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1、第第3章章光媒体存储技术光媒体存储技术13.1 3.1 光盘媒体存储技术概述光盘媒体存储技术概述3.1.1光盘的发展历史光盘的发展历史 7070年年代代人人们们发发现现激激光光经经聚聚焦焦后后可可获获得得直直经经小小于于1 1微微米米（1 1m=10m=10-6-6mm）的的光光束束，利利用用这这一一特特性性，PhilipsPhilips公公司司的的研研究究人人员员开开始始研研究究用用激激光光来来记记录录和和重重放放信信息息，并并于于19721972年年9 9月月向向全全世世界界展展示示了了光光盘盘系系统统。大大约约在在19781978年年，研研究究人人员员开开始始把把声声音音信信号号变变成成
2、“0 0”与与“1 1”表表示示的的二二进进制制数数字字，然后记录到以塑料为基片的金属圆盘上。然后记录到以塑料为基片的金属圆盘上。23.1.2 3.1.2 光学存储原理光学存储原理 光光光光存存存存储储储储技技技技术术术术是是是是一一一一种种种种通通通通过过过过光光光光学学学学方方方方法法法法读读读读出出出出数数数数据据据据的的的的一一一一种种种种数数数数字字字字存存存存储储储储技技技技术术术术。一一一一个个个个存存存存储储储储单单单单元元元元所所所所以以以以能能能能存存存存储储储储数数数数据据据据，是是是是因因因因为为为为它它它它具具具具有有有有极极极极其其其其简简简简单单单单、快快快快速速
3、速速地地地地识识识识别别别别出出出出被被被被存存存存储储储储的的的的数据的特征。数据的特征。数据的特征。数据的特征。光光光光学学学学存存存存储储储储的的的的原原原原理理理理是是是是当当当当光光光光束束束束照照照照射射射射在在在在存存存存储储储储单单单单元元元元上上上上时时时时，其其其其反反反反射射射射率率率率随随随随着着着着所所所所存存存存储储储储数数数数据据据据（“0 0 0 0”或或或或“1 1 1 1”）的的的的不不不不同同同同而而而而变变变变化化化化。最最最最常常常常用用用用的的的的方方方方法法法法是是是是使使使使反反反反射射射射光光光光的的的的极极极极化化化化方方方方向向向向随随随随
4、着着着着数数数数据据据据的的的的不不不不同同同同而而而而改改改改变变变变，然然然然后后后后再再再再通通通通过过过过光光光光学学学学的的的的方方方方法法法法，使使使使得得得得照照照照射射射射在在在在光光光光电电电电检检检检测测测测器器器器上上上上的的的的光光光光强强强强度度度度也也也也发发发发生生生生相相相相应应应应的的的的变变变变化化化化，光光光光电电电电检检检检测测测测器器器器能能能能够够够够区区区区分分分分出出出出照照照照射射射射在在在在其其其其中中中中的的的的光光光光强强强强变变变变化化化化，故故故故能能能能读读读读出出出出存存存存储储储储单单单单元元元元究究究究竟竟竟竟存存存存储储储储
5、了了了了什什什什么么么么数数数数据据据据，并以电信号形式表示出来。并以电信号形式表示出来。并以电信号形式表示出来。并以电信号形式表示出来。33.2光盘介质和格式标准光盘介质和格式标准3.2.1光存储介质的结构光存储介质的结构41 1CDCD盘片的结构盘片的结构 CDCD盘盘片片主主要要由由透透明明漆漆模模保保护护层层、铝铝反反射射层层、刻刻槽槽和和聚聚碳碳酸酸脂脂衬衬垫垫组组成成。通通常常将将激激光光唱唱盘盘、CD-CD-ROMROM、数数字字激激光光视视盘盘等等统统称称为为CDCD盘盘。CDCD盘盘上上有有一一层层铝铝反反射射层层，看看起起来来是是银银灰灰色色的的，故故称称为为“银银盘盘”。
6、另另一一种种CD-RCD-R盘盘，它它的的反反射射层层是是金金色色的的，所所以以又称为又称为“金盘金盘”。5 CD CD盘外经为盘外经为120120mmmm，重量为重量为14181418克。盘面分为三克。盘面分为三个区：导入区、导出区和声音数据记录区。个区：导入区、导出区和声音数据记录区。62CD盘的光道结构盘的光道结构 CDCD盘盘的的光光道道结结构构与与磁磁盘盘磁磁道道的的结结构构不不同同,软软磁磁盘盘存存放放数数据据的的磁磁道道是是同同心心环环，磁磁盘盘片片转转动动的的角角速速度度是是恒恒定定的的，通通常常用用CAVCAV表表示示，但但在在不不同同磁磁道道上上，磁磁头头相相对对于于磁磁道
