光碟

光碟（英語：Optical disc，又譯作光盤）於1965年由美國發明家占士·羅素（英語：James Russell (inventor)）發明，當時所儲存的格式仍以模擬訊號（Analog）為主。它是用雷射掃描的記錄和讀出方式儲存資訊的一種媒介。大約在1990年代中期時開始普及，具有存放大量資料的特性，1片12cm的CD-R約可存放1小時的MPEG1的影片，或74分鐘的音樂，或680MB的資料。

原理

光碟的記錄利用了雙重自動修正的編碼^[1]：當音頻以24-bit從模擬訊號轉變為數碼訊號之後，會先加入第一組的check digit成為一串28-bit的訊號；然後這28-bit的訊號會平均分佈在28組相連的數據串，並有1-bit的差異，再加入第二組的check digit。這樣，即使光碟的物理介質受到損傷，由於有雙重的自動修正，使解碼器亦能把大多數損傷移除，無損音頻的質素。

光碟類型

紅外雷射

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

紅色雷射

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 （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）（Versatile MultiLayer Disc）

DualDisc（DualDisc）
UMD（Universal Media Disc）

藍色雷射

Blu-ray Disc （BD藍光光碟）
HD DVD （已停止後續開發）

光碟結構

其他

MD
LD
磁光碟
CCCD：（Copy Control CD）一種防止複製的CD，使用普通民用裝置只能錄到MD裏，用電腦光驅無法複製到電腦上。
UMD：（Universal Media Disc，簡稱UMD）是索尼電腦娛樂（SCE）的掌上型遊戲機PlayStation Portable（PSP）上首次應用的光碟規格。

歷史

第一代

CD (CD) 和衍生
- VCD (VCD)
- 超級VCD (SVCD)
鐳射影碟
GD-ROM
Phase-change Dual
DDCD (DDCD)
磁光碟 (MO disc，常簡稱為MO)
MiniDisc

第二代

DVD 和衍生
- DVD-Audio (DVD-A)
- 影音雙面碟
- Digital Video Express (DIVX)
任天堂GameCube遊戲光碟 (miniDVD 衍生)
Wii光碟 (DVD 衍生)
Super Audio CD (SACD)
增強型通用光碟 (EVD)
DataPlay
通用媒體光碟 (UMD)
超密度光碟 (UDO)

第三代

藍光光碟 (up to 400 GB - experimental^[2]^[3])
Wii U光碟 (25 GB per layer)
HD DVD (discontinued disc format, up to 51 GB triple layer)
中國藍光高清光碟 (HD DVD衍生)
HD VMD
Digital Multilayer Disk
Fluorescent Multilayer Disc
前衛通用光碟 (FVD)

第四代

以下超越目前的第三代光碟，有容量超過(1 TB)的潛力：

光碟種類概述

種類	容量	試驗^[a]	年份^[b]
鐳射影碟 (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
前衛通用光碟 (FVD)	5.4-15GB		2001-today
增強型通用光碟 (EVD)	DVD		2002-2004
HD DVD	15-51GB	1TB^{[來源請求]}	2002-2008
藍光光碟 (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
通用媒體光碟 (UMD)	0.9-1.8GB		2004-2014
全像通用光碟 (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) ^[4]		2009-today
Archival Disc	0.3-1TB		2014-today

光碟種類與規格

光碟種類與規格^[5] [閱 · 論 · 編]
種類	規格	面	層	直徑（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

讀取速度與已量產最高倍速
世代	1倍速（Mbit/s）	最高讀取速度（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× ^[6]

DVD壽命
光碟種類	0–15 年	15–30 年	30–45 年	超過 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 讀取和寫入速度
讀取速度	資料速率		~寫入時間（分鐘）
讀取速度	Mbit/s	MB/s	單層	雙層
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

環保問題

由於光碟製程的進步，基於成本考量已鮮少使用貴金屬做為反射層。因此廢棄物的回收處理業者以沒有經濟價值與回收處理不合成本為由，並不樂意回收處理棄置光碟。台灣的環保署，在2002年委外執行「棄置光碟片回收清理探討計劃」的研究顯示，估計每年共約產生990噸（約6000萬片）以上的棄置光碟片^[7]。

註釋

^ 原型和理論值。
^ 開始於研發,結束於停止銷售或研發
^ 每段有2048B。

參考文獻

^ 見BBC為英國公開大學拍攝的課程影片：Graphs, Networks and Designs中一段訪問荷蘭自由大學與菲利浦的研究結果。
^ Pioneer's Blu-ray disc hits 400GB across 16-layers. www.engadget.com. 2008-07-07 [2016-09-04]. （原始內容存檔於2016-03-31）.
^ Pioneer's 400 GB Blu-ray Disc. www.gizmag.com. [2016-09-04]. （原始內容存檔於2013-09-25）.
^ 100 GB Disc. [2016-09-04]. （原始內容存檔於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. 環保署. 2003-09-19. （原始內容存檔於2011-01-07）（中文（臺灣））.

[4] 原型和理論值。

[5] 開始於研發,結束於停止銷售或研發

[8] 每段有2048B。

[1] 見BBC為英國公開大學拍攝的課程影片：Graphs, Networks and Designs中一段訪問荷蘭自由大學與菲利浦的研究結果。

[2] Pioneer's Blu-ray disc hits 400GB across 16-layers. www.engadget.com. 2008-07-07 [2016-09-04]. （原始內容存檔於2016-03-31）.

[3] Pioneer's 400 GB Blu-ray Disc. www.gizmag.com. [2016-09-04]. （原始內容存檔於2013-09-25）.

[6] 100 GB Disc. [2016-09-04]. （原始內容存檔於2015-10-18）.

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

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

[10] 環保署針對國內棄置光碟片回收處理提出說明. 環保署. 2003-09-19. （原始內容存檔於2011-01-07）（中文（臺灣））.

[1]

[2]

[3]

[a]

[b]

[4]

[5]

[c]

[6]

[7]