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Edited: Thursday 1 May 2025

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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。

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 447GB, 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 (Diffraction Limit) , 其
中包括激光波长 , 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-ray Disc 盘片 (405nm,NA:
0.85), 如图 2 所示。

对于 CD 光盘 , 其激光波长为 780nm, 物镜的数值
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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 , 还是过濒 ,
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 R DL 产品 ), 业界的技术研发也以此为导
向。
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光盘的发展趋势是向高容量存储 ( 如去年开始面世
的 DVD R DL 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 R Double Layer) 是利用激光 (Laser
beam) 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 (Wwriting Power) 相同 ( 激光功率为 <30mW), 反
射率 (Reflectivity) 也相同 ( 反射率为 18% 一 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。

光盘读取技术

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B迢E淳召艾置
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。
CAV 技术 : (Constant-Angular-Velocity) 恒
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光盘读取技术
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。
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 , 俘速
指的是最高数据传输率。
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 , 在读取内沅
数据采用 CAV 技术 , 提高整体数据传输的速厂雪
光盘分类
CD: (Compact-Disc) 光盘。CD 是由 liad-in
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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: ˇ (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
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。圃
CD-ROM: ˇ (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
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CD-G: tCompact-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。些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: (Gigabyte Disc) 十兆光盘是由雅
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 , 它白勺工丁乍原壬里是在原7f彗CD-R〇M白勺皇!壹〔囤
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。
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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-ROM XA: (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-1|: (Compact-Disc-Interactive) , 是
Philips、SONY 共同制定的绿皮书标准。是互7…甘目
式光盘系统。
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
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浙创O_CD:89年, KODAK 公司推出相片光盘
的果皮书标准 , 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育景音乐或插
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)、三萎、
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: 闻

(Multit-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。
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HD-CD: (High-Density-CD) 高密度光盘。容
量大。单面容量 447GB, 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、Phioips 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
数据传输率圃
|DD贵]亡亘惰区二 (|DOWe「DiSk2) ‘飞_苄’三|DalnaSOr1iC公司斗寻7I可
写光驱和 CD-ROM 合二为一 , 有 LF-1000 ( 外置
式 ) 和 [F-1004 ( 内置式 ) 两种类型。容量为
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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
慢东兼容性高。

UMD: (〔Universal Media Disc) 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 “Universal Media Disc ( 通用媒体光
碟 ) “UMD 光盘于 2005 年 6 月 21 日被国际标准组织
Ecma mternationa|正式认可为标准规格(〕尺寻I
( 约 ) : 65mmx64mmx4.2mm , 具有塑料保护
外亦。UMD 碟采用 660 纳米红光镭射双层记录方
式 , 最高容量为 1.83GB。 UMD1…某目前是丁乍瑟习芭
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、
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UMD: (Universal Media Disc) 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 “Universal Media Disc ( 通用媒体光
碟 ) “UMD 光盘于 2005 年 6 月 21 日被国际标准组织
Ecma mternatiOna|正式认可为标准规格〔」尸寸
( 约 ) : 65mmx64mmx4.2mm , 具有塑料保护
外壳。UMD 碧采用 660 纳米红光镭射双层记录方 _
式 , 最高容量为 1.83GB。UMD 碧目前是作为
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 ATRAC3PIus 音
频压缩标准。魍
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
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UMD是SC辛I土1寸且茭刁PSP开发白勺蚤7}兰Z某17半丈1i者不手荃乏某介，
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 128BIT AES 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-ray Disc) BD-ROM 为 Blu-ray
Disc 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D’《司
高品质的影音以及高容量的数据储存。须注熹的
是 “ 蓝光光盘 “ 东一称谓并非本产品的官方正式中
文名称 , 此丿中文世界里人们为了易记而自行取
的韭官方的中文名秘、SONVY 公司本世芒未趣
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BD 是 DVD 乌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 “ 止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-ray
Disc Association:BDA) 策划的次世代光盘规 ˇ |
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-ray Disc“ 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。加08年2月19噩
随着 HD DVD 领导者东芝宣布将在 3 月底退出所有
HD DVD 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
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限相 HD DVD 领导者东苑宇市能芗 3 月广逼出所有
HD DVD 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。

