazowego 

sformatowania   zanim   będzie   można   na   nim   coś   zapisać.   Specyficzne 

właściwości   optyczne   płyt   DVD-RAM   powodują   częste   trudnościami   z 

odczytem tych nośników. Silna zdolność do odbijania światła oraz inna 

struktura   nośnika   wiążą   się   z   wprowadzenie   bardziej   skomplikowanych 

czytników. Jak do tej pory stosunkowo niewiele urządzeń radzi sobie z 

odczytem   tych   nośników.   Jedyną   zaletą   jest   trwałość   zapisu   (100 000 

cykli), dzięki temu najlepiej nadaje się do archiwizacji wszelkich ważnych 

danych. 

Dla   domowych   użytkowników   krążki   DVD+R/RW   są   tak   samo 

użyteczne jaki i  DVD-R/RW (maja identyczną pojemność). Warto jednak 

pamiętać,   że   płyty   „plusowe”   wypalane   w   trybie   wieloseryjnym   są 

rozpoznawane   przez   większość   domowych   odtwarzaczy.   W   przypadku 

standardu ujemnego musimy zamknąć sesję co wydłuża czas nagrywania. 

Walka o dominacje na rynku utrudnia życie wszystkich użytkowników, 

starsze   nagrywarki   są   w   stanie   odczytywać   tylko   jeden   format.   Na 

szczęście   są   już   dostępne   na   rynku   urządzenia   pozwalające   na 

odtwarzanie/wypalanie   DVD-R/RW   i   DVD+R/RW.   Stacjonarne 

odtwarzacze DVD radzą sobie z odczytem prawie wszystkich rodzajów 

19

background image

płyt. Musimy uważać na krążki DVD-RAM. Umieszczenie takiej płyty w 

odtwarzaczu bardzo często prowadzi do zniszczenia urządzenia.     

1.4. Tłoczenie płyt CD i DVD

Produkcja   masowa   odbywa   się   w   ekspresowym   tempie.  Tylko   w 

jednej z tłoczni polskich w Bolesławiu (nieduże miasto koło Sosnowca) co 

roku wytwarza się 100 milionów srebrnych krążków. Koszt wytłoczenia 

jednej   płyty   DVD   szacuje   się   na   około   5   zł,   a   płyty   CD   2,50.   Jednak 

przygotowanie linii produkcyjnej wymaga sporych nakładów finansowych 

(od kilkuset tysięcy do kilku milionów euro). Nad pracą przy tworzeniu 

matryc pracuje armia ludzi, są one tworzone w sterylnych warunkach. Na 

specjalistyczne szklane płyty nanoszona jest warstwa materiału o nazwie 

dye-polimer. Tak przygotowany spory krążek to podstawa matrycy. Trafia 

pod laser, który utrwala na dye-polimerze konkretne dane. Końcowy efekt 

to rodzaj niklowej blachy o grubości 0,3 milimetra. Jedna przygotowana 

matryca wystarcza na wytłoczenie około 35 tysięcy płyt. Płyty CD tłoczone 

są  na  wysokowydajnych, dokładnych wtryskarkach, na których granulat 

poliwęglanu pod bardzo wysokim ciśnieniem formowany jest w krążek, na 

którym z jednej strony jest odciskana matryca, zawierająca obraz spirali z 

danymi, do tak przygotowanej płyty doklejana jest druga identyczna , ma 

ona   za   zadanie   wzmocnienie   konstrukcji   a   w   przypadku   DVD 

umieszczenie   danych   dwustronnie.   Zabezpieczenie   przed   nielegalnym 

kopiowaniem płyty kosztuje około   60gr. Każdy krążek sprawdzany jest 

przez automatyczny system kontroli jakości. Na partię 100 sztuk trzy lub 

cztery   nie   spełniają   norm.   Jednak   i   ten   system   nie   jest   wystarczający, 

ponieważ   zdarza   się,   że   nie   wszystkie   płyty   dołączone   do   czasopism   i 

kupowane w sklepach są w stanie zadziałać w naszych domach.             

       

20

background image

2. Budowa i zasada działania napędów optycznych.

Napęd   CD-ROM   w   dzisiejszych   czasach   należy   do   standardowego 

wyposażenia komputerów jednak powoli jest wypierany przez CD-RW, lub 

DVD-ROM, które oferują również możliwość odczytu zwykłych płyt CD. 

