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1、第十三课 光存储技术 第一页，本课件共有56页2 光盘概述光盘概述光盘概述光盘概述 （定义，历史，分类和特点）（定义，历史，分类和特点）（定义，历史，分类和特点）（定义，历史，分类和特点）只读存储光盘（只读存储光盘（只读存储光盘（只读存储光盘（CD-ROMCD-ROMCD-ROMCD-ROM）系统）系统）系统）系统 一次写入光盘（一次写入光盘（一次写入光盘（一次写入光盘（CD-RCD-RCD-RCD-R）可重写型光盘（可重写型光盘（可重写型光盘（可重写型光盘（CD-RWCD-RWCD-RWCD-RW）DVDDVDDVDDVD光存储系统光存储系统光存储系统光存储系统 光盘的保养光盘的保养光盘的保
2、养光盘的保养 光存储的未来光存储的未来光存储的未来光存储的未来内容提要内容提要第二页，本课件共有56页3 光盘的定义光盘的定义高密度光盘高密度光盘高密度光盘高密度光盘(CCCCompact ompact ompact ompact D D D Disk)isk)isk)isk)，是近代发展起来不同于磁性，是近代发展起来不同于磁性，是近代发展起来不同于磁性，是近代发展起来不同于磁性载体的载体的载体的载体的光学存储介质光学存储介质光学存储介质光学存储介质，用聚焦的激光束存储和读取信息，用聚焦的激光束存储和读取信息，用聚焦的激光束存储和读取信息，用聚焦的激光束存储和读取信息，又称又称又称又称激光光盘
3、激光光盘激光光盘激光光盘。概述概述第三页，本课件共有56页4 光盘存储的发展历史光盘存储的发展历史19701970年，美国物理学家詹姆斯年，美国物理学家詹姆斯年，美国物理学家詹姆斯年，美国物理学家詹姆斯.拉塞尔利用光束及拉塞尔利用光束及拉塞尔利用光束及拉塞尔利用光束及“模拟信号转换成数字信号模拟信号转换成数字信号模拟信号转换成数字信号模拟信号转换成数字信号”方案成功发明了世界方案成功发明了世界方案成功发明了世界方案成功发明了世界上第一个上第一个上第一个上第一个光光光光数字数字数字数字录制与恢复系统。录制与恢复系统。录制与恢复系统。录制与恢复系统。1972 1972 年荷兰年荷兰年荷兰年荷兰Ph
4、ilips Philips 公司和美国公司和美国公司和美国公司和美国MCAMCA公司研制成功公司研制成功公司研制成功公司研制成功激光电视唱片激光电视唱片激光电视唱片激光电视唱片VDVD；1974 1974 年年年年Thomson-CSFThomson-CSF和和和和LenithLenith公司研制成功公司研制成功公司研制成功公司研制成功的透射式激光电视唱片。的透射式激光电视唱片。的透射式激光电视唱片。的透射式激光电视唱片。概述概述第四页，本课件共有56页51979 1979 年荷兰年荷兰年荷兰年荷兰Philips Philips 公司研制成数字式写公司研制成数字式写公司研制成数字式写公司研制成
5、数字式写后直读后直读后直读后直读DRAWDRAW(Direct Read After Write(Direct Read After Write）光盘。光盘。光盘。光盘。19801980年，年，年，年，SonySony和和和和PhilipsPhilips公司制定了公司制定了公司制定了公司制定了CD-CD-DADA（Digital AudioDigital Audio）的）的）的）的红皮书标准红皮书标准红皮书标准红皮书标准，规，规，规，规定了一张数字音乐光盘的大小（定了一张数字音乐光盘的大小（定了一张数字音乐光盘的大小（定了一张数字音乐光盘的大小（120mm120mm直径），容量和数字编码标准。
6、直径），容量和数字编码标准。直径），容量和数字编码标准。直径），容量和数字编码标准。第五页，本课件共有56页619821982年，年，年，年，SonySony公司率先推出世界上第公司率先推出世界上第公司率先推出世界上第公司率先推出世界上第一个商用的音乐数字光盘播放器一个商用的音乐数字光盘播放器一个商用的音乐数字光盘播放器一个商用的音乐数字光盘播放器（CDP-101CDP-101）。19831983年，年，年，年，SonySony和和和和PhilipsPhilips公司制定了公司制定了公司制定了公司制定了CD-CD-ROMROM（Read Only MemoryRead Only Memory）
