CD, DVD a Blu-Ray encyklopedie
Všeobecná teorie
Optická média v podobě CD, DVD, HD DVD i Blu-ray toho mají mnoho společného. Proto bude většina společných informací shrnuta v této části a jednotlivé rozdíly jsou vypsány níže do přehledné tabulky. Všechny výše popsané technologie pracují na stejném principu s výjimkou formátu DVD-RAM, jehož rozdíly jsou popsány přímo v části věnované tomuto formátu.
Fyzikální vlastnosti
Standardní vnější průměr optických disků je 120 mm. Existují i zmenšené verze s 80 mm, které jsou vhodné pro přenosná zařízení, mezi které patří například digitální kamery, MP3 přehrávače atd. Menší média mají ovšem i podstatně nižší kapacitu. Vnitřní otvor v médiu má průměr 15 mm a výška disku činí 1,2 mm. Jako materiál pro výrobu těchto disků slouží polykarbonát a lak jako ochranná vrstva, různé kovy (zlato, stříbro, hliník) a další materiály jsou pak používány jako záznamová vrstva. Na trhu se vyskytují i média, která nemají kulatý tvar. Mezi takové patří například médium ve tvaru obdélníku, které slouží jako digitální vizitka. Jejich použití by nemělo být natolik nebezpečné jako u médií s nestandardním tvarem.
Mezi nestandardní médium lze zařadit i kulaté médium, z kterého byla část vyříznuta, nebo naopak některá část přidána. Nebezpečným médiem mohou být i ta standardní, na kterých je nalepen například štítek s popisem obsahu. Ptáte se, proč tomu tak je? Médium se v mechanice otáčí rychlostí až 10 920 otáček za minutu (platí pro rychlost 52x u CD). Při této rychlosti může být jakékoliv nevyvážení nebezpečné. Především pak u disků, které jsou poškozeny (výrobní vady, silné poškrábání). V těchto případech pak hrozí roztříštění disku. Kromě zničení disku může následovat i poškození samotné mechaniky.
Kompatibilita
Dnešní mechaniky se šuplíkem (tray) si ve většině případů poradí i s menšími médii, než je 120 mm (tedy 80 mm). To ovšem neplatí pro mechaniky vybavené štěrbinou (slot-in), u těchto mechanik je nutné použít redukci. Redukce ovšem nebývá součástí balení a není běžně k zakoupení, proto uživatelé mechanik se štěrbinou mají smůlu. Nemohou tak použít disky menší jak 120 mm.
Čtení dat
>Data na výše jmenovaných optických discích jsou uspořádána na spirále, která je rozprostřena po celém disku. Tato spirála se nachází ve fyzické podobě jako předlisovaná drážka. Ta má za úkol správné zaostření a vedení laserového paprsku po celém optickém disku. Data na těchto médiích jsou uskutečněna pomocí prohlubní (pit) a výstupků (land). Kde prohlubeň znamená 0 a výstupek 1. Data jsou na disk ukládána od vnitřní části směrem k vnější.
>Čtení dat probíhá pomocí laserového paprsku, který prochází skrz polopropustné zrcadlo a zaostřovací soustavu čoček až k samotnému disku. Zde je paprsek buď rozostřen v prohlubni a systém zaznamená datovou informaci s hodnotou 0, nebo je od výstupku odražen a putuje zpět k poloprůhlednému zrcadlu. Toto zrcadlo odrazí laserový paprsek přes kolimátor přímo k fotodiodě, která pak vyhodnotí stav jako 1.
V případě že disk obsahuje více vrstev, čtecí laser zvýší svůj výkon a zaostřovací systém zaostří na následující vrstvu. Laserový paprsek tedy projde skrz první vrstvu až do druhé od které se odrazí zpět.
Zápis dat
Data mohou být na médiu již od výroby, v tomto případě se mluví o „lisovaných" médiích, nebo mohou být zapsána („vypálena") pomocí příslušné mechaniky a programu na prázdné médium.
