Ю. Л. Комаров, О. Г. Морозов, А. Н. Пикулев

4.2.3. Сервисная информация в кадре записи. Информация, записанная на КД, характеризуется также тем, что, наряду с собственно данными, в каждом блоке данных имеется также управляющая информация и информация для дисплея. Символ данных субкода (называемый обычно субкодом) обеспечивает идентификацию (опознавание) всего кадра данных, а также синхронизацию в проигрывателе КД. С его помощью происходит слежение за перемещением звукоснимателя поперек КД при поиске нужного фрагмента и реализация других потребительских возможностей проигрывателя.
Выход второго мультиплексора, помимо 24 символов данных ау-досигнала (по 8 бит каждый), содержит также и 8 символов четности (также по 8 бит каждый) и 8-битовый субкод, который располагается в начале каждого кадра. Информация с выхода мультиплексора поступает на модулятор записывающего лазера, задачей которого является преобразование полученных цифровых данных в форму, которая обеспечила бы максимальную плотность за-писи на КД, а также достоверное считывание информации при воспроизведении.


4.2.4. Канальное кодирование. При записи луч лазера фокусируется на поверхности в пятно определенных размеров. Получаемый при этом пит имеет также определенный размер, зависящий от характеристик записывающего лазeрa. В принципе минимальный по размеру пит будет отображать только одну единицу информации (один бит). Однако существуют способы, при которых такой минимальный пит будет отображать не один бит, а больше. Такие способы преобразования называют­ся канальным кодированием.
При канальном кодировании необходи­мо учитывать еще некоторые соображения.
Во-первых, при расшифровке данных надо точно определять гра­ницы как одного бита, так и символа, и кадра, что легко осуще­ствляется определением перехода с 0 на 1 и обратно (изменение уровней). При длинных последовательностях в коде 0 или 1 может легко произойти сбой при декодировании, так как, например, де­кодер последовательность в виде 15 нулей может распознать и как 14 нулей, и как 16 нулей. В связи с этим канальный код не должен иметь длинных последовательностей одного уровня.
Во-вторых, считывающее устройство КД-проигрывателей не про­пускает постоянный ток, и длинные последовательности нулей и единиц в потоке информации воспринимаются им как постоянная составляющая, которую при канальном кодировании необходимо устранить. Кроме того, надо обеспечить, чтобы количество нулей и единиц в потоке данных было примерно одинаковым, чтобы ис­ключить вероятность снижения уровня считываемого сигнала.
Поток данных не заносится на компакт-диск в 8-разрядном фор­мате. Вместо этого 8-разрядный код преобразуется в 14-разрядный канальный код, названный Eight-to-Fourteen Modulation, или EFM, удовлетворяющий выше перечисленным требованиям для записи на КД. Такое преобразование приносит определенные выгоды. Происходит увеличение плотности записи, а весь спектр переносится выше, благодаря чему улучшается разделение от низкочастотных сигналов помех. «Растягивание» символов от 8 до 14 бит предотвращает в то же самое время считывание лазерным лучом в проигрывателе КД од­новременно двух смежных переходов (с пита на флэт и наоборот) (рис. 4.7).
Н
икакой «прямой» связи между исходным 8-разрядным симво­лом и созданным 14-разрядным символом нет. Основным услови­ем EFM-кода является то, что должно быть, по крайней мере, два ну­ля между двумя последовательно идущими единицами. В создаваемом символе также не может быть более 10 последователь­ных нулей. Эти условия EFM-кода выполняют 277 комбинаций 14-разрядного кода. Перевод из одной системы в другую происхо­дит согласно специальной таблице преобразования, где каждому 8-битовому символу соответствует 14-битовое.
Кроме того, между 14-разрядными символами вставляются три соединительных разряда. Смысл таких трансформаций 8-разрядного символа в том, что в дальнейшем комбинации 0 и 1 преобразу­ется в вид, когда 1 соответствует изменению уровня, а 0 — сохра­нению прежнего уровня и обеспечивается ограничение длины последовательности одного уровня как сверху," так и снизу. Макси­мальная длина последовательности будет составлять 11 канальных бит (одна 1 и десять 0)  11 Т, а минимальная  трем (одна 1 и два 0)  3 Т. Соединительные разряды необходимы для того, чтобы при соединении двух последовательных канальных символов обеспечи­валось условие EFM-кода о невозможности более 10 последователь­ных нулей, так как всегда есть возможность в один из соединитель­ных разрядов вставить 1.
Обратим внимание, что условием ограничения промежутка меж­ду двумя соседними перепадами уровня снизу является величина 3 Т. Это тот фактор, который позволяет заметно увеличить плотность записи информации. Теперь пит минимального размера отображает три двоичных разряда, хотя канальных разрядов стало 17 вместо 8. Однако легко вычислить, что 3/17 больше, чем 1/8 почти в полто­ра раза, т. е. плотность записи с применением канального кода существенно повысилась.