光盘的发展

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 , 心记载了人类文明
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。激光通过聚焦后茴
获得直径约为 1 微米 (hm) 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
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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 (Um) 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,Laser Vision
Disc) 系统。从 LD 的诞生至今 , 光工7「言}1有了子艮黟雇’白勺目
发展 , 它经历了三个阶段 : DLD- 激光视盘 ;
@)CD-DA 激光唱盘 ; GJCD-ROM。
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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

(Frequency Modulation) 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
嬴得了成功 , 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 (Red Book) 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 , 再茎圣云立EFM钨

(8~14 位调制 ) 编码之后记录到盘上。数字记
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-ROM CD-DA 系统取得成功以后 , 这
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由于盘本身的缺陷、划伤或沾污而引起的错误可
以校正。CD-ROM CD-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 : D 〇建立适合于计算机读写的盘的数据结
构 ; (OCD-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 (Yellow Book) 标
准。这个标准的核心思愚是 : 盘上的数据以数探 _
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
(Reed Solomon) 码。童E【…宣皮书石角立了CD-R〇八硼
物理结构 , 而瑟曰了1吏其盲【吕在i十算翼F几上完全亘展备晕，
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厂泛的应用 , 在
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由此就产生了 CD-ROM 的黄皮书 (Yellow Book) 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儿余检
测码 , 即所谓 CRC; 错误校正采用里德 - 索洛蒙
(Reed Solomon) 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,Phase Change
Disk) 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-R〔遍
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
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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-ROM ISO9660 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 际像文件 , 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 j
盘片就有可能报废。一丿哥芸〈LCD_R翼」喜欠1仁F支空事I蚤7叉歹卜雷〔鞠
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共处
于一个 CD-ROM 的混合格式 ( 例如 ISO 和
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于一个CD-M白勺芽昆合才【婴吕式 ( 例如 ISO 和

HFS) 。

在预制主片的过程中 , 通常要进行逐字节的核
查 , 以确保数据毫无差错地转换到新的格式。这
一过程实际上是我们将经过处理后的写在 CD-R 盘
上的数据 , 记录在玻璃盘上的过程。因为任何
CD-ROM 盘的质量最高只能达到生产该盘所用的
主片的质量 , 所以制主片这一过程被认为是在整
个生产过程中最关键的一步。在制主片过程中所
制出的 CD 凹点 , 是所有制造形成物中最小的一一
每一个只有烟雾的颗粒大小 , 这就意味着最微小 _
的杂质也会损坏大量数据。所以制造主片及 CD-
ROM 的生产过程中 , 一个关键条件就是空气中微
粒数量要得到严格控制 , 以保证洁净的工作环
境。尽管现在有多种制作 CD 主片的方法 , 但最常
用的是感光性树脂系统。云茎禾中方芽去是斗寻7I扈~蔓光′画目
脂 ( 一种光敏化学物质 , 与冲洗黑白照片用的感
光乳剂相似 ) 用于一个经特殊处理的玻璃基片
上 , 以制出一个玻璃主片。感光性树脂通常都是
由一个旅妮涂腹圣绑 L 大约 1128 佑儿 _ 一 __ 人 H
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上 , 以制出个玻漓主片。感光性树脂通常都是
由一个旋转涂膜系统以大约 1/8 彼米一一比人的头
发细 640 倍的厚度涂上去的。计算机将格式化后
的输入媒体上的信息 , 转化为激光束记录仪上一
系列 “ 开 “ 和 “ 关 “ 的脉冲 , 通过这一激光编码过程将
数据记录到感光树脂涂层上。在一个螺旋形轨道
上 , 激光束记录仪使部位感光性树脂在蓝光下曝
光 , 这样就生成了光盘的具体内容。玻璃母盘也
要用化学显像药水来进行显影。感光性树脂上曝
光的部分被腐蚀掉以后 , 就在抗蚀性的表面上形
成了上亿个微小的凹点。经过显影之后 , 要在感
光性树脂表面蒸敷上一层金属膜 ( 通常是银 ) ,
以便其后玻璃主片电铸时有一个导电的表面。 _
电铸电铸的最终目的是产生用于复制 CD 的金属
模子。在制作玻璃主片的这一过程中 , 由于有一
层银膜而导电的主片 , 浸浴在含有镍离子的祠
质溶液里。通过一个电路使其通电后 , 带有光盘
映像的玻璃主片上的曝光区域不断吸引镍离子。
镍层不断加厚 , 五与曝光后的感光树脂表面上腐
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电铸电夕E灵导白茎茎…目白勺z皂亓土生用于’亘帘UCD白’丑歪〕z丶丿雷
模子。在制作玻璃主片的这一过程中 , 由于有一
层银膜而导电的主片 , 浸浴在含有镍离子的电解
质溶液里。通过一个电路使其通电后 , 帝有光盘
映像的玻璃主片上的曝光区域不断吸引镇离子。
镍层不断加厚 , 并与曝光后的感光树脂表面上康
蚀出的凹点和台面 ( 凹点之间的部分 ) 的轮廖一
致。最终结果是形成一个厚且坚固的镍片 , 其金
属表面上留下了与光盘完全相反的印膜。这一片
原始的金属片被称为金属主片或是 “ 父
片 “(Father) 。之所以称其为 “ 父片 “, 是因为它
将被用于生成另外两个金属片 , 分别称为 “ 母
片 “(Mother) 和 “ 模片 “(Stamper) 。通过其后 _
的电铸过程 , 母片和模片的数量不断增加。母片
是由父片而来的 , 而模片又是由母片而来的 , 每
一片是另外一片的相反呈像。模片是金属主亘萱目
完全复制品 , 也是这一生产阶段的最终产品。途
过金属模片将进行塑料 CD 复制品的大规模生产。
生产 CD-ROM 成品的第一步 , 是将数据从模片上

