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【doc】 蓝光光盘技术

2017-09-27 11页 doc 27KB 23阅读

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【doc】 蓝光光盘技术【doc】 蓝光光盘技术 蓝光光盘技术 蓝光光盘技术 [文/江门市广播电视台赵汝棉郭梁] 1引言 蓝光,又名蓝光光盘(BD),是下一 代光盘格式的名称.这个标准是由13家 业内领先的消费电子及个人电脑厂商制定 的,成员包括:戴尔,惠普,日立,LG电 子,松下电子,三菱,先锋,飞利浦,三 星电子,夏普电子,索尼,TDK和 舢s0n.这种格式可以录制,重录及回 放高清电视,一张27GB的蓝光光盘可以 录制2小时的高清电视节目,或者超过13 小时的标清电视节目.(见图1) 2OO2年2月19日,日本(索...
【doc】 蓝光光盘技术
【doc】 蓝光光盘技术 蓝光光盘技术 蓝光光盘技术 [文/江门市广播电视台赵汝棉郭梁] 1引言 蓝光,又名蓝光光盘(BD),是下一 代光盘格式的名称.这个标准是由13家 业内领先的消费电子及个人电脑厂商制定 的,成员包括:戴尔,惠普,日立,LG电 子,松下电子,三菱,先锋,飞利浦,三 星电子,夏普电子,索尼,TDK和 舢s0n.这种格式可以录制,重录及回 放高清电视,一张27GB的蓝光光盘可以 录制2小时的高清电视节目,或者超过13 小时的标清电视节目.(见图1) 2OO2年2月19日,日本(索尼,先 锋,松下,夏普,日立),韩国(三星,LG 电子),荷兰的飞利浦,以及法国的汤姆 森,九家着名AV设备制造公司(统称9C) 对使用蓝激光作为光源的新—代大容量光 盘的基本规格”蓝光光盘”(Blu-rayDisc) 达成了协议.2OO2年6月开始向有意签署 使用授权的设备制造商及媒体制造商 公布规格并提供使用授权合同. 除了索尼等9大厂商推出的蓝光光 盘(BD)2_9F,东芝与NEC公司联合于 2002-~8月19日提交的AOD(后来~EDVD 论坛旗下更名为HDDVD)之外, 2OO2年11月14日,中国台湾工研院与台 湾AOSRA-tl~出了自己的}?)-DVD设计 方案,它们都使用了405nm的蓝紫色激 光. 2蓝光光盘的主要技术 (1)蓝光光盘的舰格 单面单层容量:27G 激光波长:405nm(蓝紫色激光) 数值孔径(NA):0.85 数据传输速率:36Mbps(1x) 光盘直径:120mm 光盘厚度:1.2ram 透明保护层厚度:0,1ram 记录机相变记录(可重写光盘); 烧蚀或合金化(一次写入光盘) 记录方式:槽内记录 轨道节距:0.32tim 最短凹坑长度:0.138tim 记录密度:19.5Gbit/’ln2 视频记录格式:MPEG-2视频 音频记录格式:AC3,MPEG一1, Layer2,etc. 视,音频格式:MPEG-2编码数据流 盘盒尺寸:129×131×7mm (2)栩变光盘技术 蓝光光盘技术属于相变光盘(Phase ChangeDisk)技术,它与传统光盘记录不 同,传统光盘的记录和读出原理是利用磁 技术和光技术相结合来记录和读出信息, 而相变光盘的记录卖出原理只是用光技 术来记录和读出信息.相变光盘利用激光 使记录介质在结晶态和非结晶态之间的可 逆相变结构来实现信息的记录和擦除.在 写操作时,聚焦激光束加热记录介质的目 的是改变相变记录介质晶体状态,用结晶 状态和非结晶状态来区分0和1;读操作 时,利用结晶状态和非结晶状态具有不同 反射率这个特性来检测0和1信号. (3)蓝光光盘的结构 蓝光光盘生产过程,如图2. 蓝光光盘的保护层 蓝光光盘相对敏感的有:划痕,灰尘 和手印,解决方法有:强纠错码,硬涂层 和随意的光盘盒.