7、的）的）的）的黄皮书标准黄皮书标准黄皮书标准黄皮书标准，将光盘里存放的内容予以扩充，制订了计算将光盘里存放的内容予以扩充，制订了计算将光盘里存放的内容予以扩充，制订了计算将光盘里存放的内容予以扩充，制订了计算机数据在光盘里面的存放规范。机数据在光盘里面的存放规范。机数据在光盘里面的存放规范。机数据在光盘里面的存放规范。第六页，本课件共有56页71985 1985 年年年年Philips Philips 公司和公司和公司和公司和Sony Sony 公司合作推出世公司合作推出世公司合作推出世公司合作推出世界上第一个用于计算机的只读式光盘驱动器。界上第一个用于计算机的只读式光盘驱动器。界上第一个用于
8、计算机的只读式光盘驱动器。界上第一个用于计算机的只读式光盘驱动器。19861986年，年，年，年，PhilipsPhilips公司制定了公司制定了公司制定了公司制定了CD-ICD-I（InteractiveInteractive）的）的）的）的绿皮书标准绿皮书标准绿皮书标准绿皮书标准，在，在，在，在CD-ROMCD-ROM规格的基础上补充了音频、视频和计算机规格的基础上补充了音频、视频和计算机规格的基础上补充了音频、视频和计算机规格的基础上补充了音频、视频和计算机程序方面的规定。程序方面的规定。程序方面的规定。程序方面的规定。第七页，本课件共有56页81987 1987 年年年年SonySon
9、y和和和和PhilipsPhilips公司发明一次写入多公司发明一次写入多公司发明一次写入多公司发明一次写入多次读出次读出次读出次读出WORMWORM（Write Once Read ManyWrite Once Read Many）光盘。光盘。光盘。光盘。19901990年，光盘进入可记录模式，基于年，光盘进入可记录模式，基于年，光盘进入可记录模式，基于年，光盘进入可记录模式，基于橙皮书橙皮书橙皮书橙皮书标准标准标准标准的的的的CD-RCD-R（RecordableRecordable）光盘实际上没）光盘实际上没）光盘实际上没）光盘实际上没有记录任何信息，一旦按照某种文件格式并通有记录任何信
10、息，一旦按照某种文件格式并通有记录任何信息，一旦按照某种文件格式并通有记录任何信息，一旦按照某种文件格式并通过刻写程序和设备，可以将需要长期保存的数过刻写程序和设备，可以将需要长期保存的数过刻写程序和设备，可以将需要长期保存的数过刻写程序和设备，可以将需要长期保存的数据写入空白的据写入空白的据写入空白的据写入空白的CD-RCD-R盘片上。盘片上。盘片上。盘片上。第八页，本课件共有56页919941994年制定了保存视频和音频数据的年制定了保存视频和音频数据的年制定了保存视频和音频数据的年制定了保存视频和音频数据的白皮书标准白皮书标准白皮书标准白皮书标准，第一次将第一次将第一次将第一次将7474
11、分钟长的动态连续视频数据和声音数分钟长的动态连续视频数据和声音数分钟长的动态连续视频数据和声音数分钟长的动态连续视频数据和声音数据存放在据存放在据存放在据存放在VCDVCD（Video Compact DiscVideo Compact Disc）光盘中。）光盘中。）光盘中。）光盘中。基于基于基于基于蓝皮书标准蓝皮书标准蓝皮书标准蓝皮书标准的的的的E-CDE-CD（EhancedEhanced）光盘，采用）光盘，采用）光盘，采用）光盘，采用多层记录方式，将多层记录方式，将多层记录方式，将多层记录方式，将CD-DACD-DA数据和数据和数据和数据和CD-ROMCD-ROM数据分数据分数据分数据分
12、成了两个数据段，第一段记录成了两个数据段，第一段记录成了两个数据段，第一段记录成了两个数据段，第一段记录CD-DACD-DA音频数据，音频数据，音频数据，音频数据，第二段记录有关的第二段记录有关的第二段记录有关的第二段记录有关的CD-ROMCD-ROM数据。数据。数据。数据。第九页，本课件共有56页1019951995年，年，年，年，DVDDVD(Digital Video Disc(Digital Video Disc，数，数，数，数字视频光盘字视频光盘字视频光盘字视频光盘)采用波长更短采用波长更短采用波长更短采用波长更短（635/650nm635/650nm）的红色激光（）的红色激光（）的
