«ТЕХНОЛОГИИ ОПТИЧЕСКИХ ДИСКОВ»
              
                   САВИНА ВАЛЕРИЯ  г. ВОЛЖСКИЙ
                           10 кл. Кадетская школа
                           План :
1.    Введение …………………………………………...…..….2
2.    Лазерные накопители CD-ROM, CD-R и CD-RW…….3
2.1  Лазерные накопители CD-ROM…………………...…....3
2.2  Диски CD-R …………………………………….…….….....7
2.3  CD-RW накопители на перезаписываемых дисках....11
3.    Накопители DVD-ROM, DVD-R, DVD-RW и др. ……..13
4.    Форматы DVD……………………………………………..16
4.1  DVD-R…………………………...………………………….16
4.2  DVD-RW……………………………………………………19
4.3  DVD-RAM…………………………………………………..22
4.4  DVD+RW……………………………………………………23
4.5  DVD+R……………………………………...………………24
5.    HD DVD или Blu-Ray – война форматов……………...25
6.    Перспективные разработки……………………………..27
6.1   AHD, HVD, AO-DVD, DMD………………..………….….27
6.2  Флуоресцентный многослойный диск FMD-ROM…...29
7.    Вопросы….………………………………………………...35
8.    Литература………………………………………………...38
1.   Введение
 
   В конце 70-х годов прошедшего века две компании, Philips и Sony, серьезно заня­лись вопросом цифрового звуковоспроиз­ведения. Они приступили к разработке но­вого типа носителей, базирующихся на оп­тической тех-нологии записи и считывания данных, который был приз-ван прийти на смену виниловым грампластинкам. В ре­-           зультате в 1982 г. появились привычные нам сегодня музыкальные компакт-диски CD Digital Audio (CD-DA), спустя два года вышли и компьютерные CD-ROM. Их ха­рактеристики были определены исходя из поставленной первоначально задачи — за­писи музыки. С этим связан выбор концен­трической дорожки (собственно, как и на грампластинках), более пригодной для по­следователь-ного, а не для произвольного доступа к данным, характер-ного для ком­пьютерных систем. Емкость дисков, перво­на-чально составлявшая 650 Мбайт, была выбрана с точки зрения возможности запи­си 74 мин. музыки.
 Похоже, неожиданно для самих создате­лей новинка пришлась ко двору в ПК. Именно благодаря приводам CD-ROM воз­никло понятие «мультимедиа», в компьюте­рах платформы PC появились аудиофункции, пришли большие деньги в игровую индустрию. Технология развивалась, вслед за «штампованными» заводскими CD-ROM были созданы диски с однократной (CD-R) и многократной (CD-RW) записью.
 Дальнейшая эволюция технологий записи информации на оптические носители информации привели к созданию DVD приводов и дисков с возможностью записи еще боль-шего количества информации (до 17 Гбайт на двуслойный двусторнний диск). Предпосылкой для разработки такого типа оптических носителей, сначала называвшихся Digital Video Disc и потом пере­именованных в Digital Versatile Disc, что подчеркивает их универсальность, послу­жило желание вслед за музыкой «перело­жить на цифру» и фильмы.
 Следующим этапом развития технологий оптических дисков вероятно станет применение новых стандартов последнего поколения DVD с еще более высокой плот-ностью записи : HD DVD или Blu-Ray. Исход борьбы
между сторонниками  котрых пока неизвестен.
 В настоящее время наиболее интересной разработкой
является новейший тип носителей информации, под общим названием FMD ROM (fluorescent multilayer disk), то есть флуоресцентный многослойный диск с уже сегодня достигнутой вместимостью 140 Гбайт, что не является теоретическим пределом. К сожалению из-за высокой стоимости оборудования, реализующего технологии FMD, говорить об их практическом применении еше преждевре-
менно.
 
