第九章 光盘系统

相变型可重写光驱与光盘
磁光型可重 写光驱
三、光存储系统的技术指标
1.尺寸 1.尺寸 LV的直径为12英寸（300mm） LV的直径为12英寸（300mm） 的直径为12英寸 mm CD激光唱盘和CD-ROM为9.72英寸（120mm） CD激光唱盘和CD-ROM为9.72英寸（120mm） 激光唱盘和CD 英寸 mm WORM一次写光盘为19.12英寸和5.25英寸 WORM一次写光盘为19.12英寸和5.25英寸 一次写光盘为19.12英寸和5.25 可擦写光盘向小尺寸方向发展，主要尺寸为5.25英 可擦写光盘向小尺寸方向发展，主要尺寸为5.25英 5.25 寸和3.5英寸。 3.5英寸 寸和3.5英寸。
4.数据传输率 4.数据传输率 数据传输率一般是指单位时间内光盘驱动器送出的数 据比特数。该数值与光盘转速和存储密度有关。CD据比特数。该数值与光盘转速和存储密度有关。CDROM的基本数据传输率为150KB/s 的基本数据传输率为150KB/s。 ROM的基本数据传输率为150KB/s。
激 光 驱 动 器 —— CD-ROM 2x …… 2倍于基本传输速率 CD2倍于基本传输速率 CD-ROM 9x …… 9倍于基本传输速率 CD9倍于基本传输速率 CD-ROM 52x …… 52倍于基本传输速率 CD52倍于基本传输速率
的盘片结构、 五、CD-ROM的盘片结构、读取原理 的盘片结构
在盘存储器工业中， CAV到CLV整整花了30多年 在盘存储器工业中，从CAV到CLV整整花了30多年 整整花了30 的时间才得以实现。现在不仅CD ROM存储器采用CLV， CD存储器采用CLV 的时间才得以实现。现在不仅CD-ROM存储器采用CLV， 而且磁光盘存储器也开始采用。 而且磁光盘存储器也开始采用。
第九章
光盘系统
内容：主要介绍光盘技术概论，CD-ROM的盘片结 内容：主要介绍光盘技术概论，CD-ROM的盘片结 读取原理等， 构、读取原理等，音频和视频接口
&9.1 光存储设备 &9.2 音频接口 &9.3 视频接口
&9.1
多媒体数据量 图像 视频 声音 文本等
光存储设备
光存储设备
影像 声音
动画 文本 图形
一、概述ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
1980年 日本的KDD公司推出了世界上第一 1980年，日本的KDD公司推出了世界上第一 KDD 台光盘机。从那时候起， 台光盘机。从那时候起，世界各先进工业 国就致力于光盘机的开发研究。 国就致力于光盘机的开发研究。 光盘系统的组成 由光盘驱动器和光盘盘片组成 光盘驱动器和光盘盘片组成 光盘以其存储容量大、工作稳定、密度高、 光盘以其存储容量大、工作稳定、密度高、 寿命长、便于携带、价格低廉等优点， 寿命长、便于携带、价格低廉等优点，已 成为多媒体系统普遍使用的设备。 成为多媒体系统普遍使用的设备。
的盘片结构、 五、CD-ROM的盘片结构、读取原理 的盘片结构
CD-ROM的盘片结构 的盘片结构
的盘片结构、 五、CD-ROM的盘片结构、读取原理 的盘片结构
CD-ROM的盘片结构 （1）聚碳酸脂的透明衬底 CD-ROM盘片的底层是用聚碳酸脂 polycarbonate） 盘片的底层是用聚碳酸脂（ CD-ROM盘片的底层是用聚碳酸脂（polycarbonate）压 制的透明衬底。压制出的预刻槽用于光道径向定位。 制的透明衬底。压制出的预刻槽用于光道径向定位。代表 信息的凹坑就压在透明衬底上， 信息的凹坑就压在透明衬底上，用户使用时要特别注意保 护底面，不要沾上指纹、不要划伤。虽然CD ROM驱动器有 CD护底面，不要沾上指纹、不要划伤。虽然CD-ROM驱动器有 很强的纠错能力，但由于纠错时间较长， 很强的纠错能力，但由于纠错时间较长，从而降低了系统 的性能。 的性能。 （2）铝反射层 第二层是铝反射层，它可以提高盘片的反射率。 第二层是铝反射层，它可以提高盘片的反射率。 （3）漆保护层 最上面一层是涂漆的保护层。保护层上印有标识符。 最上面一层是涂漆的保护层。保护层上印有标识符。 凡带MPC标识符的盘，都可以在MPC系统中读出。 MPC标识符的盘 MPC系统中读出 凡带MPC标识符的盘，都可以在MPC系统中读出。
四、光存储格式标准和类型
标准名称 Red Book 红皮书) (红皮书) Yellow Book 黄皮书) (黄皮书) Green Book 绿皮书) (绿皮书) Orange Book 橙皮书) (橙皮书) White Book 白皮书) (白皮书) Red Book + (红皮书+) CDCD-Bridge Blue Book 蓝皮书) (蓝皮书) 盘的名称 CDCD-DA CDCD-ROM CDCD-I CDCD-R Video CD CDCD-Video Photo CD LD(LaserDisc) 应用目的 存储音乐节目 存储文图声象等 多媒体节目 存储文图声象等 多媒体节目 读/写入文图声象 等多媒体节目 存储影视节目 存储模拟电视 数字声音 存储照片 存储影视节目 200分钟 200分钟 70分钟 70分钟 MPEG(MPEG-1) 5～6分钟(电视) 分钟(电视) 20分钟 声音) 分钟( 20分钟(声音) 数字影视 MPEG-1)质量 (MPEG-1)质量 模拟电视图像 数字声音 静态图像 模拟电视图像 播放时间 74分钟 74分钟 存储650 MB的数 存储650 MB的数 据 存储多达760 存储多达760 MB 的数据 动画、静态图像、 动画、静态图像、 动态图像 动画、 动画、静态图像 显示的图像
