浅谈光盘存储技术

信息学院

多媒体技术应用

期末论文

课题：浅谈光盘存储技术

*名：**

指导老师：**

院系：信息与通信工程学院

专业：通信工程专业

班级：通信一班

学号：********xxx

摘要：本文简述了现有光盘存储技术的种类以及光盘存储和数字光盘技术的研究进展，分析了其中几种不同的存储光盘和几种提高光盘存储效率的解决方案，列举了几种类型的多阶光盘存储技术。认为多阶光存储技术利用信号处理与编码调制技术，可以在现有技术的基础上增加信息存储维度,有效提高信息存储容量和数据读取速度,具有广阔的发展空间，乃至我国数字光盘存储技术的发展。

关键词：HD-DVD光盘；全信息光盘；闪存盘；多阶；光存储；数字光存储；信息坑；调制

《一》引言：随着信息社会的发展，社会的信息量不断膨胀，海量数据出现，不仅对存储媒介的存储容量提出了挑战，而且对其读写速率也提出了更高的要求。记录光盘的出现，在一定程度上很好的迎合了信息数据化对媒介各方面的存储要求，如CD,DVD以及现在的BD 技术，不管是在存储容量方面还是在访问速度上都整体提升了光盘的记录存储水平。本文首先将介绍几种光盘，如HD-DVD光盘；全信息光盘；闪存盘，以及数字光盘存储技术和我国光盘存储技术的现状及研究进展。

1.1HD-DVD

高密度光盘（HD-DVD）存储技术的目标是存储密度达到64.51~129.02Gb/cm2(即Gb/in2)，最小记录点尺寸熊爱玉200nm，接近或小于光衍射极限。

1.2全信息光盘

全信息光盘刻录机将采用普通的低能耗气体激光发生器，它产生的激光首先通过一块半镀银镜，分为透射和反射两束光。透射光将经

过一个微型镜片阵列。上百万个微型镜片集中在一块芯片表面上，一“开”或“合”的方式来决定是否让透射光通过，从而使透射光携带上数据信息。普通数字光盘的容量是20GB。这种全信息光盘的容量将比普通的数字光盘（DVD）高出几倍乃至几十倍。

1.3闪存盘

闪存盘也叫U盘，在Windows98操作系统中需要安装驱动程序；在Windows2000及以后发的操作系统中已经有嵌入驱动程序，不需额外安装。

闪存盘是一种采用USB接口的无需物理驱动器的微型高容量移动存储产品，它采用的存储介质为闪存（Flash Memory）。闪存盘不需要额外的驱动器，只需插入电脑的上的USB接口或通过一个USb转接电缆与电脑相连接。闪存盘的容量是越来越大，读写速度是越来越快，是光盘存储技术中很具吸引力的新秀，所以光盘存储技术的发展研究和解决方案很有必要研究与突破。

《二》光盘存储技术发展及研究和解决方案

数字化信息存储的要求是高存储密度高数据传输率高存储寿命低价格设备投资和低价格信息位等虽然目前光存储产品在存储容量和存储密度方面与硬盘和闪存等产品相比不据优势但其存储寿命长信息位价格低等优势使其在存储介质中仍占有非常重要的地位光盘存储技术发展概述以及各代光存储技术的主要技术指标如表所示:

为了提高光存储技术的容量和数据传输率在现有光盘系统的基础人们提出并研究了多种解决方案，这些解决方案可以大体归纳为以下三个方面，减小信息符的尺寸，提高存储的维数和采用多阶技术。

减小信息符尺寸是为了提高单位面积上的存储密度从而提高存储容量，我们可以采用更短波长的激光器或提高物镜数值孔径以及采用近场技术等方法来减小信息符尺寸，目前最小记录符尺寸可以<50nm，存储密度可达100Gb/in2，但受光学系统及加工工艺的限制，直接减小激光波长，增大数值孔径的技术路线有一定的局限，此类技术很难达到实用化。

多维存储技术包括全息存储技术，多层存储技术和彩色多层存储技术等，该技术将二维平面上的存储模式扩大到更多维的空间中，提高了光存储的数据容量，但该类技术的实现受光存储材料性能及加工工艺的限制，进一步实用化还有一定的难度。

多阶存储技术是在单位记录单元上记录多于2种状态的信息，在记录单元数不变的情况下，可显著增加存储容量，该技术可以在不改变硬件参数的情况下，提高光盘存储密度，并且可在提高存储容量的同时，提高数据传输速度，因而可以最大限度地利用现有技术资源将其产品化，该技术包括信息坑深度调制技术，信息坑形状调制技术和

信息坑边沿变化调制等。

《三》 3.1 多阶存储技术

多阶存储是相对二值存储而提出的，就是在1个记录单元的位置上出现多个状态信息，即记录多于1位的信息，现有的数字光盘产品都采用二值存储，即将信息转换成二进制数并将二进制数据以某种调制方式与存储介质记录斑的2种不同物理状态相对应(如坑岸的交替变化以坑岸的长度记录信息)实现存储。如将数据流调制成M进制数据(M>2)，令调制后的数据与记录介质的M种不同物理状态相对应，即可实现M阶存储，如图1所示的坑深调制多阶存储就是通过改变信息符的深度实现多值存储，数据流经调制转换成盘基多种不同坑深的变化，即可实现多阶坑深存储。多阶储在1个信息记录斑的位置上可以存储log2(M)bits 数据，在提高存储容量的同时，在同样的记录符扫描速度下，数据传输速率也可提高log2(M)倍。

具有固定长度的信息坑具有多种不同的坑深不同深度的，信息坑表示不同的信息状态或称为不同的阶次，根据光盘衍射理论，不同的记录坑深对应着不反射光强，因而可以通过检测读出信号不同的幅值来获得不同阶次的信息。Calimetrics公司在只读光盘上实现了八阶坑

深调制，信息坑的形貌如图2所示。

如果在1个记录单元上实现的状态数目越多，最后能够提供的总容量就越大，由于受到调制方式介质特性编码伺服等多方面因素的限制，在1个记录单元上能够实现的状态数是有限的，最后能够实现的状态数是1个多种限制条件下取平衡的结果。

目前可利用信息坑的深度,边沿,形状,位置等多种变化实现多阶存储其根本点是在特定的记录单元上，实现记录介质的某种特性(光特性,电特性)的多阶变化并能将信号稳定地写入与读出。

3.2 坑形调制多阶存储技术

现有光盘系统中在较短的信息坑(或岸)信号的幅值比较低而在较长的信息坑或岸上RF信号将上升到满幅值.philips公司提出的坑形多阶存储方案(LMl)就是在较长的信息坑(或岸)上加入一些”扰动”稍稍改变其信息坑(或岸)的形状使其RF信号降低.这样可以实现多阶存储.

能够加入”扰动”的信息坑的长度必须满足一定要求,其RF信号与