读书报告—光盘存储技术的历史、现状及未来

光盘存储技术的历史、现状及未来

摘要：本文回顾了光盘存储技术的发展史，总揽了当今技术现状，对每一重要阶段进行了粗略的介绍，并对今后光盘存储技术的发展趋势进行了简单的描述与展望。

关键词：光盘存储历史现状发展趋势

一、引言

光盘存储技术，是利用精细聚焦的激光束从模压而成的盘片上读取信息或进一步利用光对记录介质的物理或化学效应去改变介质的某些光学性能，如对光的反射、吸收、相移等，从而实现二值化数据的写入、读取与擦除。

光盘存储技术集中了近代光学、激光技术、精密机械、电子技术、自动控制、计算机及材料科学中的许多新成果，近年来不断取得重大突破，并已形成一个独立的产业，应用范围也在不断扩大，已进入国民经济各部门及家庭。若根据其技术特性和应用范围可以分为两大类，即用于信息存储的可写光盘系统以及用于信息传播为主的只读型光盘系统。

近年来, 多媒体计算机应用以及信息产业的迅速发展,诸如只读光盘(CD —ROM)这样的光盘存储介质已发展成为计算机信息数据的主要传播载体，光盘产业也在迅速向信息数据市场扩展。如此迅速的发展主要来自以下几方面因素：首先,只读光盘是基于广泛接受的国际标准,可像激光唱盘那样低成本、高效益的进行大批量生产；第二个有利因素是光盘驱动器的工作原理与激光唱机相似，从而导致价格较低的光盘驱动器；第三是目前市场上已推出转速数倍于第一代光驱转速的光盘驱动器,因而可为用户提供更高的数据传输率；第四，信息产业以及计算机多媒体应用的迅速发展也迫切需要诸如只读光盘这样的大容量数据存储媒介。

为加深对光盘媒介在现代信息产业以及计算机应用中的重要性的了解,本文对光盘存储介质发展的历史,现状以及近期内的可能发展方向作一些基本介绍。

二、光盘存储技术的发展历史

早在1968年，美国的ECD（Energy Conversion Device）公司就开始研究晶

态和非晶态之间的转换。1971年ECD和IBM公司合作研制成功了世界上第一片只读相变光盘存储器，随后相继开发成功了利用相变原理制造的一次写WO盘。1983年，日本松下公司推出了世界上第一台可擦写相变型光盘驱动器。1994年，松下公司又将相变型可擦写光盘驱动器与四倍速CD-ROM相结合，推出了PD 光盘驱动器，在一台光盘驱动器上同时具有相变型可擦写与四倍速CD-ROM功能。松下公司一再声称PD并不是英文缩写，但是人们通常将其理解为英文Phase-change Disk或Power Drive的缩写。

与MO技术相比，由于相变光盘仅用光学技术来读/写，所以读/写光学头可以做的相对比较简单，存取时间也就可以提高；由于相变光盘的读出方法与CD-ROM、CD-R光盘相同，因此兼容CD-ROM和CD-R的多功能相变光盘驱动器就变的容易实现，PD、CD-RW和可擦写DVD-RAM等新一代可擦写光盘存储器均采用了相变技术。

相变光盘存储技术经过20多年的不断研究和稳步发展，具有比MO存储密度高、记录成本低、介质寿命长、驱动器结构简单、读出信号信噪比高和不受外界磁场环境影响等突出优点，特别是相变光盘存储器能向下兼容目前广泛使用的CD-ROM和CD-R，因此相变光盘技术已成为光存储技术中的主流技术，具有广阔的应用前景。

光盘存储技术是70年代初开始发展起来的一项高新技术。光盘存储具有存储密度高、容量大、可随机存取、保存寿命长、工作稳定可靠、轻便易携带等一系列其它记录媒体无可比拟的优点，特别适于大数据量信息的存储和交换。光盘存储技术不仅能满足信息化社会海量信息存储的需要，而且能够同时存储声音、文字、图形、图像等多种媒体的信息，从而使传统的信息存储、传输、管理和使用方式发生了根本性的变化。

