Az optikai tárolók

Az optikai tárolók általános jellemzői:

§ A mágneses elvű adathordozókon kívül egyre elterjedtebbek az optikai elven működő adathordozók.

§ Az alapgondolat már 1927-ben felmerült. A lézereszközök megjelenése azonban új korszakot nyitott a rögzítésében és visszajátszásában.

§ Az optikai lemezek alkalmazásnak legnagyobb előnye, hogy nagy tömegben való gyártásuk nagyon olcsó, ezért kiválóan alkalmasak lexikonok, könyvek, nagyméretű programok kereskedelmi forgalmazására.

§ Az optikai adattároló rendszerek egyik eleme a média, az információt tároló elem (CD), a másik az információt leolvasó ("drive", "lejátszó", "meghajtó"), de léteznek írható-olvasható optikai rendszerek is.

§ Az optikai adattároló rendszerek egyik lényegi tulajdonsága, hogy az információ leolvasásánál - ellentétben a mechanikus és a mágneses elven működő adattároló rendszerekkel - a média és az olvasófej ("pick up") mechanikusan nem érintkezik. Ez az alapvető különbség az egyik oka annak, hogy az optikai médiák nagyságrendekkel hosszabb életűek, mint az eddig ismert tároló médiák bármelyike.

§ Az "optikai tároló" elnevezés a médián tárolt információ leolvasásának módjára utal, függetlenül attól, hogy milyen (mechanikai, optikai, esetleg magneto-optikai) módszerrel rögzítettük azt.

Az olvasáskor alkalmazzák:

• a fényvisszaverő képességet, ezt reflexiónak nevezzük
• a különböző felületekről visszaérkező fénysugarak különböző hullámhosszúak (fázisúak) amelyeket a fényérzékelő megkülönböztet (az interferenciát felhasználva)

Az optikai tárolók típusai:

§ CD

§ DVD

I. CD (Compact Disk)

Archivált dokumentumok, képek, módosítást nem igénylő programok tárolására ideális adathordozó a CD (Compact Disc), amelyet 1980-ban a Sony és a Philips cég közös fejlesztés után dobott piacra.

Nagymennyiségű adat olcsó, megbízható tárolására és kedvező áron történő terjesztésére alkalmas.

Előállítása már kis darabszámban is kifizetődő.

A felhasználó részéről könnyen kezelhető.

A CD-n tárolt információk típusától függően megkülönböztetünk:

§ Audio (Audio Compact Disk)

• Video
• Adathordozó ( a hangon kívül képek és szövegek is tárolhatóak rajta.) CD-ket.

Az adathordozók között vannak:

• Csak olvashatóak (CD-ROM)
• Egyszer írhatóak (CD-R)
• Újraírhatóak (CD-RW)

1.) CD-ROM

§ A legismertebb optikai háttértár.

§ ROM típusú tároló, azaz csak olvasható

§ Az írása gyárilag történik

§ A gyártás során egy különleges préselési eljárással viszik fel az információt.

§ A lemez átmérője 8 cm vagy 12 cm, vastagsága 1 mm.

§ A 8 cm átmérőjű CD-ROM maximális tárolókapacitása 184 MB, míg a 12 cm átmérőjű 650-800 MB-ig terjed. (650,700,800,900 Mb)

§ A CD-k műanyagba ágyazott adathordozó rétegen digitálisan tárolják az adatokat.

§ A lemezen az információ körkörösen spirál alakú, apró bemélyedések barázdák formájában van rögzítve, amelyeket a gyártásnál sajtolnak bele.

§ Ezeket a mélyedéseket piteknek nevezzük, a fényvisszaverő alapot, amelyben ezek a pitek vannak, landnak.

§ A CD-ROM olvasásakor a CD-olvasó lézersugár segítségével, a visszaverődő fény alapján érzékeli az adathordozó rétegen található bemélyedéseket.

§ Mivel az információt lézersugár olvassa ki, ezért a lemez nincs kitéve komoly igénybevételnek.

§ Az adatokat felületi egyenlőtlenségek jelölik (nem mágneses jelek!)