多刹坦灵基片上。一个高糕度的注坦檀相点八
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生亓土CD-R成品白’丑第「一步，是将数据从模片上
转移到塑料基片上。一个高精度的注塑模具将光
学等级的塑料所制成的融化树脂注入模具空腔。
模具的一面是模片。这一过程只需要几秒钟 , 其
产品是一个其中一面印有点的轮廖清晰的塑料
盘。其后塑料盘载有数据的一面要镀上一层极薄
纯铝 , 这是为了形成一个读出盘上数据所必须的
反光表面。典型的给盘镀金属的方法是溅镀
(Sputtering) 。在溅镀过程中 , 每一张盘都被喷
射上铝原子 , 以产生均匀的镀层。生产的最后一
步是在铝表面再加上一层坚固的漆膜。这一层漆
保护铝膜不会被划伤 , 不会氧化 , 并可作为标签
印刷的工作表面。
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印刷和包装通过高速丝网印制或是胶版印刷 , 可
以将图片印在盘的漆层上。图片的翻印可以达到
八种颜色 , 不过这还耍看’夏手1言U商白勺戈f示〈签E|〕届‖钨
力。丝网印刷是最常使用的方法。它是斗寻7土图丿骂芗鲈〕毫
挨为一张有孔的网 , 墨通过网附着在盘上。这一
过程与蜡纸印刷相似。胶版印刷使用墨滚及印刷
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印刷租包装五立高一五墓丝网EI〕帘U亘jZ是月交片丿>乏EI〕届‖，可
以将图片印在盘的漆层上。图片的翻印可以达到
八种颜色 , 不过这还要看复制商的标签印刷的能
力。丝网印刷是最常使用的方法。它是将图片转
换为一张有孔的网 , 墨通过网附着在盘上。这一
过程与蜡纸印刷相似。胶版印刷使用墨滚及印刷
台转换图片。这一方法在传统商业印刷中使用广
注 , 现在也用于光盘商标的印刷。胶版印刷进行
图片翻版时可以取得更高质量的分辨率 , 必优于
丝网印刷的地方是可以印刷增强的四色图片及其
他的复杂图形。印刷之后 , 光盘或是自动或手工
进行包装。尽管现在有许多其他可行的五进入应
用的包装方法 , 但塑料盒子仍然是 CD-ROM 使用
最多、最普遍的包装方法。这是由于塑料盒坚固 _
耐用 , 并且全自动化的生产线很普及。其他被普
遍使用的包装方法 ( 其中一些方法可能需要手正
操作 ) 包括 : (1) 轻型包装 , 如丁yVek禾口纸君支占
套 ; (2) 透明塑料套 , 如 Viewpaks; (3) 有益
环保的纸板质地的盒子 , 如 Digipaks 的
Ecopaks。
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经过这五个环节 ,CD-ROM 复制就完成了。但在
生产过程中 , 生产的每一环节对质量都应有严格
的控制 , 以确保符合工业生产规格。这样才能保
证所有光盘的误差在可以接受的差异范围之内 ,
即被控制在所有 CD-ROM 驱动器允许的范围之
内。CD-ROM 的结构对 CD 唱盘 (CD-DA) 结构了
解的人 , 从物理上也不难理解 CD-ROM。CD-
ROM 使用了与 CD-DA 相同规格的盘和光学技术 ,
以及相同的原版盘制作和压制方法。这两种盘的
主要差别是盘上的数据结构 , 以及数据寻址和纠
错能力。下面介绍 CD-ROM 盘及其物理数据结
构。 CD-ROM 盘片标准的 CD-ROM 盘片直径为
120 毫米 (4.72 英寸 ) , 中心装卡孔为 15 毫米 ,
厚度为 1.2 毫米 , 重量约为 14~18 克。CD-ROM 盘
片的径向截面共有三层 : (1) 聚碳酸酯 _
(Polycarbonate) 做的透明衬底 ; (2) 铝反射
层 ; (3) 漆保护层 ; 邑
CD-ROM 盘是单面盘 , 不做成双面盘的原因 , 不
是技术上做不到 , 而是做一片双面盘的成本比做
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是技术上做不到 , 而是做一片双面盘的成本比做
两片单面盘的成本之和还要高。因此 ,CD-ROM
盘有一面专门用来印制商标 , 而另一面用来存储
数据。激光束必须穿过透明衬底才能到达凹坑 ,
