Optické  disky

Princip

CD ROM jsou používány tam, kde je zapotřebí velká kapacita dat. Naopak přístupová doba u těchto disků je větší než u klasických Winchester. pamětí. Data jsou na disk zapisována stejně jako u CD a mají i stejnou organizaci dat. Vzhledem k poměrně nízké ceně medií i jednotek a kompatibilitě od různých výrobců, lze očekávat rychlé rozšíření těcto ROM pamětí. Vývojem dalších technologií CD-ROMXA (eXtended Architecture) včetně zvyšování otáček (Double - 300kB/s, Tripple, Quad - 600kB/s, šestinásobné a od r. 1995  osminásobné,r. 1996 XM570x 12tinásobné, r 1997 16tinásobné a 24 a 32násobné - max rychlost 4,8MB/s) a tedy zvyšování přenosové rychlosti (nejdůležitější), snižování doby přístupu je rozšiřováno jejich uplatnění od pevných dat (sbírka zákonů ASPI, seznamy firem, telefonů) přes multimedia k zatím nejnáročnějším aplikacím záznamu fotografií u systémů Kodak Photo CD.

     Přenosová rychlost je u standadních CD-ROM 150kB/s u dubble CD-ROM 300kB/s (standard do r. 1995) a u Quad-Speed CD-ROM drive 600kB/s (standard od r. 1996) 6ti násobná a 8mi, 10, 11 ,12 má 12ti násobnou rychlost, tj. 1,8MB/s, 15 a 16ti (1.2 až 2,4MB/s)násobná rychlost. U mechanik s konstatními otáčkami je rychlost přenosu proměnná podle stop. Např u 24 násobné je rychlost pro vnitřní stopy jen 10,3 násobná, pro vnější 24 másobná.

     Přístupová rychlost je dána podle starších dokumentací jako doba potřebná pro přesun hlav o 1/3 rozsahu od okamžité polohy. Nyní se preferuje čas potřebný k roztočení na jmenovité otáčky plus střední doba náhodného vystavení. Tato doba je až 80ms.  Tento parametr není tak důležitý jako tok dat. Některé firmy ale stále uvádí dobu pro dosažení 1/3 rozsahu.

     Kapacita okolo 1GB. Firma Philips oznámla výrobu 6.7GB disků pro filmové aplikace (4.5h videa). Vyšší hustota je dosažena modrým (vlnová délka 450nm - průměr 1,2um) nebo ultrafialovým (vlnová délka 240nm - průměr 0,65um) laserem (nitrid galia), umožňující zmenšení paměťových bodů, a dvouvrstvou strukturou, z nichž horní je odrazná a dolní, snímaná druhým paprskem je rozptylová na "důlkách". Kombinací těchto technologií se očekává  zvýšení kapacity až desetkrát (1996). Rychlost přesuvu po záznamu je 1.4m/s.

     Interface: SCSI -univerzální pro všechny OS, drahý řadič (jeden pro 7 periferií.

                 IDE/ATAPI (AT Attachment Packet Interface) PR "IDE/ATAPI (AT Attachment Packet Interface)"  - paketové rozhraní pro připojení IDE- od r. 1994 umožňuje připojení 4 periferií (hard disky a CD-ROM), redukuje náklady nefunguje po OS/2, Unix atd., tj má omezení v multitaskingu.

                 Ablativní formát WORM PR "Ablativní formát WORM"   V ablativním režimu je laserový paprsek soustředěn na záznamovou vrstvu. Dochází tak ke zvýšení teploty, které způsobí odpařování vrstvy a vytvoření záznamu - jamky.

     Disky WORM (Write once Read Manytime) PR "WORM (Write once Read Manytime)"  umžňují uživateli zapisovat do volného prostoru disku data a tak si vytvořit vlastní ROM disk. Je to obdoba pamětí PROM. Kapacita těchto disků je řádově opět gigabyty a doba uschování dat je přes 20 let. Vzhledem k velké kapacitě je cena jednoho bytu na disku velmi malá.

 CD-R PR "CD-R"  jsou disky určené především pro zálohování dat, jsou to zapisovatelné (recordable) disky konkurující páskovým pamětem. Neumožňují automatické zálohování souborů větších než 650MB.

Přístupová doba je 300ms. (Rychlé).

Mají delší životnost media než pásky, ale menší než  CD-ROM. Stopy vytváří spirálu ze středu směrem ven. Body se vypalují laserem tak, že se vypalovaný bod zahřeje a vznikne na něm kulatá bublinka s menším indexem lomu. Laser je naváděn vodící drážkou. Proti UV záření jsou chráněny tmavozelenou barvou (starší), žlutozelenou a někdy i stříbrnou. Povrch musí být lesklý a čistý. Špína vadí zejména při nahrávání. Proto používat pouze vakuově balené CD a otvírat je až při nahrávání.

Vyšší náklady.

