转速误差
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∴需要检纠错技术或称抗干扰编码。 为此：在传输或者存储信息时，按一定的 信息相关规则附加一些具有保护信息能 力的冗余位而形成 光盘中：读出译码还原时，能自动检测 最多采用的：循环码或线性分组码
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差错的控制 在读/写操作或媒体保存期间，都有可
能产生差错： 即漏码或冒码 漏码：由1变为0 冒码：由0变为1
例如1000rpm时 写入功率需8-9mW 考虑损耗：LD：25~30mW
如果：3000~3600rpm时 LD>50mW
∴价格太贵
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其它途径： 采用多通道并行读/写处理
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3）信噪比 信噪比↗ 误码率下降↙ 可靠性提高↗
几种系统的典型值 亮度 S / N 40dB
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结论： b ↗ （提高数据传输率）
①提高光盘转速 ②提高存储线密度
试验表明 当转速为
1200rpm→ b44k0B/s 3600rpm→ b132 kB 0/s
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但是由于转速↗ 时，LD输出功率受限或成 本太高也是划不来的。 （ ∵ 转速↗ ∴ 写/读时间 t↙，因此提高 LD的功率，否则无法工作 ）
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（1） 扇区头标志 （2）偏差检测字段 （3）用户区 扇区头标志是模压图样，它使驱 动器不依靠锁相电路，就可确认 扇区的开始位量。
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② 存储方式 恒角速度，恒线速度 以及改进型恒线速度
（a）恒线速度（CD） CLV （1） 整个面上线速度恒定，即外侧 半径上道上的信息量大于内侧半径 道上的信息量 （2）从内侧 外侧扫描过程中 内侧→外侧 ω ↘ 保证线速度不变
学超衍射极限分辨存储等三维存储产品 有差距
达到：40~100Gbit/盘
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三.国内外发展状况 80年代 广电部第一次光盘制式可行性调研单
位有：清华、华工、复旦、北航 科学院：上海光机、上海冶金、52所 工厂：南京七一四厂 主要研究始于“七·五”规划
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“九·五”国家科委星ຫໍສະໝຸດ 计划 磁光光盘的产业化2020/5/29
（2）光盘存储系统的基本要求
光
盘 材料研究
光 盘
（ 介 质 ）
加工工艺
动态在线检测 离线全面质量检测
存 储 系
统 光盘驱动器
光 盘 机
写
/ 读信号
处理系统
供电系统 光学头系统 伺服系统 机械系统
写信号处理系统 读信号处理系统
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持续光谱烧孔技术： 利用活性分子所处的周围
环境的不同而引起对应能量 的差别来识别不同分子。
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④光盘库及光盘塔，光盘阵列的应用与国 外有很大差别 利用自动换盘系统组成光盘库、光 盘塔、光盘阵列，实现提高整个系统的 容量、数据传输率及数据存储的可靠性。
⑤ 开发新一代的存储产品 近场、自聚焦、光学非辐射场与光
牵头单位：成都电子科技大学（天 级公司） 参加单位：华工、清华 主要完成生产线上的测试设备改造
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①4X磁光光盘光学特性测试仪 --40万 华工
②4X磁光光盘机械特性测试仪 --70万 华工
③4X磁光光盘动态特性测试仪 --70万 清华
④光强调制型直接重写型磁光材料机理研 究 --40万 华工
与
校正电路
编码电路 信号调制 调 制 LD
会聚物镜 1m 光 斑 光盘介质
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在高温度的激光束光斑下加热形成一 定宽度一定间隔的记录脉冲
LD ECC 调制 会聚 光盘 加热 以有无凹坑 “1”和“0” 凹坑质量好坏 标志信噪比的高低
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② 信息的读出：
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2.构成实用系统 例1.CD唱机
PD
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六象限探测器
注意点： ① LD光束通过光栅后，生成有0级、±1 级（衍射光） 光束伺服方法：三光点跟踪
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② 光盘运动按恒线速工作的 最外圆 200转/分 最内圆 500转/分 转速逐渐变化，线速不变
技术指标： 频率范围：20Hz~20KHz 信噪比： >90dB 播放时间： 74分钟 选取节目：1s左右 道间距：1.6μm
2
临界角棱镜对P偏 振光敏感
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⑤ 整个系统为多个分离棱镜的组合 ∴各个棱镜的胶合面的定位精度要求高
⑥整个棱镜是单棱镜整形
把
椭圆 简单、方便
圆形
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2.写入/读出原理
