870 likes | 1.5k Views
7. Discuri optice. Clasificarea discurilor optice Suportul fizic al discurilor compact Organizarea şi codificarea datelor Unitatea CD-ROM Tipuri de discuri compact Discuri DVD Discuri Blu-ray. Discuri DVD. Discuri DVD Prezentare generală Discul DVD-ROM Discul DVD-Video
E N D
7. Discuri optice • Clasificarea discurilor optice • Suportul fizic al discurilor compact • Organizarea şi codificarea datelor • Unitatea CD-ROM • Tipuri de discuri compact • Discuri DVD • Discuri Blu-ray Sisteme de intrare/ieşire şi echipamente periferice (07-2)
Discuri DVD • Discuri DVD • Prezentare generală • Discul DVD-ROM • Discul DVD-Video • Discul DVD-Audio • Discul DVD-R • Discul DVD+R • Discul DVD-RAM • Discul DVD-RW • Discul DVD+RW Sisteme de intrare/ieşire şi echipamente periferice (07-2)
Prezentare generală (1) • DVD – Digital Video Disc, Digital Versatile Disc • Elaborat de DVD Consortiumtransformat în DVD Forum (www.dvdforum.org) • Caracteristici: • 1, 2, 3 sau 4 straturi • Capacitatea este mai ridicată: 4,38 GB (1 strat), 15,9 GB (4 straturi) • Dimensiunile cavităţilor sunt mai reduse • Distanţa între piste este mai redusă • Lungimea de undă a razei laser: 650 nm Sisteme de intrare/ieşire şi echipamente periferice (07-2)
CDDVD Prezentare generală (2) Sisteme de intrare/ieşire şi echipamente periferice (07-2)
Prezentare generală (3) Sisteme de intrare/ieşire şi echipamente periferice (07-2)
Prezentare generală (4) Discuri DVD cu o faţă şi cu două feţe Sisteme de intrare/ieşire şi echipamente periferice (07-2)
Prezentare generală (5) • Capacitatea unui disc cu două straturi este mai mică decât dublul capacităţii unui disc cu un singur strat: • Lungimea minimă a cavităţilor de pe ambele straturi este mărită de la 0,4 µm la 0,44 µm • Viteza liniară a fasciculului este de 3,84 m/s la discurile cu un strat, faţă de 3,49 m/s la discurile cu două straturi Sisteme de intrare/ieşire şi echipamente periferice (07-2)
Discuri DVD • Discuri DVD • Prezentare generală • Discul DVD-ROM • Discul DVD-Video • Discul DVD-Audio • Discul DVD-R • Discul DVD+R • Discul DVD-RAM • Discul DVD-RW • Discul DVD+RW Sisteme de intrare/ieşire şi echipamente periferice (07-2)
Discul DVD-ROM (1) • Dimensiunea sectorului: 2064 B (2048 B de date) • Sectorul este împărţit în 12 linii 172 B • Prima linie conţine antetul sectorului (12 B) • Identificatorul (ID) sectorului (4 B) • Cod pentru corecţia erorilor ID (2 B) • Zonă rezervată (6 B) • Următorii 160 B din prima linie conţin date • Ultima linie conţine 4 B pentru detecţia şi corecţia erorilor zonei de date Sisteme de intrare/ieşire şi echipamente periferice (07-2)
Discul DVD-ROM (2) • Un număr de 16 sectoare formează un bloc • Sectoarele sunt plasate dispersat pe disc • Se adaugă 10 B liniilor din fiecare sector pentru codul de corecţie a erorilor (ECC) • Un bloc conţine 16 linii suplimentare pentru codul ECC • Rezultă un bloc de 37.856 B • Este permisă înregistrarea atât prin metoda CLV, cât şi prin metoda CAV Sisteme de intrare/ieşire şi echipamente periferice (07-2)
Discul DVD-ROM (3) • Discurile DVD pot utiliza sistemul de fişiere UDF (Universal Disk Format) • Definit de asociaţia OSTA (OpticalStorageTechnologyAssociation), www.osta.org • Bazat pe standardul ISO 13346/ECMA-167 • Destinat discurilor DVD şi CD-R/RW ca înlocuitor al sistemului ISO 9660 • Independent de SO • UDF defineşte structurile de date, seturile de caractere, metodele de citire/scriere Sisteme de intrare/ieşire şi echipamente periferice (07-2)
