Daeth CDs optegol ar gael yn gyhoeddus ym 1982, rhyddhawyd y prototeip hyd yn oed yn gynharach - ym 1979. I ddechrau, datblygwyd CDs yn lle disgiau finyl, fel cyfrwng o ansawdd uwch a mwy dibynadwy. Credir bod disgiau laser yn ganlyniad i waith ar y cyd rhwng timau o ddau gorfforaeth dechnoleg - y Japaneaidd Sony a'r Iseldireg Philips.
Ar yr un pryd, datblygwyd y dechnoleg sylfaenol o "lasers oer", a wnaeth ymddangosiad disgiau laser yn bosibl, gan wyddonwyr Sofietaidd и . Dyfarnwyd Gwobr Nobel iddynt am eu dyfais. Datblygodd y dechnoleg ymhellach, ac yn y 70au datblygodd Philips ddull o recordio cryno ddisgiau, a oedd yn nodi dechrau'r CD. Yn gyntaf, creodd peirianwyr y cwmni ALP (chwarae hir sain) fel dewis arall i gofnodion finyl.
Roedd diamedr y disgiau ALP tua 30 centimetr. Ychydig yn ddiweddarach, gostyngodd peirianwyr diamedr y disgiau, a gostyngwyd yr amser chwarae i 1 awr. Disgiau laser a dyfais chwarae yn ôl ar eu cyfer oedd y rhai cyntaf Philips yn 1979. Ar ôl hyn, dechreuodd y cwmni chwilio am bartner ar gyfer gwaith pellach ar y prosiect - roedd y datblygwyr yn gweld y dechnoleg yn rhyngwladol, ac roedd yn anodd ei datblygu i'r lefel ofynnol a'i phoblogeiddio ar eu pen eu hunain.
Dechrau popeth
Penderfynodd y rheolwyr geisio sefydlu cysylltiadau â chwmnïau technoleg o Japan, ar yr adeg honno roedd y wlad hon ar flaen y gad o ran technolegau uwch. I wneud hyn, aeth cynrychiolwyr Philips i'r wlad a llwyddo i gwrdd â llywydd Sony, a ddaeth â diddordeb yn y dechnoleg.
Bron ar unwaith roedd yna tîm o beirianwyr Philips-Sony, maent wedi datblygu manylebau cyntaf y dechnoleg. Mynnodd is-lywydd Sony gynyddu cyfaint y ddisg; roedd am i'r compact allu darparu ar gyfer nawfed symffoni Beethoven, yr ehangwyd cyfaint y ddisg ar ei chyfer o 1 awr i 74 munud (mae yna hefyd farn mai cyfiawn yw hyn. stori farchnata hardd). Swm y data sy'n ffitio ar ddisg o'r fath yw 640 MB. Mae peirianwyr hefyd wedi datblygu paramedrau ansawdd sain. Er enghraifft, rheoleiddiwyd amledd samplu signalau stereo ar 44,1 kHz (ar gyfer un sianel 22,05 kHz) gyda lled ychydig o 16 did yr un. Dyma sut yr ymddangosodd safon y Llyfr Coch.
Nid oedd enw'r dechnoleg newydd yn ymddangos yn sydyn - fe'i dewiswyd o sawl opsiwn, gan gynnwys Minirack, Mini Disc, Compact Rack. O ganlyniad, cyfunodd y datblygwyr y ddau deitl, gan arwain at Ddisg Compact hybrid. Yn anad dim, dewiswyd yr enw hwn oherwydd poblogrwydd cynyddol casetiau sain (technoleg ).
Chwaraeodd Philips a Sony rôl hollbwysig hefyd wrth ddatblygu'r fanyleb ar gyfer y cryno ddisgiau digidol cyntaf, sef y Llyfr Melyn neu'r CD-ROM. Roedd y fanyleb newydd yn ei gwneud hi'n bosibl storio nid yn unig sain, ond hefyd data testun a graffeg ar ddisgiau. Penderfynwyd ar y math o ddisg yn awtomatig wrth ddarllen y pennawd. Y broblem oedd y gallai CD sy'n cydymffurfio â Llyfr Melyn weithio gyda math penodol o yriant yn unig, nad oedd yn gyffredinol.
