Невероятная история CD-диска. Часть 2
Одним из камней преткновения стала технология кодирования сигнала. Качество цифрового сигнала напрямую зависит от количества битов, которыми кодируется его уровень: чем больше битов, тем меньше уровень шумов. Однако увеличение их числа вело к усложнению оборудования и росту цены. Прототип Philipsиспользовал 14-битовую кодировку, специалисты Sony настаивали на 16 битах, которые были необходимы для перспективы совмещения звука и изображения в дальнейшем. Победили японцы.
Цифровой формат
Гораздо быстрее компромисс был найден при решении задачи коррекции ошибок. Дело в том, что при считывании трека происходит неизбежная потеря информации – например, на поверхности диска оказалась пылинка или царапина. Такая потеря практически незаметна при воспроизведении звука, но фатальна для записи компьютерных файлов – пропажа всего одного бита может привести к некорректной работе целой компьютерной программы. Компьютеры возникли не случайно – именно на этапе работы с японцами появилась идея использовать новый носитель и для хранения компьютерных данных.
Для исправления ошибок считывания традиционно используется метод контрольных сумм – в конце определенной последовательности данных помещается некоторое число, называемое контрольным. При сложении чисел последовательности плюс контрольное число должна получиться сумма, обычно кратная десяти. При пропадании любого числа из последовательности по специальному алгоритму можно восстановить утраченные данные, достаточно просто знать контрольное число. В частности, аналогичная схема применяется при присвоении номеров кредитным карточкам. Наибольший опыт в алгоритмах коррекции имели специалисты Sony, применяющие аналогичные алгоритмы в профессиональном звукозаписывающем оборудовании, поэтому было логичным использовать в новом диске японские ноу-хау. Для CD был выбран метод CIRC (Cross-InterleavedReed-SolomonCode), обладающий интересной особенностью – восстанавливать данные можно было двумя способами. Самый простой, исправляющий незначительные ошибки, требовал дешевых чипов и использовался в недорогих CD-плеерах. Более сложный алгоритм коррекции предполагалось использовать на Hi-Endпроигрывателях и компьютерных CD-приводах.
Одним из самых последних нововведений стал метод нанесения питов (небольших углублений на диск). Первоначально подразумевалось, что при записи на диск каждый пит будет означать единицу, отсутствие пита – ноль. Однако эта технология требовала большой поверхности диска. Лазерный луч не был идеальным, и поэтому часто давал сбой при обнаружении границы между двумя питами, следовавшими друг за другом. Требовалось либо увеличить расстояние между питами, и, соответственно уменьшить время звучания диска, либо придумать оригинальное решение. ИнженерыPhilipsпредложили технологию, при которой каждый пит содержал более одного бита информации. Для этого потребовалось сделать возможным нанесение на диск питов разной длины. Фиксированной осталась только длина последовательности из восьми битов информации. Любая последовательность этих битов кодировалась двумя или тремя питами разной длины. Для преобразования данных использовалась специальная таблица, в которой в зависимости от длины и расположения питов было присвоено одно из 256 чисел.