第四章光盘技术中国水利水电出版社多媒体技术与应用
4.1 光盘系统
CD-ROM光盘驱动器是用来从光盘中读出信息的装置,CD-ROM驱动器根据安装方式分有内置式和外置式两种；按与计算机的接口方式有 IDE接口和 SCSI接口；按数据传输率分为 4倍速,8倍速,24倍速、
48倍,52倍速度等。 CD-ROM光盘驱动器是一个光学、机械和电子技术结合的产物，它包括机械部分、光学部分和控制系统。
（ 1） 聚焦伺服系统
（ 2） 跟踪伺服系统
（ 3） 速度伺服系统
（ 4） 光学头
4.1.1 CD-ROM驱动器工作原理多媒体技术与应用光学头由激光发生器、半反射棱镜、物镜以及光敏元件几个部分组成。如图 4-2所示。
图 4-2 CD-ROM驱动器的光学头结构多媒体技术与应用
CD-ROM驱动器前面板如图 4-3所示 。
图 4 - 3 CD - ROM 驱动器前面板耳机插孔强制弹出孔音量调节按钮指示灯播放 / 向前搜索按钮打开 / 关闭 / 停止按钮光盘托架
CD-ROM驱动器后面板如图 4-4所示：
多媒体技术与应用电源插座,电源连接插口用于连接电源,可将机箱输出的直流电源引出的 4
芯标准插头插入该插口中为 CD-ROM提供电力 。
数据线插座,数据线连接插口用 40针插头插入该口,通过扁平电缆与硬盘
IDE接口连接 。
主盘 /从盘 /CSEL盘模式跳线,用来设置 IDE设备的主从位置,与 IDE硬盘的跳线功能相同 。
模拟音频连接口,CD— ROM驱动器与声卡的连接,可实现 Audio CD的播放数字音频输出连接口,可以连接到数字音频系统或数码音乐设备 。
多媒体技术与应用
4.1.2 光驱的工作模式光驱的工作模式主要有四种：
CLV模式 （ 恒定线速度 ）
CAV模式 （ 恒定角速度 ）
P-CAV模式 （ 局部恒定角速度 ）
Z-CLV模式 （ 区域恒定线速度 ）
多媒体技术与应用
4.1.3 光驱相关的性能指标衡量一个光盘系统特性的主要技术指标包括存储容量,平均存取时间,数据传输率,接口标准等 。
存储容量,存储容量是指能存储在光盘中的信息容量 。
数据传输率,数据传输率是指光驱每秒钟能读取的最大数据量 。
平均存取时间,平均存取时间是指从计算机向光盘驱动器发出命令开始,
到光盘驱动器在光盘上找到需读／写的信息的位置并接受读／写命令为止的一段时间 。
缓冲区容量,CD-ROM驱动器中都设置了高速缓冲区,以提高 CD-ROM的读盘速度 。
误码率,误码率指读盘时的出错率 。
多媒体技术与应用
4.2 CD-ROM光盘
CD-ROM光盘是一张硬塑料盘片,它的物理尺寸为外直径 120mm(4.72英寸 )，
厚度 1.2mm,中心有一个直径为 15mm的中心孔,盘片重量约 14～ 18克 。 由三层组成：
第一层：涂漆的保护层,上面印有盘片名称等信息 。
第二层：铝反射层,用来反射光盘读出时的激光光束,提高盘片的反射率 。
第三层：由聚碳酸脂塑料 (p01ycarbonate)压制的透明衬底,同时压制出的预刻槽用来对道径向定位 。
4.2.1 CD-ROM盘的结构和读写原理多媒体技术与应用
4.2.2 CD-ROM光盘的保养方法
保护光盘不受强光照射，避免将光盘存放在过热、过冷或潮湿的地方。
光盘必须放在专用的容器内保存而不能把它们堆放或叠放在一起。
需要把光盘放入计算机光盘驱动器中进行阅读时，要用手指托住光盘的里、外边缘以避免指印，并且使标记面朝上，然后放入到光盘驱动器的托盘中。
若光盘变脏,可用一块微湿的柔软棉布从中心向边缘轻轻擦拭,不能沿圆形轨边擦拭 。
多媒体技术与应用
4.2.3 光盘的光道和容量光盘盘片的介质上由凹坑和凸起组成了光道，光道用来记录信息。 CD-ROM
光盘的光道和软盘、硬盘的磁道有很大的不同。 CD-ROM光盘的光道是从最里面向外边形成的一个连续的螺旋型的光道。光道的间距为 1.6μ m，光道的宽度为 0.6μ m，总长度为 5km，道密度为每英寸 16000道，与其相比，软盘的磁道密度每英寸只有 96道,典型的硬盘磁道密度每英寸也只有几百道。
CD-ROM的尺寸为直径 4.72英寸 (120mm)。凹坑深约为 0.11～ 0.13?m。
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4.3 光盘的国际标准
4.3.1 CD-DA