Na   rynku   dostępnych   jest   bardzo   dużo   różnych   modeli   czytników, 

charakteryzują   się   różnymi   prędkościami   odczytu/zapisu.     Jednym   z 

najczęstszych   zastosowań   napędu   CD-ROM   jest   wykorzystanie   go   jako 

„napędu   instalacyjnego"   wszystkich   dostępnych   obecnie   aplikacji 

multimedialnych. 

2.1. Budowa i zasada działania napędu CD-ROM

Prekursorem używanych obecnie w komputerach osobistych napę­

dów   CD-ROM   jest   Compact   Disc   Player   (odtwarzacz   CD).   Został   on 

zaprojektowany i wprowadzony na rynek przez firmę Philips. Odtwarzacz 

CD   obecnie   jest   standardem   każdego   stereofonicznego   zestawu 

muzycznego i przeznaczony jest do odtwarzania dźwiękowych płyt CD. 

Napęd   CD-ROM   w   komputerze   osobistym   może   być   także 

wykorzystywany   jako   urządzenie   do   odtwarzania   dźwięku,   jednak 

podstawowym  jego zadaniem jest odczyt płyt CD z danymi.

Dostępne   są   różne   konstrukcje   napędów   CD-ROM. 

Najpopularniejsze   z   nich   można   zamontować   we   wnęce   5,25   cala   w 

obudowie komputera. Oferowane są również napędy CD-ROM w postaci 

urządzeń   zewnętrznych   dla   magistrali   SCSI,   złącza   PCMCIA 

(zastosowanie   w   komputerach   przenośnych)   i   podłączanych   do   portu 

drukarki.

Napęd  CD-ROM  zbudowany  jest  z  mechanizmu  umożliwiającego 

załadowanie płyty do środka urządzenia, silnika krokowego obracającego 

płytę,   drugiego   silnika   przesuwającego   głowicę   odczytującą   nad 

21

background image

powierzchnią krążka, lasera oraz systemu soczewek optycznych. Podstawę 

czytnika stanowią układy elektroniczne przetwarzające dane przed wysła­

niem   ich   do   kontrolera   EIDE   lub   SCSI.

 

Charakterystycznym   i   bardzo 

potrzebnym   elementem   jest   też   dioda   sygnalizacyjna,   która   informuje 

użytkownika o obecności płyty w napędzie lub przeprowadzanej operacji 

czytania danych.

Napęd CD-ROM działa w oparciu o metodę odczytu optycznego, do 

czego   wykorzystuje   laser   z   układem   optyki.  W   skład   układu   odczytu 

wchodzi   dioda   laserowa   wytwarzająca   wiązkę   światła,   która   jest 

ogniskowana przy użyciu soczewki i poprzez lustro trafia na powierzchnię 

płyty CD. Jeśli wiązka trafi na wgłębienie (pits), wówczas jest całkowicie 

odbijana, jeśli natomiast trafi na  odstęp (lands), światło jest rozpraszane i 

odbijana jest tylko mała część wiązki.  Zmiana intensywności odbijanego 

światła przy przejściu z odstępu do wgłębienia i na odwrót oznacza wartość 

logiczną   „1”   brak   zmiany   „0”.  Aby   zogniskować  odbity  promień 

przepuszcza się go przez pryzmat, następnie trafia na fotoogniwo, które 

wytwarza   impuls   elektryczny,  odpowiednio   przetwarzany   przez   układy 

elektroniki.   Dzięki  wirowaniu   płyty   i   jednoczesnego   odczytu   jej 

powierzchni, otrzymuje się cyfrowe obraz w formie sekwencji impulsów (zer 

i jedynek), które tworzą zawartość informacyjną.

22

background image

23

background image

Rysunek 3: Schemat odczytu płyty

Pierwsze   napędy   CD-ROM   zbliżone   były   do   dźwiękowych 

odtwarzaczy   CD   pod   względem   konstrukcyjnym   jak   i   również   pod 

względem technicznym i pracowały z prędkością obrotową 530 obr/min 

(skoro każdy sektor obejmuje 2 KB danych, to przy odczycie 75 sektorów 

na   sekundę,   otrzymujemy   prędkość   przesyłania   danych   150   KB/s).  Ten 

rodzaj   napędu   stał   się   podstawą   dla   dalszego   rozwoju   czytników 

optycznych, oznaczany jest jako Single Speed (1x), oferuje zwykle czas 

dostępu 600 ms. W miarę upływu czasu i postępującego zainteresowania 

nowymi   napędami   pamięci   masowej   opracowywano   nowe   specyfikacje 

zapisu, w krótkich odstępach czasu pojawiły się pracujące z coraz większą 

prędkością napędy CD-ROM - od 2x, do „nawet" 8x. Dzisiaj osiągane są 

prędkości   rzędu   od   40   do   52x,   a   napędy   pracują   w   standardzie   Ultra-

DMA/33 (rzadkością są już czytniki obsługujące tylko tryb PIO-4). 