光盘存储技术近年来不断取得重大突破，并且进入了商业化大规模生产，在日本、北美及欧洲工业化国家已逐渐形成了独立的光盘产业，其应用范围也在不断扩大，几乎已深入到人类社会活动和生活的一切领域，对人类的工作方式、学习方式和生活方式产生了深远的影响。在过去的几年中，世界各主要光盘产业国家的光盘产业销售额都在以两位数以上的速度增长，1996年底全世界各种光盘驱动器的销售总量达5760万台，其中CD-ROM驱动器的销售量为5450万台，CD-R驱动器销售量为150万台。全球CD-ROM驱动器的累计装机总量已超过1亿台，CD-R驱动器的销售量比1995年增长了10倍，是所有光盘产品中增长速度最快的一种。1996年全球光盘盘片的销售量达到了1亿片，其中CD-ROM盘约占90%，CD-R盘约占9%，其它可擦写光盘仅占1%。

1. 只读式光盘存储器CD-ROM

自1985年Philips和Sony公布了在光盘上记录计算机数据的黄皮书以来，CD-ROM驱动器便在计算机领域得到了广泛的应用。CD-ROM光盘不仅可交叉存储大容量的文字、声音、图形和图像等多种媒体的数字化信息，而且便于快速检索，因此CD-ROM驱动器已成为多媒体计算机中的标准配置之一。MPC标准已经对CD-ROM的数据传输速率和所支持的数据格式进行了规定。MPC 3标准要求CD-ROM驱动器的数据传输率为600KB/秒（4倍速），并支持CD-ROM、CD-ROM XA、Photo CD、Video CD和CD-I等光盘格式。

CD-ROM是发行多媒体节目的优选载体。原因是它的存储容量大，制造成本低，大批量生产时每片不到5元人民币。目前，大量的文献资料、视听材料、教育节目、影视节目、游戏、图书、计算机软件等都通过CD-ROM来传播

2. 一次写光盘存储器CD-R

信息时代的加速到来使得越来越多的数据需要保存，需要交换。由于CD-ROM是只读式光盘，因此用户自己无法利用CD-ROM对数据进行备份和交换。在CD-R刻录机大批量进入市场以前，用户的唯一选择就是采用可擦写光盘机。

可擦写光盘机根据其记录原理的不同，有磁光驱动器MO和相变驱动器PD。虽然这两种产品较早进入市场，但是记录在MO或PD盘片上的数据无法在广泛使用的CD-ROM驱动器上读取，因此难以实现数据交换和数据分发，更不可能制作自己的CD、VCD或CD-ROM节目。

CD-R的出现适时地解决了上述问题，CD-R是英文CD Recordable的简称，中文简称刻录机。CD-R标准（橙皮书）是由Philips公司于1990年制定的，目前已成为工业界广泛认可的标准。CD-R的另一英文名称是CD-WO（Write Once ），顾名思义，就是只允许写一次，写完以后，记录在CD-R盘上的信息无法被改写，但可以像CD-ROM盘片一样，在CD-ROM驱动器和CD-R驱动器上被反复地读取多次。

CD-R盘与CD-ROM盘相比有许多共同之处，它们的主要差别在于CD-R盘上增加了一层有机染料作为记录层，反射层用金，而不是CD-ROM中的铝。当写入激光束聚焦到记录层上时，染料被加热后烧溶，形成一系列代表信息的凹坑。这些凹坑与C D-ROM盘上的凹坑类似，但CD-ROM盘上的凹坑是用金属压模压出的。

CD-R驱动器中使用的光学读/写头与CD-ROM的光学读出头类似，只是其激光功率受写入信号的调制。CD-R驱动器刻录时，在要形成凹坑的地方，半导