CD-DA(CD-Digital Audio)是激光数字音频光盘。 CD-DA遵循 ISO制订的 CD-ROM的红皮书 (Red Book)。
4.3.2 CD-ROM
CD-ROM是紧凑式只读光盘 。 CD-ROM遵循 ISO制订的 CD-ROM的黄皮书 (Yellow Book)技术标准 。
4.3.3 CD-I
CD-I(CD-Interactive)是交互式光盘,CD-I遵循 ISO标准的 CD-ROM的绿皮书 (Green
Book)技术标准。
4.3.4 CD-V
CD-V(CD-Video)是激光电视光盘 DVD。 CD-V 遵循 ISO标准的 CD-ROM的蓝皮书 (Blue
Book)技术标准。
4.3.5 CD-R
CD-R（ CD-Recordable） 可刻录 CD。 遵循 ISO标准的 CD-ROM的橙皮书 （ Orange Book）
技术标准 。
4.3.6 VCD
VCD （ Video compact disk） 数字化影视光盘 。 遵循 ISO标准的 CD-ROM的白皮书
(White Book) 技术标准,
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4.4.1 CD-R盘片的特点
CD-R盘片的尺寸与 CD-ROM盘相同。
CD-R与 CD-ROM兼容，写入 CD-R盘上信息可在 CD-ROM驱动器上读出。
用户在 CD-R盘上写入信息后不得再擦除。
根据 ISO9660橙皮书标准，虽不能把以前写入的数据擦除，但允许在 CD-R盘的空白部分多次写入数据。
4.4 CD-R
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4.4.2 CD-R的刻录和读取原理
CD-R与 CD-ROM记录数据的方法相同，也是将数据由内向外刻录在螺旋轨道上。 CD-R盘在构造上比 CD-ROM盘增加了染料层。刻录时，将刻录机的写激光聚焦后，通过 CD-R空白盘的聚碳酸脂层照射到有机染料层的表面上，激光束照射时产生的热量将有机染料烧熔，在光道上形成光痕。 CD-R刻录数据过程是不能中断的。如果 CD-R在螺旋轨道上顺序刻写数据时，中途由于某种原因使得刻录中断，则再次刻录时 CD-R无法找到中断时的位置，这张
CD-R盘就报废了。
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4.4.3 CD-R刻录机的技术指标衡量 CD-R刻录机性能的技术指标主要包括它所支持的 CD数据格式种类、刻录方式与速度、缓存器大小等。
(1)数据格式。
(2)刻录方式
(3)刻录机的写入速度。
(4)缓存区 (Buffer)的容量。
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4.4.4 CD-RW刻录技术
CD-RW(Compact Disc-Rewriteable)是一种可以多次写入、多次读取的,可擦写光盘刻录机,。 CD-RW 的工作原理是利用不同温度的相变原理来实现
CD-RW盘片的反复擦写功能。因为染料层的结晶 /非结晶过程是一可逆反应，
故盘片内的数据可以反复擦写。为了实现反复擦写数据,CD-RW 刻录机使用了三种能量不相同的激光。
高能激光,又被称为写入激光，使染料层达到非结晶状态。
中能激光,也称为擦除激光，使染料层融化并将它转化为结晶态。
低能激光,也称为读出激光，它不能改变染料层的状态，用于读取盘片数据。
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4.5 VCD
VCD(Video-CD)是由 JVC,Philips,Matsushita和 Sony等公司联合制定的数字电视光盘的技术规格，于 1993年推出的产品是全数字化的影音光盘。它采用 CD-ROM的标准和 MPEG动态视频数据的压缩方式，存放数字化的视频和音频信息，被称为光盘 CD家族的第三代成员。 VCD的标准有以下几个版本：
VCD1.0
VCD1.1
VCD2.0
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4.6 DVD
DVD（ Digital Video Disk） 是数字电视光盘 。 DVD不仅可用来存放电视节目,同样可以用来存储其他类型的数据 。 DVD盘与