Menší kapacita.

 Mimo těchto optických disků jsou ještě velmi drahé a většinou ekologicky závadné přepisovatelné optické disky EOD PR "přepisovatelné optické disky EOD" . Data jsou zapisována a čtena laserovým paprskem za přítomnosti magnetického pole, kde dochází ke vzniku tzv. Kerrova jevu a nebo ke změně odrazivosti (amorfní nebo strukturovaný materiál ve čtené bodě).. Rozdíl při čtení a zápisu je v intenzitě laserového paprsku. Při zápisu a při mazání musí být intenzita taková, aby byla schopna změnit vnitřní strukturu amorfní látky tak , aby se změnila její odrazivost.

     Lineárně polarizovaný paprsek světla při průchodu určitými látkami stáčí svou rovinu. Tento jev se nazývá optická otáčivost a uvedené látky opticky aktivní. Úhel natočení záleží na vlnové délce světla, teplotě a mg. a el. poli. Při zápisu se mění struktura materiálu povrchu media. Obvykle se jedná o látky anisotropní, a tím při existenci vnitřního nebo vnějšího el. pole se mění rychlost světla v různych směrech a tedy i index lomu. Při čtení je tedy využitá změna idexu. Obdobně lze využít i změnu odrazivosti materiálu, která je proměnná v závislosti na nahrané informaci.

 

     Hustota záznamu u optických disků záleží na frekvenci laseru. Proto je snahou přecházet od červených laserů k zeleným a nyní (1995) se přechází průmyslově k modrým (5x vyšší hustota než zelený).

 

Vlastnosti disků

·      5,25“ zapisovatelné optické  disky  mají podle ISO kapacitu 1.3 GB nebo 650 MB.

·      3,5“                                                                                         230MB

·      otáčky 3600RPM na vnitřních stopách až 6360rpm

·      vzhledávací doba - seek time 29ms

·      SCSI (&SCAM level 1), ATAPI

·      >230kB (512kB) read ahead Cache

·      Transfer Date Burst 5 až 16,6MB/s (PIO 4) pro Synch, 3 až 10MB/s pro Asynch

·      Transfer Data Rate 2.28MB/s

·      Životnost disků je více než 10 let

·      Driver je často kombinován i pro WORM.

·      X faktor PR "X faktor" je skutečné znásobení rychlosti přenosu u mechanik

     Rozvoj mikroprocesorů, zejména jejich rychlosti přináší potíže v komunikací s pamětmi. U operačních pamětí je situace řešena pomocí cash-í, které pomáhají tuto situaci vyřešit. U vnějších, nonvolatilních pamětí je rozdíl rychlostí ještě větší a je dán existující technologickou mezerou.

Organizace disku

Zapisovatelné disky

Základní jednotkou je 1minuta záznamu plnohodnotného stereo signálu. V prodeji jsou disky

·      74 min průměr 120 mm

·      63 min průměr 120mm

·      21 min průměr 80 mm

Data mohou být zaznamenána 3 způsoby

1.  Mode 1, 2048 BYTE/SECTOR (STANDARD) - MSCDEX podporuje jen 2048B

2.  Mode 2, 2352 B/sector

3.  Audio , 2352 B/sector

Každá sekunda obsahuje 75 sektorů.

Každý sektor obsahuje tedy asi 2kB, takže základní kapacita je  pro 74 min 650MB.

Soubory tak jako na pevném disku zabírají o něco větší prostor než je jejich velikost.

·      Žlutá kniha definuje začátek datového záznamu až po 2s. Tím se sníží kapacita o 300kB.

·      Zavaděč spotřebuje 6500 sektorů, tj. 13MB

·      Kořenový adresář  1 sektor

·      Tabulky cest        2 sektory

·      Popis media         2 sektory

·      Systém                 16 sektorů

·      Úvod a konec seance 4650 sektorů

tedy celkem asi 21MB služebních dat.

Celý disk může obsahovat 1 nebo více seancí. Každá seance zabírá celý počet  stop. Po uzavření seanse je její obsah zapsán do obsahu seanse. Pak je zapsáno ukončení, které umožňuje číst data. Při modifikaci obsahu pro multisesion (např. přidání seanse)  se znovu nahraje obsah staré seanse, přidají se nové soubory a změní odkazy.  Tyto úpravy jsou vidět následovně

·      CD-multi                                                                                                                   Mechanika normal  Pouze první seanse

·      CD-multi bez akualizovaného obsahu     Mechanika multi                  Pouze poslední (chybí odkazy)

·      CD Multi s aktualiz. odkazem                                            Mechanika Multi                  Poslední s propojením všech seancí

·      kódování  (modulace) 8 na 16 (obvykle 8 na 14) tj. zakódování 8 bitů na 16 bitů

Zapisovatelné disky jsou vhodné pro 6ti, 4 a 2násobné rychlosti.