13、红色激光（）的红色激光（CDCD为为为为780nm780nm）、更有效的）、更有效的）、更有效的）、更有效的调制方式调制方式调制方式调制方式和更强的和更强的和更强的和更强的纠纠纠纠错方法错方法错方法错方法，具有更高的，具有更高的，具有更高的，具有更高的道密度道密度道密度道密度和和和和位密度位密度位密度位密度，并，并，并，并支持支持支持支持双层双面结构双层双面结构双层双面结构双层双面结构。第十页，本课件共有56页11各类各类CDCD比较比较第十一页，本课件共有56页12 只读存储光盘（只读存储光盘（只读存储光盘（只读存储光盘（read only memoryread only memory，RO
14、MROM）ROMROM光盘的内容是在制作光盘时写入的，用户可任意多次从光盘的内容是在制作光盘时写入的，用户可任意多次从光盘的内容是在制作光盘时写入的，用户可任意多次从光盘的内容是在制作光盘时写入的，用户可任意多次从ROMROM读取信息，而不能往盘上写信息：读取信息，而不能往盘上写信息：读取信息，而不能往盘上写信息：读取信息，而不能往盘上写信息：CD-ROMCD-ROM、VCDVCD、DVDDVD。一次写入多次读出光盘（一次写入多次读出光盘（一次写入多次读出光盘（一次写入多次读出光盘（write once read manywrite once read many，WORMWORM）WORMWO
15、RM光盘一次写入内容，以后成为光盘一次写入内容，以后成为光盘一次写入内容，以后成为光盘一次写入内容，以后成为ROMROM光盘，包括光盘，包括光盘，包括光盘，包括CD-RCD-R、DVD-RDVD-R。光盘的分类光盘的分类第十二页，本课件共有56页13可擦重写光盘（可擦重写光盘（可擦重写光盘（可擦重写光盘（rewriterewrite，RWRW）可重写型光盘像磁盘一样具有可擦写性。擦写需要两束激可重写型光盘像磁盘一样具有可擦写性。擦写需要两束激可重写型光盘像磁盘一样具有可擦写性。擦写需要两束激可重写型光盘像磁盘一样具有可擦写性。擦写需要两束激光，两次动作，一束激光先擦除信息，另一束激光再写入光，
16、两次动作，一束激光先擦除信息，另一束激光再写入光，两次动作，一束激光先擦除信息，另一束激光再写入光，两次动作，一束激光先擦除信息，另一束激光再写入信息。信息。信息。信息。直接重写光盘（直接重写光盘（直接重写光盘（直接重写光盘（overwriteoverwrite，OWOW）这种光盘同样可以实现可擦写功能，不同的是只用一束这种光盘同样可以实现可擦写功能，不同的是只用一束这种光盘同样可以实现可擦写功能，不同的是只用一束这种光盘同样可以实现可擦写功能，不同的是只用一束激光一次动作，擦掉信息的同时写入信息。激光一次动作，擦掉信息的同时写入信息。激光一次动作，擦掉信息的同时写入信息。激光一次动作，擦掉信
17、息的同时写入信息。目前，目前，ROM和和WORM已经得到广泛应用，已经得到广泛应用，RW光盘也商光盘也商业化，业化，OW光盘还处在实验室研发阶段。光盘还处在实验室研发阶段。第十三页，本课件共有56页1.1.存储密度高存储密度高存储密度高存储密度高存储密度指记录介质单位长度或单位面积内所能存储的二进制位数存储密度指记录介质单位长度或单位面积内所能存储的二进制位数存储密度指记录介质单位长度或单位面积内所能存储的二进制位数存储密度指记录介质单位长度或单位面积内所能存储的二进制位数B B（1 Byte=8 bit1 Byte=8 bit）。前者称）。前者称）。前者称）。前者称线密度线密度线密度线密度，
18、后者称，后者称，后者称，后者称面密度面密度面密度面密度。光盘线密度。光盘线密度。光盘线密度。光盘线密度为为为为10103 3 B/mm,B/mm,面密度为面密度为面密度为面密度为 10105 5-10-106 6B/mmB/mm2 2 2.2.数据传输速率高数据传输速率高数据传输速率高数据传输速率高每秒几到几十每秒几到几十每秒几到几十每秒几到几十MBMB量级，最终希望达到目标每秒量级，最终希望达到目标每秒量级，最终希望达到目标每秒量级，最终希望达到目标每秒GBGB、TBTB量级。量级。量级。量级。光盘系统的特点光盘系统的特点第十四页，本课件共有56页3.3.存储寿命长存储寿命长存储寿命长存储寿
19、命长光记录中，记录介质薄膜封入两层保护膜之中，激光读写为无光记录中，记录介质薄膜封入两层保护膜之中，激光读写为无光记录中，记录介质薄膜封入两层保护膜之中，激光读写为无光记录中，记录介质薄膜封入两层保护膜之中，激光读写为无接触过程，因此寿命很长，一般接触过程，因此寿命很长，一般接触过程，因此寿命很长，一般接触过程，因此寿命很长，一般1010年以上。年以上。年以上。年以上。4.4.信息位价格低信息位价格低信息位价格低信息位价格低一张一张一张一张CDCD光盘光盘光盘光盘650MB650MB，仅需，仅需，仅需，仅需5-105-10元，每元，每元，每元，每MBMB仅几分钱，一张仅几分钱，一张仅几分钱，一