读出数据 , 因此 , 盘片中存放数据的那一面 , 表
面上的任何污损都会影响数据的读出性能。编码
为了在物理介质上存储数据 , 必须把数据转换成
适于在介质上存储的物理表达形式。习惯上 , 把
数据转换后得到的各种代码称为通道码。之所以
叫通道码 , 是因为这些代码要经过通信通道。通
道码井不是什么新概念 , 磁带、磁盘、网络都使
用通道码。可以说 , 所有高密度数字存储器都使
用 0 和 1 表示的通道码。如软磁盘 , 竹就使用了改
进的调频制 (MFM , Modified Frequency
Modulation) 编码 , 通过 MFM 编码把数据变成 ; _
道码。CD-ROM 和 CD-DA 一样 , 把一个8位数空鼻菅
转换成 14 位的通道码 , 称为 8 一 14 调制编码 , 记
为 EFM(Eight-to-Fourteen Modulation)。根据通
道码可以确定光盘凹坑和非凹坑的长度。数据结
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Modulation) 编码 , 通过 MFM 编码把数据变成通
道码。CD-ROM 和 CD-DA 一样 , 把一个 8 位数据
转换成 14 位的通道码 , 称为 8 一 14 调制编码 , 记
为 EFM(Eight-to-Fourteen Modulation)。根据通
道码可以确定光盘凹坑和非凹坑的长度。数据结
构由于 CD-ROM 产生的技术背景是 CD-DA, 加上
其螺旋形线型光道结构、以恒定线速度 (CLV)
转动、容量大等诸多因素 , 导致 CD-ROM 的数据
结构比硬磁盘和软磁盘的数据结构复杂得多。
CD-ROM 盘区划分为三个区 , 即导入区 (Lead-in
Area)、用户数据区 (User Data Area 和导出区
(Lead-out Area)。这三个区都含有物理光道。所
谓物理光道是指 360“ 一圈的连续螺旋形光道。这
三个区中的所有物理光道组成的区称为信息区
〈|nfOrmatiOn Area) o 在信息区，有些光道笆『萱有
信息 , 有些光道不含信息。含有信息的光道秘为 _
信息光道 (Information Track) 。 1富c爹吾盲1言’害丶贵l蚂
可以是物理光道的一部分 , 或是一条完整的物理
光道 , 也可以是由许多物理光道组成。信息光道
可以存放数字数据、音响信息、图像信息等。含
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可以存放数字数据、音响信息、图像信息等。含
有用户数字数据的信息光道称为数字光道 , 记为
DDT(Digital Date Track); 含有音响信息的光道
称为音响光道 , 记为 ADT(Audio Track)。一片
CD-ROM 盘 , 既可以只有数字数据光道 , 也可以
既有数字数据光道 , 又有音响光道。在导入区、
用户数据区和导出区这三个区中 , 都有信息光
道。不过导入区只有一条信息光道 , 称为导入光
道仕ead-m 丁raCk) 3 旱r出区也只有一爹吾盲1言’害丶光
道 , 称为导出光道 (Lead-out Track) 。用户数
据记录在用户数据区中的信息光道上。所有含有
数字数据的信息光道都要用扇区来构造 , 而一些
物理光道则可以用来把信息区中的信息光道连接
起来。错误检测与纠正激光盘同磁盘、磁帝一类
的数据记录媒体一样 , 受到盘的制作材料的性
能、生产技术水平、驱动器以及使用人员水平等
的限制 , 从盘上读出的数据很难完全正确。眉′看苜_
关研究机构测试和统计 , 一片未使用过的只读光
盘 , 其原始误码率约为 3x10 一 4; 有伤痕的盘约
为 5x10 一 3。针对这种情况 , 激光盘存储采用了
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盘 , 其万责莫兰Z台{盲互五骜三茎’丑灵刁3)X10一4; 有伤痕的盘约
为 5x10 一 3。针对这种情况 , 激光盘存储采用了
功能强大的错误码检测和纠正措施 , 采用的具体
对策归纳起来有三种 : (1) 错误检测码 EDC(Error