Rajz:

műanyag

optikai tároló

alumínium

lakkréteg

pit(domb)=0

land(völgy)=1

lézer

féligáteresztő tükör

fényérzékelők

Az alumínium réteget védőréteggel borítják. A CD anyaga szénszálas műanyag, 1,2 mm vastag és csak az egyik oldalán vannak információk.

Egy pit mélysége 0,1 mikrométer, szélessége 0,6 mikrométer és a sávok közti távolság 1 mikrométer. A pitek hossza 0,8-3,5 mikrométer között változik. A CD-audiolemezeket és a CD-ROM-okat ugyanúgy készítik.

A CD olvasó az információkat a CD-n spirál alakban elhelyezkedő pitekből és landekből olvassa ki, a CD közepétől kiindulva kifelé. Ez egy 780 nano milliméter széles infravörös lézer segítségével végzi. A piteket egy áttetsző rétegen keresztül lehet letapogatni. A fény függőlegesen esik és vagy visszaverődik a felületről, vagy nem. Ez a két eset felel meg a digitális jelek tárolásának. A visszaverődő fényt egy fotocella érzékeli. Ha a lézersugár egy bemélyedésre esik, akkor elterelődik, úgyhogy a fotocella nem kap fényt.

Az olvasási sebesség állandó. Mivel a sáv belső átmérője kisebb, mint a külső, a forgási sebességet változtatni kell. Az elérési idő rosszabb, mint a merevlemeznél, kb. 150-300 ms között van, bár ezek az értékek az utóbbi időben egyre javulnak.

2.) CD-R (Recordable)

• Adatbiztosításra, hosszú távra szóló archiválásra vagy elektronikus publikációk készítésére alkalmazzuk.
• Az írható CD-k és a CD-írók költségei olyannyira lecsökkentek, hogy ma már majd mindenki önmaga írhat CD-ket.
• A CD-író műszakilag és kinézetre alig különbözik a normál CD-lejátszótól. Ahhoz azonban, hogy a "nyers" lemezekre fel lehessen venni valamit, a CD-író egy nagy energiájú lézersugárral is rendelkezik. Enne segítségével lehet az adatokat a lemezre "égetni".
• Csak egy speciális réteg felvitelével lehet az egyébként préseléssel előállított CD-ket alkalmassá tenni arra, hogy bárki, présgépek nélkül tudjon otthon adatokat írni a lemezre.
• A normál CD-ROM-okat csak gépekkel lehet előállítani, amelyeknek a nagysága és költségei kizárják az egyedi gyártást.
• A CD-ROM és a CD-R lényeges különbsége a gyártásban van: a CD-ROM-ot a préselő üzemben egy nyomtatóforma segítségével állítják elő.
• A CD-R gyártásához egy előre elkészített nyers formára van szükség.

§ Üresen kerül forgalomba

§ egyszer írható

§ az adatok tárolása átlátszó lemezen történik

§ az átlátszó réteget lézersugár segítségével 140C°-ra melegítik, ami ezáltal bemattul

§ Akár több lépésben is írhatunk adatokat, de az adatmennyiség nem haladhatja meg a CD kapacitását.

§ A rögzített adat módosítására nincs lehetőség.

A lemez olvasása:

A matt és átlátszó felületekről visszaverődő lézersugarat különbözteti meg a fényérzékelő.

3.) CD-RW (ReWritable)

Jellemzői:

§ írható, olvasható, módosítható

§ fázisváltós technológia

Ez a technológia hasonló, mint a CD-R lemezekre használt eljárás. Az adathordozó anyaga kétféle állapotú lehet; kristályos állapotban jól tükröző felületet képez, amorf állapotban pedig elnyeli a fényt. Az információ felírása az anyag olvadáspont feletti hőmérsékletre hevítésével történik (lézersugárral), míg az éppen olvadáspont alatti hőmérsékletre hevítéssel törölhető az információ.

A CD-ROM drive (meghajtó):

§ az egyszeres CD-ok sebessége 156Kb/s

§ léteznek 4x-52x-es sebességűek

§ alkalmasak CD-ROM, CD-R és CD-RW olvasására

§ eszközvezérlő programja az MSCDEX.EXE

A CD recorder (író)

§ a CD-R- és RW írására alkalmas eszköz

§ sebessége 2x, 4x, 6x..52x lehet

Sebessége az egyszeres CD olvasónak 150 Kbit/s.