CURS 14 Sisteme Optice de Stocare a Datelor

8/4/2019 CURS 14 Sisteme Optice de Stocare a Datelor

1/42

SISTEME OPTICE DE

STOCARE A DATELOR


2/42

CUPRINS Introducere Laserdiscul Compact discul Mini discul DVD-ul

Sisteme de stocare magneto-optice Discul UDO (Ultra Density Optical) Discul UMD (Universal Media Disc) HD DVD-ul

Discul Blu-ray Sisteme optice 3D de stocare de date


3/42

Introducere(1)

Prima tehnologie de nregistrare optic egipteniisistemele de scriere hieroglific i alfabetic (3000. Hr.)

Stocarea optic a datelor (accepiunea actual) =sisteme de stocare ce utilizeaz lumina pentru

nregistrarea i citirea informaiei

Fotografia primul exemplu n sensul modern.Stocare analogic Apariia laserilor nregistrarea digital


4/42

Introducere (2)

nregistrarea optic Avantaje: fiabilitatemult mai mare dect nregistrareamagnetic (utilizare repetat nu duce la

uzare) Dezavantaje: posibile surse de probleme:

durata de via i stabilitatea laserului,

deteriorrile mecanice ale mediului destulde moale, deteriorri mecanice datorateocurilor i vibraiilor etc.


5/42

Introducere (3)

Parametri:

Diametrul spotuluifasciculului laser ct mai mic Apertura numeric(msur a puterii luminoase a

sistemului): uzual 0,5-0,6 Lungimea de unda laserului: infrarou (780

nm)...albastru-violet (400 nm) Adncimea de focalizarea unei lentile (ct poate fi

deplasat lentila din punctul de focalizare perfectastfel nct s se pstreze o focalizareacceptabil): uzual 1 mm


6/42

1. Laserdiscul (LD)

Primul mediu de stocare pe disc opticdisponibil comercial (1978, Atlanta, SUA)

Philips i Sony


7/42

1. Laserdiscul (LD)

Playere laserdisc - 1998: 2% dintre locuineleamericane (2 milioane); 1999: 10% dintre locuinelejaponeze; Europaa rmas un format obscur

Diametru: 30 cm (fa de 12 cm: CD/DVD) Laser n infrarou sau n rouFormat de codare: CAV (Constant Angular Velocity) discuri Standard

Play30 minute/fa

CLV (Constant Linear Velocity) discuri ExtendedPlay60 minute/fa CAA (Constant Angular Acceleration) mpotriva

crosstalk-uluivariaz viteza unghiular a discului netape controlate 60-70 minute/fa


8/42

2. Compact Discul (CD)

Lansat pe pia: 17 august 1982 Philips iSony; 1985 CD-ROM; 1990 CD-R

Diametru: 12 cm; Capacitate: 650-700 MB;

grosime: 1,2 mm


9/42


Spirala datelor: lime 0,5 m, separaientre un traseu i urmtorul 1,6 m


10/42


Dealurile: lime 0,5 m, lungime minim0,83 m, nlime 125 nm.

Spirala de date de pe CD, ntins n linie

dreapt: 5 km lungime.


11/42


Viteza de transfer a datelor:


12/42


CD Playerul:


13/42


Discurile CD-R:


14/42

3. MiniDiscul (MD)

Lansat pe pia: ianuarie 1992 (Sony);stocare pn la 80 de minute de audiodigital

Citire: laser n infrarou (780 nm) Formatul Hi-MD introdus n 2004;

capacitate 1 GB; 94 de minute audio calitateCD (codare PCM); poate stoca i orice altetipuri de date pe lng cele audio.


15/42

3. MiniDiscul (MD)


16/42

3. MiniDiscul (MD)

MiniDisc Player (Sony, 1992):


17/42

4. DVD-ul (Digital Versatile Disc)

Lansat pe pia: noiembrie 1996 (Japonia),martie 1997 (SUA), 1998 (Europa), 1999(Australia)


18/42


Citire: laser rou (635 sau 650 nm) Viteza de transfer a datelor:


19/42



20/42



21/42



22/42



23/42



24/42


DVD-RW: puteri laser diferite pentru nregistrare,citire i tergere

DVD-RAM:avantaje: timp de via foarte mare

(100 de ani, dup anumite estimri, fr deteriorrifizice); poate fi rescris de aprox. 100 000 de ori(fa de 1 000 de ori n cazul DVD-RW);dezavantaje: lipsa compatibilitii cu formateleanterioare; pre nc destul de mare (1998: 2000$; acum: sub 500 $).