CD/VCD盘很相似,其直径为 120mm,厚度为 1.2mm。 DVD可以分为四种物理结构 。
l 单面单层,DVD-5容量为 4.7GB
l 单面双层,DVD-10容量为 8.5GB
l 双面单层,DVD-9 容量为 9.4GB
l 双面双层,DVD-18容量为 17GB
4.1 光盘系统
CD-ROM光盘驱动器是用来从光盘中读出信息的装置,CD-ROM驱动器根据安装方式分有内置式和外置式两种；按与计算机的接口方式有 IDE接口和 SCSI接口；按数据传输率分为 4倍速,8倍速,24倍速、
48倍,52倍速度等。 CD-ROM光盘驱动器是一个光学、机械和电子技术结合的产物，它包括机械部分、光学部分和控制系统。
（ 1） 聚焦伺服系统
（ 2） 跟踪伺服系统
（ 3） 速度伺服系统
（ 4） 光学头
4.1.1 CD-ROM驱动器工作原理多媒体技术与应用光学头由激光发生器、半反射棱镜、物镜以及光敏元件几个部分组成。如图 4-2所示。
图 4-2 CD-ROM驱动器的光学头结构多媒体技术与应用
CD-ROM驱动器前面板如图 4-3所示 。
图 4 - 3 CD - ROM 驱动器前面板耳机插孔强制弹出孔音量调节按钮指示灯播放 / 向前搜索按钮打开 / 关闭 / 停止按钮光盘托架
CD-ROM驱动器后面板如图 4-4所示：
多媒体技术与应用电源插座,电源连接插口用于连接电源,可将机箱输出的直流电源引出的 4
芯标准插头插入该插口中为 CD-ROM提供电力 。
数据线插座,数据线连接插口用 40针插头插入该口,通过扁平电缆与硬盘
IDE接口连接 。
主盘 /从盘 /CSEL盘模式跳线,用来设置 IDE设备的主从位置,与 IDE硬盘的跳线功能相同 。
模拟音频连接口,CD— ROM驱动器与声卡的连接,可实现 Audio CD的播放数字音频输出连接口,可以连接到数字音频系统或数码音乐设备 。
多媒体技术与应用
4.1.2 光驱的工作模式光驱的工作模式主要有四种：
CLV模式 （ 恒定线速度 ）
CAV模式 （ 恒定角速度 ）
P-CAV模式 （ 局部恒定角速度 ）
Z-CLV模式 （ 区域恒定线速度 ）
多媒体技术与应用
4.1.3 光驱相关的性能指标衡量一个光盘系统特性的主要技术指标包括存储容量,平均存取时间,数据传输率,接口标准等 。
存储容量,存储容量是指能存储在光盘中的信息容量 。
数据传输率,数据传输率是指光驱每秒钟能读取的最大数据量 。
平均存取时间,平均存取时间是指从计算机向光盘驱动器发出命令开始,
到光盘驱动器在光盘上找到需读／写的信息的位置并接受读／写命令为止的一段时间 。
缓冲区容量,CD-ROM驱动器中都设置了高速缓冲区,以提高 CD-ROM的读盘速度 。
误码率,误码率指读盘时的出错率 。
多媒体技术与应用
4.2 CD-ROM光盘
CD-ROM光盘是一张硬塑料盘片,它的物理尺寸为外直径 120mm(4.72英寸 )，
厚度 1.2mm,中心有一个直径为 15mm的中心孔,盘片重量约 14～ 18克 。 由三层组成：
第一层：涂漆的保护层,上面印有盘片名称等信息 。
第二层：铝反射层,用来反射光盘读出时的激光光束,提高盘片的反射率 。
第三层：由聚碳酸脂塑料 (p01ycarbonate)压制的透明衬底,同时压制出的预刻槽用来对道径向定位 。
4.2.1 CD-ROM盘的结构和读写原理多媒体技术与应用
4.2.2 CD-ROM光盘的保养方法
保护光盘不受强光照射，避免将光盘存放在过热、过冷或潮湿的地方。
光盘必须放在专用的容器内保存而不能把它们堆放或叠放在一起。
需要把光盘放入计算机光盘驱动器中进行阅读时，要用手指托住光盘的里、外边缘以避免指印，并且使标记面朝上，然后放入到光盘驱动器的托盘中。
若光盘变脏,可用一块微湿的柔软棉布从中心向边缘轻轻擦拭,不能沿圆形轨边擦拭 。
多媒体技术与应用
4.2.3 光盘的光道和容量光盘盘片的介质上由凹坑和凸起组成了光道，光道用来记录信息。 CD-ROM
光盘的光道和软盘、硬盘的磁道有很大的不同。 CD-ROM光盘的光道是从最里面向外边形成的一个连续的螺旋型的光道。光道的间距为 1.6μ m，光道的宽度为 0.6μ m，总长度为 5km，道密度为每英寸 16000道，与其相比，软盘的磁道密度每英寸只有 96道,典型的硬盘磁道密度每英寸也只有几百道。