Laser 650 nebo 780 nm.

CD Recordable File System

CDRFS PR "CDRFS"  neboli CD Recordable File System PR "CD Recordable File System"  spo49v8 ve yměně přístupu k informacím na disku. Disk se pak chovbá jako pevný disk, s tím, že nová data znepřístupní starší záznam. Během formátování se na disku vytvoří první session, do které se zapíše tzv. zapuštěný ovladač s automatickým instalátorem. Při čtení tohoto disku musí být tento ovladač automaticky zaveden do paměti počítače.

Prázdný disk po naformátování

  

 

  LI   PVD  System  SVD0  LO          PVD  SVD0

     1. session                               2. session                                  vnějšek disku

Každá datová oblast je začíná volací značkou PVD - Primary Volume Descriptor. Tato značka řídí přístup k souborům. Všechny informace o adresářích a souborech jsou  v SVD - Secondery Volume Descriptor. První session je navíc uzavřena  sekcemi Lead-In a Lead-Out (LI a LO). Takto naformátovaný disk nelze klasicky vypalovat.

V další fázi dochází vždy k zápisu do poslední otevřené session. Připíší se data a pak se opět uzavře  oblastí SVD, kde jsou informace o uložených datech ( pokud je soubor stejný je předcházející znepřístupněn.) Zároveň se tak vytváří prostor pro další session.  .

LI   PVD  System  SVD0  LO          PVD  SVD0        Soubor  SVD1  Soubor   SVD2

     1. session                               2. session

Po ukočení sesion se 2. session uzavře do LI a LO a připraví se session 3.

 

 

.

LI   PVD  System  SVD0  LO  LI  PVD  SVD0  Soubor  SVD1  Soubor   SVD2 LO

     1. session                               2. session                                                              PVD

                                                                                                                                  SVD2

                                                                                                                         3. session

Po zaplnění disku nebo zákazu zápisu se pustí funkce Write Protect, která poslední session uzavře do LI a LO , ale neotevře další session (nevytvoří se PVD a SVDx.

CD-RW

mají rychlosti 4-4 (zápis-čtení) nebo 2-6.

Mazání trvá 5minut, maže se celý spirálovitě zapsaný i nezapsaný disk.

Mechaniky jsou odlišné od CD ROM, poněvadž je u těchto disků menší odrazivost.

Mohou se připojovat jak po SCSI, tak i po ATAPI. (CD-R jenom SCSI).

Konstrukce a výroba

Konstrukce

U disků CD ROM do 12ti násobné rychlosti (včetně) [2]se používá technika CLV - Constant Linear Velocity PR "CLV - Constant Linear Velocity" , která znamená, že na vnějším okraji disku jsou otáčky pomalejší, aby rychlost zůstala konstantní. Při výskytu chyby se u některých  mechanik snižuje rychlost na dvojnásobnou nebo dokonce na jednoduchou.

Vnitřní Cache má obvykle velikost 256kB.

CAV PR "CAV"  Constant angle velocity PR "Constant angle velocity"  dodržuje konstantní otáčky. Tento systém řízení se  aplikuje na CD ROM i DVD s rychlostmi nad 12ti násobek základní rychlosti, tj pro disky s 15 a 16ti, 20 a 24 násobnou rychlostí [2]. Tento způsob ale zpomaluje tok dat při vnitřních stopách až na úroveň 10ti až 9ti násobných disků. Bohužel záznam se provádí od vnitřní stopy, takže maximální rychlost, která je na vnější stopě, na discích dosti často není dosažena.

Stejně tak se počítá s kombinací řízení CLV a CAV v tzv. PCAV PR "PCAV"  Partition CAV PR "Partition CAV"  systémech, kde např vnější stopy budou CLV a vnitřní CAV.

 

MMCD

Systém MMCD PR "MMCD"  má na jedné podložce naneseny dvě vrstvy. To umožňuje zvětšit kapacitu na dvojnásobek, tj na 7,4MB. První informační vrstva je polopropustná (nanesena tenká kovová vrstva) pro vlnovou délku 635nm ( 35% odráží a 65% propouští). To umožňuje bezchybné čtení i druhé vrstvy, která leží pod ní ve vzdálenosti 35um.

Záznam v systému MMCD nelze číst normálními mechanikami CD

Hybrid MMCD

Záznam v systému MMCD nelze číst normálními mechanikami CD, proto byl změněn materiál na polopropustné vrstvě tak, aby byl pro 635nm polopropustný a pro 785nm plně propustný. Pak lze tyto disky číst normální mechanikou v normální hustotě.

Super Density Disk SDD

·         Má délku záznamu 142min videa včetně 3 jazyčného doprovodu.