Prędkość obrotowa napędu CD-ROM nie jest stała (w porównaniu z 

dźwiękowym odtwarzaczem CD), zmienia się w zależności od ułożenia 

optyki odczytu względem płyty CD. Tylko w trybie audio rodzaj pracy jest 

przełączany. Wówczas napęd ten pracuje ze zdefiniowaną stałą prędkością 

obrotową   530   obr/min.   Symbolem   prędkości   przesyłania   danych   jest 

wprowadzony współczynnik X, który informuje, że urządzenie 16X oferuje 

16   razy   większą   prędkość   przesyłania   danych   niż   napęd   Single   Speed 

pierwszej   generacji.

 

Ciągłe   zwiększanie   prędkości   obrotowej   czytników 

CD-ROM doprowadziło do spowolnienia odczytu. Obecnie produkowane 

napędy zamiast od razu zacząć czytać dane z odpowiednich sektorów płyty 

muszą się najpierw rozpędzić i, co gorsza, stają się wtedy głośne. 

24

background image

Tabela 3 Rozwój czytników optycznych

Klasa

Oznaczenie

Prędkość 

przesyłania danych

Czas dostępu

1x

Single-Speed

150 KB/s

600 ms

2x

Double-Speed

300 KB/s

300 ms

3x

Triple-Speed

450 KB/s

200 ms

4x

Quad-Speed

650 KB/s

150 ms

6x

Six-Speed

900 KB/s

150 ms

8x

Eight-Speed

1200 KB/s

100 ms

10x

Ten-Speed

1500 KB/s

100 ms

12x

Twelve-Speed 

(CLV/CAV)

1800 KB/s

70-90 ms

16x

(CLV/CAV)

1900 KB/s

70-90 ms

24x

(CLV/CAV)

2000-3000 KB/s

60-85 ms

32x

(CLV/CAV)

2500-3600 KB/s

50-85 ms

SPOSÓB ODCZYTU PŁYTY:

Współczesne czytniki wykorzystują dwie metody odczytu danych:

-   Constant   Linear   Velocity   (CLV)   metoda   stosująca   stałą   prędkość 

transmisji  danych,  przy  odczycie  płyty  zmienia  się  prędkość   wirowania 

(najwyższą prędkość obrotową płyta CD uzyskuje podczas odczytu swojego 

wewnętrznego obszaru) a szybkość przekazywania danych utrzymuje się 

na stałym poziomie. Wadą tego rozwiązania jest konieczność gwałtownych 

zmian szybkości obrotowej silnika przy odczycie danych położonych w 

różnych punktach krążka CD. Wprowadza to dodatkowe wibracje i skraca 

czas życia mechanizmu.

- Constant Angular Velocity (CAV) - w tym przypadku prędkość obrotowa 

jest   stała,   a   prędkości   transmisji   danych   zmienia   się,   podobnie   jak   w 

przypadku typowych napędów dyskietek i dysków twardych. 

Napędy CD-ROM, wykorzystujące tylko metodę CAV, są oznaczone 

12-24X.   Napęd   wykorzystujący   ten   sposób   odczytu,   osiąga   najwyższą 

25

background image

prędkości transmisji danych podczas odczytu zewnętrznych ścieżek płyty 

CD. Ponieważ dane na płycie CD zapisane są w kierunku od wewnątrz do 

zewnątrz i podobnie są również odczytywane, to stwierdzenie, czy napęd 

12-24X   jest   rzeczywiście   szybszy   od   napędu   12X,   jest   zależne   od 

pojemności płyty CD-ROM.  

Nowsze   czytniki   wykorzystują   dwie   metody.   Wewnętrzny   obszar 

płyty   CD   odczytywany   jest   przy   użyciu   metody   CAV   (np.   12-14X),   a 

obszar zewnętrzny przy użyciu metody CLV, daje to maksymalną prędkość 

transmisji danych (np. 24X). Przełączenie między metodami jest jednak 

różnie realizowane przez różnych producentów.