20、张仅几分钱，一张DVDDVD容量容量容量容量4.7GB4.7GB，1010元左右，每元左右，每元左右，每元左右，每MBMB不足不足不足不足1 1分钱。分钱。分钱。分钱。5.5.更换容易更换容易更换容易更换容易第十五页，本课件共有56页16更换容易更换容易更换容易更换容易信息位价格低信息位价格低信息位价格低信息位价格低 存储寿命长存储寿命长存储寿命长存储寿命长数据传输速率高数据传输速率高数据传输速率高数据传输速率高存储密度高存储密度高存储密度高存储密度高光盘线密度为光盘线密度为光盘线密度为光盘线密度为10103 3 B/mm B/mm面密度为面密度为面密度为面密度为 101055-10-1066
21、B/mmB/mm2 2几十几十几十几十MBMB、GBGB至至至至TB/sTB/s1010年以上年以上年以上年以上CD:CD:几分钱几分钱几分钱几分钱/M/MDVDDVD：不足：不足：不足：不足1 1分钱分钱分钱分钱/M/M光盘系统的特点光盘系统的特点第十六页，本课件共有56页CD-ROM光盘系统结构光盘系统结构 CD盘片结构盘片结构 CD-ROM驱动器构造驱动器构造读盘原理读盘原理光盘系统的技术指标光盘系统的技术指标只读存储光盘（只读存储光盘（CD-ROMCD-ROM）系统）系统第十七页，本课件共有56页18CD-ROMCD-ROM盘片盘片盘片盘片是多媒体信息的载体；是多媒体信息的载体；是多媒
22、体信息的载体；是多媒体信息的载体；CD-ROMCD-ROM驱动器驱动器驱动器驱动器通过连线与计算机相连，主要任务是完成对通过连线与计算机相连，主要任务是完成对通过连线与计算机相连，主要任务是完成对通过连线与计算机相连，主要任务是完成对CD-CD-ROMROM盘片上的数据读取。盘片上的数据读取。盘片上的数据读取。盘片上的数据读取。CD-ROMCD-ROM光盘系统结构光盘系统结构第十八页，本课件共有56页19CD-ROMCD-ROM盘片是用塑料压制成的圆盘，盘片的直径为盘片是用塑料压制成的圆盘，盘片的直径为盘片是用塑料压制成的圆盘，盘片的直径为盘片是用塑料压制成的圆盘，盘片的直径为120mm120
23、mm，中，中，中，中心定位孔心定位孔心定位孔心定位孔15mm15mm，厚度，厚度，厚度，厚度1.2mm1.2mm。CD-ROMCD-ROM盘片用盘片用盘片用盘片用单面存储数据单面存储数据单面存储数据单面存储数据，另一，另一，另一，另一面用来印刷商标。面用来印刷商标。面用来印刷商标。面用来印刷商标。CD-ROMCD-ROM盘片结构盘片结构第十九页，本课件共有56页20 CD-ROMCD-ROM盘片的最上层是涂了漆的盘片的最上层是涂了漆的盘片的最上层是涂了漆的盘片的最上层是涂了漆的保护层保护层保护层保护层，该层上印有商标。，该层上印有商标。，该层上印有商标。，该层上印有商标。第二层是第二层是第二层
24、是第二层是铝反射层铝反射层铝反射层铝反射层，当驱动器读光盘时用来反射激光光束。，当驱动器读光盘时用来反射激光光束。，当驱动器读光盘时用来反射激光光束。，当驱动器读光盘时用来反射激光光束。第三层是用聚碳酸脂压制的第三层是用聚碳酸脂压制的第三层是用聚碳酸脂压制的第三层是用聚碳酸脂压制的透明衬底透明衬底透明衬底透明衬底，同时压制出的预刻槽用来，同时压制出的预刻槽用来，同时压制出的预刻槽用来，同时压制出的预刻槽用来对光道径向定位，信息通常存储在光道上。对光道径向定位，信息通常存储在光道上。对光道径向定位，信息通常存储在光道上。对光道径向定位，信息通常存储在光道上。第二十页，本课件共有56页21CDCD
25、盘光道的结构与磁盘磁道的结构不同，它的光道不是盘光道的结构与磁盘磁道的结构不同，它的光道不是盘光道的结构与磁盘磁道的结构不同，它的光道不是盘光道的结构与磁盘磁道的结构不同，它的光道不是同心环同心环同心环同心环光光光光道，而是道，而是道，而是道，而是螺旋螺旋螺旋螺旋型光道。型光道。型光道。型光道。CDCD盘转动的角速度在光盘的内外区是不同的，而它的盘转动的角速度在光盘的内外区是不同的，而它的盘转动的角速度在光盘的内外区是不同的，而它的盘转动的角速度在光盘的内外区是不同的，而它的线速度是恒线速度是恒线速度是恒线速度是恒定定定定的，就是光盘的光学读出头相对于盘片运动的线速度是恒定的。的，就是光盘的光
