Kwalifikacja E12

Czym jest napęd optyczny oraz jego rodzaje Napęd optyczny (ang. Optical Disc Drive - ODD) - jest to urządzenie, które za pomocą wiązki lasera odczytuje lub/i zapisuje, dane na tzw. nośnikach optycznych. Do najpopularniejszych napędów optycznych zalicza się (chronologicznie): * CD-ROM - napęd czytający płyty CD w formatach CD-R, CD-ROM, CD-RW, CD-DA, CD-Extra, CD-TEXT, Photo-CD, Video-CD, Multisession CD * nagrywarka CD - napęd czytający oraz zapisujący płyty CD w wyżej wymienionych formatach * DVD-ROM - napęd czytający płyty CD (patrz CD-ROM) oraz DVD w formatach DVD?R, DVD?RW, DVD?R DL, DVD-ROM, DVD-RAM, DVD-Video * combo CD/DVD - napęd będący hybrydą nagrywarki CD oraz DVD-ROM * nagrywarka DVD - napęd czytający oraz nagrywający płyty CD oraz DVD w formatach DVD?R, DVD?RW, DVD?R DL, DVD-ROM, DVD-RAM, DVD-Video * combo Blue-Ray - napęd będący hybrydą nagrywarki DVD oraz czytający płyty Blu-Ray w formatach BD-ROM, BD-R, BD-RE * nagrywarka Blue-Ray- napęd czytający oraz nagrywający płyty CD, DVD oraz Blu-Ray CD ROM Gęstość zapisu informacji na krążkach CD-ROM jest stała. Z uwagi na fakt, że długość ścieżki z danymi zmienia się w zależności od promienia, szybkość obrotowa musi się również zmieniać, aby w określonym przedziale czasu do komputera dostarczyć tę samą porcję informacji. W tradycyjnych odtwarzaczach płyt kompaktowych zmienna prędkość obrotowa nie stanowiła żadnego problemu. W celu zapewnienia przetwornikowi cyfrowo-analogowemu stałego strumienia danych wynoszącego 150 KB/s, płyta CD była odtwarzana z coraz mniejszą prędkością obrotową (dane zapisywane są od środka do brzegu nośnika). Podczas "skoku" do utworu leżącego bliżej środka płyty, obroty czytnika musiały zostać wyraźnie zwiększone. Sprawa nieco się komplikuje w przypadku płyt CD-ROM, ponieważ znacznie częściej odczytuje się pojedyncze bloki danych, a nie całe sekwencje występujących po sobie bitów. Napęd musiałby więc stale zwiększać lub zmniejszać swoją szybkość, co powodowałoby znaczne obciążenie silnika i byłoby bardzo czasochłonne. Z tego też względu czytniki CD-ROM wykorzystują obecnie różne techniki. Najbardziej popularna bazuje na odpowiedniej kombinacji stałej prędkości kątowej (CAV) i stałej prędkości liniowej (CLV). Najlepsze rezultaty przynosi jednak rozwiązanie o nazwie Full Constant Angular Velocity, czyli mechanizm zapewniający stałą prędkość kątową. Przy takim odczycie szybkość transmisji jest wprawdzie zmienna, ale uzyskać można krótki czas dostępu do danych, co korzystnie wpływa na wydajność całego urządzenia. CD-R W 1982 roku Philips i Sony ogłosiły standard cyfrowego zapisu dźwięku, w związku z formą publikacji określany Czerwoną Księgą. Tak powstała muzyczna płyta CD, dziś nazywana CD-DA (Compact Disk - Digital Audio) lub popularnie "kompaktem"."Kolorowe" standardy definiują fizyczną i logiczną strukturę płyty oraz metody korekcji błędów, pomijając sposób kodowania hierarchicznej struktury katalogów oraz nazw plików. Założony uniwersalizm narzuca jednak dość drastyczne ograniczenia. Nazwy powinny składać się z najwyżej 8 znaków (plus 3 znaki rozszerzenia) oraz zawierać jedynie litery, cyfry i znaki podkreślenia. Nazwy katalogów nie mogą posiadać rozszerzenia, a ich zagłębienie nie może przekroczyć ośmiu poziomów. Do momentu powstania płyty CD-R "kompakty" tłoczono w całości, nie było więc potrzeby, by na płycie znajdowała się więcej niż jedna sesja. W momencie powstania nośników CD-R możliwy