光盤技術(shù)的回顧與展望
一.只讀式光盤存儲器CD-ROM
自1985年Philips和Sony公布了在光盤上記錄計算機數(shù)據(jù)的黃皮書以來,CD-ROM驅(qū)動器便在計算機領域得到了廣泛的應用。CD-ROM光盤不僅可交叉存儲大容量的文字、聲音、圖形和圖象等多種媒體的數(shù)字化信息,而且便于快速檢索,因此CD-ROM驅(qū)動器已成為多媒體計算機中的標準配置之一。MPC標準已經(jīng)對CD-ROM的數(shù)據(jù)傳輸速率和所支持的數(shù)據(jù)格式進行了規(guī)定。MPC 3標準要求CD-ROM驅(qū)動器的數(shù)據(jù)傳輸率為600KB/秒(4倍速),并支持CD-ROM、CD-ROM XA、Photo CD、Video CD和CD-I等光盤格式。
CD-ROM是發(fā)行多媒體節(jié)目的優(yōu)選載體。原因是它的存儲容量大,制造成本低,大批量生產(chǎn)時每片不到5元人民幣。目前,大量的文獻資料、視聽材料、教育節(jié)目、影視節(jié)目、游戲、圖書、計算機軟件等都通過CD-ROM來傳播
二.一次寫光盤存儲器CD-R
信息時代的加速到來使得越來越多的數(shù)據(jù)需要保存,需要交換。由于CD-ROM是只讀式光盤,因此用戶自己無法利用CD-ROM對數(shù)據(jù)進行備份和交換。在CD-R刻錄機大批量進入市場以前,用戶的唯一選擇就是采用可擦寫光盤機。
可擦寫光盤機根據(jù)其記錄原理的不同,有磁光驅(qū)動器MO和相變驅(qū)動器PD。雖然這兩種產(chǎn)品較早進入市場,但是記錄在MO或PD盤片上的數(shù)據(jù)無法在廣泛使用的CD-ROM驅(qū)動器上讀取,因此難以實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換和數(shù)據(jù)分發(fā),更不可能制作自己的CD、VCD或CD-ROM節(jié)目。
CD-R的出現(xiàn)適時地解決了上述問題,CD-R是英文CD Recordable的簡稱,中文簡稱刻錄機。CD-R標準(橙皮書)是由Philips公司于1990年制定的,目前已成為工業(yè)界廣泛認可的標準。CD-R的另一英文名稱是CD-WO(Write Once ),顧名思義,就是只允許寫一次,寫完以后,記錄在CD-R盤上的信息無法被改寫,但可以象CD-ROM盤片一樣,在CD-ROM驅(qū)動器和CD-R驅(qū)動器上被反復地讀取多次。
CD-R盤與CD-ROM盤相比有許多共同之處,它們的主要差別在于CD-R盤上增加了一層有機染料作為記錄層,反射層用金,而不是CD-ROM中的鋁。當寫入激光束聚焦到記錄層上時,染料被加熱后燒溶,形成一系列代表信息的凹坑。這些凹坑與CD-ROM盤上的凹坑類似,但CD-ROM盤上的凹坑是用金屬壓模壓出的。
CD-R驅(qū)動器中使用的光學讀/寫頭與CD-ROM的光學讀出頭類似,只是其激光功率受寫入信號的調(diào)制。CD-R驅(qū)動器刻錄時,在要形成凹坑的地方,半導體激光器的輸出功率變大;不形成凹坑的地方,輸出功率變小。在讀出時,與CD-ROM一樣,要輸出恒定的小功率。
通常,CD-ROM除了要符合黃皮書以外,還要遵照一個附加的國際標準:ISO9660。這是因為當初Philips和Sony沒有定義CD-ROM的文件結(jié)構(gòu),而且各種計算機操作系統(tǒng)也只規(guī)定了該操作系統(tǒng)下的硬盤和軟盤文件結(jié)構(gòu),使得不同廠家生產(chǎn)的CD-ROM具有不同的文件結(jié)構(gòu),曾經(jīng)一度引起了混亂。后來,ISO 9660規(guī)定了CD-ROM的文件結(jié)構(gòu),Microsoft公司很快就為CD-ROM開發(fā)了設備驅(qū)動軟件MSCDEX,使得不同生產(chǎn)廠家的CD-ROM在不同的操作系統(tǒng)環(huán)境下都能彼此兼容,就象該操作系統(tǒng)下的另外一個邏輯驅(qū)動器--目錄或磁盤。
CD-R的發(fā)展已有很多年的歷史,但是也還存在上述類似的問題。我們無法在DOS或Windows環(huán)境下對CD-R驅(qū)動器直接進行讀寫,而是要依賴于CD-R生產(chǎn)廠家提供的刻錄軟件。大多數(shù)刻錄軟件的用戶界面并不直觀,而且系統(tǒng)安裝設置也比較繁瑣,給用戶的使用帶來很多麻煩和障礙。
