모든 것이 어떻게 시작되었는지: 광디스크와 그 역사

광 CD는 1982년에 공개적으로 출시되었으며 프로토타입은 훨씬 더 이른 1979년에 출시되었습니다. 처음에 CD는 비닐 디스크를 대체하고 더 높은 품질과 더 안정적인 미디어로 개발되었습니다. 레이저 디스크는 일본 Sony와 네덜란드 Philips라는 두 기술 회사 팀 간의 공동 작업의 결과라고 믿어집니다.

동시에 레이저 디스크의 출현을 가능하게 한 "콜드 레이저"의 기본 기술은 소련 과학자들에 의해 개발되었습니다. 알렉산더 프로호로프 и 니콜라이 바소프. 그들은 그들의 발명으로 노벨상을 받았습니다. 기술은 더욱 발전했고, 70년대에 필립스는 CD의 시작을 알리는 컴팩트 디스크 기록 방법을 개발했습니다. 첫째, 이 회사의 엔지니어들은 비닐 레코드의 대안으로 ALP(오디오 롱 플레이)를 만들었습니다.

ALP 디스크의 직경은 약 30cm였습니다. 잠시 후 엔지니어들은 디스크의 직경을 줄였으며 재생 시간은 1시간으로 단축되었습니다. 레이저 디스크와 이를 위한 재생 장치가 최초로 개발되었습니다. 시연 1979년 필립스. 그 후 회사는 프로젝트에 대한 추가 작업을 위해 파트너를 찾기 시작했습니다. 개발자는 기술을 국제적인 것으로 보았고 필요한 수준으로 개발하고 자체적으로 대중화하는 것이 어려웠습니다.

모든 것의 시작

경영진은 당시 일본이 첨단 기술의 선두에 있던 기술 회사와 접촉을 시도하기로 결정했습니다. 이를 위해 필립스 대표단은 해당 국가로 가서 기술에 관심을 갖게 된 소니 사장을 만났습니다.

거의 즉시 있었다 형성 Philips-Sony 엔지니어 팀은 기술의 첫 번째 사양을 개발했습니다. 소니의 부사장은 디스크의 볼륨을 높여야 한다고 주장했는데, 그는 베토벤의 1번 교향곡을 컴팩트에 수용할 수 있기를 원했고, 디스크 볼륨이 74시간에서 640분으로 늘어났습니다. 아름다운 마케팅 이야기). 이러한 디스크에 맞는 데이터 양은 44,1MB입니다. 엔지니어들은 음질 매개변수도 개발했습니다. 예를 들어, 스테레오 신호의 샘플링 주파수는 비트 폭이 각각 22,05비트인 16kHz(한 채널의 경우 XNUMXkHz)로 조정되었습니다. 이것이 Red Book 표준이 나타난 방식입니다.

신기술의 이름은 갑자기 등장한 것이 아니라 미니랙(Minirack), 미니디스크(Mini Disc), 컴팩트랙(Compact Rack) 등 여러 옵션 중에서 선택됐다. 그 결과 개발자들은 두 타이틀을 결합하여 하이브리드 컴팩트 디스크를 탄생시켰습니다. 무엇보다 이 이름은 오디오 카세트(기술 기술)의 인기가 높아짐에 따라 선택되었습니다. 컴팩트 카세트).

필립스와 소니는 또한 Yellow Book(CD-ROM)이라고 불리는 최초의 디지털 컴팩트 디스크 사양을 개발하는 데 중요한 역할을 했습니다. 새로운 사양을 통해 오디오뿐만 아니라 텍스트 및 그래픽 데이터도 디스크에 저장할 수 있게 되었습니다. 디스크 유형은 헤더를 읽을 때 자동으로 결정됩니다. 문제는 Yellow Book 호환 CD가 보편적이지 않은 특정 유형의 드라이브에서만 작동할 수 있다는 것입니다.

17년 1982월 XNUMX일, 독일 랑엔하겐에 있는 필립스 공장에서 첫 번째 CD가 출시되었습니다. 앨범이 녹음됐어요 방문객 아바그룹. 첫 번째 디스크의 바니시 코팅 품질이 그다지 높지 않았기 때문에 컴팩트 구매자가 디스크를 손상시키는 경우가 많았다는 점은 주목할 가치가 있습니다. 시간이 지남에 따라 디스크 품질이 향상되었습니다. 처음 몇 년 동안은 하이파이 장비에만 사용되었으며 비닐 레코드와 카세트를 대체하는 용도로 사용되었습니다.

