光盘.docx

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光盘

光盘以光信息做为存储物的载体。

用来存储数据的一种物品。

分不可擦写光盘，如CD-ROM，DVD-ROM等；和可擦写光盘，如CD-RW，DVD-RAM等。

编辑本段简介

　　定义：

即高密度光盘（CompactDisc）是近代发展起来不同于完全磁性载体的光学存储介质（例如：

磁光盘也是光盘）

光盘

，用聚焦的氢离子激光束处理记录介质的方法存储和再生信息，又称激光光盘。

　　由于软盘的容量太小，光盘凭借大容量得以广泛使用。

我们听的CD是一种光盘，看的VCD、DVD也是一种光盘。

　　现在一般的硬盘容量在3GB到3TB之间，软盘已经基本被淘汰，CD光盘的最大容量大约是700MB，DVD盘片单面4.7GB，最多能刻录约4.59G的数据（因为DVD的1GB=1000MB，而硬盘的1GB=1024MB）（双面8.5GB，最多约能刻8.3GB的数据），蓝光（BD）的则比较大，其中HDDVD单面单层15GB、双层30GB；BD单面单层25GB、双面50GB、三层75GB、四层100GB。

　　光盘的存储原理比较特殊，里面存储的信息不能被轻易地改变。

也就是说我们常见的光盘生产出来的时候是什么样，就一直是那样了。

那我们有没有办法把自己写的文章存在光盘上呢？

　　当然有！

只要你有一个CD刻录机和空的CD-R光盘，就能将自己的“文章”写在光盘上。

其它像DVD等介质的刻录也是一样的，要注意的是，绝大部分DVD刻录机都能刻录CD，即所谓的“向下兼容”。

　　说到这里，我们来想一下，光盘是属于内存储器还是外存储器呢？

要记住，我们所说的内部存储器就是内存，而外部存储器都是可以电脑中拆卸下来的。

常见的外部存储器有硬盘、光盘、U盘、SD（SecurityData，数据安全）卡、TF（T-Flash）卡等。

编辑本段光盘原理

原理

　　光盘是如何造出来的？

面对这个问题，可能很多人都没有办法回答出来。

我们的台式电脑，可以通过组装的形式来制造，例如把处理器、内存、硬盘、主板等配件，安装在机箱里，就形成了一台电脑。

而一块主板则是通过电路板布线、贴片、焊接、插件、再焊接等步骤完成的。

然而，一张薄薄的光盘，它又如何才能制造出来呢？

光盘原理

要了解光盘的制造原理，首先就要了解光盘的结构，其结构同制造过程密切相关。

大家都知道，光盘只是一个统称，它分成两类，一类是只读型光盘，其中包括CD-Audio、CD-Video、CD-ROM、DVD-Audio、DVD-Video、DVD-ROM等；另一类是可记录型光盘，它包括CD-R、CD-RW、DVD-R、DVD+R、DVD+RW、DVD-RAM、DoublelayerDVD+R等各种类型。

