CD盘结构及刻录原理

CD盘结构及刻录原理CD是CompactDisc的简称，是小型、紧凑的盘片。

CD的外径120mm，厚度1.2mm。

光轨(Track)

光轨，是光碟上一种资料记录的单位。光盘上储存的信息资料是按一定规则排列的，其形状像一条条"轨道"，称为"光轨"。光轨由内至外呈螺旋线形状。数据光盘内从目录(TOC，TableofContents)中记录起始地址的多个连续的逻辑扇区为一轨。而音频光盘内一首歌曲对应一条光轨，因此，有许多条光轨。光盘的光轨最多可达99条。

信息坑(pit)与岸(land)

光轨上的凹陷下去的部分称为信息"坑"(pit)，没有凹陷的部分称为"岸"(land)，又称"陆地""坑"和"岸"都是记录的信息。

CD-R预先在盘片内压制了螺旋线形状的沟槽(Groove)，称为"预刻槽"，代替光学轨道的"坑"。刻录时，CD-R盘片的沟槽内有机染料在激光照射下，形成气泡，这便是"岸"(land)。气泡一旦形成，就不能恢复原状，因此，CD-R只能一次写入。EFM(Eight-to-FourteenModulation)

这些"坑"和"岸"是信号经过"8位到14位编码调制"(EFM，EighttoFourteenModulation)，再加上3位间隔代码，形成通道代码后刻录到光盘里的。这样处理能保证读取信号的准确性。

光驱的激光头读取光盘数据时，"坑"和"岸"反射系数是一样的，因此都读成"0"，"坑"和"岸"的长度决定"0"的个数。"坑"和"岸"的交界处，即"坑"的前后沿读为"1"。8位数据中有两位或两位以上的"1"，光盘无法实现存取。为此，需要将两个连续的"1"，至少要用两个"0"，最多10个"0"将它们分隔开。EFM就是将14位数据中提取256种不出现连续两个"1"的数据(通道码)与8位数据对应。为了避免相邻两个数据的通道码可能出现两个"1"，因此在通道码之间再加上3位合并码(DVD中用2位合并码)，形成17位通道码。这种通道码可直接用于刻录光盘。读取光盘时，将17位通道码经过解码系统转换为8位二进制数据。扇区(sector)或块(Block)

CD的光轨分为许多"扇区"(或称为"块")，标准速度(单倍速)下，光驱的激光头每秒读取75个扇区。

光盘格式不同，每个扇区中储存的信息(用户数据)也不相同。例如：光盘类型扇区中用户数据(字节)CD-DA2352CD-ROM2048VIDEOCD2336CD的容量

光盘中存储用户数据多少，称为CD容量，常用MB(兆字节)表示。一张标准CD-R盘片，用来记录数据时，其容量是650MB。现在也有大容量的，例如700MB。

CD的容量也可以用时间来表示。在标准速度下，标准容量规定为74分钟。大容量的CD可播放80分钟(相当于700MB)。另外还有两种罕见的超大容量的书"中用户数据2352字节，作为扇区字节总长

CD-ROM的扇区物理格式：CD-ROMMode1同步扇区头用户数据EDC空缺ECC124204848276CD-ROMMode2同步扇区头用户数据1242336CD-ROMMode2Form1同步扇区头子码通道用户数据EDCECC124820484276CD-ROMMode2Form2同步扇区头子码通道用户数据ECC124823244扇区字节长度2352字节同步(Sync)同步(同步码)，扇区里的12字节区域，它包含同步信息，在16进制中，整个区域除第一个和最后一个字节外都为00(音频光盘的同步码与其他光盘的同步码不同)。扇区头(Header)扇区头，又称扇区地址。有4字节，分别表示分(Min)、秒(Sec)、分秒(Frac)和光轨模式(Mode)。分秒可理解为扇区的单位名

称分秒分秒模式字节数1111范

围标准：00～74，最大：9900～5900～74Mode代码地址格式分秒分秒111标准：00～74，最大：9900～5900～74

光盘中的地址、光轨间隔等都是用时间来表示的，1秒是75个扇区，将它们编号为00到74。秒的前后各有一个“冒号”，例如：12:02:24，读作“12分02秒24分秒”。