·         Záznam je proveden MPEG-2,

·         rychlost až 10Mb/s

·         7,5krát více dat než u klasického formátu - 5GB

·         apertura 0.6

·         vln. Délka 650nm

·         vzdálenost  stop 0,74um

·         pit 0,4um

·         modulace 8:16 (8 bitů je zak=odováno na 16 )

·         kapacita 18GB

·         doporučení Hollyvood Digital Video Disc

·         podporuje Dolby (5+1), PCM , PAL, NTSC

Snižování tloušťky disku vede ke zmenšení pevnosti. Proto bylo navrženo sendvičové uspořádání“ disk je složen ze dvou polovin o tloušťkách 0.6mm. Informace je čtena z obou stran.

Každá strana je pokryta odrazovou vrstvou

 

Dual Layer SD

je obdobné konstrukce jako Super Density  Disk, ale informace se čte z jedné strany. Dosažení kapacita je 9GB

 

Rozdíly AUDIO a ROM

1.    Přístupová doba

2.    Zabezpečení opravným kódem ECC místo PQ kódu u audio

3.    interface mezi mechanikou a počítačem

4.    použití ochranných pouzder caddy.

 

Činnost

Laserový paprsek zaostřený na pit je od nich odrážen s různým rozptylem a snímám přes odraz polopropustného zrcadla fotodiodou . Výsledný signál (14ti bitový využívající ale jen 267 stavů) je demodulován (Reverse EFM -zpětná modulace ze 14 na 8 bitů), je rekonstruován tzv.  prostorovým prokládáním bytů   a dekódován (Reed-Solomonův opravný kód). Následují 3 bity na odstranění šumu. A zlepšení synchronizace.

CD je rozdělen na Large Frame - velké sektory, které se dále dělí na íá malých sektorů - Small Frame.

V modu 1 jsou data upraveny 276bitovým opravným kódem ECC (Error Corection Code) a tento zapsán do prostoru určeného pro PQ kód,- kapacita disku je 660 MB, velikost sektoru je 2048B, rychlost 150kB/s

v módu 2 je tento prostor doplněn dalšími daty a tím je sektor dat zvětšen na 2336Bytů, tedy celkově na  téměř 700 MB. Opravitelnost chyb je na nižší úrovni než u Mode 1. Rychlost 171kB/s.

Připojení k PC je obvykle přes

·         SCSI rozhraní,

·         zvukovou kartu

·         paralelní port - u levnějších . toto řešení zpomaluje tok dat na polovinu,

·         přes SDX PR "SDX"  rozhraní.

Pro CD ROM je podstatná přístupová doba na rozdíl od audio CD. Je zkrácena pod 200ms . Navíc jsou mechaniky vybavovány Cache, která je výhodná pro čtení malého počtu sektorů (obvykle 256) .

Přenosová rychlost základní verze je nízká, což je pozůstatek Audia. (150kB/s). Je dostatečná pro audio (100kB/s) ale nestačí pro video TV (20MB/s)

Poněvadž nelze jako u audia  doplňovat ztracená data je nutné chránit disky před poškozením. Proto se štěrbina mechaniky (caddy) uzavírá i po vsunutí disku  (u lepších a dražších mechanik). Dále tyto mechaniky mají uvnitř zabudovaný štěteček, který po každém vyjmutí CD čistí optiku..

 

 Kompatibilita

Všechny mechaniky odpovídají žluté knize Philips/Sony, která určuje fyzický formát CD-ROM a ISO 9660,který popisuje strukturu a formát dat. Navíc jsou indiferentní k OS. Poněvadž jsou odvozeny od CD-DA tj audio CD, lze na mechanikách CD přehrávat i audio CD. Převod digitálních dat na analogové se děje až v jednotce CD.

·         CD-I (Interactive) uvedený v r. 1986 umožňuje kromě záznamu zvuku také záznam videosekvencí a současné přehrávání, ale nedovoluje záznamy  textů a grafických dat. Je především určen pro přehrávání obrazu na TV a zvuku na stereopřehrávači.  Poskytuje až 74 mim záznamu.Na CD-I je umístěn vlastní OS zvaný RTOS. Pomocí jeho lze jej přes speciální kartu přehrávat v PC . Tato speciální karta obsahuje celou reprodukční elekroniku včetně dekomprese a řízení. Tento formát nepodporují všechny jednotky CD.

 

CD-ROM-XA (eXternal Architecture) Jednotky CD mají interface SCSI, nebo se připojují na IDE konektor (na primárním řadiči smí být jen jeden disk, jinak se musí napojit na sekundární řadič disků) nebo přes zvukové karty. (Viz Multimedia) Pokud není kupován celý kit je problém spojení zvukové karty s CD (nenormalizované konektory.)

·         vychází ze žluté knihy a obsahuje i prvky zelené knihy (CD-1). Obsahuje formát pro stránkově a dokumentově orientované soubory, text, grafiku, zvuk a video. Je schopna práce v reálném čase . To znamená, že vhodným střídáním (interleave zvuku a dalších formátů) a posunutím zvuku a videa nevznikají žádné čekací doby.  Rozlišujeme  2 formáty zvuku: Level B umožňující 4hodiny stereo reprodukce a Level C umožňující 8 hodin stereo.

