Стаття востаннє коригувалася 2022.01.04 та могла втратити свою актуальність !!!

Принцип, за яким працюють оптичні диски, використовується давно. Незалежно від типу (CD, DVD чи Blu-Ray, детальніше див. далі), всі вони не що інше, як вдосконалена вінілова грампластинка. Дані на цих носіях зберігаються у вигляді тонкої спіральної доріжки, нанесеної на спеціальний захищений шар диска, яка складається з мікроскопічних заглиблень або темних ділянок і проміжків між ними. Ці поглиблення (темні ділянки) називаються пітами (англ. pit - поглиблення), а проміжки - лендами (англ. land - простір). Під збільшенням їх можна роздивитися.

Оптичний привод - пристрій, призначений для зчитування та запису інформації на оптичні диски. Механічна частина приводу, керована його мікросхемою, забезпечує обертання в ньому диска та зчитування з нього даних за допомогою лазера та системи лінз. Залежно від типів використовуваних носіїв, бувають оптичні приводи для читання та запису CD, DVD та Blu-Ray.

Лазер, відбиваючись від поверхні диска, який обертається, потрапляє на фотоелемент. Відображення з величезною швидкістю змінюється відповідно до структури питів та ленд доріжки, передаючи таким чином інформацію, зашифровану в ній. Це "тремтіння лазера" дешифрується комп'ютером згідно з певними алгоритмами як бінарний код.

Типи оптичних носіїв

Compact Disc (CD)

Першим оптичним носієм, розробленим ще в 1979 році, став компакт-диск (англ. Compact Disc, CD). Глибина пітів цього носія становить близько 100 нм, ширина - 500 нм. Мінімальна довжина піта CD - від 850 нм. Крок між доріжками спіралі - близько 1,5 мкм. У приводах для читання носіїв цього типу використовується червоний лазер з довжиною хвилі 780 нм, який фокусується на робочій поверхні в точку діаметром близько 1,2 мкм (для кращої уяви: товщина людської волосини становить близько 50 мкм або 50000 нм).

Спочатку CD створювався як носій звукової інформації (Audio CD). Трохи пізніше його почали використовувати для зберігання інших даних. Формат запису Audio CD і CD з даними відрізняється, тому звичайні програвачі не можуть зчитувати інформацію з немузичних компакт-дисків.

Перші диски були CD-ROM (Read Only Memory - тільки з можливістю читання) і виготовлялися за спеціальною технологією (можливість запису в домашніх умовах відсутня). Пізніше розробили носії, в яких піти являли собою не заглиблення, а ділянки модифікованої поверхні з високим світлопоглинанням, що виникають під спеціальним впливом лазера. Як і у випадку з заглибленими пітами, технологія забезпечувала потрібну зміну інтенсивності відображення лазера і зчитування даних, закодованих у доріжці. Завдяки цьому з’явилися диски типів CD-R і CD-RW (з можливістю одно запису і неодноразового перезапису користувачами відповідно).

DVD

DVD - носій, який з'явився дещо пізніше, має той же фізичний розмір і принципи роботи, що і CD, але використовує дуже щільну робочу поверхню. За рахунок більш "мініатюрної" структури доріжки і тоншого червоного лазера з довжиною хвилі всього 650 нм, DVD здатний зберігати в кілька разів більше даних.

Спочатку DVD розроблявся як альтернатива морально застарілим відеокасетами для зберігання відеоінформації і тому називався Digital Video Disc (цифровий відеодиск). Але носії цього виду чудово підійшли і для запису інших типів даних. Абревіатуру DVD при цьому почали трактувати як Digital Versatile Disc - цифровий багатоцільовий диск. Але така розшифровка не є офіційною.

В залежності від виду даних, що зберігаються, DVD бувають наступних типів: DVD відео-, DVD-Audio (якість звуку значно вище, ніж на Audio-CD), DVD-Data, DVD змішаного типу.

DVD можуть мати одну або дві робочі сторони. При цьому кожна зі сторін може містити один або навіть два робочих шари. Завдяки цій особливості, на DVD максимального обсягу можна записати до 18 ГБ інформації.

DVD, як і CD, бувають для одноразового запису, або ж можуть перезаписуватися багаторазово (R і RW). При цьому, в залежності від особливостей використовуваного матеріалу і технології запису, розрізняють DVD-R(RW) та DVD+R(RW). У технічні подробиці не вдаватимуся. Скажу тільки, що DVD+R(RW) і приводи з їх підтримкою - кращий і безпроблемніший варіант. При записуванні таких носіїв виникає набагато менше помилок. Крім того, DVD+RW можна записувати поверх вже наявних на ньому даних. У випадку ж з DVD-RW попередньо потрібно провести повне очищення диска.

Blu-ray Disc (BD)

Blu-ray Disc (BD, англ. blue ray - синій промінь) - оптичний носій новішого типу, що відрізняється ще більш високою щільністю робочої поверхні і забезпечує зберігання великого обсягу даних, у тому числі і високоякісного відео високої чіткості. У назві Blu-ray буква "e" була пропущена навмисне, щоб мати можливість зареєструвати торговий знак.

Запис і зчитування BD проводиться за допомогою надтонкого синього лазера з дуже короткою хвилею (405 нм), завдяки чому ширина доріжки на диску звужена до 0,32 мкм, що вдвічі менше, ніж на DVD. Збільшився не тільки обсяг даних, що зберігаються, але і швидкість їх зчитування. У кілька разів тоншим став і захисний шар, але завдяки використанню нових матеріалів, Blu-ray Disc боїться подряпин не більше, ніж оптичні носії інших типів.

Існуючі технології дозволяють записувати на один BD кілька шарів, кожний з яких може містити 23,3 ГБ даних. Поширеними є диски з кількістю шарів до 4. Існують прототипи ємністю до 500 ГБ, що містять 15-20 шарів. Крім того розроблена технологія, що дозволяє наносити на один диск шари, призначені для запису DVD і Blu-Ray.