2.   Лазерные накопители CD-ROM, CD-R и CD-RW
2.1 Лазерные накопители CD-ROM
На диске CD-ROM промышленным способом записы-вается информация, и про­извести ее повторную запись невозможно. Наибольшее распространение получи­ли 5-дюймовые диски CD-ROM емкостью 670 Мбайт. По своим характеристикам они полностью идентичны обычным музыкальным компакт-дискам. Данные на диске записы-ваются в виде спирали (в отличие от винчестера, данные на котором распо­лагаются в виде концентрических окруж-ностей). С точки зрения физики лазерный луч определяет цифровую последовательность единиц и нулей, записан-ных на CD, по форме микроскопических ямок (пит, pit) на его спирали. Принцип считывания информации с оптичес-кого диска можно приближенно разбить на четыре этапа.
1.  Луч слабого лазера испускается лазер-диодом привода CD-ROM. Проходя через систему линз, он фокусируется на областях спирали данных компакт-диска, двигаясь по траекториям, задаваемым сервоприводом. Сервопривод служит для перемещения направляющей линзы.
2.  Луч производит считывание, отражаясь с различной интенсивностью от pit-слоя компакт-диска.
3. Отраженный луч возвращается, попадая в группу призм. Там происходит его преломление и отражение на фотодетектор.
4.  Фотодетектор определяет интенсивность светового потока и переправляет эту информацию к микропроцессору дисковода, который завершает ее анализ, пре­образуя в цифровую последовательность.
Основу компакт-диска диаметром 12 см и толщиной 1,2 мм составляет слой оптически чистой поликарбонатной пластмассы — это нижняя сторона подложка (back layer). На нее нанесен тонкий слои алюминия, придающий диску необходи­мые отражающие свойства. От окисления и механических повреждении его защищает лакировка. Поверх лакового слоя печатается этикетка диска.
 Главное характеристикой привода CD-ROM является скорость чтения данных, поднять которую можно только единственным способом - увеличением частоты вращения диска. Поскольку для CD-ROM изначально принята постоянная линей­ная скорость чтения (Constant Linear Velocity - CLV), то частота вращения диска является переменной величиной, обратно пропорциональной расстоянию от счи­тывающей головки до центра. Для первого поколения устройств со скоростью чтения 150 Кб/с (односкоростные, или 1Х) она лежит в диапазоне от 200 об/мин для внешней части дорожки диска до 530 об/мин для внутренней. В следующих поколениях частоты вра-щения, а с ними скорость чтения, просто увеличивались в целое число раз (двухскоростные - 2 X, четырехскоростные - 4Х и т. д.).
Так продолжалось довольно длительное время, пока скорость высококлассных моделей не достигла 12Х (1800 Кб/с), а массовых - 8Х (1200 Кб/с). Для 12-скоростных моделей диапазон частот вращения составляет от 2400 до 6360 об/мин. Понятно, что 6360 об/мин - это очень боль-шая скорость для сменного но­сителя, которую технически трудно поддерживать. Еще труднее быстро раскрутить диск до этой скорости, если головка для считывания очеред­ной порции информации перескаки­вает, например, с внешней части дис­ка на внутреннюю. Время раскрутки накладывается на время перемеще­ния и для быстрого доступа должно быть минимальным. Трудности мно­гократно возрастают при попытке еще больше повысить частоту вращения, поэтому 12-кратная скорость являет­ся предельной для режима CLV.
Дальнейшее увеличение скорости чтения возможно только при отказе от режима CLV, поэтому в последую­щих моде-лях приводов CD-ROM все ведущие производители вместо «чи­стого» CLV начали использовать в той или иной мере режим с постоянной угловой скоростью (Constant Angular Velocity - CAV), в котором частота вра­щения постоянна (и близка к макси­мально возможной), а скорость чтения пропорциональна радиусу, Режим CAV используется либо для всей поверхности диска, либо комбинируется с CLV. Комбинированный режим, когда для централь­ной части диска используется CAV, для периферийной CLV, называют CAV| CLV, Partial CAV или Р-CAV.
Новые модели приводов CD-ROM позиционируются по максимальному значе­нию скорости чтения как 32-50-ти скоростные, что не дает, однако, адекватного представ-ления о реальном быстродействии.
Что касается расположения информации на диске, то следует учитывать, что, во-первых, заполнение диска начинается от центра, и, во-вторых, большинство дисков заполнены не полностью (в среднем только наполовину). То есть решающей для общего быстродействия является скорость чтения на внутренней части диска. На­пример, популярный тест CD-TACH при оценке скорости учитывает внутреннюю часть (0-215 Мб) диска с весовым коэффи-циентом 60%, среднюю (1215-430 Мб) -30% и внешнюю (430-615 Мб) - 10%.
Приводы CD-ROM высшего класса имеют скорость чтения для внутренней час­ти диска 12Х, массовые модели - 8-10Х. Скорость чтения внешней части достигает в некото-рых моделях 50Х.
Переход от режима CLV к режимам Р-CAV и CAV не потребовал от производи­телей особых затрат, так как максимальная частота вращения не увеличилась, и механическая часть, включая двигатель, не подверглась существенным изменени­ям. Поэтому цены на новые устройства, несмотря на значительно улучшенные па­раметры, остались на прежнем, весьма невысоком уровне.
Причем покупать лучше устройства со скоростями начиная от 24х. Несмотря на незначительный прирост реального быстродействия, только они поддерживают стан­дарт MultiRead, дающий возможность чтения перезапи-сываемых дисков CD-RW.
Появившиеся на рынке в 1997 году 24-скоростные CD-ROM работали по пол­ной CAV-технологии при частоте вращения диска 5000 об/мин., и скорость считы­вания данных у них лежала в пределах от 1,8 до 3,6 Мбайт/с. При 50-ти кратной скорости, как у самых новых накопи-телей, частота вращения достигает 12 тыс. об./ мин., что пока не используется даже в самых современных жестких дисках. Поток данных при этом составляет 7,2 Мб/с.
Однако шум, издаваемый приводом на таких скоростях не выдерживает никакой критики. Дошло до того, что некото-рые пользователи стали выбирать дисководы 24-32х. Пусть немного медленнее, зато тихо. Кроме того, появились специальные программы, позволяющие ограничивать скорость любого привода не более желае­мой.
Дисководы CD-ROM могут иметь различные интерфейсы. Подавляющее боль­шинство подключаются к обычному IDE выходу на материнской плате.
Несмотря на то что процесс установки привода CD-ROM с интерфейсом IDE весьма прост, стоит обратить внимание на следующие моменты. Как известно, лю­бой адаптер Enhanced IDE имеет два 40-контактных разъема, к кото-рым подключа­ются по два устройства: Primary Master и Slave и Secondary Master и Slave. По понятным причинам Primary Master - это всегда загрузочный жесткий диск (С:). Таким образом, привод CD-ROM может быть либо Primary Slave, либо Secondary Master, либо Secondary Slave. Итак, перед подключением кабелей питания, интер­фейса и аудио на задней стенке накопителя следует соответ-ствующим образом установить перемычки Master и SLave (но лучше всё же, подключить CD-ROM ко второму IDE, отдельным шлейфом).
2.2 Диски CD-R
 