　　根据光盘结构，光盘主要分为CD、DVD、蓝光光盘等几种类型，这几种类型的光盘，在结构上有所区别，但主要结构原理是一致的。

而只读的CD光盘和可记录的CD光盘在结构上没有区别，它们主要区别在材料的应用和某些制造工序的不同，DVD方面也是同样的道理。

现在，我们就以CD光盘为例进行讲解。

　　我们常见的CD光盘非常薄，它只有1.2mm厚，但却包括了很多内容。

从图1中可以看出，CD光盘主要分为五层，其中包括基板、记录层、反射层、保护层、印刷层等。

现在，我们分别进行说明。

1.基板

　　它是各功能性结构（如沟槽等）的载体，其使用的材料是聚碳酸酯（PC），冲击韧性极好、使用温度范围大、尺寸稳定性好、耐候性、无毒性。

一般来说，基板是无色透明的聚碳酸酯板，在整个光盘中，它不仅是沟槽等的载体，更是整体个光盘的物理外壳。

CD光盘的基板厚度为1.2mm、直径为120mm，中间有孔，呈圆形，它是光盘的外形体现。

光盘之所以能够随意取放，主要取决于基板的硬度。

　　在读者的眼里，基板可能就是放在最底部的部分。

不过，对于光盘而言，却并不相同。

如果你把光盘比较光滑的一面（激光头面向的一面）面向你自己，那最表面的一面就是基板。

需要说明的是，在基板方面，CD、CD-R、CD-RW之间是没有区别的。

2.记录层（染料层）

　　这是烧录时刻录信号的地方，其主要的工作原理是在基板上涂抹上专用的有机染料，以供激光记录信息。

由于烧录前后的反射率不同，经由激光读取不同长度的信号时，通过反射率的变化形成0与1信号，借以读取信息。

目前市场上存在三大类有机染料：

花菁（Cyanine）、酞菁（Phthalocyanine）及偶氮（AZO）。

　　目前，一次性记录的CD-R光盘主要采用（酞菁）有机染料，当此光盘在进行烧录时，激光就会对在基板上涂的有机染料，进行烧录，直接烧录成一个接一个的"坑"，这样有"坑"和没有"坑"的状态就形成了‘0'和‘1'的信号，这一个接一个的"坑"是不能恢复的，也就是当烧成"坑"之后，将永久性地保持现状，这也就意味着此光盘不能重复擦写。

这一连串的"0"、"1"信息，就组成了二进制代码，从而表示特定的数据。

　　在这里，需要特别说明的是，对于可重复擦写的CD-RW而言，所涂抹的就不是有机染料，而是某种碳性物质，当激光在烧录时，就不是烧成一个接一个的"坑"，而是改变碳性物质的极性，通过改变碳性物质的极性，来形成特定的"0"、"1"代码序列。

这种碳性物质的极性是可以重复改变的，这也就表示此光盘可以重复擦写。

3.反射层

　　这是光盘的第三层，它是反射光驱激光光束的区域，借反射的激光光束读取光盘片中的资料。

其材料为纯度为99.99%的纯银金属。

　　这个比较容易理解，它就如同我们经常用到的镜子一样，此层就代表镜子的银反射层，光线到达此层，就会反射回去。

一般来说，我们的光盘可以当作镜子用，就是因为有这一层的缘故。

4.保护层

　　它是用来保护光盘中的反射层及染料层防止信号被破坏。

材料为光固化丙烯酸类物质。

另外现在市场使用的DVD+/-R系列还需在以上的工艺上加入胶合部分。

5.印刷层

　　印刷盘片的客户标识、容量等相关资讯的地方，这就是光盘的背面。

其实，

光盘印刷层

它不仅可以标明信息，还可以起到一定的保护光盘的作用。

编辑本段光盘为何如此薄？

　　从主要结构来讲，CD、DVD光盘的结构是一致的，只不过，它们的厚度和用料有所不同。

在上面的介绍中，我们提到CD光盘的厚度为1.2mm，这个厚度是否可以改变？

回答是否定的。

光盘

在实际应用中，读取和烧录CD、DVD、蓝光光盘的激光是不同的。

大家都知道，CD的容量只有700MB左右，而DVD则可以达到4.7GB，而蓝光光盘更是可以达到25GB。

它们之间的容量差别，同其相关的激光光束的波长密切相关。

　　一般而言，光盘片的记录密度受限于读出的光点大小，即光学的绕射极限（DiffractionLimit），其中包括激光波长λ，物镜的数值孔径NA。

所以传统光盘技术要提高记录密度，一般可使用短波长激光或提高物镜的数值孔径使光点缩小，例如CD（780nm，NA：

0.45）提升至DVD（650nm，NA：

0.6），再到Blu-rayDisc盘片（405nm，NA：

0.85）。

　　对于CD光盘，其激光波长为780nm，物镜的数值孔径NA为0.45，激光束会集到一点的距离需要1.2mm，这就决定了CD光盘基板的厚度为1.2mm。

不管是CD光盘的基板过厚，还是过薄，激光束都不能会集到一点，从而严重影响数据的烧录和读取。

　　从图2中我们可以看到，DVD光盘的激光波长为650nm，物镜的数值孔径NA为0.6，而激光束会集到一点的距离只需要0.6mm，这决定DVD光盘基板的厚度为0.6mm。