      Pro záznam používá kompresi dat (komprese ADPCM, mechanika musí být         vybavena vyrovnávací pamětí a dekodérem ADPCM).

      Sektory pořízené v  v Mode 2 nemusí být čitelné ve všech mechanikách.

CD-ROM-XA lze přehrávat na mechanikách CD-I,pokud na discích je umístěn OS                                                             RTOS. Výrobek pak má název Bridge-Disk

·         Photo CD PR "Photo CD"  Compakt disk podle standardu XA, popsán komprimovanými obrazovými daty Truecolor a je později doozvučitelný, odpovídá XA. Užívá se pro uložení fotografií. Na disk lze uložit 100 snímků. Mechanika musí být označena Photo-CD multisession. Obrázky mohou být uloženy s různým rozlišením

·         128x192                          Base/16                     pro kontrolní obrázky

·         256x384                          Base/4

·         512x768                          Base                          pro TV, 600dpi

·         1024x1536                      4 Base                       tisk, zvětšování

·         2048x3072                      16 Base                    

·         CD-Extra ( dříve CD+) PR "CD+"  využívající technologie multissesion firem  Philips a Sony bude pracovat jak na PC , tak i na AUDIO přehrávači. Byl vyvinut pro Windows95 a využívají 32 bitového audio systému jako je AutoPlay. CD-extra umožńují přístup k datům při přehrávání na audio přehrávači

·         Další typy jsou CD-V , CD-V ED a CD-V LP. Jsou to ojedinělé typy s průměrem disků  12cm(standard), 20 nebo 30cm. Záznam je z obou stran. CD-EB má průměr 8cm.

·         MMCD - MultiMedia CD viz samostatná kapitola

·         Hybrid MMCD

·         HFS hybridní sdílený CD, který je používán zejména na Mac. Lze vytvářet na CD-R discích

·         SDC Super Density Disc

·         Dual Layer SD DVD Digital Video Disk PR "DVD Digital Video Disk"

 

DVD

Má proti klasickým CD zvýšenou kapacitu danou především zvýšením frekvence světelného paprsku. Změna z infra červeného na  jasně červenou se zmanšila plocha pitche a tím kapacita disku na 7mi násobek. Tenčí paprsek si vyžádal i poloviční tloušťku plastové vrstvy, takže se jednoduché DVD lepí ze dvou kotoučů, aby se dosáhlo stejné mechanické pevnosti a tloušťky. To umožnilo zvýření počtu aktivních vrstev na 2. Zaostřování PR "Zaostřování"   jak DVD vrstev tak i klasických CD stejným laserem se provádí změnou ohniskové vzdálenosti (odpadají mechanické díly). Ta se mění pomocí asférické čočky s holografickým prvkem.

·         Dual Layer SD DVD Digital Video Disk PR "DVD Digital Video Disk"  [2] nebo také Digital Versatile Disk PR "Digital Versatile Disk"  má nosiče klasického

·         formátu (12cm (4,75“), 1,22mm) je  novým standardem pro optickou digitální paměť. Používá lasery

·         červené barvy 650 a 635nm. Hlavy jednotek musí ale být schopny emitovat záření i v infračervené barvě pro klasické CED,

·         Datový tok je 4692 kB/s= 3500+3*384+4*10 - tj jeden obrazový + 3 zvukové kanály a 4 verze titulků. V březnu 97 byla uvedena DVD s dvojnásobnou rychlostí 2,75MB/s

·         hustota záznamu je přibližně 3násobná,  a tedy pro stejnou rychlost přenosu  CD musí mít 3krát větší otáčky.

·         interface  EIDE a SCSI

·          

Rozlišujeme

·         DVD Video - má kapacitu 4,7GB a lze přehrát 133min filmu v MPEG2 PR "MPEG2"  s 4kanálovým dolby zvukem nebo 8ti normálními kanály, 32 titulkovacích stop, podpora širokoúhlého TV formátu (16:9). Pro oboustranné disky je kapacita dvojnásobná. První přehrávače spojující funkci  videorekordéru,audiopřehrávače

·         DVD ROM - rozměr 12,5“, ATAPI nebo SCSI-2,rychlost 1350kB/s (9ti násobná), otáčky od 570 do 1390/min.kapacita

·         DVD jednostranný, jednovrstvý  4,7GB

·         DVD jednostranný, dvouvrstvý   8,5GB

·         DVD dvoustranný,  jednovrstvý  9,4GB

·         DVD dvoustranný,  dvouvrstvý  17,0GB

·         DVD - R kapacita (1997) 3,8GB. Použitý princip je stejný jako u CD-R, ale substráty jsou tenčí 0,6mm.

