光存储设备培训讲义

5.2光存储设备光存储设备常被简称为光驱，光存储设备所使用的数据存放介质被称为光盘，由于其存储容量大、价格便宜、保存时间长，是许多软件和数据采用的存储介质。从CD、DVD再到HDDVD和BD，光盘的存储量越来越大，技术也越来越先进。2025/2/1215.2.1光存储设备的种类光存储设备分为台式内置光驱、笔记本内置光驱和外置通用光驱三种。台式内置光驱安装在主机箱内部，是DIY市场中最为普遍的光存储产品类型。笔记本内置光驱强调薄、轻、省电、价格高，其牢固度要远低于台式机内置光驱。外置通用光驱则是通过外部接口连接在主机上，主要是针对需要移动工作的用户，更多的是强调移动性，在性能、其数据传输率、体积、重量等方面都受到制约，要逊色于内置式光驱，而且价格要远远高于内置式。2025/2/1221.DVD-ROM驱动器DVD-ROM驱动器是一种可以读取DVD盘片的光驱，兼容DVD-ROM、CD-ROM等常见的格式。DVD-ROM驱动器分台式机内置型、笔记本内置型和外置型三种。DVD的单倍速是指1358KB/s，而CD的单倍速是150KB/s，大约为CD的9倍。目前DVD-ROM驱动器所能达到的最大DVD读取速度是18倍速；最大数据传输率为27MB/S，缓存容量从198K至256K不等。接口类型有IDE和SATA两种。安装方式分内置和外置两种。按读写光盘的类型可以将光存储设备分为DVD-ROM驱动器、DVD刻录机（DVD-R/RW、DVD+R/RW）、蓝光刻录机、HDDVD光驱等。2025/2/1232.DVD刻录机DVD刻录规格并没有建立起统一的规格，目前有三种不同的刻录规格（DVD-RAM、DVD-R/W、DVD+R/W），而且三种规格互相基本不兼容，三种规格都有各自支持的厂商。在市场上DVD+R/W和DVD-R/W占据主流，DVD-RAM的市场份额较小。目前多数刻录机都支持DVD-ROM,DVD+RDL,DVD+R,DVD+RW,DVD-RDL,DVD-R,DVD-RW,DVD-RAM,DVDVideo,CD-ROM,CD-R,CD-RW等多种类型。DVD刻录机技术参数包括：适用类型、最大DVD刻录速度、最大DVD读取速度、最大CD刻录速度、最大CD读取速度、最大双层盘片刻录速度、安装方式、接口类型、缓存区容量、是否带有防烧死技术,防止光盘破裂功能等。

2025/2/1243.蓝光刻录机蓝光刻录机是指基于蓝光DVD技术标准的刻录机。DVD使用MPEG2压缩标准，可以存储广播级效果的电影。但随着HDTV的升温，按照现行的DVD标准，一张DVD光盘可容纳的HDTV节目时间不到1小时，无法完整记录一部电影。而且，HDTV节目的分辨率也远远高于现有的DVD规格，前者有720p（1280×720）、1080i/p（1920×1080）等格式，而后者仅支持480p（640×480）。另一方面，目前盗版DVD已呈洪水泛滥之势，各大影片商都期待下一代DVD规格能在知识产权上给以有力的保护。基于上述情况，国际DVD论坛组织陆续通过了两种新DVD标准--蓝光和HDDVD。HDDVD标准由东芝领衔，使用8/15编码信号处理，单面单层容量可达17～27GB。主要卖点是制造成本比蓝光低。蓝光DVD标准由索尼领衔，松下、日立、三星、飞利浦等为代表的Blu-ray标准(蓝光DVD)单面单层容量23.3/25/27GB，单面双层50GB。其次，市售的蓝光和HDDVD光盘片及驱动器都比较贵。