Ar Awst 17, 1982, rhyddhawyd y CD cyntaf yn ffatri Philips yn Langenhagen, yr Almaen. Recordiwyd yr albwm arno Grŵp ABBA. Mae'n werth nodi nad oedd cotio farnais y disgiau cyntaf o ansawdd uchel iawn, felly roedd prynwyr compactau yn aml yn eu niweidio. Dros amser, mae ansawdd y disgiau wedi gwella. Am y blynyddoedd cyntaf fe'u defnyddiwyd yn gyfan gwbl mewn offer hi-fi, fe'u defnyddiwyd yn lle recordiau finyl a chasetiau.
Ers 2000, dechreuodd disgiau 700 MB ymddangos ar werth, a oedd yn ei gwneud hi'n bosibl recordio sain am hyd at 80 munud i gyd. Fe wnaethon nhw wthio gyriannau 650 MB allan o'r farchnad yn llwyr. Mae yna hefyd gyfryngau 800 MB, ond nid oeddent yn addas ar gyfer pob gyriant, felly nid oedd disgiau o'r fath yn arbennig o eang. Roedd yn bosibl cynyddu faint o le oedd ar gael ar gyfer storio data trwy leihau'r pellter rhwng traciau. Felly, er enghraifft, ar gyfer disgiau â chynhwysedd o 650 MB, y pellter rhwng traciau yw 1,7 micron, ac ar gyfer disgiau 800 MB mae'r ffigur hwn yn cael ei ostwng i 1,5 micron. Hefyd, ar gyfer y cyntaf, y buanedd yw 1,41 m/s, ac ar gyfer yr olaf, 1,39 m/s.
Sut mae hwn
Mae'r ddisg yn cynnwys sawl haen. Mae'r swbstrad yn polycarbonad, ei drwch yw 1,2 mm, diamedr yw 120 mm. Rhoddir haen arall ar y swbstrad - metel (gall fod yn aur, arian neu, yn fwyaf aml, alwminiwm). Nesaf, mae'r haen fetel wedi'i diogelu â farnais, y rhoddir graffeg arno. Mae'r swbstrad yn amddiffyn yr haen fetel yn ddibynadwy, felly mae crafiadau dwfn iawn yn ymyrryd â darllen. Mae diamedr y twll yn y ddisg yn 15 mm.
Fformat storio data ar gyfer disgiau - (trafodir uchod). Mae gwallau darllen yn cael eu cywiro gan ddefnyddio cod Reed-Solomon, fel nad yw crafiadau ysgafn yn lleihau darllenadwyedd y disg.
Ysgrifennir data i'r ddisg ar ffurf trac troellog o bydewau (cilfachau) fel y'u gelwir, sy'n cael eu hallwthio i'r sylfaen polycarbonad. Mae dyfnder pob pwll tua 100 nm a'r lled yw 500 nm. Hyd y pwll o 850 nm i 3,5 µm. Mae'r pyllau yn gwasgaru neu'n amsugno golau, mae'r swbstrad yn adlewyrchu. Felly, mae'r ddisg a gofnodwyd yn enghraifft wych o gratio diffreithiant adlewyrchol.
Mae'r disg yn cael ei ddarllen gan ddefnyddio pelydr laser gyda thonfedd o 780 nm, sy'n cael ei allyrru gan laser lled-ddargludyddion. Egwyddor darllen yw cofrestru newidiadau yn nwysedd golau adlewyrchiedig. Felly, mae'r trawst laser yn cydgyfeirio ar yr haen wybodaeth, diamedr y fan golau yn yr achos hwn yw 1,2 micron. Mae'r signal uchaf yn cael ei gofnodi rhwng pyllau. Os yw'n taro'r pwll, cofnodir dwyster golau is. Mae newidiadau mewn dwyster yn cael eu trosi'n signal trydanol, y mae'r offer yn gweithredu ag ef.