·         DVD-RAM přepisovatelný disk o kapacitě 2,6GB (1997). DVD-RAM je založen  na technologii změny fáze. Materiál je buď v amorfním tvaru  nebo krystalické fázi (nenahraný disk, 0) . Norma z r. 1997 mluví o obustranném disku s kapacitou 2.6MB na každé straně. Stopy vytváří pozvolné meandry- tato techologie se nazývá Warbling PR "Warbling" . Technologie změny fáze má být v budoucnu nahrazena  technologií MO7 PR "MO7" , která umožní kapacitu disku zvýšit na  7GB.

 4,7GB (říjen 1997) s laserem 635 až 650 nm stopa 0,6um.

 

Technologie

	CD	DVD	Zvýš. Hustoty	Technologie
Rozteč stop	1,6um	0,74um	2,2	snížení tl. Disku z 1,2 na 0,6mm, konstrukce čočky
min. délka prohlubně	0,83um	0,4um	2,1	z 780nm na 650nm
účinnost modulace	8/17	8/16	1,7	nová modulace korekce chyb
efektivnost formátu	0,6	0,85	1,4	stabilita zdroje
kapacita	688MB	4,8GB	6,8

 

DVD má záznam na spirále s malým stoupáním.

DVD podporuje dva systémy pro kódování zvuku

·      Dolby Surround AC-3 PR "Dolby Surround AC-3" , který rozkládá zvuk do 5ti směrových kanálů a jednoho basového nesměrového kanálu (subwooferu)

·      MPEG-2 Audio  rozlišuje  též střední pravý a střední levý kanál.

 

Tabulka schopností jednotlivých drivů zapisovat nebo číst na mediích.

 

Media/ zařízení	CD ROM	CD-R	CD-RW	DVD-ROM	DVD-R	DVD-RAM
CD ROM	read	R	R	R	R	R
CD-R	read	R/W	R/W	R	R	R
CD-R2	read	R/W	R/W	R	R	R
CD-RW	read	R	R/W	R	R	R
DVD-ROM				R	R	R
DVD-R				R	R/W	R/W
DVD-RAM				R	R	R/W

 

Analog protection systém

Analog protection system PR "Analog protection system"  neboli analogová ochrana proti kopírování je založena na  na obvodech typu Macrovision PR "Macrovision" ,  který umožňuje přenos črychle modulovaného obrazového signálu společně se zatmívacími impulsy z kompozitních a S-video výstupů. Tento přenos neumožní správné nastavení nahrávací úrovně a překopírování je méně kvalitní. [1]

Copy Generation Managment Systém PR "Copy Generation Managment Systém"  CGMS PR "CGMS"

je velmi jednoduchou ochranou proti digitálnímu kopírování pomocí potvrzení možnosti kopírování. Disky, které obsahují @ nemohou být kopírovány.[1]

Content Scrambling System PR "Content Scrambling System"  CSS PR "CSS"

je další ochranou dat na disku. Přehrávače jsou vybaveny odpovídajícím dekódovacím zařízením, které upraví data před vlastním zobrazením a výměnou dekodovacích klíčů před zobrazením a nikoliv před ukládáním. [1]

Knihy formátů

Formáty CD jsou uspořádány do knih

1.  Červená kniha (Digital Audio)

je první standard a je určen pro zvukový záznam

·      CD audio (DA format)

·      f=44,1kHz, 2kanály ,

·      sektor=2352B a odpovídá 1/75s,

·      přenos je 176400B/s (single speed),

·      hrací doba max 74 min,

·      každá skladba na 1 stopě,

·       max stop (tracks)= 99

·      opravný kód EDC nebo ECC

·      CD+G

·      umožňuje ukládat i textová a grafická data, pro něž je v každém sektoru vyhrazeno 48B.

·      CD - MIDI (nepoužívá se)

·      v podkanálech jsou uložena data pro řízení MIDI

2.  Žlutá kniha CD ROM se sektorovým dělením určená pro uchování dat. Korekce chyb je mnohem propracovanější.

·      Mode 1 - (Režim 1) s opravou chyb

·      ISO 9660

·      úroveň 1

·      úroveň 2 a 3

·      mimo mezinárodní standardy

·      Mode 2 - (Režim 2) bez oprav chyb  nebo nízkým stupněm oprav

·      CD-ROM-XA

Žlutá kniha definuje

·      začátek datového záznamu až po 2s. Tím se sníží kapacita o 300kB.

·      Zavaděč spotřebuje 6500 sektorů, tj. 13MB

·      Kořenový adresář  1 sektor

·      Tabulky cest   2 sektory

·      Popis media   2 sektory

·      Systém                       16 sektorů

·      Úvod a konec seance 4650 sektorů

tedy celkem asi 21MB služebních dat.