Цены на средства записи компакт-дисков наконец снизи-лись (от 50$), а это значит, что теперь даже частное лицо может попытаться выпустить небольшим тиражом свой диск.
Чтобы записать один-единственный компакт-диск, семь лет назад потребовались бы це­лая комната аппаратуры, два квалифицированных специалиста и восемь часов работы. Се­годня, имея компьютер с записывающим дисководом CD-R, можно сделать диск менее чем за час. Аббревиатурой CD-R (CD-Recordable) обозначена технология однократной оптичес­кой записи, которую можно использовать для архивирования данных, создания прототипов дисков для серийного производства и для мелкосерийного выпуска изданий на компакт-дисках, записи аудио и видео. На CD-R, в частности, основана система Photo CD фирмы Kodak.
Назначение устройства CD-R - запись данных на компакт-диски CD-R, которые потом можно читать на накопителях CD-R, CD-ROM и CD-RW. До недавнего времени они использо­вались в основном для создания и тиражирования аудио-, видеодисков и дистрибутивов программного обеспечения. Однако, если посмотреть на эти устройства с иной точки зре­ния, то оказывается, что накопители CD-R - идеальный выбор в качестве устройства для архивирования данных.
Если говорить о скорости чтения/записи, то накопители CD-R сильно проигрывают тра­диционным накопителям на жестких магнитных дисках, имеют примерно одинаковые воз­можности с JomegaZip с интерфейсом SCSIn значительно превосходят JomegaZip с интер­фейсом LPT.
Скорость записи для недорогих моделей составляет 32Х, скорость чтения - 42-50Х. Не слишком высокие скорости записи связаны с определенными техническими трудностями. В моделях более высокого класса скорость записи доведена до 40 -50Х. Получение более высоких скоростей сопряжено со значительными трудностями, так как резко возрастают требования к стабильности меха-нического тракта.
Скорость чтения/записи, безусловно, важный, но не единственный показатель, который определяет выбор накопителя для архивации данных. Не менее важна удельная стоимость одного мегабайта хранимых данных. И носители CD-R здесь вне конкуренции - при объеме в 650 Мбайт эти диски стоят в розницу около 0,4$ за штуку, что дает рекордно низкую удельную стоимость одного мегабайта хранимых данных. Следует также отметить, что ком­пакт-диски более надежны при длительном хранении информации, чем магнитные носите­ли: последние весьма чувствительны к электромагнитным полям и ударным нагрузкам.
В любом компакт-диске данные кодируются и записываются в виде последовательности отражающих и неотражающих участков. При записи CD-R сфокусированным мощным ла­зерным лучом нагреваются небольшие области слоя красителя. Краситель передает тепло смежной с ним подложке, под действием которого она изменяет свои свойства и начинает рассеивать свет. В областях, не нагревающихся лазером, подложка остается прозрачной и при считывании данных пропускает луч. Последний проходит до металлического слоя, отра­жается от него и через подложку попадает на светочувствитель-ный датчик.
Хотя способы записи информации на обычные компакт-диски и на диски CD-R различны, результат мы имеем один и тот же - последовательность отражающих и неотражающих участков, которую может прочесть любой дисковод CD-ROM. При чтении диска на него направляет-ся маломощный лазерный луч, и светочувствительный датчик воспринимает после­довательность отраженных сигналов.
Еще один фактор, который необходимо учитывать, - режим записи. Существуют два ре­жима: односеансный и многосеансный. В односеансном режиме запись всего диска должна осуществляться за один проход без переры-вов. В многосеансном режиме данные записы­ваются за несколько сеансов, в результате чего информация на диске представляется в виде нескольких отдельных томов. Не все накопители CD-ROM способны читать диски, запи­санные подобным способом. Режим многосеансной записи позволяет записать часть дан­ных, остановиться, а затем продолжить запись.
Одно из достижений технологии записи CD-дисков — способ "записи пакетами" (Packet Writing). При использовании пакетной записи у пользователя создается полная иллюзия работы с обычным жестким диском: вы можете скопировать файл на диск, отредактировать или удалить его, создать еще несколько файлов на диске и т. д.
Для записи данных в пакетном режиме необходимо установить дополнительное про­граммное обеспечение — например, один из программных пакетов - Adaptec DirectCD или CeQuadrat PacketCD. При этом форматы пакетной записи Adaptec DirectCD и CeQuadrat PacketCD совместимы друг с другом — то есть диски, записанные с помощью одного пакета, могут быть прочитаны и дописа-ны с помощью другого.
При использовании этого режима, часть объёма лазерного диска становится недоступ­ной (остаётся около 550 Мб).
Данные, записанные в режиме Packet Writing на одном дисководе, не всегда будут читать­ся на другом. Так что об универсальности этого способа записи пока говорить не приходит­ся.
Одной из наиболее острых проблем, стоявших до недав-него времени перед разработчи­ками накопителей CD-R и CD-RW, была проблема возможной нехватки данных в буфере, приводящей к ошибке, именуемой Buffer Underrun. Причиной этой ошибки могут быть недо­статочная мощность компьютера или одновременное выполнение нескольких задач, из-за чего он не успевает доставлять в буфер такое количество данных, которое необходимо для обеспечения гладкой непрерывной записи. Ну а результат хорошо известен тем, кто с Buffer Underrun сталкивался не понаслышке, — диск становится непригодным для записи.
Указанная ошибка по определению не может возникать, если объем записываемых дан­ных не превышает емкости буфера. Однако вряд ли разумно увеличивать объем буфера до 650 Мбайт. Другое решение проблемы — технология BURN-Proof, которая становится все более популярной у производителей устройств CD-R и CD-RW. Суть ее заключается в том, что, постоянно контролируя содержимое буфера, CD-рекордер может останавливать про­цесс записи, если объем данных в буфере резко падает (в типичном случае — до отметки 10% от макси-мальной емкости буфера). При этом устройство продол-жает запрашивать данные от компьютера и буфер может заполняться. Тем временем контроллер BURN-Proof определяет, где находится последний записанный сектор. Оптическая головка перемещает­ся в нужное место, и после заполнения буфера запись информации на диск возобновляется. Естественно, учитывается в технологии BURN-Proof и ограничение на расстояние между последним записанным и новым секторами. В соответствии со спецификациями "Оранжевой книги" оно не должно превышать 100 мкм.