stał się zapis informacji partiami. Każda partia danych zapisana na płycie nosi nazwę sesji. Sesja może składać się z jednej lub kilku ścieżek w tym samym bądź różnym formacie. Dobrym przykładem, pozwalającym zrozumieć różnicę pomiędzy sesją a ścieżką, jest płyta CD-DA. Każdy utwór nagrany na takiej płycie jest ścieżką, a zbiór wszystkich utworów stanowi jedną sesję. CD-RW Zasadniczą i najpoważniejszą nowością jest wewnętrzna struktura płyty CD-RW. Aby przystosować płytę do zapisu zmiennofazowego, należało stworzyć nośnik o odmiennych właściwościach chemicznych. Warstwa nagrywana jest teraz zbudowana ze stopu czterech pierwiastków (srebro, ind, antymon, tellur). Posiada ona zdolność zmiany przezroczystości zależnie od mocy padającej na jej powierzchnię wiązki lasera. Absolutnym novum jest, oczywiście, fakt, że zmiany powierzchni płyty spowodowane nagrywaniem są odwracalne. Oznacza to, że wypalony i nieprzezroczysty punkt może pod wpływem działania światła o specjalnie dobranym natężeniu zmienić swoje własności i stać się nieprzezroczystym. Warstwa główna jest otoczona z obu stron powłokami materiału dielektrycznego, który ma za zadanie poprawienie odprowadzania ciepła z nośnika. Staje się to bardzo istotne, gdyż skumulowane ciepło mogłoby skasować wcześniej zapisane na płycie informacje. Najdalej od głowicy lasera leży warstwa srebra, która jest właściwym elementem odbijającym światło. Zmiennofazowa technika zapisu umożliwia również bezpośrednie nadpisywanie danych bez wstępnego czyszczenia przeznaczonego dla nich miejsca. Przyspiesza to całą operację, gdyż jeśli konieczne byłoby uprzednie usunięcie zawartości (tak jak to jest np. w nośnikach magnetooptycznych), każda operacja musiałaby przebiegać dwukrotnie. Zabieg powtórnego zapisu może być wykonywany wielokrotnie. Jednak wbrew niektórym przekonaniom, istnieje granica wytrzymałości nośnika. Zazwyczaj wynosi ona około tysiąca cykli nagraniowych.Zaletą CD-RW, która na pewno przysporzy tej technologii przychylność użytkowników, jest możliwość zastosowania tego samego oprogramowania, jak w przypadku CD-R. Podobnie jak w sprzęcie wprowadzona tu tylko drobne modyfikacje. Zazwyczaj jest to jedna opcja w menu lub dodatkowe okienko, pozwalająca na kasowanie zawartości uprzednio nagranej płyty. Istnieją dwie metody usuwania danych, znajdujących się na nośniku CD-RW: szybka i pełna. Pierwsza niszczy tylko część informującą o formacie i objętości dotychczasowych nagrań. Umożliwia to bezpośrednie odczytanie dalszych fragmentów płyty, jednak pozostawia fizyczną, binarną reprezentację danych. Natomiast drugi sposób kasuje dokładnie całą zawartość, jednak zamiast dwóch minut trwa pół godziny. DVD Wielu użytkowników komputerów inwestujących w coraz to nowsze wyposażenie z pewnością nie raz zadało sobie pytanie "kto kogo stara się dogonić"?. Z jednej strony powstają coraz pojemniejsze dyski twarde, szybsze napędy CD-ROM czy wielo gigabajtowe streamery z drugiej wymagania projektantów oprogramowania zwiększają się z każdym nowym produktem. Pamiętamy czasy gdy dobry edytor Word 2.0 zadawalał się procesorem serii 80386, 2 MB pamięci RAM i pracował w środowisku Windows 3.x. Dziś rzeczywistość komputerowych programów zmieniła swoje oblicze. Nowy Office 97 zajmuje kilkaset megabajtów, znany wszystkim Quake z dodatkowymi mapami i obsługą QW dochodzi do 100 MB, a najnowsze interaktywne gry niejednokrotnie wymagają kilku srebrnych krążków. Aby zaradzić tej sytuacji