二、光存储的类型
一次写型光存储系统 一次写（WORM， Many） 一次写（WORM，Write Once Read Many）光存储 系统可一次写入，任意多次读出。 系统可一次写入，任意多次读出。 与CD-ROM相比，它具有由用户自己确定记录内容 CD-ROM相比， 相比 的优点。 的优点。
一次写型光驱
三、光存储系统的技术指标
3.平均存取时间 3.平均存取时间 平均存取时间是指从计算机向光盘驱动器发出命 令开始，到光盘驱动器在光盘上找到需读/ 令开始，到光盘驱动器在光盘上找到需读/写的信 息的位置并接受读/写命令为止的一段时间。 息的位置并接受读/写命令为止的一段时间。
三、光存储系统的技术指标
三、光存储系统的技术指标
2.容量 2.容量 格式化容量 格式化容量是指按某种光盘标准进行格式化后 的容量。 的容量。 用户容量 用户容量是指盘片格式化后允许对盘片执行读 写操作的容量。 写操作的容量。 CD-ROM的容量为550MB 680MB 的容量为550MB和 MB。 CD-ROM的容量为550MB和680MB。由于光盘外圈 5mm区容易出错，所以有些CD-ROM 的容量标为 mm区容易出错，所以有些CD区容易出错 CD 550MB MB。 550MB。
用户信息存放在信息区。 用户信息存放在信息区。
的盘片结构、 五、CD-ROM的盘片结构、读取原理 的盘片结构
常见的只读光盘其盘上的信息是沿着盘面螺旋形状的 信息轨道以一系列的凹坑点线的形式存储的。 信息轨道以一系列的凹坑点线的形式存储的。激光束能在 探测面积上获得满意的信噪比。 1um2探测面积上获得满意的信噪比。 利用激光聚焦或亚微米级激光来对光轨道上模压形成的 凹坑进行扫描。光束扫描凹坑边缘时，反射率发生变化， 凹坑进行扫描。光束扫描凹坑边缘时，反射率发生变化， 表示二进制数字“ 表示二进制数字“1”，在坑内或是在岸上均为二进制 通过光学探测器产生光电检测信量号，从而读出0 “0”。通过光学探测器产生光电检测信量号，从而读出0、 数据。 1数据。
三、光存储系统的技术指标
CD-ROM的读盘速度和哪些因素有关？ CD-ROM的读盘速度和哪些因素有关？ 的读盘速度和哪些因素有关 • • • • • CD盘的质量 CD盘的质量 驱动软件 计算机的传输速度 内存的大小 CD-ROM驱动器中高速缓存的大小 CD-ROM驱动器中高速缓存的大小
三、光存储系统的技术指标
为了提高读出数据的可靠性，减少误读率，存储 数据采用EFM（ 数据采用EFM（Eight to Fourteen Modulation) 码，称为8 14调制编码。 码，称为8—14调制编码。
的盘片结构、 五、CD-ROM的盘片结构、读取原理 的盘片结构
CD-ROM的盘片结构 的盘片结构 EFM调制编码 调制编码
二、光存储的类型
可重写型光存储系统 可重写光盘（E-R/W，Rewritable或Erasable）像硬盘 可重写光盘（ R/W，Rewritable或Erasable） 一样可任意读写数据。 一样可任意读写数据。 分为两种
磁光型（ Optical，简称MO MO） 磁光型（Magnetic Optical，简称MO） 相变型（ Change，简称PC PC） 相变型（Phase Change，简称PC）
的盘片结构、 五、CD-ROM的盘片结构、读取原理 的盘片结构
CD-ROM的盘片结构 的盘片结构 光道
♦ CD-ROM盘的光道分为三个区： CD-ROM盘的光道分为三个区： 盘的光道分为三个区 ♦ 导入区（leadin area） 导入区（ area） ♦ 信息区（information area） 信息区（ area） ♦ 导出区（leadout area） 导出区（ area）
CD—ROM是利用凹坑和凸区来记录数字“0”和“1”， CD—ROM是利用凹坑和凸区来记录数字“ 正、负跳变沿代表“ 正、负跳变沿代表“1”，而凹坑和非凹坑的平坦部分 代表“ 代表“0”，显然两个连续的数字1，1不能按原始形式 ，显然两个连续的数字1 存储，其中必须加“ 存储，其中必须加“0”，因凹坑凸区基本长度为 0.278um，加一个“ 0.278um，加一个“0”，凹坑或凸区增长为0.278um， ，凹坑或凸区增长为0.278um， 而聚焦激光镜的孔径0 45um， 而聚焦激光镜的孔径0．45um，所以每个跳变间至少应 有2个“0”。此称为最小游程长；考虑信号同步及其 它因素，又限制两个通道位1之间0的个数不超过10个， 它因素，又限制两个通道位1之间0的个数不超过10个， 此称为最大游程长度。