7、道的的速速度度（称称为为线线速速度度CLVCLV）是是不不同同的的。采采用用同同心心环环磁磁道道的的好好处处之之一一是是控控制制简简单单，便便于于随随机机存存取取，但但由由于于内内外外磁磁道道的的记记录录密密度度不不相相同同，外外磁磁道道的的记记录录密密度度低低，内内磁磁道道的的记记录录密密度度高高，外外磁磁道道的的存存储储空空间间就就没没有有得得到到充充分分利利用用，因因而而存存储储器没有达到应有的存储容量。器没有达到应有的存储容量。7 CDCD盘盘光光道道是是螺螺旋旋型型光光道道，CDCD盘盘转转动动的的角角速速度度在在光光盘盘的的内内外外区区是是不不同同的的，而而它它的的线线速速度度是是
8、恒恒定定的的，就就是是光光盘盘的的光光学学读读出出头头相相对对于于盘盘片片运运动动的的线线速速度度是是恒恒定定的的，通通常常用用CLVCLV，由由于于采采用用了了恒恒定定线线速速度度，所所以以内内外外光光道道的的记记录录密密度度（比比特特数数/每每英英寸寸）可可以以做做到到一一样样，这这样样盘盘片片就就得得到到充充分分利利用用，可可以以达达到到它它应应有有的的数数据据存存储储容容量量，但但随随机机存存储储特特性性变变得得较较差差，控控制也比较复杂。制也比较复杂。83.2.2光盘的分类光盘的分类1按数据处理方式的不同分类按数据处理方式的不同分类按数据处理方式的不同可将光盘分为按数据处理方式的不同
9、可将光盘分为CD（CompactDisc）和和DVD（DigitalVideoDisk）两种，每种分类都有可刻录两种，每种分类都有可刻录和不可刻录两类。和不可刻录两类。92 2按光盘的读写能力分类按光盘的读写能力分类：(1)(1)(1)(1)只读光盘只读光盘只读光盘只读光盘 ROMROMROMROM 只只只只读读读读光光光光盘盘盘盘上上上上的的的的所所所所有有有有信信信信息息息息都都都都是是是是由由由由厂厂厂厂家家家家在在在在盘盘盘盘上上上上该该该该录录录录好好好好的的的的，用用用用户户户户只只只只能能能能根根根根据据据据自自自自己己己己的的的的需需需需要要要要选选选选购购购购已已已已记记记记
10、录录录录信信信信息息息息的的的的盘盘盘盘片片片片，不不不不能能能能再再再再进进进进行行行行信信信信息息息息写写写写入入入入、更更更更改改改改和和和和删删删删除。除。除。除。(2)(2)(2)(2)一次性写光盘一次性写光盘一次性写光盘一次性写光盘 WORM WORM WORM WORM 这这这这种种种种光光光光盘盘盘盘由由由由于于于于在在在在写写写写数数数数据据据据时时时时激激激激光光光光在在在在盘盘盘盘面面面面上上上上烧烧烧烧出出出出一一一一个个个个小小小小坑坑坑坑，因因因因此此此此写写写写过过过过数数数数据据据据的的的的地地地地方方方方就就就就不不不不能能能能再再再再写写写写了了了了，只可供
11、读出使用。只可供读出使用。只可供读出使用。只可供读出使用。(3)(3)(3)(3)可重复擦写光盘可重复擦写光盘可重复擦写光盘可重复擦写光盘 RW RW RW RW 这这这这种种种种光光光光盘盘盘盘可可可可以以以以在在在在擦擦擦擦除除除除了了了了盘盘盘盘片片片片上上上上原原原原有有有有数数数数据据据据之之之之后后后后进行重写。进行重写。进行重写。进行重写。103.2.3光盘的格式标准光盘的格式标准 1 1红皮书红皮书激光唱盘标准激光唱盘标准 1982198219821982年年年年PhilipsPhilipsPhilipsPhilips公公公公司司司司和和和和SonySonySonySony公公
12、公公司司司司把把把把记记记记录录录录着着着着数数数数字字字字声声声声音音音音的的的的盘盘盘盘推推推推向向向向了了了了市市市市场场场场。采采采采用用用用CDCDCDCD（Compact Compact Compact Compact DiscDiscDiscDisc）来来来来命命命命名名名名，并并并并为为为为此此此此盘盘盘盘制制制制定定定定了了了了标标标标准准准准，这这这这就就就就是是是是世世世世界界界界闻闻闻闻名名名名的的的的“红红红红皮皮皮皮书书书书（Red Red Red Red BoookBoookBoookBoook），这这这这个个个个标标标标准准准准是是是是整整整整个个个个CDCDC