不过，0.6mm的厚度太薄，其制造出来的光盘也会因为太薄而容易折断。

因此，在DVD的实际制造过程中，会把两片0.6mm厚的基板迭合在一起，共同组成1.2mm的厚度。

当然，在这种情况下，只有一片基板在记录数据，而另一片基板则完全起保护的作用。

　　光盘的发展趋势是向高容量存储（如去年开始面世的DVD+RDL产品），业界的技术研发也以此为导向。

　　现在，已经出现了单面双层的DVD盘片。

单面双层盘片（DVD+RDoubleLayer）是利用激光（Laserbeam）聚焦的位置不同，在同一面上制作两层记录层，单面双层盘片在第一层及第二层的激光功率（WritingPower）相同（激光功率为<30mW），反射率（Reflectivity）也相同（反射率为18%～30%），刻录时，可从第一层连续刻录到第二层，实现资料刻录不间断。

编辑本段如何保护光盘

　　随着VCD、DVD机的广泛使用，几乎每家都有些光盘，光盘高清逼真的音质及清晰的影像已被众多的人士所喜爱，而正确地保养光盘会令你长久享受到纯正的原声原味。

　　光盘因受天气、温度的影响，表面有时会出现水气凝结，使用前应取干净柔软的棉布将光盘表面轻轻擦拭。

　　光盘放置应尽量避免落上灰尘并远离磁场。

取用时以手捏光盘的边缘和中心为宜。

　　光盘表面如发现污渍，可用干净棉布蘸上专用清洁剂由光盘的中心向外边缘轻揉，切勿使用汽油、酒精等含化成份的溶剂，以免腐蚀光盘内部的精度。

　　光盘在闲置时严禁用利器接触光盘，以免划伤。

若光盘被划伤会造成激光束与光盘信息输出不协调及信息失落现象，如果有轻微划痕，可用专用工具打磨恢复原样。

　　光盘在存放时因厚度较薄、强度较低，在叠放时以10张之内为宜，超之则容易使光盘变形影响播放质量。

　　光盘若出现变形，可将其放在纸袋内，上下各夹玻璃板，在玻璃板上方压5公斤的重物，36小时后可恢复光盘的平整度。

　　对于需长期保存的重要光盘，选择适宜的温度尤为重要。

温度过高过低都会直接影响光盘的寿命，保存光盘的最佳温度以摄氏20度左右为宜。

编辑本段光盘尺寸

普通标准120型光盘

　　尺寸：

外径120mm、内径15mm

　　厚度：

1.2mm

　　容量：

DVD4.7GB；CD650MB/700MB/800MB/890MB

小团圆盘80型光盘

　　尺寸：

外径80mm，内径21mm

　　厚度：

1.2mm

　　容量：

200MB

名片光盘

　　尺寸：

外径56mmX86mm，60mmX86mm内径22mm

　　厚度：

1.2mm

　　容量：

39--54MB不等

双弧形光盘

　　尺寸：

外径56mmX86mm，60mmX86mm内径22mm

　　厚度：

1.2mm

　　容量：

30MB/50MB

异型光盘

　　尺寸：

可定制

　　厚度：

1.2mm

　　容量：

50MB/87MB/140MB/200MB

编辑本段光盘读取技术

　　1）CLV技术：

（Constant-Linear-Velocity）恒定线速度读取方式。

在低于12倍速的光驱中使用的技术。

它是为了保持数据传输率不变，而随时改变旋转光盘的速度。

读取内沿数据的旋转速度比外部要快许多。

光盘技术

2）CAV技术：

（Constant-Angular-Velocity）恒定角速度读取方式。

它是用同样的速度来读取光盘上的数据。

但光盘上的内沿数据比外沿数据传输速度要低，越往外越能体现光驱的速度，倍速指的是最高数据传输率。

　　3）PCAV技术：

（Partial-CAV）区域恒定角速度读取方式。

是融合了CLV和CAV的一种新技术，它是在读取外沿数据采用CLV技术，在读取内沿数据采用CAV技术，提高整体数据传输的速度。

编辑本段光盘分类

　　CD：

（Compact-Disc）光盘。

CD是由liad-in（资料开始记录的位置）；而后是Table-of-Contents区域，由内及外记录资料；在记录之后加上一个lead-out的资料轨结束记录的标记。