4.2 DVD-RW

После создания записываемых DVD-R дисков, логичным шагом стало создание перезаписываемых дисков. Так появился DVD-RW, в девичестве известный как DVD-R/W или DVD-ER. Разработчиком этого формата снова стал Pioneer, поэтому нет ничего удивительного в том, что DVD-RW построен на тех же принципах что и DVD-R(G). Используется такой же лазер, с длиной волны 650 нанометров, диски имеют одинаковый формат. Единственное отличие в покрытии. Так же как и в обычных CD-RW в качестве отражающего слоя используются материалы которые могут многократно менять свои свойства (отражающую способность) под воздействием лазерного луча разной мощности. DVD-RW диски физически представляют из себя 80 или 120 миллиметровый оптический диск, толщиной 1.2 миллиметра. Теоретически, возможно создание двухсторонних DVD-RW дисков, но на сегодняшний день мне таких примеров не известно. Объём односторонних DVD-RW дисков составляет 4.7 гигабайта. По утверждению производителей DVD-RW дисков, они могут перезаписываться не менее 1000 раз. Сейчас известны три вида DVD-RW болванок. Первоначально появилась 1.0 версия. Для предотвращения копирования защищённых CSS дисков, эти болванки имели заранее выдавленную lead-in область. Оборотным эффектом этого стали проблемы с проигрыванием таких дисков на некоторых стационарных плеерах. К счастью, такие диски продавались только в Японии.
Для решения проблем с совместимостью, появились DVD-RW диски версии 1.1. Так же как и 1.0, они имели заранее записанную lead-in область, для предотвращения копирования защищённого материала. Но, на этот раз область записывалась стандартными средствами, а не выдавливалась, благодаря чему плееры понимают такие диски гораздо лучше. Большинство DVD-RW дисков, которые сегодня можно встретить в продаже, относятся именно к версии 1.1
Для защиты содержимого DVD-RW дисков, в природе существует B версия стандарта 1.1 Обычно такие диски называют просто DVD-RW диски В-типа. От простых эти диски отличаются тем, что в служебной зоне привода (BCA) записан уникальный 64 битный номер (disk ID). С помощью этого номера содержимое диска шифруется по 56-bit C2 (Cryptomeria) алгоритму. При проигрывании такого диска сначала читается disk ID, потом с его помощью расшифровывается содержимое диска. В общем, похоже на CSS, только попроще. При копировании такого диска копируется только содержимое, но не уникальный disk ID, поэтому проиграть скопированное будет нельзя.
При создании DVD-RW дисков самое пристальное внимание уделялось совместимости формата с существующими DVD плеерами и приводами. Однако, совместимости сравнимой с тем что удалось достигнуть на DVD-R дисках не получилось. Причина этого точно та же, что с CD-RW дисками, которые не читаются на многих старых приводах. Отражающая способность материала используемого в перезаписываемых дисках меньше, чем у просто записываемых, и намного меньше чем у штампованных. Это и сбивает с толку старые приводы.
Первый DVD-RW агрегат представлен Pioneer в Японии, в декабре 1999 года. Он не имел никакого отношения к компьютерам, и являлся бытовым устройством, которое умело проигрывать DVD диски и копировать их, ничего более. Стоило это чудо около 2500$, при цене пустой болванки в 30$. Существовало несколько режимов записи, которые давали разное качество картинки. В зависимости от выбранного режима, процесс копирования диска занимал от 1 до 6 часов. Что бы не допустить разгула видео пиратов, для записи DVD-RW дисков использовался новый формат записи, названный DVD-VR (video recording). В результате, записанные диски не могли быть просмотрены на стандартном DVD плеере. Даже если физические характеристики плеера позволяли считывать данные с DVD-RW диска, то логика плеера не могла разобраться, что же такого считал привод.
Такая политика никак не способствовала популярности устройства, поэтому вскоре появилась новая версия формата. В ней предусматривалась возможность записи DVD-R(G) дисков, и использование обычного DVD видео формата записи. Что позволяло проигрывать записанные диски на обычных DVD плеерах. Записывающий DVD плеер с поддержкой новых функций выпущен в июне 2001 года и, опять таки, первоначально предназначался только для японского рынка.
Рынок компьютеров не был забыт, и в начале 2001 года Pioneer выпустил первый DVD-RW привод, DVR-A03, по цене немногим меньше 1000$.

