光碟

光碟（英语：Optical disc，又译作光盘）于1965年由美国发明家占士·罗素（英语：James Russell (inventor)）发明^[1]，当时所存储的格式仍以模拟信号（Analog）为主。它是用镭射扫描的记录和读出方式保存资讯的一种介质。大约在1990年代中期时开始普及，具有存放大量资料的特性，1片12cm的CD-R约可存放1小时的MPEG1的影片，或74分钟的音乐，或680MB的资料。

原理

光碟的记录利用了双重自动修正的编码^[2]：当音频以24-bit从模拟信号转变为数码信号之后，会先加入第一组的check digit成为一串28-bit的信号；然后这28-bit的信号会平均分布在28组相连的数据串，并有1-bit的差异，再加入第二组的check digit。这样，即使光碟的物理介质受到损伤，由于有双重的自动修正，使解码器亦能把大多数损伤移除，无损音频的质量。

光碟类型

红外镭射

CD （Compact Disc）
VCD（Video Compact Disc）
SVCD（Super Video Compact Disc）

红色镭射

DVD（Digital Versatile Disc）
EVD（Enhanced Versatile Disc）
FVD（Forward Versatile Disc）
HVD（High-definition Versatile Disc）
HDV（High Definition Video）
NVD（Net Video Disc）
VMD （页面存档备份，存于互联网档案馆）（Versatile MultiLayer Disc）

DualDisc（DualDisc）
UMD（Universal Media Disc）

蓝色镭射

Blu-ray Disc （BD蓝光光碟）
HD DVD （已停止后续开发）

光碟结构

其他

MD
LD
磁光碟
CCCD：（Copy Control CD）一种防止复制的CD，使用普通民用装置只能录到MD里，用电脑光驱无法复制到电脑上。
UMD：（Universal Media Disc，简称UMD）是索尼电脑娱乐（SCE）的掌上型游戏机PlayStation Portable（PSP）上首次应用的光碟规格。

历史

第一代

CD (CD) 和派生
- VCD (VCD)
- 超级VCD (SVCD)
镭射影碟
GD-ROM
Phase-change Dual
DDCD (DDCD)
磁光碟 (MO disc，常简称为MO)
MiniDisc

第二代

DVD 和派生
- DVD-Audio (DVD-A)
- 影音双面碟
- Digital Video Express (DIVX)
任天堂GameCube游戏光碟 (miniDVD 派生)
Wii光碟 (DVD 派生)
Super Audio CD (SACD)
增强型通用光碟 (EVD)
DataPlay
通用媒体光碟 (UMD)
超密度光碟 (UDO)

第三代

蓝光光碟 (up to 400 GB - experimental^[3]^[4])
Wii U光碟 (25 GB per layer)
HD DVD (discontinued disc format, up to 51 GB triple layer)
中国蓝光高清光碟 (HD DVD派生)
HD VMD
Digital Multilayer Disk
Fluorescent Multilayer Disc
前卫通用光碟 (FVD)

第四代

以下超越目前的第三代光碟，有容量超过(1 TB)的潜力：

光碟种类概述

种类	容量	试验^[a]	年份^[b]
镭射影碟 (LD)	0.3GB		1971-2001
CD (CD)	0.7-0.9GB		1981-today
MiniDisc (MD)	0.14GB		1989-today
磁光碟 (MOD)	0.1-16.7GB		1990-today
DVD (DVD)	4.7-17GB		1995-today
磁光碟 (Laser Intensity Modulation Direct OverWrite)	2.6GB	10GB	1996-today
GD-ROM	1.2GB		1997-today
Fluorescent Multilayer Disc		50-140GB	1998-2003
Versatile Multilayer Disc (VMD)	5-20GB	100GB	1999-2010
超密度光碟 (UDO)	30-60GB		2000-today
前卫通用光碟 (FVD)	5.4-15GB		2001-today
增强型通用光碟 (EVD)	DVD		2002-2004
HD DVD	15-51GB	1TB^{[来源请求]}	2002-2008
蓝光光碟 (BD)	25GB 50GB 100GB (BDXL) 128GB (BDXL)	400GB	2002-today
Professional Disc for Data (PDD)	23GB		2003-2006
Digital Multilayer Disk		22-32GB	2004-2007
Multiplexed Optical Data Storage (MODS-Disc)		250GB-1TB	2004-today
通用媒体光碟 (UMD)	0.9-1.8GB		2004-2014
全息通用光碟 (HVD)		6.0TB	2004-today
Protein-coated Disc (PCD)		50TB	2005-today
M-DISC	4·7GB (DVD format) 25GB (Blu-ray format) 50GB (Blu-ray format) 100GB (BDXL format) ^[5]		2009-today
Archival Disc	0.3-1TB		2014-today