13、DCD工工工工业业业业最最最最基基基基本本本本的的的的标标标标准准准准，所所所所有有有有其其其其它它它它的的的的CDCDCDCD标准都是在这个标准的基础上制定的。标准都是在这个标准的基础上制定的。标准都是在这个标准的基础上制定的。标准都是在这个标准的基础上制定的。112 2黄皮书黄皮书CD-ROMCD-ROM标准标准 1985198519851985年年年年，PhilipsPhilipsPhilipsPhilips公公公公司司司司和和和和SonySonySonySony公公公公司司司司共共共共同同同同提提提提出出出出了了了了用用用用于于于于计计计计算算算算机机机机外外外外围围围围设设设设备备备
14、备存存存存储储储储标标标标准准准准。由由由由于于于于该该该该标标标标准准准准发发发发 布布布布 时时时时 采采采采 用用用用 了了了了 黄黄黄黄 色色色色 封封封封 面面面面，故故故故 称称称称 为为为为 黄黄黄黄 皮皮皮皮 书书书书（Yellow BookYellow BookYellow BookYellow Book）。）。）。）。3 3黄皮书的扩充黄皮书的扩充CD-ROM/XACD-ROM/XA标准标准 CD-ROMCD-ROMCD-ROMCD-ROM扩扩扩扩 展展展展 结结结结 构构构构 ROM/XAROM/XAROM/XAROM/XA（CD-ROM CD-ROM CD-ROM CD
15、-ROM Extended Extended Extended Extended ArchitectureArchitectureArchitectureArchitecture）标标标标 准准准准 是是是是 由由由由 PhilipsPhilipsPhilipsPhilips、MicrosoftMicrosoftMicrosoftMicrosoft、SonySonySonySony公公公公司司司司发发发发布布布布的的的的，CD-ROM/XACD-ROM/XACD-ROM/XACD-ROM/XA标标标标准是准是准是准是Yellow BookYellow BookYellow BookYellow
16、 Book标准的扩充。标准的扩充。标准的扩充。标准的扩充。124 4橙皮书橙皮书可录可录CDCD盘标准盘标准 橙橙皮皮书书（Orange Orange BookBook）是是一一种种可可录录CDCD光光盘盘存存储储器器CD-RCD-R的的标标准准，它它允允许许用用户户把把自自己己创创作作的的影影视视节节目目或或者者多多媒媒体体文文件写到盘上。件写到盘上。5 5白皮书白皮书VCDVCD标准标准 Video Video CDCD（VCDVCD）是是由由JVCJVC、PhilipsPhilips、MatsushitaMatsushita和和SonySony联联合合定定义义的的数数字字电电视视视视盘盘
17、技技术术规规格格，19941994年年7 7月月发发布布了了“”，并命名为并命名为White BookWhite Book（白皮书）。白皮书）。13 6 6DVDDVD标准标准 19951995年年年年，由由由由SonySony与与与与PhilipsPhilips公公公公司司司司领领领领导导导导的的的的国国国国际际际际财财财财团团团团与与与与另另另另一一一一个个个个由由由由ToshibaToshiba和和和和TimeTimeWarnerWarner公公公公司司司司领领领领导导导导的的的的国国国国际际际际财财财财团团团团分分分分别别别别提提提提出出出出了了了了两两两两个个个个不不不不兼兼兼兼容容
18、容容的的的的高高高高密密密密度度度度CDCD（HDCDHDCD，HighHighDensityDensityCompactCompactDiscDisc）规规规规格格格格，同同同同年年年年1010月月月月，两两两两大大大大财财财财团团团团同同同同意意意意盘盘盘盘片片片片的的的的设设设设计计计计按按按按Toshiba/TimeToshiba/TimeWarnerWarner公公公公司司司司的的的的方方方方案案案案，而而而而存存存存储储储储在在在在盘盘盘盘上上上上的的的的数数数数据据据据编编编编码码码码则则则则按按按按Sony/PhilipsSony/Philips公公公公司司司司的的的的方方方方
19、案案案案。最最最最终终终终的的的的单单单单面面面面单单单单层层层层DVDDVD盘盘盘盘片片片片能能能能够够够够存存存存储储储储GBGB的的的的数数数数据据据据，单单单单面面面面双双双双层层层层盘盘盘盘片片片片的的的的容容容容量量量量为为为为GBGB；双面单层容量双面单层容量双面单层容量双面单层容量GBGB；双面双层容量约双面双层容量约双面双层容量约双面双层容量约1717GBGB。143.3光盘驱动器及分类光盘驱动器及分类3.3.1 3.3.1 3.3.1 3.3.1 CD-ROMCD-ROMCD-ROMCD-ROM驱动器驱动器驱动器驱动器CD-ROMCD-ROM驱动器就驱动器就驱动器就驱动器就