26、学读出头相对于盘片运动的线速度是恒定的。的，就是光盘的光学读出头相对于盘片运动的线速度是恒定的。的，就是光盘的光学读出头相对于盘片运动的线速度是恒定的。第二十一页，本课件共有56页22CD-ROMCD-ROM光盘的信息是沿着盘面由光盘的信息是沿着盘面由光盘的信息是沿着盘面由光盘的信息是沿着盘面由内向外螺旋形内向外螺旋形内向外螺旋形内向外螺旋形信息轨道信息轨道信息轨道信息轨道(光道光道光道光道)的一系列凹坑的形式存储的。的一系列凹坑的形式存储的。的一系列凹坑的形式存储的。的一系列凹坑的形式存储的。光道上不论内圈还是外圈，各处的光道上不论内圈还是外圈，各处的光道上不论内圈还是外圈，各处的光道上不论
27、内圈还是外圈，各处的存储密度是一样的，存储密度是一样的，存储密度是一样的，存储密度是一样的，光道共光道共光道共光道共2218822188圈（每毫米约圈（每毫米约圈（每毫米约圈（每毫米约600600圈），长度可达圈），长度可达圈），长度可达圈），长度可达5.6km5.6km。光道的间距为光道的间距为光道的间距为光道的间距为1.6m1.6m，最小的凹坑长度为，最小的凹坑长度为，最小的凹坑长度为，最小的凹坑长度为0.834m0.834m，光道上凹坑深，光道上凹坑深，光道上凹坑深，光道上凹坑深约为约为约为约为0.12m0.12m。第二十二页，本课件共有56页23打开光驱打开光驱打开光驱打开光驱激光头的
28、运动激光头的运动激光头的运动激光头的运动CD-ROMCD-ROM驱动器构造驱动器构造第二十三页，本课件共有56页24激光头：激光头：激光头：激光头：是是是是CD-ROMCD-ROM驱动器的主要部件，功能是驱动器的主要部件，功能是驱动器的主要部件，功能是驱动器的主要部件，功能是利用凹坑上反射的激光强度弱得多这一特性，通过利用凹坑上反射的激光强度弱得多这一特性，通过利用凹坑上反射的激光强度弱得多这一特性，通过利用凹坑上反射的激光强度弱得多这一特性，通过光电转换器，将光盘上的信息转换为电信号光电转换器，将光盘上的信息转换为电信号光电转换器，将光盘上的信息转换为电信号光电转换器，将光盘上的信息转换为电
29、信号;聚焦伺服聚焦伺服聚焦伺服聚焦伺服：自动聚焦伺服系统产生聚焦误差信号，自动聚焦伺服系统产生聚焦误差信号，自动聚焦伺服系统产生聚焦误差信号，自动聚焦伺服系统产生聚焦误差信号，调整光头和光盘之间的距离，保证聚焦点落在光盘的调整光头和光盘之间的距离，保证聚焦点落在光盘的调整光头和光盘之间的距离，保证聚焦点落在光盘的调整光头和光盘之间的距离，保证聚焦点落在光盘的信息面上信息面上信息面上信息面上;道跟踪伺服道跟踪伺服道跟踪伺服道跟踪伺服：采用道跟踪技术，克服光盘的偏心，采用道跟踪技术，克服光盘的偏心，采用道跟踪技术，克服光盘的偏心，采用道跟踪技术，克服光盘的偏心，使聚焦光束落在有凹坑的光道中央使聚焦
30、光束落在有凹坑的光道中央使聚焦光束落在有凹坑的光道中央使聚焦光束落在有凹坑的光道中央.CD-ROMCD-ROM驱动器构造驱动器构造第二十四页，本课件共有56页激光头激光头是是CD系统的核心部件之系统的核心部件之一，它由一，它由光电检测器、透镜、激光光电检测器、透镜、激光束分离器、激光器等元件组成束分离器、激光器等元件组成。第二十五页，本课件共有56页26CD-ROMCD-ROM驱动器的激光器发出的驱动器的激光器发出的驱动器的激光器发出的驱动器的激光器发出的激光束激光束激光束激光束经透镜整形和聚焦后经透镜整形和聚焦后经透镜整形和聚焦后经透镜整形和聚焦后照在照在照在照在螺旋光道螺旋光道螺旋光道螺旋
31、光道上，对光道进行扫描。上，对光道进行扫描。上，对光道进行扫描。上，对光道进行扫描。从光盘上反射回来的激光束沿原来的光路返回，到达从光盘上反射回来的激光束沿原来的光路返回，到达从光盘上反射回来的激光束沿原来的光路返回，到达从光盘上反射回来的激光束沿原来的光路返回，到达激光束激光束激光束激光束分分分分离器后离器后离器后离器后反射到光电检测器反射到光电检测器反射到光电检测器反射到光电检测器；由光电检测器把由光电检测器把由光电检测器把由光电检测器把光信号变成电信号光信号变成电信号光信号变成电信号光信号变成电信号，再经过电子线路处理后还原，再经过电子线路处理后还原，再经过电子线路处理后还原，再经过电子