2025/2/1255.2.2光存储设备的工作原理光存储设备的数据存放介质是光盘，光存储设备在工作时分为读取数据和刻录数据两个过程。打开/关闭/停止键耳机及扩音器插孔耳机音量控制键紧急弹出孔读取指示灯播放/跳播按键1.光存储设备的外部结构2025/2/126电源接口IDE数据线接口主从设置跳线CD音频接口数字音频接口测试接线光驱标签上跳线的设置光驱的背板接口2025/2/1272.读取数据的工作原理光存储设备在读取光盘中的数据时，激光头会产生波长为0.54µm~0.78µm的激光光源，DVD-ROM和CD-ROM盘片读取所需的激光波长不同，前者为650nm而后者为780nm，光线经过处理后照射在光盘上，由光盘的反射层将光束反射回来，再由光存储设备中的光检测器捕获到这些光信号。光盘上存在着“凹点”和“凸点”两种状态，它们的反射信号正好相反，这两种不同的信号很容易就能被光监测器识别，在光驱中有专门的部件将它们转换并校验，再交给光存储设备中的控制芯片处理，然后就会在计算机中得到光盘中的数据。光盘每扇区为2KB光盘最内圈光道为起始扇区（1号扇区）光盘数据存储原理：光盘中每个沟槽边缘代表数据“1”，其它地方代表数据“0”。2025/2/1283.刻录数据的工作原理只有具备刻录光盘功能的光存储设备才能在特定的光盘中刻录数据。CD刻录机是在CD-ROM的基础上发展起来的光存储设备，可刻录的光盘类型有CD-R光盘和CD-RW光盘。DVD刻录机是在DVD-ROM的基础上发展起来的光存储设备，可刻录的光盘类型有DVD-R、DVD-RW、DVD-RDL、DVD+R、DVD+RW、DVD+RDL、DVD-RAM、CD-R、CD-RW等9种格式的光盘。可刻录光盘是在聚碳酸酯制成的片基上喷涂了一层染料层，激光头根据刻写数据的不同控制发射激光束的功率，使部分染料受热分解，在空白的光盘上用高温“烧刻”出可供读取的反光点，由于染料层分解后不能复原，因此DVD-R光盘只能烧刻一次，而RW由于染料层的不同，可以反复刻写。CD-ROM与DVD盘片的记录凹坑对比2025/2/1295.2.3光存储设备的性能指标衡量光驱性能指标的最重要参数是数据传输率，其他还有平均寻道时间、数据传输模式、CPU占用时间、缓存容量以及纠错能力等。1．倍速

CD-ROM基准传输速率度为150KB/s（1x），如50x光驱的数据传输速度为7.5MB/s。DVD基准速率为1.35MB/s（1x），如20x光驱最大数据传输速度为27MB/s。BD-ROM基准速率为4.5MB/s（1x）。最大数据传输速度指激光头在光盘最外圈读写数据所达到的最大值，光盘内圈数据传输速度大约为外圈的一半左右。2025/2/12102.多格式支持指DVD-ROM光盘驱动器能支持和兼容读取多种盘片。一般来说，一款合格的DVD-ROM光盘驱动器应支持目前市面上主要的各类盘片，而且兼容性应良好。3.缓存容量当增大缓存容量后，光驱连续读取数据的性能会有明显提高，因此缓存容量对光驱的性能影响相当大。目前普通光驱大多采用198KB~256K缓存容量，而刻录机一般采用2~8MB缓存容量。2025/2/12114.接口类型目前市面上的光驱接口主要有：IDE、USB、SCSI和SATA接口等。后两种接口的传输速度较快，但是SCSI接口的CD-ROM价格较贵、安装较复杂，且需要专门的转接卡，因此对一般用户来说应尽量选择SATA或IDE接口的光存储设备。现在的IDE接口的传输速率最高可达133MB/s，SATA150接口的传输速率最高可达150MB/s，而18倍速的DVD-ROM的实际需要的速度只有18*1358KB/s=24.444MB/s，选用哪种接口基本都能满足传输速度要求。2025/2/12125.纠错能力纠错能力是指光驱对一些数据区域不连续的光盘进行读取时的适应能力。纠错能力强的光驱，能很容易跳过一些坏的数据区，而纠错能力差的光驱在读取坏数据区域时会感觉非常吃力，容易导致系统停止响应或死机等。6.震动、噪音和发热