Discuri DVD • Discuri DVD • Prezentare generală • Discul DVD-ROM • Discul DVD-Video • Discul DVD-Audio • Discul DVD-R • Discul DVD+R • Discul DVD-RAM • Discul DVD-RW • Discul DVD+RW Sisteme de intrare/ieşire şi echipamente periferice (07-2)
Discul DVD-Video (1) • Conține informații video comprimate • Format video pentru ecran lat • Filmele au factori de aspect de 16:9 sau 20:9 • Opţiuni la transferul filmelor în format video pentru ecrane cu factorul 4:3 • Tăierea marginilor laterale ale imaginii • Micşorarea imaginii(format “letterbox”) • Discurile DVD permit înregistrarea filmelor cu factorul de aspect 16:9 aparate TV cu definiţie înaltă (HDTV) Sisteme de intrare/ieşire şi echipamente periferice (07-2)
Discul DVD-Video (2) • Interactivitate • Este posibilă redarea filmului din orice punct, suspendarea redării, redarea cu o viteză lentă sau rapidă • Aplicaţii: • Alternative multiple pentru terminarea unui film • Jocuri video interactive • Înregistrarea cu camere din unghiuri diferite • Discul este împărţit în titluri (filme sau albume) şi părţi de titluri (capitole) Sisteme de intrare/ieşire şi echipamente periferice (07-2)
Discul DVD-Video (3) • Titlurile sunt formate din celule legate prin unul sau mai multe lanţuri de programredarea secvenţială sau în ordine aleatoare • Celulele individuale pot fi utilizate de mai multe lanţuri de program • Subtitrări şi limbi multiple • 32 de piste pentru subtitrări • Până la 8 piste de sunet pentru limbi diferite (fiecare cu canale multiple) Sisteme de intrare/ieşire şi echipamente periferice (07-2)
Discul DVD-Video (4) • Calitate video mai ridicată • Informaţiile video digitale sunt comprimate prin metoda MPEG-2 • Sisteme videocare pot fi utilizate: • PAL/SECAM: 625 linii, 25 cadre/s (întreţesut) • NTSC: 525 linii, 29,97 cadre/s (întreţesut) • Sunt tipice şi imaginile cu 24 cadre/s provenite din filme, în mod progresiv (ne-întreţesut) Sisteme de intrare/ieşire şi echipamente periferice (07-2)
Discul DVD-Video (5) • Rezoluţia maximă a imaginilor: • 720576 (PAL, 25 cadre/s) • 720480 (NTSC, 29,97 cadre/s) • În cazul imaginilor video necomprimate, rata de biţi este de 124,416 Mbiţi/s • Rata de biţi maximă a imaginilor video comprimate: 9,8 Mbiţi/s; rata medie:~3,5 Mbiţi/s (o reducere de 36:1) • Numărul de linii pentru aparatele TV: 540 (TV standard), 405 (TV cu ecran lat 16:9) Sisteme de intrare/ieşire şi echipamente periferice (07-2)
Discul DVD-Video (6) • Calitate audio mai ridicată • Fiecare din cele 8 piste audio poate avea unul din următoarele trei formate: • LPCM (Linear PCM): 1 până la 8 canale • Dolby Digital (AC-3): 1 până la 5.1 canale • MPEG-2 audio: 1 până la 5.1 sau 7.1 canale • Sunt prevăzute alte două formate opţionale (necesită decodoare externe): • DTS (Digital TheaterSystem) • SDDS (SonyDynamic Digital Sound) Sisteme de intrare/ieşire şi echipamente periferice (07-2)
Discul DVD-Video (7) • Dolby Digital • Format audio digital multi-canal • Utilizează o tehnologie de codificare cu pierderi (AC-3) a datelor audio originale PCM • Rata de eşantionare: 48 KHz, până la 24 biţi pe eşantion • Rata de biţi: 64 .. 448 Kbiţi/s (384 Kbiți/s pentru 5.1 canale) • Este formatul utilizat pentru pistele audio la majoritatea discurilor DVD Sisteme de intrare/ieşire şi echipamente periferice (07-2)
Discul DVD-Video (8) • MPEG audio • Format audio digital multi-canal • Utilizează o compresie cu pierderi a datelor audio originale PCM • Sunt permise formatele MPEG-1 și MPEG-2 • Rata de eşantionare: 48 KHz, 16 biţi pe eşantion • Rata de biţi: 32 .. 912 Kbiți/s(384 Kbiți/s este rata medie normală) • Formatele MPEG-2 Layer-3 (MP3) şi MPEG-2 AAC (Advanced Audio Coding) nu sunt permise Sisteme de intrare/ieşire şi echipamente periferice (07-2)