20、是用来读取是用来读取是用来读取是用来读取CDCD盘片数盘片数盘片数盘片数据的设备。光学读出据的设备。光学读出据的设备。光学读出据的设备。光学读出头是光驱的心脏，也头是光驱的心脏，也头是光驱的心脏，也头是光驱的心脏，也是最精密的部分，它是最精密的部分，它是最精密的部分，它是最精密的部分，它主要负责数据的读取主要负责数据的读取主要负责数据的读取主要负责数据的读取工作。它由光电检测工作。它由光电检测工作。它由光电检测工作。它由光电检测器、透镜、激光束分器、透镜、激光束分器、透镜、激光束分器、透镜、激光束分离器、激光器等元件离器、激光器等元件离器、激光器等元件离器、激光器等元件组成。组成。组成。组成。
21、15 激光器发出的激光经过几个透镜聚激光器发出的激光经过几个透镜聚焦后到达光盘，从光盘上反射回来的激焦后到达光盘，从光盘上反射回来的激光束沿原来的光路返回，到达激光束分光束沿原来的光路返回，到达激光束分离器后反射到光电检测器，由光电检测离器后反射到光电检测器，由光电检测器把光信号变成电信号，再经过电子线器把光信号变成电信号，再经过电子线路处理后还原成原来的二进制数据。路处理后还原成原来的二进制数据。16 光光盘盘上上压压制制了了许许多多凹凹坑坑，激激光光束束在在凹凹坑坑部部分分反反射射的的光光的的强强度度，要要比比从从非非凹凹坑坑部部分分反反射射的的光光的的强强度度来来得得弱弱，光光盘盘就就是
22、是利利用用这这个个极极其其简简单单的的原原理理来来区区分分“1 1”和和“0 0”的的。凹凹坑坑的的边边缘缘代代表表“1 1”，凹凹坑坑和和非非凹凹坑坑的的平平坦坦部部分分代代表表“0 0”，凹凹坑坑的的长长度度和和非非凹凹坑坑的的长长度度代代表表有有多多少少个个“0 0”。17 需需要要注注意意的的是是，凹凹坑坑和和非非凹凹坑坑本本身身不不代代表表“”和和“”，而而是是凹凹坑坑端端部部的的前前沿沿和和后后沿沿代代表表“”，凹凹坑坑和和非非凹凹坑坑的的长长度度代代表表“”的的个个数数，利利用用这这种种方方法法比比直直接接用用凹凹坑坑和和非非凹凹坑坑代代表表原原始始二二进进制制数数据据的的“”和
23、和“”更更有有效效，可可以以更更充充分分地地利利用用光光盘盘表表面面积积，使使得得存存储储容容量量大大大大提提高高。此此外外，采采用用这这种种技技术术也也很很容容易易从从读读出出信信号号中中提提取取有有用用的的同同步步脉脉冲冲信号。信号。181 1 1 1擦写原理擦写原理擦写原理擦写原理 光光光光盘盘盘盘写写写写过过过过程程程程与与与与光光光光盘盘盘盘擦擦擦擦过过过过程程程程是是是是一一一一个个个个逆逆逆逆过过过过程程程程，写写写写即即即即改改改改变变变变介介介介质质质质的的的的性性性性质质质质，擦擦擦擦即即即即恢恢恢恢复复复复光光光光介介介介质质质质原原原原来来来来的的的的性性性性质质质质。
24、读读读读光光光光束束束束的的的的能能能能量量量量可可可可以以以以较较较较小小小小，功功功功率率率率只只只只需需需需1 1 1 1mWmWmWmW2mW2mW2mW2mW，但但但但是是是是擦擦擦擦写写写写光光光光束束束束的的的的功功功功率率率率一一一一般般般般需需需需要要要要8 8 8 8mWmWmWmW20mW20mW20mW20mW。对对对对于于于于1 1 1 1mmmm直直直直径径径径的的的的光光光光束束束束，功功功功率率率率如如如如果果果果具具具具有有有有15151515mVmVmVmV的的的的写写写写光光光光束束束束，它它它它平平平平均均均均能能能能量量量量密密密密度度度度达达达达2
25、2 2 21010101010101010W/mW/mW/mW/m2 2 2 2。如如如如此此此此高高高高密密密密度度度度的的的的能能能能量量量量可可可可以以以以很很很很快快快快改改改改变变变变或或或或破破破破坏坏坏坏盘盘盘盘面面面面介介介介质质质质的的的的性性性性质质质质，激激激激光光光光束束束束在在在在光光光光盘盘盘盘介介介介质质质质上上上上形形形形成成成成烧烧烧烧孔孔孔孔、起起起起泡泡泡泡、相相相相变变变变、色色色色变变变变或或或或偏偏偏偏振振振振态态态态变变变变化化化化的的的的信信信信息息息息点点点点，这这这这个个个个过过过过程程程程为为为为写写写写过过过过程程程程。其其其其中中中中烧