由于光驱高速旋转的主轴电机带来的震动、噪音、发热等对光盘有一定的影响，因此选择有防震机构、静音性能好的产品对光驱和光盘都有好处。此外具有高速音轨捕捉的光驱产品，借助软件可以直接在CD上抓取高效压缩、音质纯正的MP3数字音乐文件。2025/2/1213故障现象主要故障原因分析不能读盘激光头表面污垢、激光头老化、激光头定位不准、光驱机械振动太大、光盘凹痕太小、光盘变形、光盘有划痕、光盘数据格式不兼容等光驱挑盘、读盘中途出错、光盘质量太差、激光头功率不够、光盘夹紧机构压力不够、光驱电磁干扰太大、病毒影响等读盘不稳定光盘质量差、光盘厚薄不均、光盘夹紧机构松动等舱门无法弹出光驱传动松动、润滑不良、弹出开关损坏、光驱信号线接反等光驱读盘速度慢激光头老化、光盘质量太差、光驱信号线质量不佳等光驱图标丢失主板驱动程序冲突、注册表被修改、病毒造成、光驱连线不正常、安装了某些虚拟光驱软件等光驱常见故障分析光驱工作时，光盘上的灰尘在激光高温熔化下，容易在激光头形成顽固的污垢。这影响了光驱读盘性能，也加速了光驱的老化。2025/2/12145.2.4.1光盘的优点光存储设备是以光盘作为载体的，如普通光盘、音乐CD、VCD、DVD、刻录光盘CD-R、CD-RW和DVD＋RW等。光盘有如下一些优点。容量大：CD-ROM容量为650MB；DVD-ROM容量为4.7-17GB；BD-ROM容量为23-27GB。因此操作系统、应用软件等安装盘都采用了光盘作为载体。稳定性好：光盘采用了光存储的方法存储数据，与软盘的磁存储相比，稳定性增加了许多，同时普通光盘中的数据无法被修改，因此不必担心数据被病毒破坏。5.2.4光盘概述光盘是光存储设备惟一的存储介质，两者是密不可分的，下面将介绍光盘的相关知识。2025/2/1215成本低：光盘通过光盘生产线批量地进行压制生产，每张光盘的成本不过一两元钱甚至更低。使用寿命长：只要合理地使用和保存光盘，光盘的使用寿命一般都会在100年左右，完全可以满足一般用户的需要。便于携带：光盘并不大而且很薄，不会占用太多的空间，携带方便。2025/2/12161．CD-ROM光盘CD-ROM只读光盘：存放计算机数据和数字化的文、图、声、象等[ReadOnlyMemory只读存储器]，容量为650M。由保护层（透明塑料涂层）、反射层（镀铝涂层）、塑料基板层（数据记录）、标签层（光盘屏蔽保护）等组成。5.2.4.2光盘的分类光盘主要分为CD-ROM光盘、DVD-ROM光盘、刻录光盘和可擦写型光盘4种类型。2025/2/12172．DVD-ROM光盘DVD-ROM光盘的容量是CD光盘的7倍，为了在相同面积内装载更多内容，DVD光盘采用了更高密度的（螺旋）轨道间隙设计，从以往CD的1.6微米减小至0.74微米。数据凹槽的（宽度）尺寸从CD的0.83微米缩小到0.40微米。更小的数据凹槽需要更短波长的光束才能正确读取，因此DVD使用了640纳米波长的激光束（而CD的激光波长则为780纳米）。存储一部长度为135分钟的电影通常需要4692Kbps的速率。换算成容量单位即为4.75GB，因此以此为标准规定了DVD光盘的最初容量。DVD光盘定义了4种规格：单面单层、单面双层、双面单层和双面双层。容量分别是4.7GB，8.5GB，9.4GB和17G。2025/2/12183.刻录盘除了只能读不能写的只读型-ROM（Read-OnlyMemory，只读存储器）光盘外，还有可写一次-R(Recordable，可记录)与反复擦写-RW(ReWritable，可重写)的光盘。它们除了可以被读取之外，还都能够写入数据。CD-R/DVD±R与CD-RW//DVD±RW之间的差别是：±R只能写一次，不能擦掉后重写；而±RW则可以反复擦写。这几种光盘的记录原理与普通光盘是不一样的。它们借助激光的精确定位与局部加热，利用某些特殊材料在激光加热前后的反射率不同来记忆“1”和“0”，若这种材料的相变是不可逆的则为±R，可逆的就是±RW；而普通的只读光盘则是利用在盘上压制凹坑的机械办法，利用凹坑(pit)和岸台(land)及它们的交界处(凹坑边缘)对激光的反射率不同来记录和读取“1”和“0”。2025/2/1219DVD盘片格式分类