子码通道Sub-Codeschannel(或子通道sub-channel)在音频光盘中，子码通道98字节平均分配给P,Q,R,S,T,U,V,W等8个子通道，每个子通道98位(bit)。子通道P：用来指示声音数据在何处开始。子通道Q：98bit，分为A,B,C,D,E五个区域。区

域ABCDE位(比特)2447216A：2bit。同步控制。B：4bit。数据类型标志。C：4bit。后面D区域数据标志。D：72bit。Q子通道的数据。在光盘的导入区，含有光盘的内容表TOC(TableOfContents)，在光盘的其他区域，含有当前播放时间。E：16bit。用于错误检测CRC(CyclicRedundancyCode)。子通道R～W：一般音频光盘没有使用，用“0”填充。在CD-Text光盘中，用来记录演唱组，歌曲名，作者等信息。这些附加信息，不能在CD播放机读出，但可以在电脑中读出。在数据光盘中子通道有12字节，每个扇区有8个子通道：P,Q,R,S,T,U,V和W。子通道P和Q包含了位置(时间)资料。子通道R到W则可存放使用者的资料。每张CD片最多存放20MB的资料。CD-G就是用它存放图形资料的CD片。交叉交插里德/索洛蒙码CIRC（Cross-InterleavedReed-SolomonCode）这是音频光盘使用的校正码。它分别放置在“帧”的中间(Q校验)和末尾(P校验)。EDC(ErrorDiagnosisCode)错误侦测码。ECC(ErrorCorrectionCode)错误校正码。间隙Gap：轨与轨之间的间隙，。又分为：post-gap：CD结尾或一条光轨结束后的一个短间隙(一般为2秒)，postgap与本光轨有相同的格式，它确保轨改变之前所有数据被读出。Pre-gap：每条光轨前的一个短间隙(一般为2秒)，pre-gap与新的光轨有相同的格式，以便光驱有时间调整读取新轨。Packet：大小为64Kbytes的资料存贮单位，定义在黄皮书中。CloseDisc(FinalizeDisc)：

将一片CD-R光碟片标示为不可再写入，即使该光碟片还未写满。CloseSession(Fixation)：每个区段写完了都要经过CloseSession的动作写入Lead-in及Lead-out，并且决定这张光盘是否仍可继续往下写。如果不经CloseSession的动作，刻录的资料，只有刻录机能读出，一般的CD-ROM是读不出的。

目录TOC(TableofContents）：目录，记录着关于光盘及光轨的资料。当CloseSession时，目录会被写在Lead-InArea的Q子码通道里。包含光轨数，所有光轨的起始地址，整个CD的长度等数据。逻辑扇区(LogicalSector)，逻辑块(LogicalBlock)CD-ROMMode1同步扇区头用户数据EDC空缺ECC124204848276物理扇区2352字节

逻辑扇区2048字节CD-ROM的一个物理扇区除了同步、扇区头、错误检测和校正之外，剩下的2048字节作为用户数据域。2048字节(2KB)的数据域定义为一个逻辑扇区(logicalsector)。每个逻辑扇区都有一个唯一的逻辑扇区号LSN(LogicalSectorNumber)。CD-ROM的第一个逻辑扇区是从物理地址00∶02∶00开始，逻辑扇区号为LSN0。逻辑扇区的地址也允许自定义，但要等于2n，n是一个正整数。每个逻辑扇区可以分成一个或多个逻辑块(LogicalBlock)。这样做对于在光盘盘上存放大量的小文件是很有用的。在一个由2048字节组成的逻辑扇区中，一个逻辑块的大小可以是512、1024或2048字节。但一个逻辑块的大小不超过逻辑扇区的大小。每个逻辑块有一个逻辑块号LBN(LogicalBlockNumber)。第一个逻辑块号(LBN0)是第一个逻辑扇区(LSN0)中的第一块，依次为LBN1、2、3等等。在CD-ROM上，所有文件和其他重要的数据都按LBN寻址。逻辑扇区地址(LSA)，逻辑块地址(LBA)：光盘内有很多扇区，每个扇区都有唯一的地址，逻辑扇区地址不必和物理地址匹配，硬件使用的是物理地址，操作系统使用的是逻辑地址。

完整扇区数据(Raw)：Raw，不仅仅包含文件(files)和文件夹(folder)，还包含同步码，表头和纠错码(ECC)