EDA365欢迎您登录！
您需要 登录 才可以下载或查看，没有帐号？注册
x
) K8 t- @5 g5 @, L. b$ L' C' J5 p: bEDA365原创 作者：巢影字幕组 $ h1 w$ U$ R& \
% Y5 \( l8 C# ~$ V& j. m9 J6 v$ U7 A" [; l$ e1 U3 B4 N. ]& I5 x
6 x, r6 k8 v: m& O$ n
# ^& y2 i0 Z6 k
光盘由无色透明的基板记录层，纯银反射层、保护层、印刷层组成。 5 @# B4 G( S: t$ _) R2 j3 @7 ^+ F7 B
J0 J8 `2 j6 `
记录层的成分是不同颜色的有机染料可以使光盘表现出不同的颜色。而光盘的信息都记录在这层有机染料上。刻录机通过将激光数聚焦，可以永久性的在记录层以螺旋状轨迹由内而外刻上不同长度的坑。这些凹坑和原始的平地就是数据。
- M: z' M0 U: A8 S X6 e
在读取时，激光透过半反射棱镜汇聚在物镜上，物镜将激光聚焦成为极其细小的光斑，照在光盘上，沿着螺旋轨迹前进。光线被反射后，再次穿过物镜，通过半反射结构的棱镜反射罩在记录光线号的光电二极管上，凹坑的深度为对应激光波长的四分之一。 , l- q y7 M$ d6 u: K- H! I6 V
6 w. N: s* M- J5 y' j. D4 i' y
我们可以将照射在涂料上的激光看成两部分，在经过凹坑与平地的边缘时，其中一束光发生反射的位置变化，导致两束光重新汇合后产生了半个波长的相位差。相位差使得反射后汇聚的两束光振幅相互抵消，亮度变暗。当两束光回到同一水平面上反射相位差为零，重新变亮。这种在凹坑边缘发生的短暂变暗，会以信号强度跳变的形式被记录，这些跳变就是光盘中二进制数据里的1。而凹坑和平地代表若干个连续的0，所以只要用二进制码表达信息。再一一对应的刻在光盘上就能记录数据吗？答案是不，计算机常用的字符编码一个字节包含8位二进制码，共有256种排列。
2 D6 _; G' ^& x' o& O" u
4 F0 Q/ n$ K) a
但是现有的技术不允许记录两个连续的一，这是因为一只能出现在凹坑边缘，这就导致了两个一之间必然有零。同时持续读取零，也会因为长距离的凹坑或平地而失去方向，导致光头出轨。受制于这些条件，可用的字符编码远远不足256个，于是数据在写入光盘之前需要对编码进行调制。 ! n, `( k4 d; s
常见的调制规则是EFM （八比十四调制）将八位编码空间扩展到十四位，可以表示16384个编码。接下来规定1，不能连续出现。连续的0只能有2到10个，这样就能剔除掉一万多个不能使用的码，剩下的256个可用的十四位码可以和原有的256个八位码一一对应，使数据能顺利读取。为了防止相邻编码的一首尾相接，每个编码结尾还要再加入三位耦合码，并在读取时忽略掉最终八位字符编码变成了17位，刻在了光盘上。
; n r7 }- M3 ~# q7 M$ E5 k
另外，为了防止在读取过程中盘面的划痕、指纹印，导致读取错误，每2048字节的数据都需要附加一段288字节的校验码，可以用于校验并纠正数据产生的错误。 " j! Q/ _- S q
只读光盘经过一次写入之后，数据就不能更改，而可擦写光盘则采用如银银t d 合金和锗t d 合金等相变材料作为记录层，相变材料具有两种稳定状态：晶态和非晶态。在写入时射出高功率的射线，使相变材料的温度超过相变温度，被照射区域的相变材料由晶态变为非晶态，而用中等功率的激光产生的温度，则可以将非结晶的组织还原成晶态，具有较高透光率的晶态，相当于平地，较低透光率的非晶态则相当于凹坑。通过不同功率激光的切换就能实现光盘数据的多次写入和擦除。 ! [ g1 X5 N: z- g4 i! l
当代生活中已经很难见到光盘，主要原因是光盘的容量太小了。为了在这张直径十二厘米的塑料片上增大容量，首先要使用更小的坑道来记录信息。为了读取更小的坑道，需要更短波长的光，才能聚焦更小的光斑。单盘容量25GB的蓝光光盘通过使用波长405nm的蓝紫色光，将物镜聚焦的光斑缩小到了580nm。这已经接近了光学极限。其次，为了节约数据长度，蓝光采用了17pp 调制码，相比8：14调制编码率从47.06%提升到了66.67%。另外，还可以在记录层上叠加记录层，只要改变激光的焦距，就能读取各层数据。目前常见的4层蓝光光盘将容量扩大到了100GB。 更大容量的只读光盘只能在数据中心见到。以工业级蓝光光盘库为例，以12个300GB 只读蓝光光盘组成的盘匣为储存单位，可以在一个机柜中实现1.92p b 的数据存储。 ; m* u. Z7 K) r5 j. }' q R7 v" o
光盘能让数据可靠存储超过50年，广泛应用于博物馆、科研单位等，需要长期存储大量备份历史数据的机构，只读光盘无法被篡改的特性决定了，数据被刻在这些塑料片上，即使过去半个世纪，只要它还能反光，就可以读取那些留在你记忆中的音乐、电影、游戏会永远停在某个角落等你。
! U- {0 p. F- ]2 H出品｜EDA365 作者｜巢影字幕组
0 Y6 ]. Y+ Z- \; C. D5 l; I+ I0 `
% {8 w0 L- s2 g
注：本文为EDA365电子论坛原创文章，未经允许，不得转载
9 |4 N- L7 [9 R$ g& g' V! Z | 
/1 
发表于 2021-4-30 09:27
收藏
淘帖
支持！
反对！