 

 

 

4.3 DVD-RAM

Не только Pioneer занимался разработкой стандартов записи на DVD, его партнёры по DVD форуму не дремали. Matsushita, в некоторых кругах известная как Panasonic, разработала стандарт под названием DVD-RAM. Этот формат вобрал в себя не только технологии традиционно используемые в оптических дисках. Некоторые решения используемые в DVD-RAM пришли в него из магнито-оптики. Принцип работы DVD-RAM, это phase-change технология, когда лазер нагревает поверхность диска, за счёт чего меняются свойства поверхности. Главной особенностью DVD-RAM дисков являются заранее, ещё при производстве выдавленные на диске метки, означающие начало секторов. На логическом уровне, главная изюминка DVD-RAM в том, что его можно отформатировать в вполне привычные файловые системы, такие как FAT32. DVD-RAM диски могут быть как одно так и двухсторонние. Первоначально объём DVD-RAM дисков составлял 2.58 мегабайта, но впоследствии был увеличен до 4.7. Ещё позже появились двухсторонние DVD-RAM диски, суммарный объём которых составлял уже 9.4 гигабайта. Для записи диск должен быть в картридже, и это ещё одно принципиальное отличие DVD-RAM дисков от всех остальных. Картридж представляет из себя коробку, размером 124.6x135.5x8.0 миллиметров, внешне похожую на используемые в МО дисках. Односторонние DVD-RAM диски продаются как вместе с картриджем, так и отдельно. Двухсторонние 9.4 гигабайтные диски продаются только в картриджах, причём зачастую картриджи намертво запаяны. Если извлечь DVD-RAM диск из картриджа, то есть возможность вставить его в обычный DVD-ROM привод. Впрочем, не стоит ожидать от этого многого, шансов на то что он будет там читаться не много. Совсем другое дело, если на приводе стоит логотип DVD multi. Как уже писалось, привод сертифицированный на такой логотип должен читать DVD-R, DVD-RW и DVD-RAM диски. Но это не означает что такой привод обязательно должен иметь механизм для загрузки картриджа.
По утверждению производителей, DVD-RAM диск может быть перезаписан не менее 100.000 раз, и запись должна сохраняться на диске не менее 30 лет.
Первые DVD-RAM диски на рынке появились ещё в июне 1998 года, по ценам порядка 500$ - 800$, что выгодно отличало их от конкурентов из Pioneer, которые стоили вдвое - втрое больше. За это пользователи прощали DVD-RAM даже несовместимость с DVD. Теперь ситуация изменилась, и разница в ценах не достигает таких величин. Впрочем, DVD-RAM всё ещё остаётся очень привлекательным решением для пользователей которые хотят получить относительно недорогую систему резервного копирования достаточно большого объёма. И их не волнует совместимость с другими форматами.

4.4 DVD+RW

Кроме официально подержанных DVD форумом, некоторые несознательные члены консорциума разработали свой собственный формат. Возмутителями спокойствия стали такие фирмы как Philips, Sony, Hewlett-Packard, Dell, Ricoh, Yamaha, и некоторые другие. Несмотря на то, что большинство этих фирм входят в DVD форум, сам консорциум не имеет над ними никакой власти. Поэтому отсутствие официальной поддержки со стороны DVD форума не мешает существовать и развиваться DVD+RW.
Первоначально на свет появился DVD+RW формат версии 1.0. Он появился еще в 1997 году (реально доступные на рынке устройства, способные писать в этом формате, появились несколько позже), и предусматривал запись на диски емкостью 2.8 мегабайта 650 нм лазером. Первая версия стандарта не была совместима с DVD видео, поэтому в конце 1999 года её полностью вытеснила новая. Которая предусматривала запись 4.7 гигабайт на сторону, и стала настолько совместима с DVD-ROM и DVD видео, насколько этого удалось добиться разработчикам. Сложно сказать, насколько хорошо это получилось. В любом случае, ситуация с совместимостью не хуже чем у DVD-RW дисков, и несколько хуже чем у DVD-R. Причиной этого как и с DVD-RW, является более низкая отражающая способность перезаписываемого слоя, с чем не могут справиться некоторые читающие приводы. Для записи используется та же технология, что и в CD-RW дисках, поэтому принципы на которых построен DVD+RW идентичны тому, что используется в DVD-RW. Разница между ними в формате записи, который используется. Так, например, DVD+RW диски поддерживают запись в несколько приёмов. Благодаря более точному позиционированию лазера и степенью контроля над ним в процессе записи, DVD+RW позволяет перезаписывать любую часть содержимого диска прямо наверх, не стирая старого содержимого. Это же позволяет осуществить и уникальную коррекцию ошибок при записи, плохо записавшийся сектор просто перезаписывается наверх, заново. Кроме этого, DVD+RW поддерживает более совершенный контроль ошибок, по сравнению с DVD-RW. Ещё одним свойством DVD+RW приводов является поддержка CD-R и CD-RW. В принципе, этим сейчас никого не удивишь, большинство приводов пишущих DVD-RW тоже могут похвастаться такой поддержкой, но только у DVD+RW такая поддержка оговорена в качестве обязательного элемента.
Кроме компьютерных приводов, в конце 2001 года такие фирмы как Philips и Hewlett-Packard объявили о выпуске бытовых записывающих DVD плееров, по ценам порядка 600$