光盘盒可以保护光盘防 止划痕和手印.如果没有使用光盘盒,可 以使用硬涂层.光盘不会造成任何划痕 (见图3).根据抗磨损性测试,利用砂轮 磨损蓝光盘,有硬涂层的蓝光盘只有一点 点磨损,但是错误标记率在千分之四以 下;没有硬涂层的蓝光盘磨损的部分不能 读取数据. 3蓝光光盘技术 与其它DVD技术的比较 lIj传统DVD技术的比较 蓝光光盘采用波长为405nm的蓝紫 激光器作为读写光源,物镜的数值孔径是 0.85.蓝光光盘的直径是120mm,和现有 的CD,DvI)卡日同.光盘的厚度也是1,2mm, 但它是由基片和0.1mm的透明保护层构 成.为了防止盘片表面因指纹及灰尘等附 着物引起误码率增大,盘片放在盘盒中. 一 张光盘的单面单层容量是27GB,可记 录2小时高分辨率数字视频图像.蓝光光 盘采用MPEG-2编码数据流压缩技术,与 数字广播视频记录兼容.数据传输速率为 36~or,s,约是DVD的三倍.此外还采用 特有的ID写入,以实现高质量版权保护. (1)通过使用波长更短的紫蓝色激 光,和0.85光圈数值的激光聚焦物镜,蓝 光光盘成功地缩小了用于读取和刻录数据 的激光光线的聚焦点直径的大小,从而减 小了蓝光光盘数据记录层上用于记录数据 的记录点的大小;而更小的数据记录点, 让蓝光光盘在相同的数据记录轨道上可以 刻录更多的数据记录点. (2)在蓝光光盘上,数据记录轨道 间的距离被减少到0’32,几乎只有常规 DVD的一半.数据记录轨道间更近的距 离,让蓝光光盘在相同的盘片面积上可以 有更多的数据记录轨道. (3)通过应用厚度仅有0,1ram的表 面透明保护层的结构,蓝光光盘减少了在 使用过程中由于光盘摇动而产生的失常现 象,这让光盘有更高的读取质量,因此也 就可以增加光盘上记录数据的密度.而厚 度更薄的0.1ram保护层,则保证盘片上更 高密度的记录数据可以被准确地读取. (4)蓝光光盘的容量 蓝紫色激光是被用作下一代大容量 DVD开发时的主要光源技术,特别是在开 发多层光碟部分.单面蓝光光盘达到了 27GB高容量数据存储洼能,可存储2小时 的数字高清晰度电视节目或超过l3小时 的标准电视节目WHS/标准画面质量).使 用蓝紫色激光光源,能够在双层架构上实 现45GB,以及在四层架构上实现90GB的 容量.目前已完成的技术中,能达到量产 的是采用凹槽记录 方式的”蓝色光碟”, 它能在双层架构上 达到27GB,四层架 构上达到54GB容 量.而多层架构则是 被视为增加储存容 量的最佳方式. HDDVD技 术的比较 (1)在光盘结构 方面,蓝光光盘完全 脱离了DVD光盘0, 6ram+0.6mm的设 计,采用了全新的1, lmm盘基+0.1mm保 护层的结构,容量更 大并配合高NA值保 证极低的光盘倾斜 误差.0.1mm覆盖保 护层结构由于对倾斜角的容差较大,不需 要倾斜伺服;但是由于0.1n1I11覆盖保护层 的厚度误差会引起球面像差,必须嵌入补 偿装置,因此采用0.65NA/0.6mm规格. 而HDDVD使用了传统DVD的设计, 采用由两片厚度为0.6mm基片粘合而成的 覆盖保护层结构,使用数值孔径为0,65的 物镜来读/写数据.这种结构的优点除了 易于保持与DVD的兼容性外,还便于继 续使用现有DVD光盘的生产设备,有利 于扩大光盘和物镜之间的工作距离,不需 要光盘盒但是为了控制由光盘弯曲和扭 曲造成的倾斜角,读/写光学头必须有倾 斜伺服装置. (2)在光盘记录方式方面,主要有槽 内0n0ove)记录和岸沟rg啪ve)记录 两种方式.蓝光光盘是使用槽内记录方 式,优点在于能够较容易实现只读光盘和 可录光盘之间的兼容性,使光学头简单 化,省略了槽岸间的切换;HDDVD使用 岸沟记录方式.