CD-ROM的尺寸为直径 4.72英寸 (120mm)。凹坑深约为 0.11～ 0.13?m。
多媒体技术与应用
4.3 光盘的国际标准
4.3.1 CD-DA
CD-DA(CD-Digital Audio)是激光数字音频光盘。 CD-DA遵循 ISO制订的 CD-ROM的红皮书 (Red Book)。
4.3.2 CD-ROM
CD-ROM是紧凑式只读光盘 。 CD-ROM遵循 ISO制订的 CD-ROM的黄皮书 (Yellow Book)技术标准 。
4.3.3 CD-I
CD-I(CD-Interactive)是交互式光盘,CD-I遵循 ISO标准的 CD-ROM的绿皮书 (Green
Book)技术标准。
4.3.4 CD-V
CD-V(CD-Video)是激光电视光盘 DVD。 CD-V 遵循 ISO标准的 CD-ROM的蓝皮书 (Blue
Book)技术标准。
4.3.5 CD-R
CD-R（ CD-Recordable） 可刻录 CD。 遵循 ISO标准的 CD-ROM的橙皮书 （ Orange Book）
技术标准 。
4.3.6 VCD
VCD （ Video compact disk） 数字化影视光盘 。 遵循 ISO标准的 CD-ROM的白皮书
(White Book) 技术标准,
多媒体技术与应用
4.4.1 CD-R盘片的特点
CD-R盘片的尺寸与 CD-ROM盘相同。
CD-R与 CD-ROM兼容，写入 CD-R盘上信息可在 CD-ROM驱动器上读出。
用户在 CD-R盘上写入信息后不得再擦除。
根据 ISO9660橙皮书标准，虽不能把以前写入的数据擦除，但允许在 CD-R盘的空白部分多次写入数据。
4.4 CD-R
多媒体技术与应用
4.4.2 CD-R的刻录和读取原理
CD-R与 CD-ROM记录数据的方法相同，也是将数据由内向外刻录在螺旋轨道上。 CD-R盘在构造上比 CD-ROM盘增加了染料层。刻录时，将刻录机的写激光聚焦后，通过 CD-R空白盘的聚碳酸脂层照射到有机染料层的表面上，激光束照射时产生的热量将有机染料烧熔，在光道上形成光痕。 CD-R刻录数据过程是不能中断的。如果 CD-R在螺旋轨道上顺序刻写数据时，中途由于某种原因使得刻录中断，则再次刻录时 CD-R无法找到中断时的位置，这张
CD-R盘就报废了。
多媒体技术与应用
4.4.3 CD-R刻录机的技术指标衡量 CD-R刻录机性能的技术指标主要包括它所支持的 CD数据格式种类、刻录方式与速度、缓存器大小等。
(1)数据格式。
(2)刻录方式
(3)刻录机的写入速度。
(4)缓存区 (Buffer)的容量。
多媒体技术与应用
4.4.4 CD-RW刻录技术
CD-RW(Compact Disc-Rewriteable)是一种可以多次写入、多次读取的,可擦写光盘刻录机,。 CD-RW 的工作原理是利用不同温度的相变原理来实现
CD-RW盘片的反复擦写功能。因为染料层的结晶 /非结晶过程是一可逆反应，
故盘片内的数据可以反复擦写。为了实现反复擦写数据,CD-RW 刻录机使用了三种能量不相同的激光。
高能激光,又被称为写入激光，使染料层达到非结晶状态。
中能激光,也称为擦除激光，使染料层融化并将它转化为结晶态。
低能激光,也称为读出激光，它不能改变染料层的状态，用于读取盘片数据。
多媒体技术与应用
4.5 VCD
VCD(Video-CD)是由 JVC,Philips,Matsushita和 Sony等公司联合制定的数字电视光盘的技术规格，于 1993年推出的产品是全数字化的影音光盘。它采用 CD-ROM的标准和 MPEG动态视频数据的压缩方式，存放数字化的视频和音频信息，被称为光盘 CD家族的第三代成员。 VCD的标准有以下几个版本：
VCD1.0
VCD1.1
VCD2.0
多媒体技术与应用
4.6 DVD
DVD（ Digital Video Disk） 是数字电视光盘 。 DVD不仅可用来存放电视节目,同样可以用来存储其他类型的数据 。 DVD盘与
CD/VCD盘很相似,其直径为 120mm,厚度为 1.2mm。 DVD可以分为四种物理结构 。
l 单面单层,DVD-5容量为 4.7GB
l 单面双层,DVD-10容量为 8.5GB
l 双面单层,DVD-9 容量为 9.4GB
l 双面双层,DVD-18容量为 17GB