 

1.  Zelená kniha Interakční disky - je zaměřen na multimedia, řeší problém synchronizací separátních audio a video stop. Zahrnuje zvuk, statické obrázky, animaci a full-motion (celoobrazové video). Nejstarší formát od Philips =>NEKUPOVAT CD firmy Philips. Mechaniky musí umět číst (např  většina disků Panasonic a Matsushita je NEpodporují)  a dále u  WIN 95 komprimované soubory MPEG   nejsou MSCDEX podporovány (i když MSCDEX pro Win3.xx ano)

·      CD-I

·      Formát 1

·      Formát 2

2.  Bílá kniha

používá MPEG pro video a CD-ROM XA pro audio. Od r.1994 nejužívanější formát. Umožňuje základní přehrávací funkce videa (dopředu,vzad,rychle, atd.)

·      Video-CD (nepoužívá se, nahrazena videokazetami)

·      Disky o průměru 12, 20, 30 cm vyžadují speciální přehrávač

·      malá kapacita

3.  Oranžová kniha zahrnuje

·      Photo CD

·      WORM

·      MO (magnetooptické)

·      CD - R může použít multisession (dohrávání disku)

Nejsou kompatibilní s CD přehrávači

4.  Další formáty

·      Smíšený disk (se zvukovými i datovými stopami)

·      CD-I Ready disk

·      Bridge disk

Shrnutí: Pro Photo CD standard Orange book v režimu multisession

                     Videonahrávky         White Book a Green Book plus XA

                      Zvukové CD             Red book

Komprimace

Při použití komprimace Microsoft Video 1 PR "Microsoft Video 1"  - formát AVI (Audio Video Interlieve) PR "AVI (Audio Video Interlieve)"  postačí k reprodukci jednotky s dvojnásobnou rychlostí. Je=li pohyb trhaný je vhodné doplnit grafiku urychlovací grafickou kartou pro AVI.

Další a dokonalejší způsob komprimace je MPEG PR "MPEG" . Pro slušné přehrávání stačí 486DX2, protože dekomprimace se děje na kartě MPEG.

Při čistě softwareové komprimaci PR "softwareová komprimace"  je zapotřebí Pentium100.

Korekce chyb

U audio disků mohl být výpadek dat až 2,5mm dlouhý (1/4 disku je určena pro informace pro korerkci chyb). Pro datové záznamy je tato oblast  kratší, tvoří jen 1/10 kapacity disku. Tato oblůast ale není u všech typů disků. Pro opravu chyb je vestavěn do jednotky počítač. Některé jednotky při chybě snižují rychlost &)na dvojnásobek- Plextor, nebo dokonce na základní rychlost. Chybou některých jednotek je, že už rychlost zpět nezvýší. Některé jednotky dokonce vadný sektor čtou stále dokola - Sony CDU76S, Mitsumi FX400 a Torisan CDR.

Pokud je disk bez chyb jednotky čtou plynule.

·          

Software

Jednotka CDROM potřebuje kromě ovladače i soubor MSCDEX.EXE. Tento musí být nainstalován v  AUTOEXEC.BAT. Ovladač MSCDEX.EXE PR "MSCDEX.EXE"   umožňuje komunikaci OS s CD.Potřebný software je dodáván na přiložené disketě k jednotce CD.

Automaticky CD nainstaluje jako první volný disk. Jinak je nutné přidat parametr /L:X , kde X je jméno disku. Pro DOS 5 je vhodná verze 2.21, DOS 6 verze 2.22 a DOS 6.2  verze 2.23

MSCDEX podporuje sektory pouze o velikosti 2048B.

Často je zapotřebí i v CONFIG.SYS ovladač pro danou mechaniku mechaniku instalovat ručně. Pak je nutné ho dát do UMB Memory.  Stejně tak i MSCDEX je nutné zavádět do UMB. Aby SMARTDRIVE PR "SMARTDRIVE"  rozpoznal jednotku je nutné ho instalovat až po ovladačích.

.

Plná kapacita je BIOSu přístupná přes LBA nebo lze disk nakonfigurovat jako dva disky 512MB nebo přes ovladač nainstalovaný v CONFIG.SYS.

Pro Windows NT musí mít řadič vlastní bootování schopnou ROM-BIOS.

 

Pro přehrávání nejzákladnějších formátů CD (CD Video, CD-I, CD-XA) je zapotřebí SoftPack nebo VMPEG.

Výroba

Postup při výrobě je stejný jako u audio CD.

Foto cestou (laserem) se nanese na skleněnou desku pokrytou fotocitlivou vrstvou obsah disku.  Toto osvětlování odpovídající pitům (nula) se provádí spirálovitě od středu. Po vyvolání a postříbření se galvanicky vyrobí matrice pro hromadnou výrobu.

CD disky jsou pak opatřeny krycí ochrannou vrstvou. Její tloušťka má vliv na poruchovost díky škrábancům. (Čím tlustší tím je paprsek čtecího laseru rozostřenější- a tím menší vliv ).