為了改變這一狀況,國際標準化組織下的OSTA(光學存儲技術(shù)協(xié)會)最近制定了CD-UDF通用磁盤格式,只要對每一種操作系統(tǒng)開發(fā)相應的設備驅(qū)動軟件或擴展軟件,就可使操作系統(tǒng)將CD-R驅(qū)動器看作為一個邏輯驅(qū)動器。采用CD-UDF的CD-R刻錄機會使用戶感到,使用CD-R備份文件就如同使用軟盤或硬盤一樣方便。用戶可以直接使用DOS命令對CD-R進行讀寫操作,如果用戶使用如Windows Explorer這樣的圖形文件管理軟件,可將文件拖曳或投入(drag and drop)到CD-R刻錄機中,就可將文件課錄到CD-R盤上。
CD-UDF也是溝通ISO9660與DVD-UDF文件結(jié)構(gòu)的橋梁,采用CD-UDF文件結(jié)構(gòu)的CD-R盤可在DVD-ROM驅(qū)動器上讀出。
Philips公司推出的第四代CDD2600刻錄機首先采用了CD-UDF文件格式,并可在Windows 環(huán)境下即插即用,使CD-R技術(shù)的發(fā)展步入了一個新的里程。
三.可擦寫光盤存儲器
1.MO可擦寫光盤存儲器
MO是英文Magnet-Optical的縮寫,是指利用激光與磁性共同作用的結(jié)果記錄信息的光磁盤。MO盤用來存儲信息的媒體與軟磁盤相似,但其信息記錄密度和容量卻比軟磁盤高的多。這是由于記錄時在盤的上面施加磁場,而在盤下面用激光照射。磁場作用于盤面上的區(qū)域比較大,而激光通過光學系統(tǒng)聚焦于盤面的光點直徑只有1~2微米。在受光區(qū)域,激光的光能轉(zhuǎn)化為熱能,并使磁性層受熱而變的不穩(wěn)定,即變的易受磁場影響。這樣,在直徑只有1~2微米的極小區(qū)域內(nèi)就可記錄下一個單位的信息。通常的磁性記錄方式存儲一個單位的信息時,要占用相當大的區(qū)域,因而磁道也相應變寬,盤上記錄信息的總量也就很小。
MO盤片雖然比硬盤和軟盤便宜和耐用,但是與CD-R盤片相比就顯得比較昂貴了。MO的致命缺點是不能用普通CD-ROM驅(qū)動器讀出,因而不能滿足信息社會對計算機數(shù)據(jù)進行交換和數(shù)據(jù)分發(fā)的要求,在網(wǎng)絡技術(shù)和網(wǎng)絡建設不發(fā)達的地方,這一問題日驅(qū)突出和嚴重。
2.可擦寫光盤存儲器CD-RW
為了使可擦寫相變光盤與CD-ROM和CD-R兼容,早在1995年4月,飛利浦公司就提出了與CD-ROM和CD-R兼容的相變型可擦寫光盤驅(qū)動器CD-E(CD Erasable)。CD-E得到了包括IBM、HP、Mitsubishi 、Mitsumi、松下電器、Sony、3M以及Olympus等公司的支持。1996年10月,Philips、Sony、HP、Mitsubishi和Ricoh五家公司共同宣布了這一新的可擦寫CD標準,并將CD-E更名為CD-RW(CD-ReWritable)。CD-RW標準的制定標志著工業(yè)界可以開發(fā)并向市場提供這種新產(chǎn)品。
CD-RW兼容CD-ROM和CD-R,CD-RW驅(qū)動器允許用戶讀取CD-ROM、CD-R和CD-RW盤,刻錄CD-R盤,擦除和重寫CD-RW盤。由于CD-RW采用CD-UDF文件結(jié)構(gòu),因此CD-RW可作為一臺海量軟盤驅(qū)動器使用,也可在DVD-ROM驅(qū)動器讀取,具有更廣泛的應用前景。
MO雖然有不少特點,但是它們只能被其它同類驅(qū)動器讀取,不能在廣泛流行的CD-ROM上使用。MO沒有市場共享性,購買者只是將它們用于數(shù)據(jù)備份,因此難以實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換和數(shù)據(jù)分發(fā),更不可能制作自己的CD、VCD或CD-ROM節(jié)目。 因此MO很難在市場上流行起來。
CD-R是可記錄光盤市場上的后起之秀,雖然只能刻錄一次,但由于它與廣泛使用的CD-ROM兼容,并具有較低的記錄成本和很高的數(shù)據(jù)可靠性贏得了眾多計算機用戶的普遍歡迎。CD-R目前是各種光盤存儲產(chǎn)品中發(fā)展最迅猛的一種,。CD-R刻錄機的價格相對幾年前已下跌了很大幅度。在國外,CD-R刻錄機正在逐步取代CD-ROM驅(qū)動器而成為計算機的一種標準配置。
CD-RW是一個已經(jīng)得到眾多公司和用戶普遍支持的可擦寫光盤標準。由于CD-RW仍沿用了CD的EFM調(diào)制方式和CIR檢糾錯方法,CD-RW盤與CD-ROM盤具有相同的物理格式和邏輯格式,因此CD-RW驅(qū)動器與CD-R驅(qū)動器的光學、機械、及電子部分類似,一些零部件甚至可以互換,這將大大節(jié)省CD-RW的開發(fā)和生產(chǎn)費用,降低CD-RW驅(qū)動器的成本,使CD-RW未來就能迅速在可擦寫光盤產(chǎn)品市場占有一定的份額。
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