32、线路处理后还原成原来的成原来的成原来的成原来的二进制数据二进制数据二进制数据二进制数据。读盘原理读盘原理第二十六页，本课件共有56页27由于激光束在凹坑部分反射的光的强度，要比从非凹坑部分反射由于激光束在凹坑部分反射的光的强度，要比从非凹坑部分反射由于激光束在凹坑部分反射的光的强度，要比从非凹坑部分反射由于激光束在凹坑部分反射的光的强度，要比从非凹坑部分反射的光的强度弱得多，因此反射光强的光的强度弱得多，因此反射光强的光的强度弱得多，因此反射光强的光的强度弱得多，因此反射光强在凹坑边沿发生突变，并通过在凹坑边沿发生突变，并通过在凹坑边沿发生突变，并通过在凹坑边沿发生突变，并通过CD-ROMCD
33、-ROM的光电检测器检测出来。的光电检测器检测出来。的光电检测器检测出来。的光电检测器检测出来。光强突变时读出光强突变时读出光强突变时读出光强突变时读出“1 1”信号，光强不变时读出信号，光强不变时读出信号，光强不变时读出信号，光强不变时读出“0 0”信号。信号。信号。信号。（凹坑（凹坑（凹坑（凹坑的边缘代表的边缘代表的边缘代表的边缘代表“1”1”，凹坑和非凹坑的平坦部分代表，凹坑和非凹坑的平坦部分代表，凹坑和非凹坑的平坦部分代表，凹坑和非凹坑的平坦部分代表“0”0”。）。）。）。）第二十七页，本课件共有56页(1)存储容量存储容量存储容量是指能存储在光盘中的信息容量。目前存储容量是指能存储在
34、光盘中的信息容量。目前光盘常用的容量为光盘常用的容量为650MB。(2)数据传输率数据传输率数据传输率一般是指单位时间内光盘驱动器读取出的数据传输率一般是指单位时间内光盘驱动器读取出的数据量。对于数据量。对于CD-ROM，其数据传输率已从初期，其数据传输率已从初期的的150KBs提高到提高到6000KBs。光盘系统的技术指标光盘系统的技术指标 第二十八页，本课件共有56页(3)平均存取时间平均存取时间平均存取时间是指从计算机向光盘驱动器发出命平均存取时间是指从计算机向光盘驱动器发出命令开始，到光盘驱动器在光盘上找到需读写的令开始，到光盘驱动器在光盘上找到需读写的信息的位置并接受读写命令为止的一
35、段时间。信息的位置并接受读写命令为止的一段时间。（4）误码率误码率用来衡量误码出现的频率。用来衡量误码出现的频率。CD-ROM采用复杂的纠采用复杂的纠错编码技术，降低了误码率。存储数字或程序对误错编码技术，降低了误码率。存储数字或程序对误码率的要求较高，存储图像或声音数据对误码率的码率的要求较高，存储图像或声音数据对误码率的要求较低。要求较低。CD-ROM要求的误码率为要求的误码率为1012 1016。第二十九页，本课件共有56页CD-RCD-R光存储原理光存储原理CD-RCD-R盘片结构盘片结构CD-RCD-R盘片容量盘片容量一次写入光盘（一次写入光盘（CD-R)CD-R)第三十页，本课件共
36、有56页31在在在在CDCDR R盘片上以连续的盘片上以连续的盘片上以连续的盘片上以连续的槽沟槽沟槽沟槽沟(Groove)(Groove)取代坑取代坑取代坑取代坑，并组成螺旋状的轨道，并组成螺旋状的轨道，并组成螺旋状的轨道，并组成螺旋状的轨道(Track)(Track)，而坑就被记录在这些槽沟内。在空白的盘片上，槽沟有几个重，而坑就被记录在这些槽沟内。在空白的盘片上，槽沟有几个重，而坑就被记录在这些槽沟内。在空白的盘片上，槽沟有几个重，而坑就被记录在这些槽沟内。在空白的盘片上，槽沟有几个重要的用途，包括转速控制、寻道控制及时间指示等。在槽沟上面是要的用途，包括转速控制、寻道控制及时间指示等。在
37、槽沟上面是要的用途，包括转速控制、寻道控制及时间指示等。在槽沟上面是要的用途，包括转速控制、寻道控制及时间指示等。在槽沟上面是感光感光感光感光层层层层(有机染料，有机染料，有机染料，有机染料，Organic dye material)Organic dye material)及及及及反射层反射层反射层反射层(黄金或银黄金或银黄金或银黄金或银)，最后再，最后再，最后再，最后再加上加上加上加上保护层保护层保护层保护层及及及及印刷层印刷层印刷层印刷层。CD-RCD-R盘片结构盘片结构盘片结构盘片结构一次写入光盘（一次写入光盘（CD-R)CD-R)第三十一页，本课件共有56页32CD-RCD-R的工作