Discuri DVD • Discuri DVD • Prezentare generală • Discul DVD-ROM • Discul DVD-Video • Discul DVD-Audio • Discul DVD-R • Discul DVD+R • Discul DVD-RAM • Discul DVD-RW • Discul DVD+RW Sisteme de intrare/ieşire şi echipamente periferice (07-2)
Discul DVD-Audio (1) • Este destinat înregistrărilor audio cu înaltă fidelitate • Avantaje faţă de discul CD-DA: • Calitate audio mai ridicată • Canale suplimentare pentru sunet spaţial • Rate de eşantionare: • 44,1 KHz şi multipli (88,2; 176,4 KHz) • 48 KHz şi multipli (96; 192 KHz) • Număr de biţi pe eşantion: 16; 20; 24 Sisteme de intrare/ieşire şi echipamente periferice (07-2)
Discul DVD-Audio (2) • Număr de canale: 1 .. 6 • Cele mai utilizate formate: stereo, 5.1 • Gama dinamică maximă (192 KHz, 24 biţi): 144 dB • Rata maximă a datelor: 9,6 Mbps • La calitatea maximă: 2 canale, ~67 min. • Se poate utiliza compresia • Fără pierderi: MLP (Meridian LosslessPacking) ~135 min. pentru: 5.1 canale, 96 KHz, 24 biţi pe eşantion Sisteme de intrare/ieşire şi echipamente periferice (07-2)
Discul DVD-Audio (3) • Compatibilitatea cu aparatele stereo: printr-o tehnică de conversie a formatului cu 5.1 canale în formatul stereo • Discurile DVD-Audio mai pot conţine: meniuri pentru navigare; texte pentru subtitrări; imagini statice; o zonă DVD-Video • Există discuri formatate ca DVD-Audio pe o faţă şi DVD-Video pe cealaltă faţă • Protecţia la copiere: CPPM (Content Protection for Prerecorded Media), elaborat de 4C Entity Sisteme de intrare/ieşire şi echipamente periferice (07-2)
Discuri DVD • Discuri DVD • Prezentare generală • Discul DVD-ROM • Discul DVD-Video • Discul DVD-Audio • Discul DVD-R • Discul DVD+R • Discul DVD-RAM • Discul DVD-RW • Discul DVD+RW Sisteme de intrare/ieşire şi echipamente periferice (07-2)
Discul DVD-R (1) • A fost dezvoltat de firma Pioneer • Formatul este aprobat de DVD Forum • Utilizează o tehnologie asemănătoare cu cea a discurilor CD-R • Vopselele organice sunt diferite • Două variante: DVD-R(A) şi DVD-R(G) • DVD-R(A) (Authoring) • Destinat aplicațiilor profesioniste: arhivare, producţia discurilor • Lungimea de undă a laserului: 635 nm Sisteme de intrare/ieşire şi echipamente periferice (07-2)
Discul DVD-R (2) • DVD-R(G) (General purpose) • Destinat aplicaţiilor obişnuite (de consum) • Lungimea de undă a laserului: 650 nm • Costul unităţilor şi al suportului este mai redus comparativ cu cel al DVD-R(A) • Include un sistem de protecţie la copiere • Unităţile DVD-R(G) nu pot copia discuri DVD care utilizează un sistem de criptare • Capacitatea: 4,38 GB (un strat – SL); 7,95 GB (două straturi – DL) Sisteme de intrare/ieşire şi echipamente periferice (07-2)
Discuri DVD • Discuri DVD • Prezentare generală • Discul DVD-ROM • Discul DVD-Video • Discul DVD-Audio • Discul DVD-R • Discul DVD+R • Discul DVD-RAM • Discul DVD-RW • Discul DVD+RW Sisteme de intrare/ieşire şi echipamente periferice (07-2)
Discul DVD+R (1) • A fost dezvoltat de DVD+RW Alliance (www.dvdrw.com) • Formatul nu este aprobat de DVD Forum • Discurile se pot înregistra o singură dată • Capacitatea: 4,37 GB (SL); 7,92 GB (DL) • Unitățile DVD+R nu sunt compatibile cu unităţile DVD-R • De obicei, unitățile sunt hibride: DVDR Sisteme de intrare/ieşire şi echipamente periferice (07-2)
