Оптикалық компакт-дискілер 1982 жылы жалпыға қолжетімді болды, прототипі одан да ертерек - 1979 жылы шығарылды. Бастапқыда ықшам дискілер винилді дискілерді ауыстыру ретінде, жоғары сапалы және сенімдірек тасымалдаушы ретінде әзірленді. Лазерлік дискілер екі технологиялық корпорацияның - жапондық Sony мен голландиялық Philips ұжымдарының бірлескен жұмысының нәтижесі деп саналады.
Сонымен бірге лазерлік дискілердің пайда болуына мүмкіндік беретін «суық лазерлердің» негізгі технологиясын кеңес ғалымдары әзірледі. и . Оларға өнертабыс үшін Нобель сыйлығы берілді. Технология одан әрі дамыды және 70-ші жылдары Philips компакт-дискілерді жазу әдісін әзірледі, бұл CD-дің басын белгіледі. Біріншіден, компания инженерлері винил жазбаларына балама ретінде ALP (аудио ұзақ ойнату) нұсқасын жасады.
ALP дискілерінің диаметрі шамамен 30 сантиметрді құрады. Біраз уақыттан кейін инженерлер дискілердің диаметрін азайтып, ойнату уақыты 1 сағатқа дейін қысқарды. Лазерлік дискілер мен олар үшін ойнату құрылғысы бірінші болды Philips 1979 ж. Осыдан кейін компания жоба бойынша әрі қарай жұмыс істеу үшін серіктес іздей бастады - әзірлеушілер технологияны халықаралық деп санады және оны қажетті деңгейге дейін дамыту және оны өз бетімен танымал ету қиын болды.
Бәрінің басы
Басшылық Жапонияның технологиялық компанияларымен байланыс орнатуға тырысуды ұйғарды, ол кезде бұл ел жоғары технологиялар бойынша алдыңғы қатарда болатын. Ол үшін Philips делегаттары елге барып, технологияға қызығушылық танытқан Sony компаниясының президентімен кездесіп үлгерді.
Бірден дерлік болды Philips-Sony инженерлерінің командасы технологияның алғашқы сипаттамаларын әзірледі. Sony вице-президенті дискінің көлемін ұлғайтуды талап етті; ол ықшам дискінің Бетховеннің тоғызыншы симфониясын сыйдыра алуын қалады, ол үшін дискінің көлемі 1 сағаттан 74 минутқа дейін кеңейтілді (бұл жай ғана деген пікір де бар. әдемі маркетингтік әңгіме). Мұндай дискіге сәйкес келетін деректер көлемі 640 МБ құрайды. Инженерлер дыбыс сапасының параметрлерін де әзірледі. Мысалы, стереосигналдардың дискретизация жиілігі 44,1 кГц (бір арна үшін 22,05 кГц) әрқайсысының ені 16 бит болатын битпен реттелді. Қызыл кітап стандарты осылай пайда болды.
Жаңа технологияның атауы кенеттен пайда болған жоқ - ол бірнеше нұсқалардың ішінен таңдалды, соның ішінде Minirack, Mini Disc, Compact Rack. Нәтижесінде әзірлеушілер екі атауды біріктірді, нәтижесінде гибридті Compact Disc пайда болды. Ең бастысы, бұл атау аудио кассеталардың танымалдылығының артуына байланысты таңдалды (технология ).
Philips және Sony сонымен қатар Сары кітап немесе CD-ROM деп аталатын алғашқы сандық компакт-дискілердің спецификациясын әзірлеуде маңызды рөл атқарды. Жаңа спецификация тек дыбысты ғана емес, сонымен қатар мәтіндік және графикалық деректерді дискілерде сақтауға мүмкіндік берді. Диск түрі тақырыпты оқу кезінде автоматты түрде анықталды. Мәселе Сары кітаппен үйлесімді ықшам дискі әмбебап емес дискінің белгілі бір түрімен ғана жұмыс істей алатынында болды.
17 жылы 1982 тамызда Германияның Лангенгаген қаласындағы Philips зауытында алғашқы CD шығарылды. Альбом соған жазылған ABBA тобы. Айта кету керек, бірінші дискілердің лакпен қаптамасы өте жоғары сапалы емес, сондықтан компакт-сатып алушылар оларды жиі зақымдады. Уақыт өте келе дискілердің сапасы жақсарды. Алғашқы бірнеше жылда олар тек қана hi-fi жабдығында қолданылды, олар винил жазбалары мен кассеталарды ауыстыру ретінде пайдаланылды.
2000 жылдан бастап 700 МБ дискілер сатылымға шыға бастады, бұл жалпы ұзақтығы 80 минутқа дейін аудио жазуға мүмкіндік берді. Олар 650 МБ дискілерді нарықтан толығымен шығарды. Сондай-ақ 800 Мбайт тасымалдаушы бар, бірақ олар барлық дискілерге сәйкес келмеді, сондықтан мұндай дискілер әсіресе кең тараған жоқ. Жолдар арасындағы қашықтықты азайту арқылы деректерді сақтауға арналған бос орын көлемін ұлғайту мүмкін болды. Мәселен, мысалы, сыйымдылығы 650 МБ дискілер үшін жолдар арасындағы қашықтық 1,7 микронды құрайды, ал 800 МБ дискілер үшін бұл көрсеткіш 1,5 микронға дейін азаяды. Сондай-ақ, біріншісі үшін жылдамдық 1,41 м/с, ал екіншісі үшін 1,39 м/с.