38、原理是利用大功率激光束的的工作原理是利用大功率激光束的的工作原理是利用大功率激光束的的工作原理是利用大功率激光束的热效应热效应热效应热效应使激光焦点照射的有机使激光焦点照射的有机使激光焦点照射的有机使激光焦点照射的有机染料微区产生不可逆的物理化学变化，形成具有与染料微区产生不可逆的物理化学变化，形成具有与染料微区产生不可逆的物理化学变化，形成具有与染料微区产生不可逆的物理化学变化，形成具有与CD-ROMCD-ROM光盘凹光盘凹光盘凹光盘凹坑相同光学反射特性的信息凹坑。坑相同光学反射特性的信息凹坑。坑相同光学反射特性的信息凹坑。坑相同光学反射特性的信息凹坑。CD-RCD-R光存储原理光存储原理光
39、存储原理光存储原理一次写入光盘（一次写入光盘（CD-R)CD-R)第三十二页，本课件共有56页33盘片名称盘片名称金盘金盘绿盘绿盘蓝盘蓝盘反射层颜色反射层颜色金色金色金色金色银色银色基片层颜色基片层颜色金色金色绿色绿色蓝色蓝色染料染料酞菁染料酞菁染料 青蓝染料青蓝染料含氮染料含氮染料特点特点1.1.使用寿命超过使用寿命超过100100年年2.2.对刻录机的写入激光对刻录机的写入激光功率要求较高功率要求较高3.3.价格较贵价格较贵 1.1.使用寿命为使用寿命为1010年年2.2.对刻录机的兼容性对刻录机的兼容性最佳最佳3.3.价格便宜价格便宜1.1.与绿盘性能类似与绿盘性能类似2.2.使用寿命约
40、使用寿命约100100年年3.3.价格适中价格适中根据使用基片层的不同，感光层的颜色可以分为根据使用基片层的不同，感光层的颜色可以分为根据使用基片层的不同，感光层的颜色可以分为根据使用基片层的不同，感光层的颜色可以分为金金金金、绿、绿、绿、绿、蓝蓝蓝蓝三种。三种。三种。三种。一次写入光盘（一次写入光盘（CD-R)CD-R)第三十三页，本课件共有56页341 1 1 1个扇区的数据格式个扇区的数据格式个扇区的数据格式个扇区的数据格式CD-RCD-R盘片容量盘片容量盘片容量盘片容量一次写入光盘（一次写入光盘（CD-R)CD-R)第三十四页，本课件共有56页35数据数据数据数据CDCD（即（即（即（
41、即CD-ROMCD-ROM，又称，又称，又称，又称CD-ROM Mode 1,ISOCD-ROM Mode 1,ISO）、）、）、）、音乐音乐音乐音乐CDCD（CD-CD-DADA，CD-Digital AudioCD-Digital Audio）、和）、和）、和）、和扩展体系扩展体系扩展体系扩展体系CDCD（CD-ROM XACD-ROM XA，CD-ROM CD-ROM EXtended ArchitectureEXtended Architecture，又称，又称，又称，又称CD-ROM Mode 2CD-ROM Mode 2）。）。）。）。格扇区格扇区格扇区格扇区/秒秒秒秒一次写入光盘
42、（一次写入光盘（CD-R)CD-R)第三十五页，本课件共有56页36可重写光盘的存储介质能够在激光辐照下起可逆的物理可重写光盘的存储介质能够在激光辐照下起可逆的物理可重写光盘的存储介质能够在激光辐照下起可逆的物理可重写光盘的存储介质能够在激光辐照下起可逆的物理或化学变化。目前它主要有两类：或化学变化。目前它主要有两类：或化学变化。目前它主要有两类：或化学变化。目前它主要有两类：磁光型磁光型磁光型磁光型和和和和相变型相变型相变型相变型。磁光型光盘利用磁光型光盘利用磁光型光盘利用磁光型光盘利用激光激光激光激光和和和和磁场磁场磁场磁场对光信息进行读、写和擦除；对光信息进行读、写和擦除；对光信息进行读
43、、写和擦除；对光信息进行读、写和擦除；相变型光盘通过调节激光的强弱使记录材料的相变型光盘通过调节激光的强弱使记录材料的相变型光盘通过调节激光的强弱使记录材料的相变型光盘通过调节激光的强弱使记录材料的晶体状态和非晶体晶体状态和非晶体晶体状态和非晶体晶体状态和非晶体状态互相转换状态互相转换状态互相转换状态互相转换，从而进行旧数据的消除和新数据的写入。，从而进行旧数据的消除和新数据的写入。，从而进行旧数据的消除和新数据的写入。，从而进行旧数据的消除和新数据的写入。可擦重写光盘（可擦重写光盘（CD-RWCD-RW）第三十六页，本课件共有56页磁光（磁光（MOMO）存储系统）存储系统-磁光盘磁光盘 利用
44、激光和磁场进行读、写和擦除的利用激光和磁场进行读、写和擦除的存储系统存储系统记录数据时，使用激光和磁场记录数据时，使用激光和磁场读取数据时，仅使用激光读取数据时，仅使用激光激光和磁场分别位于盘片的两面激光和磁场分别位于盘片的两面第三十七页，本课件共有56页读、写、擦除原理读、写、擦除原理 1 1记录介质膜；记录介质膜；2 2磁场线圈；磁场线圈；3 3记录和擦除激光束；记录和擦除激光束；5 5基板基板 写入写入光盘采用磁性薄膜，当其受聚焦激光照射光盘采用磁性薄膜，当其受聚焦激光照射时温度上升，矫顽力减小，当其温度达到时温度上升，矫顽力减小，当其温度达到其居里温度时（通常为其居里温度时（通常为15