26、烧烧烧孔孔孔孔、起起起起泡泡泡泡是是是是一一一一次次次次写写写写光光光光盘盘盘盘的的的的工工工工作作作作原原原原理理理理。相相相相变变变变、色变和偏振态变化用于可擦写光盘驱动器。色变和偏振态变化用于可擦写光盘驱动器。色变和偏振态变化用于可擦写光盘驱动器。色变和偏振态变化用于可擦写光盘驱动器。192 2驱动器的结构驱动器的结构 可可擦擦写写型型光光盘盘驱驱动动器器主主要要由由光光学学头头、读读写写擦擦通通道道、聚聚焦焦伺伺服服、跟跟踪踪伺伺服服、主主轴电机伺服和微处理器等部分组成。轴电机伺服和微处理器等部分组成。203.3.3 3.3.3 DVDDVD驱动器驱动器1 1 DVD-ROMDVD-R
27、OM驱动器驱动器 DVD-ROMDVD-ROM驱驱动动器器可可以以读读大大容容量量的的DVDDVD盘盘片片，还还可可以以向向下下兼兼容容CD-ROMCD-ROM的的读读取取。单单倍倍速速的的DVD-ROMDVD-ROM的的数数据据传传输输速速率大致等同于率大致等同于9 9倍速的倍速的CD-ROMCD-ROM驱动器。驱动器。21 DVD-RDVD-RDVD-RDVD-R为为为为单单单单写写写写多多多多读读读读型型型型，容容容容量量量量为为为为GBGBGBGB，可可可可以以以以分分分分段段段段写写写写入入入入。DVD-RWDVD-RWDVD-RWDVD-RW是是是是相相相相变变变变可可可可擦擦擦擦
28、写写写写格格格格式式式式，基基基基于于于于DVD-RDVD-RDVD-RDVD-R技技技技术术术术的的的的DVD-RWDVD-RWDVD-RWDVD-RW可可可可以以以以在在在在大大大大部部部部分分分分的的的的DVDDVDDVDDVD光光光光驱驱驱驱和和和和DVDDVDDVDDVD播播播播放放放放机机机机上上上上播播播播放放放放。DVD-RAMDVD-RAMDVD-RAMDVD-RAM是是是是用用用用相相相相变变变变记记记记录录录录方方方方式式式式实实实实现现现现数数数数据据据据改改改改写写写写的的的的。支支支支持持持持DVD-RAMDVD-RAMDVD-RAMDVD-RAM高高高高密密密密度
29、度度度记记记记录录录录的的的的技技技技术术术术称称称称为为为为Land-GrooveLand-GrooveLand-GrooveLand-Groove记记记记录录录录方方方方式式式式。它它它它以以以以沟沟沟沟道道道道（GrooveGrooveGrooveGroove）和和和和岸岸岸岸道道道道（LandLandLandLand）记记记记录录录录数数数数据据据据，岸岸岸岸与与与与沟沟沟沟以以以以相相相相同同同同的的的的间间间间距距距距重重重重复复复复排排排排列列列列，因因因因此此此此很很很很容容容容易易易易获获获获得得得得定定定定位位位位用用用用的的的的控控控控制制制制信信信信号号号号，适用于高密
30、度记录。适用于高密度记录。适用于高密度记录。适用于高密度记录。2DVD-R、DVD-RW、DVD-RAM驱动器223 3 3 3DVD-AudioDVD-AudioDVD-AudioDVD-Audio驱动器驱动器驱动器驱动器 DVD-AudioDVD-AudioDVD-AudioDVD-Audio采采采采用用用用的的的的LPCMLPCMLPCMLPCM，就就就就是是是是未未未未经经经经压压压压缩缩缩缩的原音重现，是声道。的原音重现，是声道。的原音重现，是声道。的原音重现，是声道。4 4 4 4DVD-VideoDVD-VideoDVD-VideoDVD-Video驱动器驱动器驱动器驱动器 DV
31、D-VideoDVD-VideoDVD-VideoDVD-Video就就就就是是是是DVDDVDDVDDVD播播播播放放放放机机机机。与与与与现现现现有有有有的的的的CD/VCDCD/VCDCD/VCDCD/VCD相相相相比比比比，DVD-VideoDVD-VideoDVD-VideoDVD-Video光光光光盘盘盘盘具具具具有有有有更更更更大大大大的的的的存存存存储储储储容容容容量量量量。每每每每张张张张DVD-VideoDVD-VideoDVD-VideoDVD-Video光光光光盘盘盘盘上上上上可可可可以以以以存存存存放放放放多多多多个个个个节节节节目目目目、多多多多声声声声轨轨轨轨、多
