česky english Vítejte, dnes je úterý 05. březen 2024

Optické paměti – Terminologie

DPS 4/2019 | Články
Autor: RNDr. Karel Jurák, Ph.D., Ing. Zuzana Nejezchlebová, CSc.

Následující příspěvek je úvodem do terminologie z oblasti optických pamětí, tj. pamětí, kde se pro záznam dat i pro čtení těchto dat používá optické záření (viz obr. 1). Záznamové médium má obvykle formu optického disku nebo identifikační karty s vrstvou pro optický záznam. Článek navazuje na předchozí terminologická témata: Optoelektronické komponenty; Aplikace laserů atp. Text vychází z dokumentů technických komisí IEC TC 100, ISO/IEC JTC 1 SC 17 a SC 23 a z článků české a anglické wikipedie.

Optické paměti – Terminologie

Optické disky (optical disc) jsou ploché, kruhové disky, na kterých se zaznamenávají binární data ve formě:

  • prohlubní (binárně 0) a výstupků (binárně 1),
  • magnetooptického zápisu (magnetooptic recording),
  • hologramu o průměru cca 1 mm (1 mm diameter hologram).

Historie optických (diskových) pamětí (history of optical storages):

  • CD (Compact Disc), 1982;
  • CD-ROM (CD Read Only Memory), 1985;
  • CD-R (recordable);
  • CD-RW (rewritable), 1988;
  • CD-WORM (write-once, read many)
  • DVD (Digital Video Disc, později Digital Versatile Disc), 1996;
  • DVD-R (recordable), 1997;
  • HD DVD (High Density DVD), do 2008;
  • BD (Blue-ray Disk), od 2007.

Identifikační karty (identification cards) s optickou pamětí používají záznam:

  • lineární,
  • holografický (viz obr. 2 a 3).

Optické paměti – Terminologie 1

Identifikační karty s optickou pamětí (Identification cards – Optical memory cards) jsou mj. předmětem publikací subkomise ISO/IEC JTC 1/SC 17, Karty a bezpečnostní zařízení pro osobní identifikaci (Cards and security devices for personal identification), např:

  • ISO/IEC 11693 Identification cards – Optical memory cards
  • ISO/IEC 11694 --- Linear recording method
  • ISO/IEC 11695 --- Holographic recording method
  • ISO/IEC 10373-5 Identification cards – Test methods – Part 5: Optical memory cards
  • ISO/IEC 10373-9 --- – Part 9: Optical memory cards – Holographic recording method

Dokument ISO/IEC 11693-3:1015 se zabývá kartami s optickou pamětí a definuje techniky autentizace (authentication techniques), tj. způsoby ověřování identity.

Holografická média lze rozdělit na:

  • média pro jednorázový zápis (write once, irreversible change),
  • média přepisovatelná (rewritable, reversible change).

Vyjímatelná digitální paměťová média (removable digital storage media), která používají optický, holografický, magnetický záznam, jsou mj. předmětem publikací subkomise ISO/IEC JTC 1/SC 23, Média pro digitální záznam, výměnu informací a paměti (Digitally recorded media for information interchange and storage), která vydala např:

ISO/IEC 29121, která specifikuje metodu migrace dat pro diskové paměti DVD-R, DVD-RW, DVD-RAM, +R, +RW, CD-R, CD-RW, BD zapisovatelné (recordable) a BD disky přepisovatelné (rewritable) pro dlouhodobé ukládání dat (long-term data storage).

Audio archivní systémy (Audio Archive Systems) jsou předmětem publikací komise IEC TC 100, Paměťová média, struktury ukládaných dat, paměťové systémy a zařízení (Storage media, storage data structures, storage systems and equipment), která vydala mj. soubor:

  • ČSN EN 62702-1-1 Zvukový archivní systém – Část 1-1: DVD a migrace dat pro dlouhodobé uchovávání zvukových dat (Audio Archive System – Part 1-1: DVD disk and data migration for long term audio data storage)
  • IEC 62702-1-2 Audio Archive System – Part 1-2: Blue-ray disk and data migration for long term audio data storage
  • IEC 62702-2 Audio Archive System – Part 2: Audio data preservation

Vysvětlivky k souvisejícím termínům

Definice z dokumentů IEC a ISO jsou volně dostupné na stránkách:

Autentizace (authentication) je technika ověřování identity (entity A pro entitu B)

  • Disk CD (compact disc) je optický disk, jehož informační vrstva je umístěna blízko jednoho povrchu substrátu. Data lze pak číst optickým svazkem s vlnovou dékou 780 nm.
  • Disk BD (Blu-ray Disc) je optický disk s vnější vrstvou 0,1 mm a substrátem cca 1,1 mm, se zapsanými a čtenými daty pomocí laserové diody s vlnovou délkou 405 nm.
  • Disk HD DVD (high definition digital versatile disc) je optický disk, jehož jedna nebo více informačních vrstev (information layers) je umístěno mezi dvěma substráty. Data lze číst optickým svazkem s vlnovou délkou 405 nm.
  • Disk MODS (Multiplexed Optical Data Storage disc) je optické paměťové médium (ve vývoji), jehož jeden disk má kapacitu 1 terabajt.
  • Fourierovy hologramy generované počítačem ( computer-generated Fourier holograms) využívají výpočet diskrétní Fourierovy transformace pro zakódování 2D binárních stránek dat v holografické paměťové sestavě [Applied Optics].
  • Kopírovaný disk (replicated disc) je disk vyráběný injekčním odléváním (injection moulding process) a data jsou tak vlisována do polykarbonátu (pressed into the polycarbonate).

 

Optické záření (optical radiation) je část elektromagnetického spektra (viz obr. 1), které se obvykle rozděluje na:

  • ultrafialové záření (ultraviolet radiation),
  • viditelné záření/světlo (visible radiation/light),
  • infračervené záření (infrared radiation).
  • Víceúčelová holografická karta (Holographic versatile card) o velikosti kreditní karty zahrnuje holografickou paměť (30 GB), jejíž čtení ve srovnání s optickým diskem vyžaduje drahou čtečku, avšak neobsahuje pohyblivé části.
  • Víceúčelový holografický disk (Holographic versatile disc, HVD) byl vyvíjen od roku 2004 a může zaznamenat až několik terabajtů na 10cm optický disk. Používá techniku kolineární holografie se zeleným a červeným laserovým svazkem. Zelený laser čte interferenční obrazec v holografické vrstvě. Červený laser čte servoinformace ze spodní hliníkové vrstvy.

Literatura

[Applied Optics] Betin a Yu et al.: Holographic memory optical system based on computer-generated Fourier holograms, App. Optics, Vol. 52, p. 8142

[csWiki] csWikipedia:

Holografie

Optická mechanika

Blu-ray

[DPS-AZ]

Optoelektronické komponenty – Terminologie, DPS-AZ, č. 3/2019

Aplikace laserů – Terminologie, DPS-AZ, č.1/2016

[enWiki] enWikipedia:

History of optical storage media

Holographic data storage

Holographic versatile disc

MODS Disc

Optical disc drive

[WikiComm] Wikimedia Commons: (obr. 1, 2 a 3)

Hologram maken (1).svg; autor: Van Haerenborg Dirk

Hologram lezen.svg; autor: Van Haerenborg Dirk

Spectre.svg, autor: Mattias Campe