2000년부터 700MB 디스크가 판매되기 시작하여 최대 80분 길이의 오디오 녹음이 가능해졌습니다. 그들은 650MB 드라이브를 시장에서 완전히 몰아냈습니다. 800MB 미디어도 있지만 모든 드라이브에 적합하지 않았기 때문에 이러한 디스크는 특별히 널리 보급되지 않았습니다. 트랙 간 거리를 줄여 데이터 저장에 사용할 수 있는 공간을 늘릴 수 있었습니다. 예를 들어 용량이 650MB인 디스크의 경우 트랙 간 거리는 1,7미크론이고 800MB 디스크의 경우 이 수치는 1,5미크론으로 줄어듭니다. 또한 전자의 경우 속도는 1,41m/s, 후자의 경우 1,39m/s이다.

이거 어떻게 작동 시켜요

디스크는 여러 레이어로 구성됩니다. 기판은 폴리카보네이트이며 두께는 1,2mm, 직경은 120mm입니다. 금속 (금, 은 또는 대부분 알루미늄 일 수 있음)과 같은 또 다른 층이 기판 위에 배치됩니다. 다음으로 금속층을 바니시로 보호하고 그 위에 그래픽을 적용합니다. 기판은 금속층을 안정적으로 보호하므로 매우 깊은 긁힘은 판독을 방해합니다. 디스크 구멍의 직경은 15mm입니다.

디스크의 데이터 저장 형식 - 빨간 책 (위에서 논의됨). 읽기 오류는 Reed-Solomon 코드를 사용하여 수정되므로 가벼운 긁힘으로 인해 디스크의 가독성이 저하되지 않습니다.

데이터는 폴리카보네이트 베이스로 돌출된 소위 피트(홈)의 나선형 트랙 형태로 디스크에 기록됩니다. 각 피트의 깊이는 약 100nm이고 폭은 500nm입니다. 피트 길이는 850 nm ~ 3,5 µm입니다. 구덩이는 빛을 산란하거나 흡수하고 기판은 반사합니다. 따라서 기록된 디스크는 반사 회절 격자의 훌륭한 예입니다.

반도체 레이저에서 방출되는 780nm 파장의 레이저 빔을 사용하여 디스크를 읽습니다. 판독의 원리는 반사된 빛의 강도 변화를 등록하는 것입니다. 따라서 레이저 빔은 정보층에 수렴되며 이 경우 광점의 직경은 1,2 마이크론입니다. 최대 신호는 피트 사이에 기록됩니다. 구덩이에 부딪히면 더 낮은 광도가 기록됩니다. 강도의 변화는 장비가 작동하는 전기 신호로 변환됩니다.

디스크가 생성되는 방식

• 첫 번째 단계는 시리즈 출시를 위한 데이터를 준비하는 것입니다.
• 포토리소그래피는 두 번째 단계이며 디스크 스탬프를 만드는 과정입니다. 먼저 유리 디스크를 만들고 그 위에 포토레지스트 재료를 바르고 정보를 기록합니다. 물질은 빛의 영향으로 물리적, 화학적 특성을 변화시킵니다.
• 데이터는 레이저 빔을 사용하여 기록됩니다. 레이저 출력이 증가하면(피트를 생성해야 하는 경우) 포토레지스트 재료 분자의 화학 결합이 파괴되어 동결됩니다.
• 포토레지스트가 에칭되고(플라즈마에서 산까지 다양한 방식으로) 레이저의 영향을 받지 않는 영역이 매트릭스에서 제거됩니다.
• 디스크는 표면에 니켈 층이 증착된 갈바니 욕조에 배치됩니다.
• 디스크는 원본 유리 디스크를 소스 재료로 사용하여 사출 성형으로 스탬프 처리됩니다.
• 다음으로 정보층에 금속을 분사합니다.
• 그래픽 이미지가 이미 적용된 바깥쪽에 보호 바니시가 적용됩니다.

CD-RW는 어떻습니까?

CD-RW는 1997년에 출시된 컴팩트 디스크의 한 종류입니다. 이 표준은 원래 다음과 같이 불렸습니다. CD 삭제 가능 (CD-E, 컴팩트 디스크 삭제 가능).

이는 정보 기록 및 저장 분야에서 획기적인 발전이었습니다. 결국, 저렴하고 대용량 저장 매체를 얻는 것은 수천 명의 엔지니어와 사용자의 꿈이었습니다. CD-RW는 구조와 작동 원리가 일반 CD와 유사하지만 기록 레이어가 다릅니다. 칼코게나이드의 특수 합금입니다. 가장 일반적으로 사용되는 것은 은-인듐-안티몬-텔루륨입니다. 녹는점 이상으로 가열되면 이러한 합금은 결정 상태에서 비정질 상태로 변합니다.