32、多多多种种种种文文文文字字字字字字字字幕幕幕幕、多多多多个个个个观观观观赏赏赏赏角角角角度度度度及高品质视频图像，且能配以多通道伴音。及高品质视频图像，且能配以多通道伴音。及高品质视频图像，且能配以多通道伴音。及高品质视频图像，且能配以多通道伴音。233.4 3.4 CD-ROM,CD-R,CD-RWCD-ROM,CD-R,CD-RW光光存储技术存储技术3.4.1 3.4.1 CD-ROMCD-ROM光存储技术光存储技术 241 1CD-ROMCD-ROM光盘光盘 CD-ROMCD-ROM作作为为第第一一代代多多媒媒体体计计算算机机的的基基本本配配置置，对对推推动动多多媒媒体体计计算算机机的的
33、发发展展起起了了十十分分重重要要的的作作用用，而而与与之之相相关关的的技技术术也也随随着着多多媒媒体体计计算算机机和和存存储储技技术术的的发发展展而而不不断断推推陈陈出出新新。CD-ROMCD-ROM光光盘盘通通常常为为单单面面盘盘，一一面面用用来来存存储储数数据据，另另一一面面用用来来印印刻刻商商标标。在在利利用用激激光光进进行行读读取取数数据据时时，激激光光束束对对光光道道上上的的模模压压形形成成的的凹坑进行扫描，从而读取数据凹坑进行扫描，从而读取数据0 0、1 1。25 2 2CD-ROMCD-ROM的文件标准的文件标准 在在CD-ROMCD-ROM中中存存放放的的数数据据都都是是以以文
34、文件件形形式式存存在在的的，为为了了有有效效地地管管理理和和组组织织这这些些文文件件，就就需需要要一一个个文文件件系系统统。由由于于CD-ROMCD-ROM标标准准（Yellow Yellow BookBook）没没有有制制定定文文件件标标准准，所所以以计计算算机机厂厂家家不不得得不不开开发发自自己己的的CD-ROMCD-ROM逻逻辑辑格格式式。这这些些不不统统一一的的CD-ROMCD-ROM逻逻辑辑格格式式严严重重地地影影响响了了CD-ROMCD-ROM的的推推广广应应用用。为为了了解解决决文文件件如如何何在在不不同同系系统统之之间间进进行行交交换换等等问问题题，19881988年年 ISO
35、ISO公公 布布 了了 ISO ISO 96609660标标 准准，ISO ISO 96609660中定义了中定义了CD-ROMCD-ROM卷和文件结构。卷和文件结构。26 CD-RCD-R光存储技术光存储技术1 1CD-RCD-R盘片盘片 CD-RCD-R光光盘盘记记载载数数据据的的方方式式与与普普通通CDCD光光盘盘一一样样，但但原原理理有有所所不不同同。CD-RCD-R盘盘上上除除了了含含有有聚聚碳碳酸酸酯酯层层与与漆漆膜膜保保护护层层外外，将将反反射射用用的铝层改用金反射层（也可能是纯银材料的铝层改用金反射层（也可能是纯银材料)另外再加上有机另外再加上有机染染料料记记录录层层和和轨轨道
36、凹坑。道凹坑。27 2 2CD-RCD-R刻录技术刻录技术 采采用用CD-R CD-R 刻刻录录技技术术刻刻录录CD-RCD-R光光盘盘时时，激激光光头头发发射射的的激激光光束束照照射射在在CD-R CD-R 光光盘盘的的数数据据记记录录层层有有机机染染料料层层，使使其其发发生生化化学学变变化化，产产生生所所谓谓的的“凹凹坑坑”。由由于于这这种种化化学学变变化化是是不不可可逆逆的的，有有机机染染料料不不能能恢恢复复到到原原来来的的状状态态，所所以以CD-R CD-R 光光盘盘只只能刻录一次。能刻录一次。283.4.3 3.4.3 CD-RW CD-RW 技术的刻录原理技术的刻录原理 CD-RW
37、 CD-RW 技技术术采采用用相相变变技技术术来来存存储储数数据据，与与CD-R CD-R 盘盘片片不不同同的的是是，CD-RW CD-RW 盘盘片片的的数数据据记记录录层层采采用用了了具具有有逆逆变变特特性性的的相相变变结结晶晶材材料料。相相变变结结晶晶材材料料具具有有非非结结晶晶和和固固定定结结晶晶两两种种状状态态，两两种种状状态态具具有有不不同同的的反反射射率率，因因此此可可以以记记录录不不同同信信号号。通通过过改改变变CD-RW CD-RW 刻刻录录机机激激光光头头的的不不同同发发射射强强度度就就可可以以在在两两种种状状态态之之间间转转换换，从从而而达达到到反反复复擦擦写写的的目目的。