Detection Code)。采用 CRC 码 (cyclic
Redundancy Code) 检测读出数据是否有错。
CRC 码有很强的检错功能 , 但没有开发它的纠错
功能 , 因此只用它来检错。(2) 错误校正码或称为
纠错码 ECC(Error Correction Code)。采用里德 -
索洛蒙码 , 简称为 RS 码 , 进行纠错。RS 码被认
为是性能很好的纠错码。(3) 芸差里德 - 索洛蒙码
CIRC(Cross Interleaved Reed-Solomon

Code)。这个码可以理解为在用 RS 编译码前后 ,
对数据进行插值和交叉处理。

新型介质制造大容量光盘
日7半丈东京员丈学白’丑石开受一宇」团队已经发现一种材料雯_
以用来制造更便宜、容量更大得多的超级光盘 ,
可以储存的容量是目前一般 DVD 的 5 干倍。这个
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新型介质制造大容量光盘

日本东京大学的研究团队已经发现一种材料 , 可
以用来制造更便宜、容量更大得多的超级光盘 ,
可以储存的容量是目前一般 DVD 的 5 干倍。这个
研究团队的主持人、东京大学化学教授大越愚一
(Shin-ichi Ohkoshi)24 日表示 , 这种材料平常是能
导电的黑色金属状态 , 在受到光的点击后会转变
成棕色的半导体。这是一种透明的新型氧化钛 ,
在室温下受到光的照射 , 能够任意在金属和半导
体之间转变 , 因而产生储存数据的功能。大越愚
一表示 , 这种材料是新一代光学储存装置的明日
之星 , 巳所制成的新光碟 , 容量是蓝光光盘的 1 十
俘 , 而蓝光光盘的容量则是一般 DVD 的 5 倍。一
般来说 , 一张 DVD 容量为 4.7G, 一张蓝光光盘容
量为 25G。最新的蓝光协会表示 , 新蓝光光盘容
量可以达到 128G。但是东京大学的最新光』谨彗
将达 25000G, 也就是所谓的 25T。 _
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DVD 盘片均采用 MPEG-2 数字存储 , 不会因信号
捧减造成失真。理论上讲光盘的保存可达数十年
甚至上百年。
光盘的保护 :
1、避免物理损伤、避免粉尘。
2、避免阳光照射、避免高温。
如果你想长期保存 , 还是用光盘好一点。也便于
查询、管理和复制 , 并且不用担心信号的损失。
使用光盘的成本也较录像带便宜的多。如果担心
盘片磨损 , 可多备份出几张盘片。
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