4.5 DVD+R

В отличии от Pioneer, который пошёл более логичным путём, создав сначала записываемый а потом перезаписываемый формат, DVD+R появился только в середине этого года. DVD+R построен точно на тех же принципах, что и DVD+RW. Единственное отличие, для отражающего слоя используется материал сходный с используемым на простых CD-R. Из недостатков DVD+R перед DVD+RW можно отметить, на них не будет работать коррекция ошибок, основанная на простой перезаписи сбойного сектора "наверх". Зато DVD+R диски должны легче читаться на стационарных плеерах и простых DVD-ROM, за счет более высокой отражающей способности записываемого слоя.
Не смотря на обещания производителей, им не удалось добиться полной преемственности стандартов, режим лазера необходимый для записи на DVD+R не предусмотрен на старых DVD+RW приводах. Простой прошивкой это не исправишь, поэтому многие уже выпущенные DVD+RW приводы никогда не смогут писать на DVD+R.
Диски HD DVD имеют две разновидности - объемом 15 и 20 Гбайт, хотя разработчики намерены в обозримом будущем представить двуслойные диски с удвоенной емкостью. Предусмотрены три типа носителей HD DVD: HD DVD-ROM с заводской записью, перезаписываемые диски HD DVD-RW и диски HD DVD-R с возможностью однократной записи.
Как несложно заметить, главное преимущество формата Blu-Ray заключается в большей емкости, достигающей 54 Гбайт. Достоинство же HD DVD, как утверждают главные сторонники этого формата, компании Toshiba и NEC,  в том, что их можно выпускать на существующем оборудовании для производства DVD. Благодаря этому снижается себестоимость дисков, ведь для их выпуска не нужно приобретать новое оборудование, поэтому HD DVD могут стоить почти столько же, сколько и обычные DVD.
6. Перспективные разработки
6.1   AHD, HVD, AO-DVD, DMD
   Уже сейчас, когда новые стандарты только собираются выйти на рынок, появляются сообщения о разработке новых форматов, обладающих фантастической ёмкостью. Чаще всего до появления хотя бы прототипов далеко, пока что оформляются патенты.
Возьмем, например, проект компании Colossal Storage Сorporation, связанный с созданием 3,5-дюймовых дисков Atomic Holografic Disk ёмкостью 10 Терабайт! Звучит как сказка, причём вполне может сказкой и остаться.
Ещё один интересный проект предложен HVD Альянсом, в который вошли CMC Magnetics, Fuji Photo Film и ряд других компаний. Это разработка голографических дисков Holografic Versatile Disc (HVD). Ёмкость такого диска – от 100 до 1000 Гигабайт. Главный секрет – использование не одного луча лазера, а сразу миллиона! Скорость чтения при этом может достигать 1 Гбит в секунду.
Совсем похожим на уже созданные форматы является разработка корпорации New Medium Enterprises, которая собирается предоставить оптический диск Versatile Multilayer Disc (VMD), способный вместить 20 Гбайт и использующий обычный красный лазер. Просто это четырёхслойный диск. Первые приводы и диски должны поступить в продажу уже в этом году, но, скорее всего, дальше Азиатского региона они не выйдут, так как являются чисто переходным явлением.
 Компания Iomega недавно запатентовала технологию Articulated Optical Digital Versatile Disc (AO-DVD), позволяющую увеличить емкость стандартного DVD диска в 40 — 100 раз, а скорость считывания данных — в 5–30 раз. При этом стоимость новых оптических дисков останется столь же невысокой, что и у привычных DVD. В патенте США № 6879556 описывается методика хранения данных на оптическом диске с беспрецедентно высокой плотностью и способ ее технической реализации. Iomega предполагает запатентовать целый ряд технологий в этой области.
Как сообщает New Scientist, в основе технологии — идея использования для хранения информации наноструктур — участков, имеющих размеры, меньшие, чем длина волны лазерного излучения. При этом на поверхности диска при записи данных формируются участки, угол наклона которых слегка отличается. Для его определения анализируется характер распределения отраженного света. Благодаря наличию ориентированных под различными углами «наплывов», размеры которых меньше длины волны используемого лазера, емкость носителя удалось повысить на два порядка.
Если современный DVD может вместить до 8,5 ГБ данных, то на диск AO-DVD теоретически можно записать до 800 ГБ. Более того — специалисты Iomega заверяют, что новая технология позволит в 30 раз повысить скорость считывания. В настоящее время, по словам ведущего технолога Iomega Фреда Томаса (Fred Thomas), ведутся работы по созданию «массива механизмов, с помощью которых станет возможным прецизионно контролировать состояние фокусированного светового луча при его отражении». При этом, добавляет он, перспективы внедрения этой технологии в жизнь зависят от появления лазеров, работающих в более коротковолновой области спектра.
Компания D Data разрабатывает Digital Multilayer Disc (DMD) – диск для красного лазера, поддерживающий до 6 слоев и имеющий ёмкость 15 Гбайт. Принцип его действия – активный слой под действием сфокусированного луча лазера начинает светиться (эффект флуоресценции), тогда как в обычном состоянии абсолютно прозрачен. Вот почему количество слоев можно довести до шести и даже больше – главное, точно сфокусировать лазер на нужном слое. Идея красивая, на сайте производителя роадмап расписан до 2007 года с голубым лазером и емкостью 400 Гбайт. Но пока про эти диски ничего не слышно, да и поддержки у крупных кинокомпаний они теперь уже точно не найдут.
6.2   Флуоресцентный многослойный диск FMD-ROM
    Относительно недавно, компанией C3D было объявлено о создании новейшего типа носителей информации, под общим названием FMD ROM (fluorescent multilayer disk), то есть флуоресцентный многослойный диск. Эта перспек-тивная разработка, как ожидают ее создатели, должна после своего выхода заменить все существующие на сегодняшний момент устройства хранения информации, причем не только устаревающие диски CD-ROM, но и относительно новые DVD-ROM.
Магнитные диски просуществовали более тридцати лет, CD-ROM чуть меньше двадцати, на смену CD совсем недавно пришел стандарт DVD и вот не прошло и три года, как появился преемник DVD.
Да, DVD, который на сегодняшний день является самым емким сменным носителем цифровой информации, в скором будущем уступит по всем показателям новому стандарту носителей FMD ROM.
По каким же параметрам FMD ROM будет превосходить DVD?
Первый параметр - соотношение размер/емкость. Тут "fluorescent multilayer disk" вне конкуренции. Разработчики заявляют, что уже сейчас первые прототипы способны вмещать при размере диска 12 см в диаметре, то есть на стандартном 5 дюймовом носителе до 140Гб. Это при десяти слоях. А в ближайших планах компании C3D есть желание, как минимум удесятерить число слоев. При этом становится вполне реальной возможность создания сменных носителей информации емкостью в десятки терабайт. Та емкость, которую на сегодняшний день можно получить лишь при использовании громадных дисковых массивов, занимающих подчас целые шкафы и даже комнаты, будет обеспечиваться компактным диском, который с легкостью умещается в кармане!