45、0C到到200 C），），该处将产生与外磁场方向相同（与周围各该处将产生与外磁场方向相同（与周围各点磁化方向相反）的磁化，此时激光停止点磁化方向相反）的磁化，此时激光停止照射，此后磁化状态能够保持，相当于在照射，此后磁化状态能够保持，相当于在此点写下了一个此点写下了一个“1”。第三十八页，本课件共有56页读取读取利用低功率激光照射盘片表面分析反射回来利用低功率激光照射盘片表面分析反射回来的偏振光的方向是顺时针还是逆时针，确定的偏振光的方向是顺时针还是逆时针，确定是是0或或1。探测激光束探测激光束探测激光束探测激光束 磁光效应磁光效应磁光效应磁光效应第三十九页，本课件共有56页擦除擦除擦除时将外
46、磁场反向并用激光照射使达到居里温度，则擦除时将外磁场反向并用激光照射使达到居里温度，则该点磁化方向回复原状。该点磁化方向回复原状。2磁场线圈；磁场线圈；3记录和擦除激光束；记录和擦除激光束；第四十页，本课件共有56页DVDDVD的定义的定义DVDDVD的规格的规格DVDDVD的结构的结构DVDDVD的存储容量的存储容量DVDDVD的存储容量怎样提高的存储容量怎样提高DVDDVD光存储系统光存储系统第四十一页，本课件共有56页42DVDDVD是是是是Digital Video DiscDigital Video Disc的缩写，意思是的缩写，意思是的缩写，意思是的缩写，意思是“数字视频光盘数字视
47、频光盘数字视频光盘数字视频光盘(系统系统系统系统)”)”，实，实，实，实际上际上际上际上DVDDVD的应用不仅仅是用来存放视频节目，它同样可以用来存的应用不仅仅是用来存放视频节目，它同样可以用来存的应用不仅仅是用来存放视频节目，它同样可以用来存的应用不仅仅是用来存放视频节目，它同样可以用来存储其他类型的数据，因此又被称为储其他类型的数据，因此又被称为储其他类型的数据，因此又被称为储其他类型的数据，因此又被称为Digital VersatileDigital Versatile Disc Disc，是数字多用途光盘。，是数字多用途光盘。，是数字多用途光盘。，是数字多用途光盘。DVDDVD的定义的
48、定义的定义的定义DVDDVD光存储系统光存储系统第四十二页，本课件共有56页43DVDDVD的规格的规格的规格的规格DVDDVD光存储系统光存储系统 DVD用途广泛，设定了用途广泛，设定了五种五种规格：规格：第四十三页，本课件共有56页44DVDDVD盘光道之间盘光道之间盘光道之间盘光道之间间距间距间距间距由由由由CDCD的的的的1.61.6 mm缩小到缩小到缩小到缩小到0.740.74 mm，而记录信息，而记录信息，而记录信息，而记录信息的的的的最小凹凸坑长度最小凹凸坑长度最小凹凸坑长度最小凹凸坑长度由由由由CDCD的的的的0.830.83 mm缩小到缩小到缩小到缩小到0.40.4 mm。这
49、是。这是。这是。这是DVDDVD盘的盘的盘的盘的存储容量可提高到存储容量可提高到存储容量可提高到存储容量可提高到4.7GB4.7GB的主要原因，它的容量是的主要原因，它的容量是的主要原因，它的容量是的主要原因，它的容量是CDCD的的的的7 7倍。倍。倍。倍。DVDDVD光盘的结构光盘的结构光盘的结构光盘的结构光盘的结构光盘的结构DVDDVD光存储系统光存储系统第四十四页，本课件共有56页45参数DVDCD容量增益盘片直径120 mm120 mm盘片厚度0.6 mm/面1.2 mm/面减小激光波长635/650 nm780 nm1.228=780/635加大N.A.(数值孔径)0.60.454.
50、486=(1.6*0.83)/(0.74*0.40)减小光道间距0.74 m1.6 m减小最小凹坑长度0.4 m0.83 m减小纠错码的长度RSPCCIRC修改信号调制方式(814)+2(814)+3 1.0625=17/16加大盘片表面的利用率86.6平方厘米86 平方厘米1.019=86.6/86增大每个扇区字节数2048/2060字节/扇区2048/2352字节/扇区1.142=2352/2060DVDDVD光盘存储容量增加的原因光盘存储容量增加的原因光盘存储容量增加的原因光盘存储容量增加的原因光盘存储容量增加的原因光盘存储容量增加的原因DVDDVD光存储系统光存储系统第四十五页，本课件