producenci sprzętu komputerowego wynaleźli nowe "pojemnościowe" medium - płytę DVD. Początkowo obszar zastosowań dla nowego nośnika widziano głównie w przemyśle filmowym, maksymalna pojemność 17 GB pozwalała bowiem na nagranie 481 minut w formacie MPEG-2 z trzema ścieżkami audio. Nowy standard kompresji wymaga dużych mocy obliczeniowych do odkodowania informacji, dlatego komputerowe napędy DVD-ROM sprzedawane są ze specjalnymi kartami. W standardowych odtwarzaczach wszystkie niezbędne komponenty montowane są w jednej obudowie. Szybko okazało się, że pojemności oferowane przez płyty DVD idealnie nadają się także do zastosowań rynku komputerowego. Dlatego też pierwotna nazwa Digital Video Disk kojarzona z dyskami zawierającymi jedynie filmy coraz częściej ze względu na uniwersalność nośnika zamieniana jest na Digital Versatile Disk. Niestety, na ustanowieniu jednego standardu problemy się nie zakończyły. Najwięcej zamieszania wprowadziły różne stosowane na świecie formaty zapisu obrazu (PAL, NTSC, SECAM) oraz dźwięku. Dlatego też mapa świata podzielona została na 6 regionów, dla których oba wspomniane parametry są jednakowe. Z czasem pojawił się także kolejny problem. Po przegranej próbie skutecznego zabezpieczenia kaset do tradycyjnych magnetowidów, producenci filmowi zażądali skutecznej ochrony praw autorskich. Wprowadzono zatem odpowiedni system, który wprowadza do sygnału zakłócenia eliminowane później przez kartę dekodera. Podczas kopiowania płyty, użytkownik będzie mógł przenieść jedynie dane, zaś informacje o rodzaju zakłóceń, jako niedostępne nie zostaną skopiowane. Uniemożliwi to odtworzenie kopii w jakimkolwiek odtwarzaczu. Blu-ray Blu-ray Disc (BD) - konkurencyjny dla HD DVD format zapisu optycznego, opracowany przez Blu-ray Disc Association (BDA). Następca formatu DVD. Wyróżnia się większą pojemnością od płyt DVD, co jest możliwe dzięki zastosowaniu niebieskiego lasera. Ten nowy typ nośnika pozwala na zapisanie 25 GB danych na płytach jednowarstwowych. W użytku są również płyty dwuwarstwowe o pojemności 50 GB. Istnieją płyty czterowarstwowe mieszczące do 100 GB oraz ośmiowarstwowe, na których można zapisać 200 GB informacji. Pioneer opatentował płytę szesnastowarstwową, która mieści do 400 GB danych. Do zapisywania na tym nośniku jest używany niebieski laser (w nagrywarkach DVD używany jest czerwony laser). Podstawową różnicą pomiędzy tymi laserami jest długość fali - czerwony ma 650 albo 635 (nanometrów), podczas gdy niebieski tylko 405 nm. Wykorzystywane do zapisu na DVD lasery czerwone i wykorzystywane przez CD lasery podczerwone, wytwarzają światło o długości fali odpowiednio 640 i 790 nm. By udoskonalić zapis wykorzystano światło o długości fali 405 nm, a więc światło fioletowe, choć utarło się, że mamy do czynienia z laserem niebieskim. Niebieskie światło ma długość fali zbliżoną do 460 nm. Mniejsza długość fali pozwala na zmniejszenie rozmiaru pitów, a co za tym idzie daje to możliwość gęstszego zapisywania danych na jednostce powierzchni nośnika. Dysk Blu-ray ma dwie warstwy: pierwsza o grubości 1,1 mm, druga - zapisywalna - o grubości 0,1 mm. Minimalna długość wgłębienia wynosi 0,15 ?m. Przerwa między ścieżkami to 0,32 ?m, a średnica plamki lasera wynosi 0,48 ?m. BD-ROM wymagają specjalnej, mocnej warstwy ochronnej dla ścieżki zapisu, która leży na głębokości zaledwie 0,1 mm. Istnieją wersje BD-ROM (Read Only Memory), BD-R (Recordable) i BD-RE (ReWritable, do 1000 zapisów).