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    [讨论]光存储相关知识详解 [复制链接]

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    离线cyqdesign
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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2006-03-21
    什么是Book Type？

    BookType是近年来随着DVD+R/RW在市场上的流行而逐渐被广大用户所接触到的一个名词。要想弄清楚它重不重要，还要先弄清楚它的含义。
    BookType起源于DVD的不同标准，DVD的官方组织DVD论坛为每个DVD标准发布了相应的规范，这些规范的类型就叫Book Type，有点类似于CD时代的红皮红、橙皮书。但它是以字母来编号，具体的描述如下：



    DVD+R/RW由于并不是DVD论坛的官方标准，因此 在DVD论坛所颁布的规范中没有相应的Book Type与之对应，因此在与传统DVD设备的兼容性方面表现得并不好（它们大都按DVD论坛的规范设计，而近一两年新出的设备基本都可以正确识别DVD+R/RW光盘类型）。但是，DVD光盘在导入区的控制数据区的物理格式信息中的第0字节的4至7bit保留有光盘类型这一参数（名为Disk Category），出厂时就会根据光盘的类型设置不同的数值，具体见下表。


    DVD+R光盘的结构（层数）将在物理格式信息的第2字节的第5和第6位来表示



    按理，光盘的Book Type是不能修改的，尤其是刻录光盘，因为这涉及到驱动器对光盘的识别，进而会影响到相关的操作，比如若是识别成DVD-ROM就不可能进行写操作了。但是，DVD+R/RW的一个过人之处就在于——利用ADIP技术，DVD+R/RW将光盘的物理格式信息调制到轨道的抖动之中（相见本站有关ADIP的详细讲解），这样就可以对导入区的物理格式信息进行修改而不影响驱动器的识别，而这是DVD-R/RW做不到的（DVD-R的物理格式信息只有一个复本，修改后就无法再追加写入，DVD-RW虽然保存多个物理格式信息复本，但最关键的，在导入区控制数据区里物理格式信息是固化了的，无法更改）。
    因此，相关厂商就开发了修改DVD+R/RW光盘类型的工具，这类工具主要是控制DVD刻录机写入时的对相关字节中的某位进行调整（所以有时这类工具也叫BitSetting），由于涉及到特殊的写入操作，因此往往这种工具是为某个光驱定制的，需要专门的Firmware来配合。由于调整BookType就是改写相关字节的特定位，因此这类的软件有的又称为BitSetting。
    说到此，大家就会明白了，BookType目前可以说是专门为DVD+R/RW所准备的，虽然某些软件也支持对DVD-R/RW的修改，但从上文的分析中可以看出，在这方面DVD+R/RW有着先天的优势。对于生产日期较早的设备来说，改变DVD+R/RW的盘片类型为DVD-ROM将能大幅度提高它们的兼容性，而对于近一两年出现的DVD设备来说，对DVD+R/RW的支持已经不成问题，因此修改不修改BooKType对这类的播放设备并不重要。不过，对于DVD+R DL来说，使用BookType仍有必要，很多机器可能会正确识别单层DVD+R，但可能不会正确识别双层DVD+R DL，这也是为什么很多以往对BooKType不屑一顾的大牌厂商都开始支持机器本身支持修改DVD+R DL属性功能的原因。那么，BookType对你到底有没有用呢？就要看使用者的使用习惯和应用环境了，如果喜欢用DVD+R/RW光盘，而又对自己的应用环境的兼容性不放心，BookType是很有必要了。

    DVD刻录光盘标识简介

    在DVD光盘的导入区（Lead-in）的物理格式信息区中，保存着DVD刻录盘的生产与速度信息，但是DVD-R/RW和DVD+R/RW的设计并不一样。
    DVD+R/RW光盘在物理格式信息区的第19至第26字节为为生产商标识（Manufacturer ID），第26至第29字节为介质标类型识（Media Type ID），从某种意义上讲，Media Type ID可以算是光盘的材料标识，或称主版本号，而第30字节则为光盘的修订版本号（PRN，Product Revision Number）。我们可以使用DVD Identifier 3.5.1版软件对DVD刻录光盘进行识别。