DVD-SuperMulti实现了三大DVD刻录机规格的统一，不过目前DVD盘片规格却有DVD-R/DVD-RW/DVD-RAM/DVD+R/DVD+RW五种，还有尚未普及的“蓝光技术”。在购买刻录光盘之前，先要了解你的刻录机所支持的格式，以及哪种格式的盘片最适合你，然后再去购买就简单又轻松了。

①DVD-RAM规格

DVD-RAM是由先锋、日立、东芝公司联合推出的DVD标准，单面容量为4.7GB，双面容量为9.4GB。DVD-RAM的优点就是格式化时间很短，不足1分钟就可以使用，而且不需要特殊软件就能进行写入和擦写。不过早期的DVD光存储都不支持这个规格，兼容较差是该产品的最大缺点，因此大家在购买之前要看清产品是否支持该格式。②DVD-RW

DVD-RW是由著名的先锋公司提出来的，该规格能以DVD视频格式来保存数据，也就是说刻录的光盘能直接在影碟机上播放。不过它每次刻录都需要花费一个半小时左右来格式化，并且诸如防刻死技术、纠错管理功能等特性都不支持，因此使用起来比较麻烦。2025/2/1220③DVD+RW

DVD+RW是目前最易用、与现有格式兼容性最好的刻录标准，由理光、飞利浦等公司联合推出，DVD+RW也是目前唯一与DVD光驱、DVD播放器完全兼容的格式，也就是在电脑应用领域的实时视频刻录，和娱乐应用领域的随即数据存储方面完全兼容的可重写格式。同时随着成本下降，DVD+RW越来越受到关注，并且成为微软公司唯一支持的DVD刻录标准，非常适合目前消费者应用需求。不过缺点就是只能用DVD+RW/DVD+R盘片，并且需要专门的刻录软件支持。④DVD-R与DVD+R

DVD-R是由Pioneer公司所主导发展的DVD规格，兼容性非常不错，具有对于一般DVD播放机100%的互换性。而后以SONY、PHILIPS、理光以及HP等主要会社为首的DVDAlliance对DVD-R做了改进，推出另外一种新的方式─DVD+R架构，可以让使用者在记录一次资料之后，还有可以继续使用剩余的光盘片资料记录空间，也就是允许使用者用多次的方式来分批记录资料。⑤DVD-Multi与DVD-Dual

DVD-Multi技术以DVD-RAM为主要架构，兼容DVD-RAM、DVD-R、DVD-RW，CD-R/CD-RW等规格在专业和视频等领域有更强的实力，不过并不能支持CD-R/CD-RW格式，所以不适合普通用户。DVD-Dual是索尼公司推行的标准，支持DVD+R/RW和DVD-R/RW刻录标准，因此更适合大众用户选购。这两种规格主要是整合前面5种格式，并不能算作一种新规格，这里只是提出来供大家参考。2025/2/1221补充一下：“+”、“-”符号的意义

在选购刻录光盘的时候会发现，有DVD+R和DVD-R两种产品，容量、结构也都相同，它们的区别在哪里呢？

DVD-R的光头定位精确度低，且寻址方式的信号辨识度较差，当刻录倍速较高时，会出现寻址不易的情况，所以DVD-R的高倍速刻录难度相对要大。

而DVD+R则正好相反，光头定位精度高，寻址方式比前者好，容易实现高倍速刻录，因此大多数的16×DVD刻录盘都是DVD+R。另外DVD+R采用恒定角速度刻录，比DVD-R的恒定线速度刻录更快，读写性能要优于DVD-R格式。