25/42

5. Sisteme de stocare magneto-optice (MO)

Tehnologia MOintrodus la sfritul anilor80

Sistemele MO scriu magnetic (cu ajutortermic) i citesc optic. Capacitate: 128 MB...2,3 GB (pentru

diametru 90 mm); 650 MB...9,2 GB (pentrudiametru 130 mm).


26/42



27/42


Citire:laser rou (650 nm)


28/42

6. Discul Ultra

Density Optical(UDO)

Realizat la nceputul lunii iunie 2000 (Sony) Diametru: 133,35 mm Capacitate: 60 GB; este ateptat n curnd o

nou versiune, avnd 120 GB; se speculeaz c

se poate ajunge la 500 GB Citire: laser albastru-violet (405 nm) Pre: de la 3 200 $ ... 60 $ (UDO Write Once de

30 GB)


29/42

6. Discul Ultra Density Optical(UDO)


30/42

7. Discul Universal Media Disc(UMD)

UMD Sony mediu de stocare pentruconsolele de jocuri PSP (PlayStationPortable)

Diametru: 60 mm (fa de 120 mm CD,DVD); grosime: 4,2 mm

Capacitate: 900 MB (single-layer); 1,8 GB(dual-layer)

Citire: laser rou (660 nm)


31/42

7. Discul Universal Media Disc(UMD)


32/42

8. Discul HD DVD (High-Definition DVD)

Lansat de Toshiba, n august 2002 Primele playere HD DVD: martie 2006,

Japonia; aprilie 2006: SUA Primele recordere HD DVD: mijlocul lui

2007, Japonia

ncetarea produciei i vnzrii: martie 2008;nvins n rzboiul formatului de discurileBlu-ray


33/42

8. Discul HD DVD (High-DefinitionDVD)

Citire: laser albastru-violet (405 nm) Apertura numeric: 0,65 (fa de 0,6 pentru DVD

i 0,45 pentru CD)


34/42

9. Discul Blu-ray


35/42

9. Discul Blu-ray

Lansat de Sony, n aprilie 2003 (primeleprototipuri: DVR Blue, octombrie 2000)

Primele playere Blu-ray: iunie 2006

2008: nvingtoare n rzboiul formatului n faadiscurilor HD DVD Citire: laser albastru-violet (405 nm) ca i HD

DVD

Capacitate: 50 GB (dual-layer, single-side), fade 30 GB pentru HD DVD Stocare: 9 ore de video HD (de nalt definiie)

sau aprox. 23 de ore de video SD (de calitate

standard).


36/42

9. Discul Blu-ray

Variante: BD-R (Recordable), BD-RE (E-erasable), MiniBlu-ray Disc (8 cm diametru, max. 7,5 GB capacitateconcept similar cu MiniDVD 8 cm diametru, 1,4 GB(single-side, single-layer) ... 5,2 GB (double-side, double-layer) capacitate), Mini BD-R, Mini BD-RE (lansate nseptembrie 2007)


37/42

Click to edit theoutline text format

Second OutlineLevel

Third Outline

Level FourthOutline

Level

10. Stocarea 3D a datelor

Tehnologiile de stocare 2D (cap. 1-9) se apropiede limitele fundamentale, dificil de depit. Memorii optice 3D viitorii succesori ai memoriilor

2D. Capacitateestimat: pe o singur fa

a unui disc. Mediile 2D curente de stocare (CD, DVD)

numrul straturilor de date este sever limitat laserul de adresare interacioneaz cu fiecarestrat pe care-l strbate

Medii 3D: peste 100 de straturi de date pe un

singur disc; distana dintre straturi: 5...100 m.

3/1 cmTB


38/42



39/42


Metodele de stocare optic 3D evitproblemele mediilor 2D folosind metode deadresare numai acolo unde pixelul

volumetric (voxelul) specific adresatinteracioneaz substanial cu lumina deadresareaceasta implic metode de citirei scriere neliniar a datelor (opticneliniar)

Lansarea estimat: nainte de 2010.


40/42


Procese de scriere a datelor:

Scriere prin absorbie multifoton nerezonant (maiales absorbia a doi fotoni)

Scriere prin absorbie multifoton rezonant (sausecvenial) ntr-un mediu organic fotocromatic Microholografiase pot obine viteze de transfer

ale datelor de 1 GB/s (de 100 de ori mai repede

dect un player DVD) nregistrarea datelor n decursul fabricrii (pentru

formatul ROM)


41/42


Procese de citire a datelor:

Absorbia a doi fotoni


42/42


CURS 14 Sisteme Optice de Stocare a Datelor

Documents

Transcript of CURS 14 Sisteme Optice de Stocare a Datelor