Discul DVD+R (2) • Discul este gravat cu o canelură spiralată având o deviaţie sinusoidală • Frecvenţa sinusoidei: 817 KHz (la viteza 1x) • Permite poziţionarea corectă a spotului şi controlul vitezei de rotaţie • Conţine informaţii de adresare pentru blocuri ADIP (ADdress In Pre-groove) • Informaţiile de adresare sunt memorate prin modulaţia în fază a sinusoidei Sisteme de intrare/ieşire şi echipamente periferice (07-2)
Discul DVD+R (3) • Îmbunătăţiri faţă de tehnologia DVD-R • Sistemul de control al poziţiei spotului şi de adresare ADIP este mai puţin susceptibil la interferenţe şi erori • Fiabilitate mai ridicată la viteze mai mari • Sistemul de gestiune al erorilor este mai robust • Scriere mai precisă, indiferent de calitatea suportului • Înlănţuirea mai precisă a sesiunilor multiple Sisteme de intrare/ieşire şi echipamente periferice (07-2)
Discuri DVD • Discuri DVD • Prezentare generală • Discul DVD-ROM • Discul DVD-Video • Discul DVD-Audio • Discul DVD-R • Discul DVD+R • Discul DVD-RAM • Discul DVD-RW • Discul DVD+RW Sisteme de intrare/ieşire şi echipamente periferice (07-2)
Discul DVD-RAM (1) • Elaborat de DVD Forum • Utilizează tehnologia cu schimbare de fază, ca şi discurile CD-RW • Datele sunt memorate pe piste concentrice • Se utilizează o canelură spiralată pentru sincronizarea scrierii datelor cu rotaţia discului • Canelura este gravată în timpul fabricaţiei • Există marcaje de date în interiorul şi exteriorul canelurii Sisteme de intrare/ieşire şi echipamente periferice (07-2)
Discul DVD-RAM (2) • Discurile din prima generaţie aveau o capacitate de 2,40 GB • Ulterior, capacitatea a fost extinsă la 4,38 GB • Reducerea dimensiunii marcajelor (de la 0,43 µm la 0,30 µm) • Reducerea distanţei între piste (de la 0,74 µm la 0,59 µm) • Se utilizează sectorizarea hardware • Antetele sectoarelor sunt gravate pe disc în timpul fabricaţiei Sisteme de intrare/ieşire şi echipamente periferice (07-2)
Discul DVD-RAM (3) Sectorizarea hardware a discurilor DVD-RAM Sisteme de intrare/ieşire şi echipamente periferice (07-2)
Discul DVD-RAM (4) • Primele discuri erau disponibile numai încasetate într-un cartuş • Unităţile actuale permit utilizarea discurilor cu sau fără cartuş • Tipul discului este indicat printr-o cifră • Tip 1: 120 mm, cu cartuş, inamovibil • Tip 2: 120 mm, cu cartuş, amovibil, o faţă • Tip 5: 120 mm, fără cartuş, două feţe • Tip 9: 80 mm, fără cartuş, o faţă Sisteme de intrare/ieşire şi echipamente periferice (07-2)
Discul DVD-RAM (5) Sisteme de intrare/ieşire şi echipamente periferice (07-2)
Discul DVD-RAM (6) • Avantaje ale discurilor DVD-RAM • Durata de viaţă ridicată (min. 30 ani) • Numărul de rescrieri: peste 100.000 • La viteze mai mari, numărul de rescrieri este mai redus (la viteza de 5x → 10.000) • Scriere fiabilă: verificare de către unitate • Sistem de gestiune a defectelor de pe disc • Nu este necesar un program de scriere • Discul poate fi accesat ca şi un disc magnetic amovibil Sisteme de intrare/ieşire şi echipamente periferice (07-2)
Discul DVD-RAM (7) • Acces rapid la fişiere de dimensiuni reduse • La înregistratoarele video, discurile pot fi scrise şi citite în acelaşi timp • Dezavantaje ale discurilor DVD-RAM • Compatibilitate mai redusă comparativ cu alte discuri reinscriptibile • Costul mai ridicat al discurilor • Viteza de scriere mai redusă Sisteme de intrare/ieşire şi echipamente periferice (07-2)
Discuri DVD • Discuri DVD • Prezentare generală • Discul DVD-ROM • Discul DVD-Video • Discul DVD-Audio • Discul DVD-R • Discul DVD+R • Discul DVD-RAM • Discul DVD-RW • Discul DVD+RW Sisteme de intrare/ieşire şi echipamente periferice (07-2)