各种光盘不一样，此处针对烧凹坑型 而言 CD、LD、VCD····
① 信息的写入
误差检测
数据输入 ECC
de k
NA
NA
减小道间隔，提高道密度↗
1 r
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② 采用更有效的编码方式 提高 值
③采用CLV方法 一般情况CLV比CAV存储容量大一倍
左右
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b
VL
d
2）数据传输率 定义为：单位时间内通过光盘上某点
的数据位数。 用公式表示：
式中 为信道位密度
d V L 为某条信道的线速度
而透射式则需双面保护层； 反射式易于实现聚焦伺服控制
根据反射方法找出经光盘反射光 束的发散、会聚的状况，来判断聚 焦误差是容易的
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4. 纠错编码
在光盘系统中，误码的主要来源
盘片材料不均匀
本身缺陷
(1)记录介质的缺陷
①
材料发生变化
(2)读取数据时错误
聚焦误差 如跟踪误差 造成
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2）领域 数据存储、图像存储 多媒体或多媒体工作站 视频节目存储介质
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二.发展简史 国外，研究始于70年代
荷兰:PHILIPS 1972.9.5诞生第一台激光唱机，体积大，
很笨重。He-Ne体积大，材料要求↗
1976→向美国推销第一代产品
1982→向西欧推销第二代产品（改进型 产品）
一定数量 的信息道改变一次光 盘转速：
（1）即发挥恒线速的优点 （2）又有利于控制
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③ 光盘结构（只读型） 三部分组成
1）盘基片 2）存储介质 3）保护层
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光盘结构采用反射式，为什么？ 反射式光盘只需从一面接近，从而
简化光盘系统结构； 反射式只需在信息层一侧有保护层，
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显然 A – 光盘上可容纳的最多的光斑数。 dr
于是光盘的存储面密度为：n
A dr
或表示为 n • 1
A dr
即面密度为
切向信道密度（位密度 / d ）
径向信道密度（道密度 1 / r ）
∴面密度=位密度 ·道密度
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结论：
① 为提高面密度
减小写/读光斑直径 de
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5.光盘存储系统的主要技术指标 存储容量（n） 数据传输率 信噪比 读取时间
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1）存储容量（n） 以光盘上所有存储的数据位的总和来
表征： n A
dr
其中 –读出光斑直径在正常读数时所
覆盖的数据位的数目。（即在信道上， 读数光斑直径长度上所能分辨的位数） A –为光盘信号面的有效记录面积； d – 读数光斑的直径； r – 为信道间距
共计 220万 总投资 1000万元
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四.光盘标准 对各类光盘的技术规格、盘片的物
理尺寸、信息记录的物理格式及逻辑格 式、信源/信道编码方法等技术内容作出 了详细的规定
由于不同的标准往往用不同颜色的 彩页作为封面，因此，人们习惯用彩页 颜色的方法来特指某一类光盘的技术标 准。
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LD色度 S / N 30dB 伴音 S / N 60dB
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基本元件： （a）光源LD：激光器 780nm，650nm （b）准直、扩束系统
椭圆，发散
准直，圆形
（c）PBS（偏振分光棱镜） （PBS+λ/4波片） 光束 隔离器
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（f）光电探测器（PD） 提供伺服所需的信号： TES，FES 提供探测到的光盘存储 的信息信号：RF
③ 减小信道密度 1.2μm↘0.74 μm
④ 减小光盘盘基厚度 1.2mm↘0.6mm
⑤ 编码技术、数据格式等
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PSHB--三维光信息存储在理 论上可以使记录密度提高 3~4量级。
* 即使光的频率成为新的存储 维，使得传统的二维（x,y） 光信息存储变成三维 （x,y,γ）光信息存储
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例2.WORM型（一次写多次读型）
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说明：
① LD：准直度要求 0.5mrad
② 会聚物镜 NA0.45de1m
③ PBS 透P偏振光97% 反S偏振光97%
PBS波片光束隔离器作用
4 进入光线为P偏振光
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④斜方棱镜出射的光
S偏振光 波片 P偏振光
如果每次把k位信息
C K 1 ,C K 2 ,C K 3 ,.C 1 .,C . 0.
写入光盘，经线性相关运算后，求出r个 检测位的冗余度 ∴ 共有 k+r =n位一起写入。 上述过程为编码
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这样编出的码称为 线性分组码或（n,k）分组码