因此DVD+R有着更好的可编辑性，更适合消费者选购。

2025/2/1222主要光盘参数的比较指标CDVCDSVCDDVDEVDHDDVDBD制定者PhilipsJVC等CVDDVD论坛阜国数字DVD论坛BDA推出时间19791993.101998.101995.102005.22002.22006.6激光波长780nm780nm780nm650nm650nm405nm405nm分辨率44.1MHz352×288480×576720×5761920×10801920×10801920×1080编码标准PCMMPEG-1MPEG-2MPEG-2MPEG-2AVC、CV1MPEG-2MPEG-2、AVC、CV1尺寸12/8cm12/8cm12/8cm12/8cm12/8cm12/8cm12/8cm盘面单面单面单面单面/双面单面单面/双面单面/双面层数单层单层单层单层/双层单层/双层1~3层1~4层容量650MB650MB650MB4.7GB~17GB4.7/8.5GB15~90GB25~100GB播放时间74分74分60分133~480分50/105分120~720分180~1440分传输速率150Kbps1.5Mbps2.25Mbps4.69Mbps4.69Mbps36.55Mbps36Mbps2025/2/1223

DVD的存储容量DVD盘的类型存储容量(GB)别名MPEG-2视频的播放时间(分钟)单面单层(只读)4.7DVD-5133单面双层(只读)8.5DVD-9240双面单层(只读)9.4DVD-10266双面双层(只读)17DVD-18480

单面单层(DVD-R)3.9/4.7107/133双面单层(DVD-R)6.6//9.4215/266单面单层(DVD+R)4.7133单面双层(DVD+R)8.5240单面单层(DVD-RAM)2.6/4.773/133单面单层(DVD-RW)4.7133单面单层(DVD+RW)3.0/4.785/1332025/2/1224