38、的。293.5COMBAO光存储技术光存储技术3.5.1COMBO的工作原理的工作原理COMBO COMBO COMBO COMBO 是一种集是一种集是一种集是一种集CD-R/RW CD-R/RW CD-R/RW CD-R/RW 和和和和DVD-DVD-DVD-DVD-ROM ROM ROM ROM 为一体的光驱。它既可以刻录为一体的光驱。它既可以刻录为一体的光驱。它既可以刻录为一体的光驱。它既可以刻录CD-R CD-R CD-R CD-R 或或或或者者者者CD-RW CD-RW CD-RW CD-RW 光盘，也可以读取光盘，也可以读取光盘，也可以读取光盘，也可以读取DVDDVDDVDDVD光
39、盘，当然光盘，当然光盘，当然光盘，当然还可以当作还可以当作还可以当作还可以当作CD-ROM CD-ROM CD-ROM CD-ROM 光驱来使用。无论是刻光驱来使用。无论是刻光驱来使用。无论是刻光驱来使用。无论是刻录光盘还是读取光盘数据，都是通过激光头发录光盘还是读取光盘数据，都是通过激光头发录光盘还是读取光盘数据，都是通过激光头发录光盘还是读取光盘数据，都是通过激光头发射不同强度的激光束聚焦在光盘数据刻录层来射不同强度的激光束聚焦在光盘数据刻录层来射不同强度的激光束聚焦在光盘数据刻录层来射不同强度的激光束聚焦在光盘数据刻录层来完成相应操作的。完成相应操作的。完成相应操作的。完成相应操作的。3
40、03.6 3.6 DVD-ROMDVD-ROM，DVD-RWDVD-RW光存储技术光存储技术 3.6.1 3.6.1 DVDDVD简介简介 DVDDVDDVDDVD在在在在存存存存储储储储容容容容量量量量、音音音音频频频频、视视视视频频频频的的的的质质质质量量量量和和和和压压压压缩缩缩缩标标标标 准准准准 等等等等 许许许许 多多多多 方方方方 面面面面 都都都都 比比比比 VCDVCDVCDVCD有有有有 较较较较 大大大大 的的的的 提提提提 高高高高。MPEG-1MPEG-1MPEG-1MPEG-1的的的的电电电电视视视视质质质质量量量量是是是是家家家家用用用用录录录录像像像像机机机机的
41、的的的质质质质量量量量，MPEG-1MPEG-1MPEG-1MPEG-1技技技技术术术术的的的的成成成成熟熟熟熟促促促促成成成成了了了了VCDVCDVCDVCD的的的的诞诞诞诞生生生生和和和和市市市市场场场场的的的的成成成成熟熟熟熟；MPEG-2MPEG-2MPEG-2MPEG-2的的的的电电电电视视视视质质质质量量量量是是是是广广广广播播播播级级级级的的的的质质质质量量量量，由由由由于于于于广广广广播播播播级级级级数数数数字字字字电电电电视视视视的的的的数数数数据据据据量量量量要要要要比比比比MPEG-1MPEG-1MPEG-1MPEG-1的的的的数数数数据据据据量量量量大大大大得得得得多多
42、多多，而而而而CD-ROMCD-ROMCD-ROMCD-ROM的的的的容容容容量量量量满满满满足足足足不不不不了了了了存存存存放放放放MPEG-2 MPEG-2 MPEG-2 MPEG-2 VideoVideoVideoVideo节节节节目目目目的的的的要要要要求求求求,为为为为了了了了解解解解决决决决MPEG-2 MPEG-2 MPEG-2 MPEG-2 VideoVideoVideoVideo节目的存储问题，就促成了节目的存储问题，就促成了节目的存储问题，就促成了节目的存储问题，就促成了DVDDVDDVDDVD的问世。的问世。的问世。的问世。311DVD盘的类型盘的类型 DVD DVD光盘
43、的规格主要分为下列几类：光盘的规格主要分为下列几类：n nDVD-ROM:DVD-ROM:只读型数字多功能光盘；只读型数字多功能光盘；n nDVD-VideoDVD-Video：数字影音光盘；数字影音光盘；n nDVD-AudioDVD-Audio：数字音响光盘；数字音响光盘；n nDVD-RDVD-R：可读写数字多功能光盘；可读写数字多功能光盘；n nDVD-RAM：可重复可重复读读写数字多功能光写数字多功能光盘盘322DVD盘的格式盘的格式 (1)(1)D5D5：单面单层单面单层:容量约容量约GBGB D5D5格格式式的的DVDDVD影影碟碟是是把把所所有有资资料料存存放放在在一一面面DV
44、DDVD碟碟片片上上，另另一一面面印印上上影影片片的的资资料料作作封封面面。DVDDVD机机的的激激光光头头由由DVDDVD碟碟片片的的圆圆芯芯开开始始，一一直直向向圆圆周周读读出出去去。相相比比而而言言，D5D5格格式式的的DVDDVD（单单面面单单层层），存存储储数数据据量量最最少少，相相应应压压缩缩比比率率较较高高，其其音音频频、视视频频效果也受影响。效果也受影响。33 (2)(2)D9D9：单面双层单面双层:容量约容量约GBGB D9D9格格式式采采用用两两层层来来存存放放数数据据。D9D9也也只只有有一一面面可可读读，但但这这一一面面是是两两层层的的。播播放放时时激激光光头头由由D9