Discul DVD-RW (1) • A fost dezvoltat de firma Pioneer • Formatul este aprobat de DVD Forum • Provine din formatul DVD-R(A) • Pentru suportul fizic se utilizează tehnologia cu schimbare de fază • Gradul de reflexie este mai redus (18..30% faţă de 45..80% pentru DVD-ROM) • Primele unităţi confundau discurile DVD-RW cu discurile DVD-ROM cu două straturi Sisteme de intrare/ieşire şi echipamente periferice (07-2)
Discul DVD-RW (2) • Discurile neînregistrate conţin: • Informaţii de adresare între caneluri • O pistă lead-inprotecţia la copiere • Avantaje: • Posibilitatea ştergerii şi rescrierii • Dacă există erori de scriere, discul poate fi utilizat prin ştergerea datelor eronate • Discurile DVD-RW pot fi citite de majoritatea unităţilor DVD actuale • Numărul de rescrieri: ~1000 Sisteme de intrare/ieşire şi echipamente periferice (07-2)
Discuri DVD • Discuri DVD • Prezentare generală • Discul DVD-ROM • Discul DVD-Video • Discul DVD-Audio • Discul DVD-R • Discul DVD+R • Discul DVD-RAM • Discul DVD-RW • Discul DVD+RW Sisteme de intrare/ieşire şi echipamente periferice (07-2)
Discul DVD+RW (1) • A fost dezvoltat de DVD+RW Alliance • Formatul nu este aprobat de DVD Forum • A fost elaborat ca un suport cu acces aleator • Intenţia era de a asigura compatibilitatea cu unităţile DVD obişnuite • Totuşi, unităţile DVD+RW nu sunt compatibile cu unităţile DVD-RW • De obicei, unităţile sunt hibride, DVDRW • Se utilizează aceeaşi tehnologie cu schimbare de fază ca şi la discurile CD-RW şi DVD-RW Sisteme de intrare/ieşire şi echipamente periferice (07-2)
Discul DVD+RW (2) • Pentru înregistrare se poate utiliza şi metoda CAV (pe lângă metoda CLV) • Cresc performanţele la accesul aleator • Scade energia consumată • Se utilizează acelaşi tip de canelură spiralată ca şi la discurile DVD+R • Codifică adresele blocurilor de 32 KB • Fiecare grup de 2 KB poate fi localizat precis grupurile pot fi rescrise independent Sisteme de intrare/ieşire şi echipamente periferice (07-2)
Discul DVD+RW (3) • Deviaţia sinusoidală cu o frecvenţă ridicată a canelurii permite înlănţuirea fără pierderi • La alte discuri reinscriptibile, o parte din blocuri sunt alocate ca blocuri de legătură începutul şi sfârşitul scrierii • La discurile DVD+RW, nu sunt necesare blocuri de legătură • Este posibilă continuarea scrierii după o zonă scrisă anterior cu o precizie de 1 µm Sisteme de intrare/ieşire şi echipamente periferice (07-2)
Discul DVD+RW (4) • Discurile DVD+RW trebuie formatate înainte de utilizare • Unităţile DVD+RWformatează discurile în mod automat • Dacă formatarea este întreruptă, unitatea va relua formatarea la următoarea inserare a discului • Se utilizează un sistem automat de gestiune a defectelor • Zonele cu defecte sunt mascate Sisteme de intrare/ieşire şi echipamente periferice (07-2)
7. Discuri optice • Clasificarea discurilor optice • Suportul fizic al discurilor compact • Organizarea şi codificarea datelor • Unitatea CD-ROM • Tipuri de discuri compact • Discuri DVD • Discuri Blu-ray Sisteme de intrare/ieşire şi echipamente periferice (07-2)
Discuri Blu-ray • Discuri Blu-ray • Prezentare generală • Formatul BD-R/RE AV • Formatul BD-ROM AV • Discuri Blu-ray de capacitate ridicată Sisteme de intrare/ieşire şi echipamente periferice (07-2)
Prezentare generală (1) • BD – Blu-ray Disc • Au fost dezvoltate de Blu-ray Disc Association (Sony, Pioneer, Dell, Apple) • Diametru de 12 cm sau 8 cm • Utilizează un laser cu lungimea de undă de 405 nm (albastru-violet) • Capacitatemai ridicată față de discuri DVD: • Un strat(SL): 23,28 GB (25 GB în zecimal) • Două straturi(DL): 46,56 GB (50 GB în zec.) Sisteme de intrare/ieşire şi echipamente periferice (07-2)