光碟种类与规格

光碟种类与规格^[6] [ 查论编 ]
种类	规格	面	层	直径（cm）	容量（GB）	容量（GiB）	段^[c]	容量（B）
BD	SS SL	1	1	8	7.8
BD	SS DL	1	2	8	15.6
BD	SS SL	1	1	12	25
BD	SS DL	1	2	12	50
CD-ROM 74 min	SS SL	1	1	12	0.682	0.635	333000	681984000
CD-ROM 80 min	SS SL	1	1	12	0.737	0.687	360000	737280000
CD-ROM	SS SL	1	1	8	0.194	0.180
DDCD-ROM	SS SL	1	1	12	1.364	1.270
DDCD-ROM	SS SL	1	1	8	0.387	0.360
DVD-1	SS SL	1	1	8	1.46	1.36
DVD-2	SS DL	1	2	8	2.66	2.47
DVD-3	DS SL	2	2	8	2.92	2.72
DVD-4	DS DL	2	4	8	5.32	4.95
DVD-5	SS SL	1	1	12	4.70	4.37
DVD-9	SS DL	1	2	12	8.54	7.95
DVD-10	DS SL	2	2	12	9.40	8.74
DVD-14	DS DL/SL	2	3	12	13.24	12.32
DVD-18	DS DL	2	4	12	17.08	15.90
DVD+R, +RW	SS SL	1	1	12	4.70	4.37	2295104	4700372992
DVD-R 1.0	SS SL	1	1	12	3.95	3.68
DVD-R （2.0）, -RW	SS SL	1	1	12	4.70	4.37	2298496	4707319808
DVD+R, +RW	SS DL	1	1	12	8.5		4173824	8547991552
DVD-R, -RW	SS DL	1	1	12	8.5		4171712	8543666176
DVD-R, +R, -RW, +RW	DS SL	2	2	12	9.40	8.75
DVD-RAM	SS SL	1	1	8	1.46	1.36
DVD-RAM	DS SL	2	2	8	2.65	2.47
DVD-RAM 1.0	SS SL	1	1	12	2.58	2.40
DVD-RAM 2.0	SS SL	1	1	12	4.70	4.37
DVD-RAM 1.0	DS SL	2	2	12	5.16	4.80
DVD-RAM 2.0	DS SL	2	2	12	9.40	8.75
HD DVD	SS SL	1	1	8	4.70
HD DVD	SS DL	1	2	8	9.40
HD DVD	DS SL	2	2	8	9.40
HD DVD	DS DL	2	4	8	18.80
HD DVD	SS SL	1	1	12	15.00
HD DVD	SS DL	1	2	12	30.00
HD DVD	DS SL	2	2	12	30.00
HD DVD	DS DL	2	4	12	60.00
HD DVD-RAM	SS SL	1	1	12	20.00

读取速度与已量产最高倍速
世代	1倍速（Mbit/s）	最高读取速度（Mbit/s）	最高倍速
1st（CD）	1.17	65.62	56×
2nd（DVD）	10.55	210.94	24×
3rd（BD）	36	432	12× ^[7]

DVD寿命
光碟种类	0–15 年	15–30 年	30–45 年	超过 45 年
DVD-R	20%	20%	0%	60%
DVD+R	20%	0%	40%	40%
DVD-RW	0%	0%	50%	50%
DVD+RW	0%	33.3%	33.3%	33.3%

DVD 读取和写入速度
读取速度	资料速率		~写入时间（分钟）
读取速度	Mbit/s	MB/s	单层	双层
1×	11	1.4	57	103
2×	22	2.8	28	51
2.4×	27	3.3	24	43
2.6×	29	3.6	22	40
4×	44	5.5	14	26
6×	67	8.3	9	17
8×	89	11.1	7	13
10×	111	13.9	6	10
12×	133	16.6	5	9
16×	177	22.2	4	6
18×	199	24.9	3	6
20×	222	27.7	3	5
22×	244	30.5	3	5
24×	266	33.2	2	4

环保问题

由于光碟制程的进步，基于成本考量已鲜少使用贵金属做为反射层。因此废弃物的回收处理业者以没有经济价值与回收处理不合成本为由，并不乐意回收处理弃置光碟。台湾的环保署，在2002年委外执行“弃置光碟片回收清理探讨计划”的研究显示，估计每年共约产生990吨（约6000万片）以上的弃置光碟片^[8]。

注释

^ 原型和理论值。
^ 开始于研发,结束于停止销售或研发
^ 每段有2048B。

参考文献

^ James Russell (compact disk) – Computer Timeline. [2024-11-19] （美国英语）.
^ 见BBC为英国公开大学拍摄的课程影片：Graphs, Networks and Designs中一段访问荷兰自由大学与菲利浦的研究结果。
^ Pioneer's Blu-ray disc hits 400GB across 16-layers. www.engadget.com. 2008-07-07 [2016-09-04]. （原始内容存档于2016-03-31）.
^ Pioneer's 400 GB Blu-ray Disc. www.gizmag.com. [2016-09-04]. （原始内容存档于2013-09-25）.
^ 100 GB Disc. [2016-09-04]. （原始内容存档于2015-10-18）.
^ MPEG: DVD, Book A - Physical parameters
^ LG 6x Blu-ray Burner Available in Korea. CDRinfo.com.
^ 環保署針對國內棄置光碟片回收處理提出說明. 环保署. 2003-09-19. （原始内容存档于2011-01-07）（中文（台湾））.

[5] 原型和理论值。

[6] 开始于研发,结束于停止销售或研发

[9] 每段有2048B。

[1] James Russell (compact disk) – Computer Timeline. [2024-11-19] （美国英语）.

[2] 见BBC为英国公开大学拍摄的课程影片：Graphs, Networks and Designs中一段访问荷兰自由大学与菲利浦的研究结果。

[3] Pioneer's Blu-ray disc hits 400GB across 16-layers. www.engadget.com. 2008-07-07 [2016-09-04]. （原始内容存档于2016-03-31）.

[4] Pioneer's 400 GB Blu-ray Disc. www.gizmag.com. [2016-09-04]. （原始内容存档于2013-09-25）.

[7] 100 GB Disc. [2016-09-04]. （原始内容存档于2015-10-18）.

[8] MPEG: DVD, Book A - Physical parameters

[10] LG 6x Blu-ray Burner Available in Korea. CDRinfo.com.

[11] 環保署針對國內棄置光碟片回收處理提出說明. 环保署. 2003-09-19. （原始内容存档于2011-01-07）（中文（台湾））.

[1]

[2]

[3]

[4]

[a]

[b]

[5]

[6]

[c]

[7]

[8]