SPOSÓB UMIESZCZENIA PŁYTY W CZYTNIKU:

W większości napędów CD-ROM operacja ta odbywa się poprzez 

naciśnięcie przycisku ładowania płyty, wysuwana jest wtedy   "szuflada", 

do której wkładana jest płyta CD. W starszych napędach jednak brak jest 

elektrycznego   wysuwu,   „szuflada"   musi   być   wysuwana   i   wsuwana 

samodzielnie. Rozwiązanie to ma jednak tą zaletę, że w wyniku ręcznego 

wspomagania,   przy   zbyt   wolnym   wsuwaniu   płyty   CD,   nie   zostanie 

uszkodzony mechanizm automatycznego ładowania płyty.

Niektóre napędy potrzebują do płyt CD pojemnika zwanego Caddy. 

Płyta CD jest umieszczana w specjalnym „opakowaniu”, a następnie jest 

umieszczana   w   napędzie.   Zabezpiecza   to   płytę   przed   uszkodzeniami 

mechanicznymi.  W  większych   firmach   gdzie   często   używa   się   różnych 

nośników,   często   normą   jest   wykorzystywanie   dla   każdego   krążka   CD 

własnego pojemnika Caddy, który jednak często jest droższy niż sama płyta 

CD.  Napędy  CD-ROM,   pracujące  z  pojemnikiem  Caddy,  nie  cieszą  się 

jednak wielką popularnością.

26

background image

Wartym uwagi jest natomiast napęd CD-ROM, który nie wykorzystuje 

szuflady, ani pojemnika Caddy. Mechanizm ładowania płyty opiera się na 

metodzie Slot-in - płytę wprowadza się bezpośrednio do swego czytnika. 

Płyta musi być całkowicie wsunięta do środka, nim zostanie uchwycona 

przez mechanizm ładowania napędu. 

2.2. Budowa i zasada działania napędu DVD

Użytkownicy  wydali już spore sumy, kupując dyski kompaktowe i 

CD-ROM. Za podstawę uznano więc taką budowę nowych odtwarzaczy, by 

odczytywały   dyski   DVD,   jak   i   CD.  Wykonanie   tego   wymagało   użycia 

specjalnych mechanizmów optycznych. Najprostsza konstrukcja polega na 

umieszczeniu dwóch soczewek w pojedynczej głowicy optycznej - jednej 

dopasowanej   do   podłoża   1.2mm,   drugiej   do   0.6mm   -   a   następnie   ich 

mechanicznym przełączaniu w razie potrzeby. Powstało również bardziej 

zaawansowane rozwiązanie wykorzystujące pojedynczy układ optyczny z 

hologramem w środku. Wiązka laserowa przechodząca przez zewnętrzny 

pierścień   soczewek   omija   hologram   i   skupia   się   odpowiednio   do 

odczytywania mniejszych zagłębień na dyskach DVD. Około 1/3 wiązki 

odczytującej,   która   pada   na   środkową   część   pierścienia,   jest   skupiana 

zarówno przez soczewki, jak i hologram, tak by odczytać zagłębienia na 

grubszych dyskach CD.

Napędy   DVD   umożliwiają   odczytywanie   płyt  DVD  i  DVD-ROM,   a 

także   zwykłych   płyt  CD CD-ROM,  CD-R,  CD-RW.   Zasada   działania 

napędu   DVD   jest   taka   sama   jak   napędu   CD-ROM,   różnica   polega   na 

wykorzystaniu innego typu lasera. Napędy DVD-ROM działają obecnie z 

szybkością transferu od 1,3  MB/s  (x1) do 20,8 MB/s (x16). Dla napędu 

DVD-ROM przyjęto podstawową  prędkość odczytu  (x1) na poziomie 1,3 

27

background image

MB/s. Nowoczesny napęd DVD-ROM x16 ma  więc  szybkość transferu 

znacznie większą od najszybszych napędów CD-ROM.. 

Nowy   standard   kompresji   wymaga   dużych   mocy   obliczeniowych   do 

odkodowania   informacji,   poprawne   odtworzenie   filmu   na   komputerze 

umożliwiał dopiero procesor klasy   Pentium II, który wyposażony jest w 

odpowiedni   odtwarzacz   programowy.  Aby   jednak   w   pełni   korzystać   z 

nowych możliwości, należało zaopatrzyć się w kartę dekodera MPEG-2. 