在CD光盘，模拟数据通过大型刻录机在CD上面刻出许多连肉眼都看不见的小坑。

　　CD-DA：

（CD-Audio）用来储存数位音效的光碟片。

1982年SONY、Philips所共同制定红皮书标

光盘

准，以音轨方式储存声音资料。

CD-ROM都兼容此规格音乐片的能力。

　　CD-G：

（Compact-Disc-Graphics）CD-DA基础上加入图形成为另一格式，但未能推广。

是对多媒体电脑的一次尝试。

　　CD-ROM：

（Compact-Disc-Read-Only-Memory）只读光盘机。

1986年，SONY、Philips一起制定的黄皮书标准，定义档案资料格式。

定义了用于电脑数据存储的MODE1和用于压缩视频图象存储的MODE2两类型，使CD成为通用的储存介质。

并加上侦错码及更正码等位元，以确保电脑资料能够完整读取无误。

　　GD-ROM：

（GigabyteDisc）千兆光盘是由雅马哈制作，日本世嘉公司于1998年投入适用于媒体记录和游戏机的一种多媒体光盘，最大储存量为1GB，用于取代当时市场上普遍存在的650MB-700MB容量的CD-ROM光盘。

GD-ROM由雅马哈生产，它的工作原理是在原有CD-ROM的基础上，对数据进行再次打包，压缩处理来增加储存量。

GD-ROM的数据由于其构造和生产因素，无法用传统的CD刻录机进行复制。

　　CD-PLUS：

1994年，Microsoft公布了新的增强的CD的标准，又称为CD-Elure。

它是将CD-Audio音效放在CD的第一轨，而后放资料档案，如此一来CD只会读到前面的音轨，不会读到资料轨，达到电脑与音响两用的好处。

　　CD-ROMXA：

（CD-ROM-eXtended-Architecture）1989年，SONY、Philips、Micuosoft对CD-ROM标准扩充形成的白皮书标准。

又分为FORM1、FORM2两种和一种增强型CD标准CD+。

　　VCD：

（Video-CD）激光视盘。

SONY、Philips、JVC、Matsu**a等共同制定，属白皮书标准。

是指全动态、全屏播放的激光影视光盘。

　　CD-I：

（Compact-Disc-Interactive），是Philips、SONY共同制定的绿皮书标准。

是互动式光盘系统。

1992年实现全动态视频图像播放

　　Photo-CD:

1989年，KODAK公司推出相片光盘的橘皮书标准，可存100张具有五种格式的高分辨率照片。

可加上相应的解说词和背景音乐或插曲，成为有声电子图片集。

　　CD-R：

（Compact-Disc-Recordable）1990年，Philips发表多段式一次性写入光盘数据格式。

属于橘皮书标准。

在光盘上加一层可一次性记录的染色层，可通进行刻录。

　　CD-RW：

在光盘上加一层可改写的染色层，通过激光可在光盘上反复多次写入数据。

　　SDCD：

（Super-Density-CD）是东芝（TOSHIBA）、日立（Hitachi）、先锋、松下（Panasonic）、JVC、汤姆森（Thomson）、三菱、Timewamer等制订一种超密度光盘规范。

双面提供5GB的储存量，数据压缩比不高

　　MMCD：

（Multi-Mdeia-CD）是由SONY、Philips等制定的多媒体光盘，单面提供3.7GB储存量，数据压缩比较高。

　　HD-CD：

（High-Density-CD）高密度光盘。

容量大。

单面容量4.7GB，双面容量高达9.4GB，有的达到7GB。

HD-CD光盘采用MPEG-2标准。

　　MPEG-2：

1994年，ISO/IEC组织制定的运动图像及其声音编码标准。

针对广播级的图像和立体声信号的压缩和解压缩。

　　DVD：

（Digital-Versatile-Disk）数字多用光盘，以MPEG-2为标准，拥有4.7G的大容量，可储存133分钟的高分辨率全动态影视节目，包括个杜比数字环绕声音轨道，图像和声音质量是VCD所不及的。