이 경우 위상 전이는 가역적이며 이는 재작성 프로세스의 기초가 됩니다. 디스크의 활성층 두께는 0,1 마이크론에 불과해 레이저로 물질에 영향을 주기 쉽다. 기록 프로세스는 레이저 빔에 노출될 때 발생하며, 이 경우 활성층은 용융물(레이저의 영향을 받은 영역)로 변합니다. 다음으로, 열은 기판으로 확산되고 용융물은 비정질 상태로 변합니다. 비정질 세그먼트의 경우 유전 상수, 반사율 및 그에 따른 반사광의 강도와 같은 특성이 변경됩니다. 디스크에 기록된 내용에 대한 정보를 전달합니다. 판독은 활성 레이어에 영향을 미칠 수 없는 저전력 레이저를 사용하여 수행됩니다. 기록하는 동안 활성층은 섭씨 200도까지 가열되어 다시 결정 상태로 상전이됩니다.

CD-RW를 반복적으로 사용하면 작업 레이어의 기계적 피로가 발생합니다. 따라서 해당 기술을 개발한 엔지니어들은 피로계수가 낮은 물질을 사용했습니다. CD-RW는 약 XNUMX번의 다시 쓰기 주기를 견딜 수 있습니다.

DVD – 용량이 더욱 커졌습니다!

DVD는 점점 더 큰 저장 매체에 대한 소비자 및 기업의 요구에 부응하여 1996년 일본에 처음 등장했습니다. 처음에는 여러 회사에서 동시에 대용량 디스크를 개발했습니다. 멀티미디어 컴팩트 디스크(Philips 및 Sony), - Super Disc(Toshiba 및 Time Warner를 포함한 8개 대기업)라는 두 가지 독립적인 개발 방향이 나타났습니다. 조금 후에 IBM의 영향으로 두 방향이 하나로 합쳐졌습니다. 그녀는 비디오 홈 시스템(Video Home System)과 베타맥스(Betamax) 비디오 카세트 표준 사이에 우선순위 싸움이 있을 때 파트너들에게 "포맷 전쟁" 사건을 반복하지 말라고 설득했습니다.

이 기술은 1995년 1997월에 발표되었으며 개발자들은 같은 해에 사양을 발표했습니다. 최초의 DVD 버너는 XNUMX년에 출시되었습니다.

파장 650nm의 적색 레이저를 사용해 동일한 크기를 유지하면서 기록 용량을 늘릴 수 있었다. 트랙 피치는 CD의 절반이며 0,74 마이크론입니다.

Blu-Ray는 가장 발전된 광학 미디어입니다.

CD나 DVD보다 데이터 밀도가 훨씬 높은 또 다른 유형의 광 미디어입니다. 이 표준은 국제 컨소시엄 BDA에 의해 개발되었습니다. 첫 번째 프로토타입은 2000년 XNUMX월에 등장했습니다.

이 기술은 단파장 레이저(파장 405nm)를 사용하므로 이러한 이름이 붙었습니다. 블루레이(blue ray)라는 표현은 영어에서 흔하고 특허를 받을 수 없기 때문에 "e"가 제거되었습니다. 청색(청자색) 레이저를 사용하면 트랙을 0,32미크론으로 좁힐 수 있어 데이터 기록 밀도가 높아집니다. 미디어 읽기 속도가 432Mbit/s로 향상되었습니다.

UDF - 범용 디스크 형식

UDF는 OS 독립적인 파일 시스템 형식 사양입니다. CD, DVD 및 Blu-Ray 등 광학 미디어에 파일을 저장하도록 설계되었습니다. UDF에는 쓰기 가능한 파일에 대한 2GB 또는 4GB 제한이 없으므로 대용량 DVD 및 Blu-Ray에 이상적입니다.

광디스크와 인터넷

기술 회사들은 계속해서 광디스크를 개선하고 있습니다. 따라서 Sony와 Panasonic은 2016년에 광미디어 용량을 3,3TB로 늘릴 수 있었습니다. 동시에 Sony 담당자에 따르면 디스크 성능은 최대 100년까지 유지됩니다.

그러나 모든 종류의 광디스크는 점차 인기를 잃어가고 있습니다. 인터넷의 발달로 인해 사용자가 디스크에 데이터를 축적해야 할 필요성이 사라지고 있습니다. 정보는 클라우드에 저장될 수 있어 훨씬 더 편리합니다(얼마나 안전한지는 또 다른 문제입니다). CD는 더 이상 몇 년 전만큼 인기가 없지만(오디오 카세트의 경우처럼) 완전한 망각에 직면하지는 않을 것입니다. CD는 중요한 비즈니스 정보의 아카이브를 만드는 데 사용될 것입니다.

테라바이트 광디스크가 생산되면 그 사용은 제한될 것입니다. 아마도 다양한 보너스와 함께 4K 영화와 최신 게임을 배포하는 데 사용될 것입니다. 그러나 무엇보다도 백업을 만드는 데 사용됩니다. 그리고 Sony가 수백 년 동안 기록된 데이터의 안전성에 대해 진실을 말하고 있다면 기업은 새로운 기술을 매우 적극적으로 사용할 것입니다.

출처 : habr.com