Na výrobu lisovaných disků je zapotřebí speciálního zařízení v hodnotě několika miliónů Kč. Výhodou tohoto postupu je maximální kompatibilita se všemi přehrávači a mechanikami pro daný typ disku. Dalším nesporným plusem je vyšší trvanlivost a kvalita záznamu. Lisované disky by měli udržet data až po dobu 100 let. Této doby lze dosáhnout pouze v podmínkách vhodných pro archivaci optických disků a tak v běžném životě vydrží méně. U velkého objemu lisovaných disků může jejich cena klesnout pod cenu zapisovatelných disků. U technologie DVD může být na disk (DVD-18) vylisován 2x větší objem dat, než nabízejí zapisovatelé disky (DVD-9). Nevýhodou tohoto řešení je vyšší cena při menším objemu disků a skutečnost, že všechny disky musí obsahovat stejný obsah. V případě, že by měl být jeden soubor na každém disku rozdílný, je potřeba vyrobit další matrici, čímž výrazně rostou náklady na jeden disk. Tento způsob výroby je tedy ideální pouze pro větší množství stejných disků. Lisované disky navíc mohou obsahovat ochrany, proti neoprávněnému kopírování.
Druhou možností uložení dat je jejich „vypálení" na zapisovatelný či přepisovatelný disk. Tento způsob ukládání dat je ideální pro menší množství kopií stejného disku, nebo mnoho rozdílných disků. Díky nízké ceně zapisovací mechaniky a záznamových médií je tento způsob velmi populární v domácnostech a menších firmách. „Vypalování" probíhá opět pomocí laseru, který má ovšem vyšší výkon, než je tomu při čtení. Laserový paprsek se zaměří na požadované místo a krátkým impulsem uskuteční zápis do záznamové vrstvy, která je složena z organického barviva. V té se vytvoří prohlubeň, která neodráží laserový paprsek při čtení. Kvalita těchto médií je závislá především na použitém organickém barvivu, které slouží jako záznamová vrstva.
Přepisovatelný disk pracuje na trochu odlišném principu. Čtení tohoto disku probíhá stejně jako je tomu u jiných médií. Data jsou ukládána do záznamové vrstvy, která je složena ze slitiny Ag-In-Sb-Te (CD-RW) či Ge-Sb-Te (DVD-RAM, DVD-RW, DVD+RW). Tato slitina může být na disku ve dvou stavech a to v krystalickém a amorfním. Krystalická struktura propouští laserový paprsek až k odrazivé, odkud se odrazí k zrcadlu a následně ke snímači. Amorfní fáze paprsek rozptýlí. Zápis na tento druh disku probíhá opět laserovým paprskem, který zahřeje materiál na 500-700 stupňů Celsia. Při této teplotě se materiál začíná tavit a při následném ochlazení dochází k fázové přeměně do amorfního stavu. Aby bylo možné na disk znovu zapisovat, je nutné jeho smazání. To probíhá opět zahřátím záznamové vrstvy pomocí laserového paprsku, tentokrát ovšem pouze na 200 stupňů Celsia. Tato teplota je také nazývána jako krystalizační, v této teplotě musí materiál zůstat dostatečně dlouhou dobu. Následně se chová médium jako prázdné a je možné zapisovat nová data.
Využití různých metod ukládání dat v praxi
Tyto metody zápisu mohou nalézt využití například ve společnosti, která se zabývá vývojem software. Pakliže bude ukládána jakákoliv změna v programu, je vhodné použít CD-RW disk. Na tento disk bude nahrána vždy poslední verze programu a pomocí tohoto média bude aplikace rozšířena mezi další spolupracovníky. Pokud už bude program ve fázi betaverze, tedy ve chvíli kdy zbývá doladit poslední chyby. Je vhodné zapojit více testerů. Příliš mnoho změn už se neočekává a tak bude program „vypálen" na CD-R média, která budou rozeslána testerům. Pro finální verzi programu, která se bude prodávat v řádech stovek až tisíců je vhodné zvolit metodu lisovaných médií