Бұл қалай жұмыс істейді
Диск бірнеше қабаттан тұрады. Субстрат поликарбонат, оның қалыңдығы 1,2 мм, диаметрі 120 мм. Субстратқа тағы бір қабат қойылады - металл (ол алтын, күміс немесе көбінесе алюминий болуы мүмкін). Әрі қарай, металл қабаты лакпен қорғалған, оған графика қолданылады. Субстрат металл қабатын сенімді қорғайды, сондықтан өте терең сызаттар оқуға кедергі келтіреді. Дискідегі тесіктің диаметрі 15 мм.
Дискілерге арналған деректерді сақтау пішімі - (жоғарыда талқыланды). Оқу қателері Reed-Solomon коды арқылы түзетіледі, сондықтан жеңіл сызаттар дискінің оқылуын төмендетпейді.
Деректер дискіге поликарбонат негізіне экструдталған шұңқырлар (шұңқырлар) деп аталатын спиральды жол түрінде жазылады. Әрбір шұңқырдың тереңдігі шамамен 100 нм және ені 500 нм. Шұңқырдың ұзындығы 850 нм-ден 3,5 мкм-ге дейін. Шұңқырлар жарықты шашыратады немесе сіңіреді, субстрат шағылысады. Осылайша, жазылған диск шағылысатын дифракциялық тордың тамаша үлгісі болып табылады.
Диск жартылай өткізгіш лазермен шығарылатын толқын ұзындығы 780 нм лазер сәулесінің көмегімен оқылады. Оқу принципі - шағылған жарықтың қарқындылығының өзгеруін тіркеу. Осылайша, лазер сәулесі ақпараттық қабатта жинақталады, бұл жағдайда жарық нүктесінің диаметрі 1,2 микронды құрайды. Максималды сигнал шұңқырлар арасында жазылады. Егер ол шұңқырға түссе, төменірек жарық қарқындылығы жазылады. Қарқындылықтың өзгеруі жабдық жұмыс істейтін электрлік сигналға айналады.
Диск қалай жасалады
- Бірінші кезең – деректерді серияға шығаруға дайындау;
- Фотолитография екінші кезең болып табылады және диск мөрін жасау процесі болып табылады. Алдымен шыны диск жасалады, оған фоторезисттік материал қабаты қолданылады және оған ақпарат жазылады. Материал жарықтың әсерінен физикалық және химиялық қасиеттерін өзгертеді;
- Деректер лазер сәулесінің көмегімен жазылады. Лазердің күші жоғарылағанда (шұңқыр құру қажет болғанда) фоторезисттік материал молекулаларының химиялық байланыстары бұзылады және ол қатып қалады;
- Фоторезист өрнектеледі (әртүрлі тәсілдермен, плазмадан қышқылға дейін), лазер әсер етпеген аймақтар матрицадан жойылады;
- Диск гальваникалық ваннаға орналастырылады, оның бетіне никель қабаты түседі;
- Дискілер бастапқы материал ретінде түпнұсқа шыны дискіні пайдалана отырып, бүрку әдісімен мөрленеді;
- Әрі қарай металл ақпараттық қабатқа шашылады;
- Сыртқы жағына қорғаныс лак жағылады, оған графикалық кескін қазірдің өзінде қолданылады.
CD-RW туралы не деуге болады?
CD-RW - 1997 жылы енгізілген ықшам дискінің бір түрі. Стандарт бастапқыда деп аталды (CD-E, ықшам дискі өшірілетін).
Бұл ақпаратты жазу және сақтау саласындағы нағыз серпіліс болды. Өйткені, қымбат емес және сыйымды сақтау құралын алу мыңдаған инженерлер мен пайдаланушылардың арманы болды. CD-RW құрылымы мен жұмыс принципі бойынша кәдімгі CD-ге ұқсас, бірақ жазу қабаты басқаша - бұл халькогенидтердің мамандандырылған қорытпасы. Ең жиі қолданылатыны күміс-индий-сурьма-теллур. Балқу температурасынан жоғары қыздырғанда мұндай қорытпа кристалдық күйден аморфты күйге ауысады.
Бұл жағдайда фазалық ауысу қайтымды болып табылады, бұл қайта жазу процесінің негізі болып табылады. Дискінің белсенді қабатының қалыңдығы небәрі 0,1 мкм, сондықтан затқа лазермен әсер ету оңай. Жазу процесі лазер сәулесінің әсерінен орын алады, бұл жағдайда белсенді қабат балқымаға айналады (оның лазер әсер еткен аймақтары). Содан кейін жылу субстратқа таралады, ал балқыма аморфты күйге айналады. Аморфты сегменттер үшін диэлектрлік өтімділік, шағылысу, демек, шағылған жарықтың қарқындылығы сияқты сипаттамалар өзгереді. Ол дискідегі жазба туралы ақпаратты тасымалдайды. Оқу белсенді қабатқа әсер ете алмайтын төмен қуатты лазердің көмегімен орындалады. Жазу кезінде белсенді қабат Цельсий бойынша 200 градусқа дейін қызады, бұл қайтадан кристалдық күйге фазалық өтуге мүмкіндік береді.