Współczesne procesory dysponują tak ogromną mocą obliczeniową, że nie 

ma   konieczności   instalowania   dodatkowej   karty   wspomagającej   format 

DVD.

 

Koncerny   filmowe   w   celu   utrudnienia   rozpowszechniania   pirackich 

kopi   filmów   wprowadziły   kody   regionalne,   które   miały   uniemożliwić 

użytkownikom   określonej   strefy   świata   oglądanie   filmów   na   DVD,   nie 

przeznaczonych   do   dystrybucji   na   ich   rynku.   W   założeniu   ma   to 

uniemożliwić   pojawienie   się   na   rynku   filmów,   które   jeszcze   nie   były 

wyświetlane   w   kinach.   Płyty   opatrzone   kodami   dają   się   oglądać   tylko 

wtedy,   gdy   zgodne   są   kody   płyty,   napędu   i   dekodera.

Świat został podzielony na 6 regionów:

1. Kanada, Stany Zjednoczone wraz z całym swoim terytorium

2. Japonia, Europa, Południowa Afryka, Środkowy Wschód oraz Egipt

3. Południowo-wschodnia Azja, Wschodnia Azja oraz Hong Kong

4. Australia, Nowa Zelandia, Wyspy Spokojne, Ameryka Środkowa, 

Ameryka Południowa 

5. Dawny Związek Radziecki, Półwysep Indyjski, Afryka (także 

Północna Korea i Mongolia)

6. Chiny

Jednak na nie utrudniło to rozpowszechniania. W Internecie 

umieszczone są ogólnodostępne programy które usuwają zabezpieczenia 

28

background image

regionalne, co pozwala na oglądanie filmów DVD z wszystkich regionów 

świata.

29

background image

2.3.  Napędy COMBO

Napędy zwane combo łączą w sobie funkcję nagrywarki CD-RW, 

jaki i odtwarzacza DVD. Na początku urządzenia znacznie odbiegały od 

oferowanych standardów. Dostępne wówczas urządzenia oferowały zapis 

płyty   z   prędkością   24x   a   napędy   combo   tylko   8x   i   odczyt   DVD   6x. 

Również   ich   znaczna   awaryjność   budziła   sporo   zastrzeżeń.   Aktualnie 

napędy te nie odbiegają zbytnio od sprzedawanych oddzielnie napędów 

DVD   i   CD-RW.   Odczytują   zarówno   płyty   CD   jak   i   DVD.   Pojedynczy 

napęd   ma   swoje   zalety   jak   i   wady.   Zastępując   dwa   napędy   jednym 

zaoszczędzamy   slot   5,12”   (w   niektórych   mniejszych   obudowach   nie 

znajdziemy   tyle   wolnej   przestrzeni   ,   płyta   główna   zasłania   miejsca 

przeznaczone   na   napędy   i   zamontowanie   drugiego   urządzenia   jest 

niemożliwe).   Jednak   w   przypadku   awarii   zostajemy   praktycznie   bez 

jakiegokolwiek czytnika optycznego, brak jest też możliwości tworzenia 

kopi   „on-the-fly”   (w   locie).   Combo   jest   obecnie   zastępowane 

nagrywarkami DVD.

30

background image

3. Technologie jutra

Szybki   rozwój   techniki,   coraz   większe   wymagania   i   oczekiwania 

użytkowników, ciągłe prace na udoskonalaniem jakości dźwięku i obrazu 

zmusiły do pracy nad znacznie pojemniejszymi nośnikami. Pojemność jaka 

oferują nam płyty CD wystarcza w prawdzie, jak na razie przy różnego 

typu   programach   i   aplikacjach   multimedialnych,   jednak   w   przemyśle 

filmowym,   który   najbardziej   przyczynia   się   do   rozwoju   nośników 

optycznych,   nie   wystarcza   już   pojemność   DVD.   Producenci   sprzętu   i 

nośników   starają   się   nam   udowodnić,   że   standard   DVD   jest   już 

przestarzały. Obecnie nawet 8,5GB na dwuwarstwowej płycie to za mało. 