槽内记录方式面临着 27GB容量极限,而岸沟记录方式可达到 单面容量30GB. (3)在寻址方式方面,蓝光光盘采用 由最I1蝴穗键控(MSK)方式和锯齿摆动 (STW)方式组合而成的摆动寻址方式. MSK方式的优点是它的信噪比较高,适用 于获取地址信息.?方式的优点是类似 轨道跳跃(1妯lmp)那样的摆动沟槽转 换.蓝光光盘的地址信息的基本单位被称 为预刻槽地址(AD),一个单位存储1Nt 地址1苦息.每个AD由56个沟槽摆动构 成.在这56个摆动中,利用MSK和STW 两种方式来嵌入上述的lbit地址信息.56 个摆动可分为利用MSK方式调制的区域 和利用STW方式调制的区域,前者通过 ,后者 则是利用STW方式的”锯齿”方向来判断 “0”,”1”信息.该寻址方式提高了地址信 号读取时的翘典裕度(TlltM~)和聚集 误差容许度. 篮光光盘的兼容性 全球各大着名的电子公司对蓝光光 盘技术规格的支持,让新一代光盘有统 一 的规格和良好的使用兼容性.蓝光光 盘装置使用的镜头光圈数值是0.85,这和 CD或DVD的镜头光圈数值是完全不同 的.因此,采用在物镜之前插入一补偿 装置,用于控制蓝光光盘装置上的光圈 数值,从而达到可以兼容使用CD和DVD 的目的.这种补偿装置整合了干扰滤波 器和相位滤波器的功能.干扰滤波器用 于改变物镜的光圈数值,以此来配合波 长不同的用于不同光盘(蓝光光盘,DVD 或CD)的激光.而相位滤波器用于补偿由 于不同类型盘片数据记录层上的保护层 厚度的不同而产生的偏差. 蓝光光盘与DVD,CD之间的激光波 长,NA(数值孔径)值,基板/保护层厚 度,轨道间距等参数之间的差异.1,lmm 基板~,lmm保护层的设计决定它与DVD 分道扬镳,而同样采用405舯激光的HD DVD在盘片结构上与DVD~H同,NA值为 0,65,完全可以使用现有的DVD光盘生产 线来生产HDDVD光盘. 4结束语 无论新一代DVD规格如何制订,或 是新标准将相容于现有的DVD标准,蓝 光光盘取代传统的DVD技术已不可逆转, 都会对大容 着极大的作用.府 表1HDDVD与Blu—rayDis(:规格对比表 量椿DVDHDDVDBlu-l-a~Dlsc 单层:4.7单层:15单层:233/25/27ROM(只读) 双层:8.5双层:30双层:46.~/5o/54 存储容量wo/一 R(追记)单层:4.7单层:15单层:25() (GB)双层:8.5双层:未定双层:50(计划) 单层:20单层:23.3/25/27一 RW(复写)单层:4.7双层:32双层:46 . ~/5o/54 激光波长650r~m(红)405r~m(蓝紫)405nm(蓝紫) 数值孔径(NA)0.60.650.85 最小信息记长度(um)040.2040.16/0.149/0.139 数据轨道问距(um)0.740.400.32 信息点宽度(um)0.350.25未知 盘片结构0.6mm×20.6mm×21.1mm+0.1mm 单层:0.6mm单层:0.6mm单层:0.1mm僳护层厚度 双层:0.6mm双层:0.6mm双层:0,075mm 扇区容量2KB2KB2KB ECC数据块扇区数163232 数据传输率(IX日寸)11阳Mb/s36Mb/s36Mb/s 信道脉j中频率26.2MHZ6斗.8MHz66MHZ 1O0~rpm时最大传输倍速16X8×12× 调1l;I方式EFNplusETM17pp (RLL2.10)(RLL110)(RLL1.7) 记录位置沟槽沟槽/岸台沟糟 旋转方式CLvZ—CLVCLv 单位战速度35m/s5.6—6.1mls4.6—5.3m/s 错误纠正方式RSpCRSPCLDC+BIS ?强盈匮眶即嘲盈目盟噩锄置曩斌—口3012,72.9 0.370.1870.097 ?硼圈[标签:快照]
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