    DVD Identifier 3.5.1给出的某DVD+R盘片的信息



    以上图为例，我们看出Manufacturer ID为RITEK（中国台湾的铼德），Media ID为R03，可以看成是第三代产品，而子版本号为002，即这是铼德第03代DVD+R光盘的第002修订版本的产品。注意，盘片的主版本和次版本号有一个不同，就代表了产品的差异。而软件所给出的生产商名称（Manufacturer Name）则是软件自己根据Manufacturer ID的规则匹配的结果，并不是真的写在光盘信息区中。


    DVD Identifier 3.5.1给出的某DVD-R盘片的信息



    在DVD-R/RW中，光盘信息的格式有了较大的变化，它只有Manufacturer ID这一个信息，而没有Media ID的参数，以及修订版本号的规定。而且，它的信息保存于一个预制（Pre-Record）信息区，这个信息区就像是传统的DVD-ROM光盘那样是压制出来的，因此不可更改的，我们可以看到在DVD-R的光盘的内侧有一个明显的环，但DVD+R则没有，这个环就是预制信息区，行业内一般也把它叫做“有线盘”。虽然在DVD-R的规范中，一直有这个预制信息区的规定，在由于会增加生产时的复杂性，所以在DVD-R的早期，无线盘很多，不过现在我们一般不会担心这个问题，所购买的DVD-R光盘基本都是有线的了。
    以上面的图为例，我们可以发现DVD-R的Manufacturer ID实际上等同于DVD+R的Manufacturer ID+Media Type ID，比如TTG02，就可以看成是Media Type ID以及版本。
    DVD光盘的标识对于光盘的正确刻录是相当重要的，刻录机的Firmware中会根据这些标识还寻找匹配的刻录速度。在这里，DVD刻录盘在物理格式信息中一般也都提供了刻录速度的基本与上限参数（如线速度），以供刻录机选择，但是最终的刻录速度则以刻录机Firmware中存储的信息为准，而如何确定速度，就在于光盘标识的识别。

    [/img]http://www.stor-age.com/resources/94CFDD19-A3DB-4604-87FA-EE6E473869F5/16X%20DVD-Writer/Driver-Disc/Media-Code.png[/img]


    Firmware中对光盘标识的写入速度匹配表，从中你能了解到刻录机是怎么识别光盘并会以什么样的速度刻录了

    近日，在刻录发烧友中流行着一种Media Code修改之风，这起源于一个德国人（署名ala42）于2004年11月所编写的一个工具软件——MediaCodeEdit，它可以识别指定的Firmware文件并修改Media Code/刻录速度的匹配表，这样即使Firmware原来并不支持的光盘也可以以正确或更高的速度刻录。不过，由于光盘的刻录速度与所采用的染料等级与生产水平有密切的关系，因此盲目的修改Media Code/刻录速度的匹配表，有可能适得其反，甚至有可能会缩短刻录机的寿命，所以我们在此不建议普通用户使用这一软件，今天介绍这些，仅为了说明DVD刻录光盘的标识与其刻录速度之间存在的关系，CD-R/RW光盘的刻录速度选择的道理也是如此。
    说到这，可能有人会问，品牌不同但Media Code相同的盘片，是不是意味着质量相同呢？当然不是，Media Code并不能代表产品实际的质量，就像内存芯片，虽然型号一样，但也有等级之分，最好的可能就留为己用，剩下的可能才会根据需要发往客户，光盘厂商间的代工也是如此，越是没有名气的厂商，所获得的代工产品可能质量就越次，因此Media Code仅代表了生产厂商与该产品的基本型号，实际的质量并不是统一的。

    认识刻录曲线

    在进入正文之前，我想有必要介绍一下CD-DVDSpeed所生成的曲线图，可能有一部分读者还不是很明白其中所代表的含义，在此进行简要的讲解，高手们就可以不用看了。


    这是一张Z-CLV方式DVD刻录曲线图，我们可以从中了解到许多信息，如果是CD光盘刻录机，下方的标尺就将变成时间点（单位为分钟），刻录容量终点线也就是刻录时间终点线，因为CD光盘是以“分:秒:帧”的方式来表示容量的