W sklepach stało się już standardem, że ukazują się nawet kilkupłytowe 

edycje filmów . Dla zwykłego telewizora w zupełności wystarcza format 

który   oferuje   mam   standard   MPEG-2   (720x576),   jednak   już 

siedemnastocalowy panel LCD pracuje w rozdzielczości 1280x1024. Bez 

wątpienia wzrost rozdzielczości niesie za sobą znacznie większe rozmiary 

plików   multimedialnych.   Podstawą   do   prac   nad   nową   technologią   było 

odkrycie   niebieskiego   światła   lasera   służącego   do   odczytu   informacji   z 

płyty.  I w tym przypadku mamy do czynienia z tworzeniem oddzielnych 

standardów jednowarstwowych płyt typu Blu-Ray (25GB) lub HD-DVD 

(15GB).  

31

background image

Rysunek 4   Źródło: www.cdrlab.pl/article_strona_1686_1.html

Blu-Ray: specyfikacja tego standardu została opracowana w połowie 

2002r.   Przez   zastosowanie   światła   lasera   o   długości   450nm   (niebiesko-

fioletowego)   otrzymano   nośnik   jednowarstwowy   o   pojemności   27GB, 

trwają   prace   nad   stworzeniem   drugiej   warstwy,   wtedy   pojemność 

sięgnęłaby   nawet   do   50   GB.     Koncerny   filmowe,   które   zamierzają 

wydawać   swoje   filmy   w   tej   technologii   to:   20th   Cenrtury   Fox,   Sony 

Pictures, MGM. Pierwsze urządzenie pojawiły się w Japonii pod koniec 

2003 roku, jednak jak każda nowa technologia, sporo kosztują. Za Ostatnio 

zaprezentowaną   stacjonarną   nagrywarkę   Blu-Ray   (z   wbudowanym 

dyskiem twardym 160GB i cyfrowym tunerem satelitarnym) – Sharp BD-

HD100 musimy zapłacić 280.000 JPY (po przeliczeni na złotówki 8.300 

PLN).   Płyty   Blu-Ray   jednokrotnego   zapisu,   mieszczące   23GB   danych 

(120min w standardzie HD Video), marki Mitsubishi kosztują 2.715 JPY 

(80 PLN).   

32

background image

Rysunek 5   Budowa płyt DVD i Blu-Ray

HD DVD (High Definition DVD) to system opracowany w połowie 

2004 roku przez firmy: Toshiba, Nec, JVC. Przewagą HD DVD jest to, że 

zgodnie   z   założeniami   producentów   na   nowych   odtwarzaczach   będzie 

można oglądać także stare filmy zapisane w formacie DVD. Korekcja dla 

HD-DVD zawiera podobnie jak w przypadku płyt DVD bloki z kontrolą 

parzystości kolumn i wierszy - PI (Parity Inner) oraz PO (Parity Outer) . 

Jedyna   różnica   względem   dysków   palonych   czerwonym   laserem,   to 

33

background image

powiązanie kolejno dwóch sąsiadujących ze sobą bloków w jeden duży dla 

HD-DVD

Użytkownik   zastanawiając   się   nad   wyborem   sprzętu   uwzględnia 

wiele cech produktu. Jednakże głównie decydują: jakość, ilość i cena. W 

przypadku  spełnienia  zapowiedzi  cenowych  przez  obóz  promujący  HD-

DVD   –   dla   amatorów   obrazu   w   wysokiej   rozdzielczości   korzystniejsza 

ekonomicznie jest właśnie ich oferta. Wytwarzanie nośników Blu-Ray Disc 

jest   kosztowne,   gdyż   wymaga   zastosowania   całkowicie   nowych   linii 

produkcyjnych,   a   odsetek   wadliwych   krążków   wynosi   aktualnie   30%. 

Natomiast   płyty   HD-DVD   są   tak   bardzo   zbliżone   konstrukcyjnie   do 

obecnie produkowanych dysków DVD, że koszt budowy linii produkcyjnej 

wzrasta   o   10%   względem   tej   dla   płyt   4,7GB,   ponadto   odpady   z 

wyprodukowanych aktualnie nośników HD-DVD stanowią 10%. Koszty to 

jednak nie wszystko, liczy się również pojemność oferowanych nośników. 