Sut mae'r ddisg yn cael ei chreu
- Y cam cyntaf yw paratoi'r data i'w lansio yn y gyfres;
- Ffotolithograffeg yw'r ail gam a dyma'r broses o greu stamp disg. Yn gyntaf, crëir disg wydr, y gosodir haen o ddeunydd ffotoresist arno, a chofnodir gwybodaeth arni. Mae'r deunydd yn newid ei briodweddau ffisegol a chemegol o dan ddylanwad golau;
- Cofnodir data gan ddefnyddio pelydr laser. Pan fydd y pŵer laser yn cynyddu (pan fo angen creu pwll), mae bondiau cemegol moleciwlau'r deunydd ffotoresist yn cael eu dinistrio ac mae'n rhewi;
- Mae'r ffotoresydd wedi'i ysgythru (mewn gwahanol ffyrdd, o blasma i asid), mae ardaloedd nad yw'r laser yn effeithio arnynt yn cael eu tynnu o'r matrics;
- Rhoddir y ddisg mewn bath galfanig, lle mae haen o nicel yn cael ei adneuo ar ei wyneb;
- Mae'r disgiau'n cael eu stampio gan fowldio chwistrellu, gan ddefnyddio'r disg gwydr gwreiddiol fel y deunydd ffynhonnell;
- Nesaf, mae metel yn cael ei chwistrellu ar yr haen wybodaeth;
- Rhoddir farnais amddiffynnol ar yr ochr allanol, y mae delwedd graffig eisoes wedi'i gosod arno.
Beth am CD-RW?
Mae CD-RW yn fath o gryno ddisg a gyflwynwyd ym 1997. Galwyd y safon yn wreiddiol (CD-E, Compact Disc Erasable).
Roedd hwn yn ddatblygiad mawr ym maes cofnodi a storio gwybodaeth. Wedi'r cyfan, breuddwyd miloedd o beirianwyr a defnyddwyr oedd cael cyfrwng storio rhad a chynhwysfawr. Mae CD-RW yn debyg o ran strwythur ac egwyddor gweithredu i CD rheolaidd, ond mae'r haen recordio yn wahanol - mae'n aloi arbenigol o chalcogenides. Y mwyaf cyffredin a ddefnyddir yw arian-indium-antimony-tellurium. Pan gaiff ei gynhesu uwchben y pwynt toddi, mae aloi o'r fath yn trawsnewid o gyflwr crisialog i gyflwr amorffaidd.
Mae'r cyfnod pontio yn yr achos hwn yn gildroadwy, sef y sail ar gyfer y broses ailysgrifennu. Dim ond 0,1 micron yw trwch haen weithredol y ddisg, felly mae'n hawdd dylanwadu ar y sylwedd â laser. Mae'r broses gofnodi yn digwydd pan fydd yn agored i belydr laser; yn yr achos hwn, mae'r haen weithredol yn troi'n doddi (y rhannau hynny ohono yr effeithiwyd arnynt gan y laser). Nesaf, mae'r gwres yn tryledu i'r swbstrad, ac mae'r toddi yn troi'n gyflwr amorffaidd. Ar gyfer segmentau amorffaidd, nodweddion megis cysonyn dielectrig, adlewyrchiad, ac, o ganlyniad, dwyster y newid golau adlewyrchiedig. Mae'n cynnwys gwybodaeth am y recordiad ar y ddisg. Perfformir darllen gan ddefnyddio laser pŵer is, na all effeithio ar yr haen weithredol. Wrth gofnodi, mae'r haen weithredol yn cael ei chynhesu i 200 gradd Celsius, sy'n ei galluogi i drosglwyddo cyfnod i gyflwr crisialog eto.
Mae defnydd ailadroddus o CD-RW yn arwain at flinder mecanyddol yr haen waith. Felly, roedd y peirianwyr a ddatblygodd y dechnoleg yn defnyddio sylweddau â chyfernod blinder isel. Gall CD-RW wrthsefyll tua mil o gylchredau ailysgrifennu.
DVD - hyd yn oed mwy o gapasiti!