　　DVD+RW：

可反复写入的DVD光盘，又叫DVD-E。

由HP、SONY、Philips共同发布的一个标准。

容量为3.0GB，采用CAV技术来获得较高的数据传输率

　　PD光驱：

（PowerDisk2）是Panasonic公司将可写光驱和CD-ROM合二为一，有LF-1000（外置式）和LF-1004（内置式）两种类型。

容量为650MB，数据传输率达5.0MB/s，采用微型激光头和精密机电伺服系统。

　　DVD-RAM：

DVD论坛协会确立和公布的一项商务可读写DVD标准。

它容量大而价格低、速度不慢且兼容性高。

　　UMD：

（UniversalMediaDisc）索尼电脑娱乐（简称SCEI，通常称为SCE）自主研发的UMD光碟全称为“UniversalMediaDisc（通用媒体光碟）”UMD光盘于2005年6月21日被国际标准组织EcmaInternational正式认可为标准规格。

尺寸（约）：

65mm×64mm×4.2mm，具有塑料保护外壳。

UMD碟采用660纳米红光镭射双层记录方式，最高容量为1.83GB。

UMD碟目前是作为PSP的游戏光碟使用，不过在索尼的计划中，这种新一代小型光碟将会广泛应用到各种影音产品中。

去年E3展期间，索尼集团旗下的索尼音乐、索尼电影等都展出了采用UMD存放的MTV和电影片断。

目前UMD规格有“UMDAudio”和“UMDVideo”两种，采用了新一代的H.264/AVC影像压缩标准以及索尼自主制定的ATRAC3Plus音频压缩标准。

　　UMD是SCE特地为PSP开发的多媒体储存媒介，采用了UMD光碟与碟套一并插入PSP进行游戏的设计（参照MD的做法），大大降低了UMD光碟的磨损可能性。

　　为防止盗版和保证该项技术的独占权，目前UMD光盘只有只读格式，使用128BITAES加密技术，而且所有UMD光盘只由SONY独家生产技术不外流，市场上没有任何UMD空白盘或者UMD刻录机出售。

但尽管如此UMD其中的内容还是被人破解了（引导出来），也因此会有UMD游戏的光盘镜像文件在网络上供下载。

　　BD-ROM：

（Blu-rayDisc）BD-ROM为Blu-rayDisc的只读光盘，能够存储大量数据的外部存储媒体，可称为“蓝光光盘”。

　　BD是DVD之后的下一代光盘格式之一，用以储存高品质的影音以及高容量的数据储存。

须注意的是“蓝光光盘”此一称谓并非本产品的官方正式中文名称，此乃中文世界里人们为了易记而自行取的非官方的中文名称，SONY公司本身并未帮本产品的中文名称正名。

蓝光光盘是由SONY及松下电器等企业组成的“蓝光光盘联盟”（Blu-rayDiscAssociation:

BDA）策划的次世代光盘规格，并以SONY为首于2006年开始全面推动相关产品。

蓝光光盘的命名是由于其采用波长405纳米（nm）的蓝色激光光束来进行读写操作（DVD采用650纳米波长的红光读写器，CD则是采用780纳米波长）。

蓝光光盘的英文名称不使用“Blue-ray”的原因，是“Blue-rayDisc”这个词在欧美地区流于通俗、口语化，并具有说明性意义，于是不能构成注册商标申请的许可，因此蓝光光盘联盟去掉英文字e来完成商标注册。

2008年2月19日，随着HDDVD领导者东芝宣布将在3月底退出所有HDDVD相关业务，持续多年的下一代光盘格式之争正式划上句号，最终由SONY主导的蓝光光盘胜出。