    曲线图中的相关要素已经标出，从中我们可以看到数据传输率、刻录机主轴马达转速已经刻录容量之间的关系，因为这些都是刻录机Firmware所预制好的代码来控制，所以分析曲线图就可以看出刻录机的大体写入策略。
    比如上图，我们可以看出，起始速率为6X，结束时的速率为12X，而主轴马达的起始转速大约为8000RPM（千转/分钟），当刻录进行到了400MB左右的地方时，刻录机进行了第一次提速至8X，而在提速时马达转速已经降到6500 RPM左右，但提速后达到了9200RPM左右，之后再次下降，而传输率保持平稳，到了2GB容量点时，传输率再次提升至12X并保持到刻录结果，而转速也从6000RPM再次回升到9000RPM左右，终点时降到7000RPM。

    CLV与CAV刻录方式介绍

    CLV与CAV一直是刻录发烧友们所争论不休的一个话题，在进行分析前，我们还是来看看它们的特点，有一定基础的读者可以跳过本节。
    •恒定角速度——CAV（Constant Angular Velocity）
    •恒写线速度——CLV（Constant Linear Velocity）
    •局部恒定角速度——P-CAV（Partial-Constant Angular Velocity）
    •区域恒写线速度——Z-CLV（Zone-Constant Linear Velocity）

    1、CAV方式


    CAV方式CD刻录曲线图



    从上图可以看出CAV的特点是转速恒定（单位时间内盘片旋转的角度恒定），传输率持续攀升，这种方式也是目前硬盘所采用的。由于光盘是从内向外刻录，因此在光盘的外围，由于单位转动时间（也就是转过的角度）内光头的记录区域越来越大，而信息号点的单位长度不变，所以数据传输率也就会越来越高。CAV的优点就是主转马达无需变速，容易控制。但在刻录时，由于单位时间内划分的记录区长度越来越大，而要在相同的时间内记录更多的数据，肯定要实时的控制激光功率的提高以满足更高倍速刻录的要求，因此对激光功率控制精度的要求会比较高。

    2、CLV方式


    CLV方式CD刻录曲线图



    CLV方式的特点则是数据传输率恒定（单位时间内光头相对于光盘移动的距离恒定），但主轴马达的转逐渐降低。由于在单位时间内光头走过的长度一致，数据传输率固定，因此从理论上讲，激光刻录功率无需变化，但它要控制需要马达控制电路有较高的控制精度。不过，刻录光盘都有预制好抖动轨道以提供马达转速的控制信号，因此控制起来并不算复杂。
    CLV可以说是最为理想的刻录方式，因为它的刻录效果最高，起始与终止速度是一样的，不像CAV那样有明显的落差。然而，CLV的线速度恒定也意味着在周长更短的光盘内圈要达到指定的速度，马达的转速就要很高，从CD-DVDSpeed的曲线图上可以看出，若以CLV方式进行16X DVD刻录，那么马达的转速就要高到21000RPM，若以CLV方式进行48X CD刻录，转速则将近23000RPM，要知道盘径小得多的硬盘，目前最高的转速也只有15000RPM，所以，CLV只能用于低速的刻录。

    3、P-CAV方式


    P-CAV方式CD刻录曲线图



    P-CAV刻录可以看成是CAV与CLV的一种组合，一开始采用CAV方式，转速不变，数据传输率持续提高，到指点的切换点时，则转变为CLV方式，转速下降，数据传输率保持恒定。从某种角度上说，P-CAV是为CLV服务的，前面的CAV方式是为摆脱光盘内圈周长小对CLV造成的限制，而到后期随着刻录半径的加大，CLV就有发挥的空间了，因此最后切换回CLV以保证最佳的效率。显然，如果条件允许，尽量早的切换至CLV方式，速度就会越快。已经有公司使用P-CAV技术把DVD刻录时间缩短到5分50秒。
    除了P-CAV之外，人们还开发了一种让CLV继续生存的技术，那就是Z-CLV。

    4、Z-CLV方式


    Z-CLV方式DVD刻录曲线图



    与CLV相对比，我们能发现，Z-CLV的特点就是若干个台阶，将刻录区划分成不同的区域，在每个区域内采用CLV方式，而在区域结合点进行速率与转速的变化。
    Z-CLV技术的出现就是为了绕开光盘内圈对CLV的限制。先以低速起步，分阶段的进行提速。能提速的原理已经在P-CAV的介绍中说明了。显然，最高速率的平台越长越好，最低速率的平台越短越好，而且从理论上讲，台阶越为密集，Z-CLV的效率就会更高，因为它更有效的利用了光盘周长逐渐增加的变化，但是，从上图可以看出由于切换速率时要对数据处理和马达控制有较大的变动，因此从实际应用效果上说，台阶越多可能控制起来要更为复杂，这就要看厂商的取舍了。