W przypadku   Blu-Ray pojemność waha się od 23,3GB (dla pierwszych 

nagrywarek firmy Sony) do 50GB w przypadku gdy mamy do czynienia  z 

nowymi nagrywarkami Panasonic oraz dwuwarstwową płytą Blu-Ray Disc 

(co pozwala na utrwalenie 4,5 godzin transmisji satelitarnego, cyfrowego 

przekazu   HDTV).   Na   płycie   HD   DVD   pomieści   się   zaledwie   30GB 

danych.    Najważniejszym   czynnikiem   hamującym   rozwój   nowych 

technologii   jest   oczywiście   „zaporowa”   cena   nowości.  W   celu 

popularyzacji   nowych   standardów,   największe   wytwórnie   filmowe 

zapowiedziały,   iż   wkrótce   pojawią   się   liczne   tytuły   największych 

przebojów   kinowych.   Ponadto   stopniowo   będzie   poszerzana   oferta 

nadawców   cyfrowej   telewizji   HDTV,   co   zaowocuje   zakupem   nowych 

odbiorników.   Dla   Europejczyków   okres   przejściowy   będzie   długi   i 

dostosowany   do   potrzeb   rynku.   Tymczasem   w   Stanach   Zjednoczonych 

wręcz   ustalono   terminy   przechodzenia   na   nowe   cyfrowe   technologie 

przekazu   TV   z   jednoczesnym   zaprzestaniem   nadawania   audycji 

34

background image

analogowo. Przejście na bardziej pojemne nośniki może przyspieszyć także 

rozwój gier komputerowych. Standard Blu-Ray ma zostać wykorzystany w 

nowej odsłonie popularnej konsoli do gier – Playstation 3.

Rysunek 6 Źródło http://www.cdrlab.pl/article_strona_1686_2.html

35

background image

4.

Podsumowanie i zakończenie

.

W   niniejszej   pracy  starano   się   przedstawić   zasadę   działania 

czytników   optycznych   oraz   przybliżyć   metody   wykorzystywane   przy 

odczycie   najpopularniejszego   medium   w   dzisiejszych   czasach   jakimi   są 

płyty   kompaktowe.   W   pracy   tej   nacisk   położono   na   sposoby   odczytu, 

pominięto   całkowicie   problematykę   urządzeń   służących   do   zapisywania 

zarówno płyt CD jak i DVD. Poruszono także temat kierunków rozwoju 

nośników optycznych. Naukowcy cały czas opracowują nowe standardy i 

formaty. Dążymy do coraz doskonalszej formy przechowywania danych. 

Zastanawiające jest ile jeszcze będzie w stanie pomieścić srebrny krążek? 

Mając   na   uwadze,   że   niedawno   standardem   przechowywania   i 

przenoszenia informacji był dyskietka o pojemności 1,44MB, później płyta 

CD   i   DVD,   a   w   niedalekiej   perspektywie   zawita   do   naszych   domów 

standard Blu – Ray lub HD DVD, postęp tej technologii jest imponujący. 

Jaka jest granica pojemności krążka o średnicy zaledwie 12cm? Okaże się 

pewnie w najbliższym czasie.       

36

background image

BIBLIOGRAFIA:

[1] 

Zdzisław Dec, Robert Konieczny, „ABC komputera”, Edition 2000, 

Kraków 2002

[2]

Klaus Dembowski, „Warsztat komputerowy”, Robomatic, 

Warszawa 2000

[3]

Piotr Metzger, „Anatomia PC. Wydanie IX”, Helion, 

Warszawa 2004

[4]

Ł.   Ośmiałkowski,   „Igrzyska   standardów”,   KOMPUTER   ŚWIAT 

ekspert, 4/2003, str. 14

[5]

P. Szpecht, „Historia jednego krążka”, KOMPUTER ŚWIAT ekspert, 

1/2003, str. 68-69

[6]

W. Zych,  „Niebieskie GB”,  KOMPUTER ŚWIAT ekspert, 2/2005, 

str. 14

[7]

Marek Budny, „Krążki nie do zdarcia”, CHIP-Special 3/2000  - Pecet 

od środka (2)

[8]

Marek   Budny,   „Ocalić   od   zapomnienia”,   CHIP-Special   3/2000     - 

Pecet od środka (2)

[9]

www.chip.pl  -  Porady   dla   użytkowników   szybkich   czytników   CD-

ROM

[10] www.cdrlab.pl/article_strona_1686_1.html  -  Niebieskie   ostrza 

laserów – Blu-Ray i HD-DVD

[11] http://www.dysan.ab.pl – zasada działania CD

[12] http://gkrol.nex.com.pl/hardware/hardware.html - Budowa Cd

[13] http://www.cdrinfo.pl – Zasada działania DVD 

37