CD-RW қайталап пайдалану жұмыс қабатының механикалық шаршауына әкеледі. Сондықтан технологияны жасаған инженерлер шаршау коэффициенті төмен заттарды пайдаланды. CD-RW мыңға жуық қайта жазу цикліне төтеп бере алады.
DVD - одан да көп сыйымдылық!
DVD дискілері алғаш рет Жапонияда 1996 жылы пайда болды, бұл тұтынушы мен бизнестің барған сайын кеңейе түсетін сақтау құралдарына деген сұранысына жауап ретінде. Бастапқыда сыйымдылығы жоғары дискілерді бірден бірнеше компания әзірледі. Екі тәуелсіз даму бағыты пайда болды: Multimedia Compact Disc (Philips және Sony), - Super Disc (8 ірі корпорациялар, соның ішінде Toshiba және Time Warner). Біраз уақыттан кейін екі бағыт IBM әсерінен бір бағытқа біріктірілді. Ол серіктестерді Video Home жүйесі мен Betamax бейне кассета стандарттары арасында басымдық үшін шайқас болған кезде «форматтық соғыс» оқиғаларын қайталамауға сендірді.
Технология 1995 жылдың қыркүйегінде жарияланды және әзірлеушілер сол жылы техникалық сипаттамаларды жариялады. Бірінші DVD жазу құралы 1997 жылы шығарылды.
Толқын ұзындығы 650 нм қызыл лазерді қолдану арқылы бірдей өлшемдерді сақтай отырып, жазу мүмкіндігін арттыру мүмкін болды. Жолдың биіктігі CD дискінің жартысы және 0,74 микрон.
Blu-Ray - ең озық оптикалық медиа
CD немесе DVD-ге қарағанда деректер тығыздығы әлдеқайда жоғары оптикалық тасымалдағыштың басқа түрі. Стандартты BDA халықаралық консорциумы әзірлеген. Бірінші прототипі 2000 жылдың қазан айында пайда болды.
Технология қысқа толқынды лазерді (толқын ұзындығы 405 нм) пайдалануды қамтиды, сондықтан атауы. «e» жойылды, себебі көк сәуле өрнегі ағылшын тілінде кең таралған және оны патенттеу мүмкін емес. Көк (көк-күлгін) лазерді пайдалану деректерді жазу тығыздығын арттыра отырып, жолды 0,32 микронға дейін тарылтуға мүмкіндік берді. Медиа оқу жылдамдығы 432 Мбит/с дейін ұлғайтылды.
UDF - әмбебап диск пішімі
UDF - бұл операциялық жүйеге тәуелсіз файлдық жүйе пішімінің сипаттамасы. Ол файлдарды CD, DVD және Blu-Ray сияқты оптикалық тасымалдағышта сақтауға арналған. UDF-де жазылатын файлдар үшін 2 ГБ немесе 4 ГБ шегі жоқ, сондықтан ол сыйымдылығы жоғары DVD және Blu-Ray үшін өте қолайлы.
Оптикалық дискілер және Интернет
Технологиялық компаниялар оптикалық дискілерді жетілдіруді жалғастыруда. Осылайша, Sony мен Panasonic 2016 жылы оптикалық медианың сыйымдылығын 3,3 ТБ дейін арттыра алды. Сонымен қатар, дискілердің өнімділігі, Sony өкілдерінің айтуынша, 100 жылға дейін сақталады.
Дегенмен, оптикалық дискілердің барлық түрлері бірте-бірте танымалдылығын жоғалтады - Интернеттің дамуымен пайдаланушылардың дискілерде деректерді жинақтау қажеттілігі жоғалады. Ақпаратты бұлтта сақтауға болады, бұл әлдеқайда ыңғайлы (оның қаншалықты қауіпсіз екендігі басқа мәселе). Ықшам дискілер енді бірнеше жыл бұрынғыдай танымал емес, бірақ олар толық ұмытылмайтын болады (аудио кассеталар сияқты) - олар маңызды бизнес ақпаратының мұрағатын жасау үшін пайдаланылады.
Егер терабайттық оптикалық дискілер өндіріске кірсе, оларды пайдалану шектеулі болады - мүмкін олар 4K фильмдері мен түрлі бонустары бар заманауи ойындарды тарату үшін қолданылады. Бірақ бәрінен бұрын олар сақтық көшірме жасау үшін пайдаланылады. Ал егер Sony ғасырлар бойы жазылған деректердің қауіпсіздігі туралы шындықты айтса, онда бизнес жаңа технологияны өте белсенді пайдаланады.
Ақпарат көзі: www.habr.com