    DVD+R DL简介

    支持DVD+R DL光盘的刻录，是DVD刻录机的一个宣传重点，而我们也对它的测试更为重视，毕竟这是一个新生的事物，吸引了更多人的目光。
    在进入测试之前，我们先大概了解一下DVD+R DL的原理。和传统的D9格式的DVD-ROM一样，DVD+R DL光盘也有两个记录层，分别称为L0和L1记录层，具体结构见下图。


    DVD+R DL光盘的结构



    这里需要指出的是，早期的DVD+R DL标准被称为DVD+R 9，这是取自传统DVD-ROM的称呼，但后来则更名为DV+R Double Layer，简称DVD+R DL。笔者估计原因与DVD+RW联盟不能使用DVD Logo一样，DVD-9是DVD论坛所使用的称呼，所以DVD+RW改变了对双层DVD+R的叫法。


    注意面板上的双层DVD+R的Logo，已经不再是DVD+R9了



    这两个记录层在设计上最关键的一点是，要在反射率上保证与现有的DVD-9光盘相兼容，即反射率至少为18%。在刻录时，首先对L0层进行记录，再对L1层进行刻录，由于有半透明的金属反射层的存在，有50%的功率会被损失，在其他方面两者的设计完全遵循DVD的相关标准。


    DVD+R DL的两个记录层的简要指标



    既然刻录时，是从L0至L1的顺序进行，那么两个记录层间的交替顺序就要固定下来，目前的DVD-9格式的光盘有两种设计，分别是：
    反向轨道路径（OTP，Opposite Track Path）：OTP的光盘，LO层的起始点，也就是光盘的导入区（Lead-In）在光盘的内侧圆心，而L1的起始点则在光盘外侧边缘。光盘的最终导出区（Lead-Out）在L1层的最里侧，也就是重新回到光盘圈心处。此时L0与L1记录层的轨道（写入）方向是相反的，一个是由内至外，一个是由外至内，因此被称为反向轨道路径设计。


    OTP双层光盘结构与刻录/读取方向



    并行轨道路径（PTP，Parallel Track Path）：PTP的光盘，LO层的起始点，也就是光盘的导入区在光盘的内侧圆心，L0的最外侧则为L0记录层的导出区，L1记录层与之一样，也有自己的导入区和导出区。在刻录时，L0由内向外至导出区后，激光头重心回到光盘的圆心内侧，从L1记录层的导入区开始刻录，两个记录层的轨道写入方向是平行的，因此被称为并行轨道路径设计。


    PTP双层光盘结构与刻录/读取方向



    OTP与PTP的光盘由于记录结构的不同，在读取时的表现也各不相同，在CD-DVD Speed的读取传输率测试图中就可以体现出来。


    OTP光盘的读取曲线




    PTP光盘的读取曲线



    从图中可以看出，OTP光盘在经过中间交换区（Middle Area）后，速度开始下降（从外圈向内读取），可以看作是两个DVD-5光盘的读取曲线的镜像，而PTP光盘的读取曲线则好似将两个DVD-5光盘的读取曲线并行摆放（读完第一层，接着从里到外读第二层）。
    由于OTP光盘在换层时的动作更快，无需激光头的大范围移动，因此目前市场上的DVD-9光盘基本以OTP光盘为主，PTP光盘并不常见。而DVD+R DL光盘现在也只有OTP一种格式，估计今后也不会再有PTP设计的DVD+R DL光盘出现。
     
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    只看该作者 1楼 发表于: 2006-07-14
    人民英雄纪念碑 !
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    离线tinachen09
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    只看该作者 2楼 发表于: 2006-08-15
    谢谢,要仔细学习学习
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    离线tinachen09
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    只看该作者 3楼 发表于: 2006-08-15
    谢谢,要仔细学习学习
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    离线小白
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    只看该作者 4楼 发表于: 2006-08-17
    谢谢站长 gnZc`)z  
    A{\!nq_~N  
    呵呵
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    只看该作者 5楼 发表于: 2006-11-24
    谢谢,要仔细学习学习
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    离线zhangsf
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    只看该作者 6楼 发表于: 2008-04-11
    tu wen bing mao  henhao
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