Připojení

Jednotky CD mají interface SCSI, IDE, nebo se připojují přes zvukové karty. (Viz Multimedia). Od roku 1997 též pomocí rozhraní SDX PR "SDX"  Storage data Acceleration PR "Storage data Acceleration"  

Starší jednotky IDE se prodávaly se speciální řadičovou kartou, protože různí výrobci mají různé rozhraní.

Při připojení přes zvukovou kartu PR "zvuková karta"  výrobci těchto karet řešily rozličnost rozhraní integrací konektorů - Mitsumi, Panasonic a Sony. (Viz Multimedia) Pokud není kupován celý kit je problém spojení zvukové karty s CD (nenormalizované konektory.)

ATAPI PR "ATAPI"  zobecnilo rozhraní tak, že se disky obejdou bez zvláštních karet. Pak je ale nutné zapojit CD jako slave disk PR "slave disk" , kdežto hard disk jako master. Pokud je CD jako třetí disk, pak se musí použít druhá karta řadiče, nakonfigurovaná jako sekundární řadič PR "sekundární řadič" . Tento problém je vyřešen u EIDE řadičů.

SCSI PR "SCSI"  řadiče jsou výhodné, kde se počítá s více disky (7). Tento řadič odstraňuje také problémy s připojením na OS2 nebo Unix.

SDX PR "SDX"  Storage data Acceleration PR "Storage data Acceleration"  [1],[2] je připojení CD disku přímo na Hard disk (později i dalších zařízení)  pomocí 10ti (2x5) pinového konektoru. CD je připojen přes vnitřní 133MB buffer (vyhrazená část na Hard disku) na rychlý disk. Pro BIOS je Hard disk zapojen jako master, CD jako rychlý slave.   Na slave pozici tohoto IDE poru ale už nejde napojit jiné zařízení. Připojením přes buffer na rychlý IDE zrychlí i činnost CD u některých programů. Toto je první krok k zastavení nesmyslného zvyšování rychlostí CD, které je od 16ti násobné rychlosti již na úkor spolehlivosti, tichosti zařízení atd.

Rychlost přenosu je pak limitována rychlostí mezi diskem a periferii a to na 8,62MB/s (což by odpovídalo mechanice s 32násobnou rychlostí)Pro Ultra DMA  to bude rychlost 33MB/s..

SDX urychluje zejména aplikace běžící v reálném čase.

Cena by měla být nižší než klasicj´kého CD, protože je jednodušší.

Údržba

Disky se musí utírat měkkým hadříkem a to radiálně, nikoliv do kruhu. Škrábance radiální lze korigovat, kdežto tangenciální ne.

Záznamová vrstva je těsně pod popisem, takže se nesmí používat rozpouštědla a nesmí se popisovat na potištěnou stranu.

CD Měniče

U serverů je často zapotřebí  měnit CD disky. Proto jsou některé vybaveny měniči CD. Tyto měniče CD PR "měniče CD"  vyžadují buď disky zasunuté

·      v zásobnících, nebo

·      přímo v několika zásuvkách, které se celé vyměňují tlačítky nebo myší

Přepínací doba mezi disky je cca 6s.

CD-R jednotky

Umožňují záznam na CD-R disky. Připojují se k PC s OP 16MB, a minimálně Pentium 90 na Windows 3.11 a výše přes SCSI2.

Nahrání jednoho disk trvá cca 15 min.

Podporují formáty CD-DA, CD-I, Video CD, CD/ROM (Mode 1), CD-ROM-XA (mode 2, Form 1&2), CD-Extra (dříve CD-plus), CD Bridge, Enhanced CD, Photo CD, Video CD a HFS.

Rychlost zápisu i čtení 4x/4x, 2x/6x- burst rate 10MB/s, PIO mode 4 (16.6MB/s)

Přístupová doba  220ms

Buffer 512kB

Záznamové módy

·      Disk at once

·      Track at once

·      Track multi-session

·      track incremental

·      variable or fixed packet writing

PD/CD ROM

PD/CD ROM PR "PD/CD ROM"  mechaniky umožňují kromě klasického čtení z CD ROM na speciální optický disk uložený v kazetě zapisovat data až do kapacity 65OMB. Tato kazeta je libovolně přepisovatelná. Tyto disky nelze číst v klasické CD mechanice.

Přenosné CD

CD ROM Discman

Discman PR "Discman"  je připojitelný do PC card slotu II nebo přes paralelní port. Umožňuje také funkci audio CD ( má patřičná tlačítka pro hraní, přetáčení atd). Lze k němupřipojit sluchátka a je vybaven linkovým výstupem. Baterie (4 tužkové accu) vydrží cca 2hodiny činnosti CD ROM nebo 12hodin Audio.

Software

WinOnCD 3.0 podporuje všechny běžné formáty pro 32 bitové aplikace.