45、D9碟碟片片的的圆圆芯芯开开始始，一一直直向向外外圆圆周周读读出出去去，当当读读完完第第一一层层后后，激激光光头头会会自自动动调调整整焦焦距距穿穿透透第第一一层层，到到达达第第二二层层后后，激激光光头头再再由由外外圆圆周周开开始始向向内内圆圆芯芯读读回回去去，直直到到读读完完第第二二层层为为止止。对对于于同同一一部部电电影影来来说说，D9D9比比起起D5D5格格式式存存储储空空间间变变大大了了，效效果自然会有所提升。果自然会有所提升。34(3)(3)D10D10：双面单层：容量约双面单层：容量约GBGB D10D10是是双双面面单单层层，两两面面都都同同时时存存放放数数据据，A A面面存存放放
46、一一层层数数据据，B B面面存存放放一一层层数数据据。观观看时要翻转碟片。看时要翻转碟片。(4)(4)D14D14：双面多层：容量约双面多层：容量约1313GBGB。D14D14是是以以两两面面三三层层来来记记录录数数据据的的，第第一一面是双层，而第二面是单层。面是双层，而第二面是单层。(5)(5)D18D18：双面双层：容量约双面双层：容量约1717GBGB D18 D18 共共拥拥有有两两面面四四层层的的空空间间去去记记录录数数据据，能把压缩率减到最低，效果也最好。能把压缩率减到最低，效果也最好。353.6.2DVD存储容量提高的原因存储容量提高的原因 一片一片DVD盘要存储多达盘要存储多
47、达17GB的信息，的信息，需要采用许多新的技术，需要采用许多新的技术，DVD所采用和所采用和将要采用的新技术归纳如将要采用的新技术归纳如下表：下表：36基本参数DVDCD容量增益盘片直经120mm120mm盘片厚度0.6mm/面1.2mm/面减小激光波长635/650nm780nm4.486=(1.6*0.83)/(0.74*0.40)加大NA(数值孔经)0.60.45减小光道间距0.74m1.6m减小最小凹凸坑长度0.4m0.83m减小纠错码的长度RSPCCIRC修改信号调制方式816814加31.0625=17/16加大盘片表面的利用率86.6cm286cm21.019=86.6/86减小
48、每个扇区字节数2048/2060字 节/扇区2048/2352字 节/扇区1.142=2352/206037 CD-ROMCD-ROM驱驱动动器器的的光光学学读读出出头头的的数数值值孔孔径径为为。在在DVDDVD中中加加大大到到。使使用用短短波波长长的的激激光光源源和和数数值值孔孔径径比比较较大大的的光光学学元元件件之之后后，最最小小凹凹凸凸坑坑的的长长度度可可以以从从mm缩缩小小到到mm，而而光光道道间间距距由由原原来来的的mm缩小到缩小到mm，总的容量可以提高倍。总的容量可以提高倍。38 加加大大盘盘的的数数据据记记录录区区域域也也是是提提高高记记录录容容量量的的有有效效途途径径。DVDD
49、VD盘盘的的记记录录区区域域从从CDCD盘盘的的86 86 cmcm2 2提提高高到到 cmcm2 2，这这样样记记录录容容量也就提高了量也就提高了1.9%1.9%。39 常常规规的的CDCD盘盘只只使使用用一一个个面面、一一个个记记录录层层来来记记录录信信息息，为为了了提提高高存存储储容容量量，出出现现了了单单面面双双层层的的DVDDVD光光盘盘，单单面面双双层层盘盘的的表表层层称称为为第第0 0层层，最最里里层层称称为为第第1 1层层。第第0 0层层采采用用了了一一种种新新的的半半透透明明薄薄膜膜涂涂层层，可可让让激激光光束束透透过过表表层层到到达达第第1 1层层。开开始始工工作作时时，激
50、激光光束束首首先先在在第第1 1层层上上聚聚焦焦和和光光道道定定位位。当当从从第第0 0层层上上读读出出信信息息过过渡渡到到从从第第1 1层层上上读读出出信信息息时时，激激光光读读出出头头的的激激光光束束立立即即重重新新聚聚焦焦，电电子子线线路路中中的的缓缓冲冲存存储储器器可可确确保保从从第第0 0层层到到第第1 1层层的的平平稳过渡，而不会使信息中断。稳过渡，而不会使信息中断。403.6.3DVD-RAM工作原理工作原理 DVD-R/RWDVD-R/RW的的刻刻录录原原理理和和普普通通CD-CD-R/RWR/RW刻刻录录类类似似，采采用用CLVCLV（恒恒定定线线速速度度）的的刻刻录录方方式