BD随着HDTV的出现，只有4.7~8.5GB容量的DVD，满足不了存放MPEG-2Video高清节目（1920×1080/1152）的要求，从而促成了BD和HDDVD等蓝光技术的问世。2002年2月19日：先锋、飞利浦、索尼等9个公司组成的蓝光盘创立者推出蓝光盘。BD采用405nm的紫色激光；12cm盘的容量：单面单层25GB/双层50GB/6层100GB/8层200GB，双面单层50GB/双层100GB；8cm盘的容量：单面单层7.8GB/双层15.6GB，双面单层15.6GB/双层31.2GB；数据传输率：单倍—36Mbps、2x—72Mbps、4x—144Mbps、8x—288Mbps。蓝光盘的容量大，添加了硬质塑料或聚合物外壳，盘片的保护性好；但与现有DVD不兼容，而且制作成本较高，播放机的销售价格也较贵。BD视盘采用的是MPEG-2、MPEG-4/AVC(H.264)和VC-1视频编码，音频则采用了DolbyDigital（AC-3）、DTS和LPCM（可达7.1声道）编码，可选DolbyDigitalPlus和无损的DolbyTrueHD与DTSHD。2025/2/1225DVD、HDDVD与BD的技术参数比较规格DVDHDDVDBD容量(单/双层)-ROM（只读）4.7/8.515/3025/50-R（可写一次）4.7/8.515/3025/50-RW（可重写）4.7/--20/3225/50激光波长650405nm405nm数值孔径（NA）0.60.650.85最小凹坑长度0.4μm0.204μm0.149μm光道间距0.74μm0.4μm0.32μm盘片结构0.6mm×20.6mm×21.1mm+0.1mm保护层厚度0.6mm0.6mm0.1mm/0.075mm数据传输率11.08Mbps36.55Mbps36Mbps旋转方式CLVZ-CLVCLV视频编码MPEG-2MPEG-4/AVCVC-1、MPEG-2MPEG-4/AVCVC-1、MPEG-2音频编码有损AC-3、DTS、MUSICAM、AACDolbyDigitalPlus、AC-3、DTS、AACAC-3、DTS[DolbyDigitalPlus]无损LPCMLPCM、TrueHD、DTSHDLPCM[TrueHD、DTSHD]2025/2/1226HDDVD2002年初，在篮光盘创立者组织成立不久，以东芝和NEC为首的其它DVD论坛成员，推出了完全不同的另一个高密度光盘标准，与与DVD兼容，称为HDDVD（高清晰DVD），2006年3月28日HDDVD的播放器和光盘等产品正式上市。HDDVD也采用405nm紫色激光；12cmROM盘-单面单层15GB/双层30GB/三层45GB、双面单层30GB/双层60GB/三层90GB、刻录盘——单面单层20GB/双层40GB/三层60GB；8cm盘：单面单层4.7GB/双层9.4GB、双面单层9.4GB/双层18.8GB；速率是36.55Mbps，结构与现有DVD相同。HDDVD兼容现有DVD，生产成本也较低；但是容量比蓝光盘小，且保护性不太好。HDDVD采用MPEG-4/AVC、VC-1和MPEG-2视频编码，采用DolbyDigitalPlus、DTS、DolbyDigital（AC-3）和MPEGAudio等有损编码和LPCM、MLP(TRUEHD)[双声道]和DTSHD等无损编码。2025/2/12271．普通光存储设备的选购普通光存储设备包含CD-ROM和DVD-ROM，但是现在CD-ROM已逐渐被市场淘汰，读者如要购买普通光存储设备，只需从DVD-ROM产品中选择。目前普通光存储设备的技术日趋成熟，因此在选购时需注意以下几个方面。5.2.5光存储设备选购指南由于市场上光存储设备的品牌众多，生产厂商不断推出新产品，使得竞争非常激烈，下面根据不同需求的用户来介绍怎样选购光存储设备。2025/2/12281）品牌品牌大厂一般都掌握了光存储设备的核心技术，这样更容易控制成本，相对来说也容易买到物美价廉的产品。有实力的厂家的产品无论是产品用料、做工，还是售后服务都要更胜一筹。在光存储市场，比较有名气的生产厂家有：先锋、明基（BenQ）、三星（SAMSUNG）、索尼（SONY）、LG和华硕（ASUS）等。2）读盘能力目前的DVD光驱有单激光头和双激光头两种。单激光头和双激光头的DVD光驱的读盘能力没有大的区别，只是双激光头的光驱在读取CD和DVD类型的盘片时激光头会有一个切换过程，这样会使读盘开始阶段的速度较慢。2025/2/12293）接口和缓存DVD-ROM主要有IDE和SATA两种接口。采用SATA接口比采用IDE接口的DVD-ROM具有更好的稳定性和数据传输率，CPU的占用率也低得多。4）区码限制使用DVD-ROM播放DVD影碟时必须注意区码的问题，因为CSS规定，软件和硬件都必须同时经过授权认证才可以成功地解码播放DVD影片，也就是说DVD-ROM和DVD播放软件都必须同时通过区码的授权。因此选购DVD-ROM时要注意所支持的区位码。2025/2/12305）倍速现在的DVD-ROM都是16~18倍速的，但是要注意其读取CD的速度，一般要求读取CD的速度达到40倍速。CD－ROM的传输速率是150KB/s，而DVD－ROM的1x则是1358KB/s。这么说来DVD－ROM的1x就等于CD－ROM9.053x，6）多格式支持指DVD-ROM光盘驱动器能支持和兼容读取多种盘片。一般来说，一款合格的DVD-ROM光盘驱动器应支持目前市面上主要的各类盘片，而且兼容性应良好。2025/2/12312．刻录机的选购在选购刻录机时，最需要考虑的就是兼容性和稳定性了。现在市场上的DVD刻录机的价格大部分已经在200元以下，完全值得购买。1）兼容性刻录盘片是刻录数据的载体，优秀的刻录机应对各类碟片以及各种刻录方式都有好的兼容性和适应性，以及是否支持增量包刻写的刻录方式。2025/2/12322）稳定性稳定性是指刻录机是否能持续稳定的工作，特别是需要连续刻录多张光盘时对刻录机就是一个考验。好的刻录机采用全刚机芯，虽然噪声高一点，但是能长期持续稳定的工作，而普通的刻录机采用塑料机芯很容易在连续刻录多张光盘时造成刻录光盘的报废。在选购DVD刻录机时，除了需要考虑上面的因素外，还需要再次注意DVD光盘的格式，因为DVD+RW和DVD-RW是两种互不兼容的DVD格式标准。选购DVD刻录机时，最好选购兼容全系列格式的产品。3）光头系统分为单光头(采用一个光头读取CD－ROM与DVD－ROM,其中又可分为切换双镜头－