Ymddangosodd DVDs am y tro cyntaf yn Japan ym 1996, fel ymateb i ofynion defnyddwyr a busnes am gyfryngau storio cynyddol fwy. I ddechrau, datblygwyd disgiau gallu uchel gan sawl cwmni ar unwaith. Mae dau gyfeiriad datblygu annibynnol wedi dod i'r amlwg: Disg Compact Amlgyfrwng (Philips a Sony), - Super Disc (8 corfforaeth fawr, gan gynnwys Toshiba a Time Warner). Ychydig yn ddiweddarach, unodd y ddau gyfeiriad yn un dan ddylanwad IBM. Fe argyhoeddodd y partneriaid i beidio ag ailadrodd digwyddiadau’r “rhyfel fformat”, pan fu brwydr am flaenoriaeth rhwng y System Hafan Fideo a safonau casét fideo Betamax.
Cyhoeddwyd y dechnoleg ym mis Medi 1995, a chyhoeddodd y datblygwyr fanylebau yr un flwyddyn. Rhyddhawyd y llosgydd DVD cyntaf ym 1997.
Roedd yn bosibl cynyddu'r gallu recordio tra'n cynnal yr un dimensiynau trwy ddefnyddio laser coch gyda thonfedd o 650 nm. Mae traw y trac yn hanner traw CD ac yn 0,74 micron.
Blu-Ray yw'r cyfryngau optegol mwyaf datblygedig
Math arall o gyfryngau optegol gyda dwysedd data llawer uwch na CD neu DVD. Datblygwyd y safon gan y consortiwm rhyngwladol BDA. Ymddangosodd y prototeip cyntaf ym mis Hydref 2000.
Mae'r dechnoleg yn cynnwys defnyddio laser tonfedd fer (tonfedd 405 nm), a dyna pam yr enw. Tynnwyd yr "e" oherwydd bod yr ymadrodd blue ray yn gyffredin yn Saesneg ac ni ellir ei batentu. Roedd y defnydd o laser glas (glas-fioled) yn ei gwneud hi'n bosibl culhau'r trac i 0,32 micron, gan gynyddu'r dwysedd cofnodi data. Mae cyflymder darllen y cyfryngau wedi'i gynyddu i 432 Mbit yr eiliad.
UDF - Fformat Disg Cyffredinol
Mae UDF yn fanyleb fformat system ffeiliau sy'n annibynnol ar OS. Fe'i cynlluniwyd ar gyfer storio ffeiliau ar gyfryngau optegol - CD, DVD a Blu-Ray. Nid oes gan UDF gyfyngiad o 2GB na 4GB ar gyfer ffeiliau y gellir eu hysgrifennu, felly mae'n ddelfrydol ar gyfer DVDs a Blu-Rays gallu uchel.
Disgiau optegol a'r Rhyngrwyd
Mae cwmnïau technoleg yn parhau i wella disgiau optegol. Felly, llwyddodd Sony a Panasonic i gynyddu gallu cyfryngau optegol i 2016 TB yn ôl yn 3,3. Ar yr un pryd, mae perfformiad y disgiau yn parhau, yn ôl cynrychiolwyr Sony, hyd at 100 mlynedd.
Fodd bynnag, mae pob math o ddisgiau optegol yn colli poblogrwydd yn raddol - gyda datblygiad y Rhyngrwyd, mae'r angen i ddefnyddwyr gronni data ar ddisgiau yn diflannu. Gellir storio gwybodaeth yn y cwmwl, sy'n llawer mwy cyfleus (cwestiwn arall yw pa mor ddiogel ydyw). Nid yw cryno ddisgiau bellach bron mor boblogaidd ag yr oeddent ychydig flynyddoedd yn ôl, ond mae'n debyg na fyddant yn wynebu ebargofiant llwyr (fel yn achos casetiau sain) - byddant yn cael eu defnyddio i greu archifau o wybodaeth fusnes bwysig.
Os bydd disgiau optegol terabyte yn mynd i mewn i gynhyrchu, bydd eu defnydd yn gyfyngedig - efallai y byddant yn cael eu defnyddio i ddosbarthu ffilmiau 4K a gemau modern gydag amrywiaeth o fonysau. Ond yn bennaf oll byddant yn cael eu defnyddio i greu copïau wrth gefn. Ac os yw Sony yn dweud y gwir am ddiogelwch data cofnodedig canrifoedd oed, yna bydd busnes yn defnyddio'r dechnoleg newydd yn weithredol iawn.
Ffynhonnell: hab.com