Насчет скорости доступа еще очень мало данных. Разработчики обещают, что этот параметр будет намного выше, нежели у DVD. Хотелось бы верить, ведь иначе, с существующими скоростями, при работе с терабайтными массивами информации даже простые операции, например, перечитка диска, может затянуться на несколько часов. Новые гигантские объемы требуют и соответствующих скоростей доступа.
Что же касается соотношения емкость/стоимость носителя, то и тут FMD ROM не имеет себе равных. Ведь он представляет собой практически кусок пластмассы, вернее полимерную матрицу с фотохромным веществом, но по стоимости, это просто пластиковый диск. И ни каких затрат по созданию дорогостоящих полупрозрачных слоев, как в DVD. Собственно и никаких слоев в привычном смысле этого слова нет. Диск совершенно прозрачный, хотя и имеет формат обычного CD или DVD диска. В отличие от обычного CD-ROM, в котором отражающий алюминиевый слой нанесен на выдавленную подложку из полимера, из-за чего он собственно и непрозрачен, диск FMD ROM монолитен и при этом разделен по вертикали на некоторые условные области названные разработчиками "слоями" (layer). Эти "слои" не являются слоями в привычном смысле, это скорее параметр форматирования диска, ближайший аналог - это сектора и дорожки для магнитных носителей. Толщина этих слоев строго фиксирована, и это не случайно. Чтобы понять, почему разработчики выбрали именно эту толщину каждого из слоев, надо рассмотреть принципы записи/считывания информации на FMD ROM.
В оптических носителях (CD, DVD, магнитооптика) во время чтения луч полупроводникового лазера отражается от слоя с записанной информацией.
Отраженный луч затем фиксируется детектором - приемником. Грубо говоря, считывание идет по принципу: попал или не попал луч в приемник. Максимальная удельная емкость диска определяется размером светового пятна от лазера, которое в свою очередь зависит от длины волны (у красных лазеров - 650нм). Можно использовать два слоя, причем сделать один из слоев прозрачным для излучения с определенной длиной волны, как это реализовано в DVD. Но два слоя - это предел, больше сделать очень сложно, так как нужны очень точные фокусирующие системы, которые будут работать только в лабораторных условиях. Разумеется, массовое производство таких систем является невероятно дорогим и нерентабельным. Да и вообще, технология отражающих слоев подошла к своему пределу развития.
Но вот создатели технологии многослойных дисков, компания C3D, нашли способ обошли проблему множественной интерференции между слоями и потери самого луча в многослойных дисках. И технологически это выглядит очень красиво и остроумно.
Разработчиками FMD было предложено следующее решение: материал, содержащий записанную информацию, не отражает, как подложка в DVD или CD, а излучает! Использовано явление флуоресценции, то есть, при освещении активирующим излучением (в данном случае полупроводниковым лазером с определенной длиной волны) вещество начинает излучать, сдвигая спектр падающего на него излучения в сторону красного цвета на определенную величину. Причем величина сдвига зависит от толщины слоя. Таким образом, выбрав такую толщину слоя, что бы спектр отраженного света получается смещенным относительно длины волны излучающего лазера на строго определенную величину, например на 30 или 50 нм, можно с высокой достоверностью записывать информацию вглубь диска и впоследствии считывать ее без потери данных.
Для FMD ROM разработчиками так же предложено название "трехмерный диск", и в данном случае это вполне оправдано.
Таким образом, плотность записи будет зависеть и от чувствительности регистрирующего детектора. Чем меньше то дополнительное излучение флюоресцирующего вещества, добавляющееся к частоте рабочего лазера, который удастся зафиксировать, тем большее число слоев можно вместить в один диск.
Излученный свет от флуоресцентного слоя некогерентен и хорошо контрастирует с отраженным светом лазера, что является дополнительной гарантией надежности считывания, ведь без отражений все равно не обойтись, они будут происходить от поверхности диска и других записанных слоев. Качественное ухудшение сигнала в обычных (отражающих) многослойных дисках нарастает с увеличением числа слоев, но вот в случае с флуоресцентными дисками это ухудшение происходит гораздо медленнее. По заявлению разработчиков FMD ROM, даже при количестве слоев больше сотни не будет происходить сильного искажения полезного сигнала. Используя синий лазер (480нм) можно увеличить плотность записи до десятков Терабайт на один FM диск. Вполне возможно создание диска с 1000 слоями - это уже субмолекулярные размеры. Теоретически возможно создание пятна размером в несколько молекул, проблема лишь в том, как зафиксировать столь малое флуоресцентное излучение.
Одна из главных особенностей этой разработки – возмож-ность параллельного чтения слоев (т.е. последователь-ность бит будет записана не по "дорожкам", а по слоям) - скорость выборки данных в этом случае должна быть очень высокой. Вот уж действительно "3-х мерный диск".
Принцип записи на FMD ROM основан на явлении фотохромизма. Фотохромизм - это свойство некоторых веществ под действием активирующего излучения обратимо переходить из одного состояния в другое, при этом изменяя свои физические свойства (например, такие как цвет, появление/исчезновение флюоресценции и т.д.). Материал, из которого состоит FMD ROM содержит специальную фотохромную субстанцию, которая циклизуется под воздействием лазерного луча определенной длины волны, превращаясь в необходимый устойчивый флуоресцент. Обратная реакция рециклизации, приводящая к исчезновению флуоресцентных свойств (операция стирания), происходит под действием лазера с другой длиной волны. Стирающая частота лазера выбирается с таким расчетом, чтобы она не встречалась в повседневной жизни, во избежание потери данных. Ну, и естественно читающий лазер, ни в коем случае не должен вносить изменения в данные, хранящиеся на диске.
Наиболее ценными фотохромными свойствами обладают соединения под названием фульгиды, поэтому можно предположить, что используемый в FMD ROM фотохром принадлежит именно к этому классу. Вообще идея использования фотохромов в качестве носителей информации не нова. Ей примерно тридцать лет. И лишь теперь эта идея была реализована на практике.
Какой же сделать прогноз? На данный момент силы конкурентов на поприще оптических накопителей сравнялись, и ближайшее будущее будет занято дальнейшим развитием и улучшением двух основных форматов – HD-DVD и Blu-ray. Появятся многослойные диски, вырастут скорости передачи данных, упадут цены. А потом придёт время новых технологий.
Интересных проектов со временем только прибавится. Часть из них отомрет, но выделятся два-три, которые заменят Blu-ray и HD-DVD и продолжат битву форматов. Не ради денег или господства. Но ради дальнейшего прогресса.
7. Вопросы :
 1) Когда появились первые оптические компьютерные  
 диски?
 