编辑本段发展

　　光盘（港台称之为光碟）的发展历程纸的发明极大地促进了人类文明的进步，它记载了人类文明的发展史，造就了一批新兴的工业。

从信息存储的角度看，CD-ROM完全可以看成一种新型的纸。

一张小小的塑料圆盘，其直径不过12厘米（5英寸），重量不过20克，而存储容量却高达600多兆字节。

如果单纯存放文字，一张CD-ROM相当于15万张16开的纸，足以容纳数百部大部头的著作。

但是，CD-ROM在记录信息原理上却与纸大相径庭，CD-ROM盘上信息的写入和读出都是通过激光来实现的。

激光通过聚焦后，可获得直径约为1微米（μm）的光束。

据此，荷兰飞利浦（Philips）公司的研究人员开始使用激光光束来进行记录和重放信息的研究。

1972年，他们的研究获得了成功，1978年投放市场。

最初的产品就是大家所熟知的激光视盘（LD,LaserVisionDisc）系统。

从LD的诞生至今，光盘有了很大的发展，它经历了三个阶段：

　　①LD-激光视盘；

　　②CD-DA激光唱盘；

　　③CD-ROM。

　　下面简单介绍这三个阶段性的产品特点。

LD-激光视盘它就是通常所说的LCD，直径较大，为12英寸，两面都可以记录信息，但是它记录的信号是模拟信号。

模拟信号的处理机制是指模拟的电视图像信号和模拟的声音信号都要经过FM（FrequencyModulation）频率调制、线性叠加，然后进行限幅放大。

限幅后的信号以0.5微米宽的凹坑长短来表示。

CD-DA激光唱盘LD虽然赢得了成功，但由于事先没有制定统一的标准，使它的开发和制作一开始就陷入昂贵的资金投入中。

1982年，由飞利浦公司和索尼（Sony）公司制定了CD-DA激光唱盘的红皮书（RedBook）标准。

由此，一种新型的激光唱盘诞生了。

CD-DA激光唱盘记录音响的方法与LD系统不同，CD-DA激光唱盘系统首先把模拟的音响信号进行PCM（脉冲编码调制）数字化处理，再经过EFM（8~14位调制）编码之后记录到盘上。

数字记录代替模拟记录的好处是：

对干扰和噪声不敏感；由于盘本身的缺陷、划伤或沾污而引起的错误可以校正。

CD-ROMCD-DA系统取得成功以后，这就使飞利浦公司和索尼公司很自然地想到，利用CD-DA作为计算机大容量只读存储器。

但要把CD-DA作为计算机的存储器，还必须解决两个重要问题：

　　①建立适合于计算机读写的盘的数据结构；

　　②CD-DA误码率必须从现有的10-9降低到10-12以下。

　　由此就产生了CD-ROM的黄皮书（YellowBook）标准。

这个标准的核心思想是：

盘上的数据以数据块的形式来组织，每块都要有地址。

这样做后，盘上的数据就能从几百兆字节的存储空间上迅速找到。

为了降低误码率，采用增加一种错误检测和错误校正的方案。

错误检测采用了循环冗余检测码，即所谓CRC；错误校正采用里德-索洛蒙（ReedSolomon）码。

黄皮书确立了CD-ROM的物理结构，而为了使其能在计算机上完全兼容，后来又制定了CD-ROM的文件系统标准，即ISO9660。

有了这两个标准，CD-ROM在全世界范围内得到了迅速推广和愈来愈广泛的应用。

在80年代中期，光盘的发展非常快，先后推出了WORM光盘、CD-ROM光盘、磁光盘（MOD）、相变光盘（PCD，PhaseChangeDisk）等新的品种。

这些光盘的出现，给信息革命带来了很大的推动。

CD-ROM的复制CD-ROM的复制并不神秘，可以简单地分为五个环节：

（1）预制主片；

（2）制主片；（3）电铸；（4）复制；（5）印刷；（6）包装预制主片由于CD-R系统的出现，这一过程实际上可以简化为将CD-ROM节目的程序和数据刻录成CD-R盘的过程。

这个过程包括如下几个步骤：

（1）预制：

将CD-ROM节目的程序和数据，利用预制作软件，在硬盘上按CD-ROMISO9660格式模拟生成映像文件。

该映像文件模拟真实的CD-R盘的文件和目录结构。

（2）优化、测试：

通过CD-R制作系统软件，存取CD-ROM映像文件，就像存取已经放在CD-ROM盘片上一样。

这时对CD-ROM节目的程序和数据进行测试和优化，尽量使最频繁存取的文件放在CD-ROM"盘片"的最前端。

　　（3）刻录：

将已经生成好的CD-ROM映像文件，利用刻录软件刻录到CD-R盘片上去。

　　值得注意的是，CD-R的刻录过程中不允许中断，一量发生中断，盘片就有可能报废。

一般CD-R软件支持多种CD格式。

在刻录时，可以选择你所需要的格式，这也包括CD-I和CD-XA，及允许多个文件系统