 - В 1984 году.
 2) Какие оптические диски предшествовали первым
 компьютерным  дискам CD-ROM?
 
 - Музыкальные компакт-диски CD Digital Audio (CD-DA).
 
 3) Когда появились компакт-диски CD Digital Audio (CD-DA)?
 
 - В 1982 году.
 
 4) Какой была первоначальная емкость дисков CD-DA и
 CD-ROM?
 
 - 650 Мбайт – с точки зрения возможности записи 74 минут музыки.
 
 5) Какой тип диска называется CD-ROM?
 
 - Диск с одноразовой записью заводского изготовления.
 6) Что является главной характеристикой накопителя CD- 
 ROM?   
 
 - Скорость чтения данных.
 
 7) Какой тип диска называется CD-R?
 
- Диск с возможностью одноразовой записи на  
  записывающем оптическом приводе персонального
  компьютера.
 
 8) Какой тип диска называется CD-RW?
 - Диск на котором возможна многократная перезапись
  на записывающем оптическом приводе персонального
  компьютера.
 
 9) В каких еденицах обозначают скорости чтения – записи
 CD - приводов?
 
 - Скорсти 1Х соответствует 150 Кб/с, 2Х – 300 Кб/с и т. д.
 
 10) В характеристиках приводах CD-RW указывается три   
 числа, что они обозначают?
 
 - Первое - скорость записи, второе - перезаписи, третье -  
  чтения.
 11) Чем была вызвана необходимость увеличения емкости оптических дисков и появления диков типа DVD?
 
 - Предпосылкой  для разработки оптических  носителей
 типа DVD послу­жило желание вслед за музыкой произво-
 дить цифровую запись фильмов.
 
 12) В чем  заключается основное различие между  
 дисками DVD и  CD?
 
 - В первую очередь у DVD-дисков меньший диаметр углублений, на дорожке они расположены с меньшим «шагом» и самих дорожек на диске гораздо больше.  
 13) Чем отличаются параметры лазеров в CD – и DVD-
 накопителях?
 
  - Лазер в обычном устройстве CD имеет длину волны 780 нанометров, устройства DVD используют лазер с длиной волны 650 или 635 нм.
 
14) В каких еденицах обозначают скорости чтения –   
 записи DVD - приводов?
 
 - Скорсти 1Х соответствует 1,32 Mб/с, 2Х –  2.64 Mб/с и т. д.
15) В чем принципиальное отличие диска FMD ROM от CD и DVD дисков?
 - В диске FMD ROM материал, содержащий записанную информацию, не отражает, как подложка в DVD или CD, а излучает. Использовано явление флуоресценции, то есть, при освещении лазером с определенной длиной волны вещество начинает излучать, сдвигая спектр падающего на него излучения в сторону красного цвета на определенную величину.
  
 8. Литература :
1.  Р. Соболенко « Три взгляда на одну историю »
HARD’n’SOFT №5 2004г.
2.  А. Жаров « Железо IBM 2004 »
    3. Сайт http://www.3dnews.ru/storage/dvd-r/
    4. Сайт http://www.3dnews.ru/storage/dvd/17.05.2005 г.
    5. Сайт http://www.terralab.ru/print/storage/39182/
        Олег Нечай 10.06.2005 г.
    6. Сайт http://www.technograd.com/news 2.06.2005 г.
    7. Сайт http://www.3dnews.ru/reviews/storage/fmd-rom/
    8. Сайт http://www.ferra.ru/online/storage/25974/  
        Александр Радаев 21.07.2005 г.