CD는 DVD플레이어에서 읽을수 있는데 왜 DVD는 CD플레이어에서 못 읽을까?

결론부터 말하자면 DVD에서 CD롬을 읽을 수 있는 이유는 DVD가 CD롬과 같은 방식으로 동작하기 때문입니다. 그리고 매체 밀도가 다른 CD를 읽기 위해 별도의 장치를 추가하고 있기 때문에 CD도 읽을 수 있습니다.
반면 CD는 밀도가 높은 DVD를 읽을 수 있는 판독 장치가 없기 때문에 DVD를 읽을 수 없습니다. 영상만 안나오는 것이 아니라 아예 DVD를 읽지 못하기 때문에 모든 자료(소리, 파일, 동영상 등등)를 읽지 못합니다. CD롬드라이브에서는 DVD가 아예 동작하지 않는다고 보시면 됩니다.

아래 내용은 [하드웨어 팔만대장경]이라는 책에 나와 있는 내용입니다. CD롬드라이브나 DVD 등의 동작 원리 등에 대해서는 가장 잘 나온 책이니, 도서관에서 한 번 빌려보세요.

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DVD의 동작원리와 동작과정

CD와 동작원리는 같다.
DVD는 CD의 확장규격이라 할 수 있기 CD와 동작원리나 동작과정이 유사하다. 다만 몇 가지 기능이 더 추가되었기 때문에 추가된 기능을 구현하는 기술적인 방법론에서 조금의 차이를 보인다. 가장 많이 사용하는 DVD비디오를 PC로 재생하는 과정을 살펴보자.

먼저 소프트DVD 프로그램을 실행시켜야 한다. 가장 많이 사용하는 파워DVD를 실행시킨다고 하자. DVD비디오를 DVD-ROM드라이브에 삽입한다. 그리고 파워DVD를 통해서 DVD비디오를 읽기 시작한다.
파워DVD는 DVD비디오의 내용을 읽어들이는데 이때 읽어들인 내용을 그대로 그래픽카드로 보내주는 것이 아니다. DVD에 기록된 내용은 MPEG 규격을 통해 압축된 내용이기 때문에 원래의 자료로 복원해주는 디코딩 작업이 필요하다. 원래 디코딩 작업은 동영상보드를 이용하여 하드웨어적으로 처리하는 것이 기본이었지만 최근에는 CPU와 그래픽카드의 성능이 향상되어 소프트웨어만으로도 처리가 가능하다. 파워DVD와 같은 소프트DVD 프로그램에 의해 소프트웨어적으로 처리할 경우 디코딩 작업은 CPU가 담당하게 된다. 따라서 CPU의 작업량이 엄청나게 많아진다.

DVD는 비디오와 오디오를 따로따로 디코딩하는 것이 특징이다.
재생 프로그램은 한편으로 시스템에 맞게 오디오의 디코딩 형태도 결정한다. 시스템에 장착된 채널 수를 파악하여 몇 채널로 오디오를 전송해야 할지 결정하는 것이다. 이렇게 결정된 채널을 통해 오디오 신호만 따로 디코딩하여 스피커로 출력한다. 2개의 채널이면 2채널 용으로 디코딩하고, 5.1채널이면 5.1채널용으로 디코딩해준다.
그러니까 DVD의 경우 비디오와 오디오를 시스템에 맞게 따로따로 디코딩하여 각각 필요한 출력장치로 내보내는 것이다.

DVD의 파장 종류가 두 개인 이유

DVD의 경우 판이 두 개 겹쳐진 것이다. 때문에 두 면의 반사면까지의 거리가 다르다. 이 때문에 CD와 달리 DVD는 두 개의 각기 다른 레이저 파장을 가진다. 하나는 가까운 면을 읽고 하나는 먼 곳의 면을 읽는데 사용하기 때문이다. 헤드에서 가까운 면을 읽을 때는 초점거리가 짧고, 긴 곳의 면을 읽을 때는 초점 거리가 길다.

**잠깐: DVD가 CD보다 용량이 많은 이유

DVD에 사용하는 레이저의 파장이 더 짧기 때문에 CD보다 더 많은 자료를 기록하고 읽을 수 있는 것이다. CD는 780nm의 적외선을 사용하지만 DVD는 635nm 파장의 붉은 빛 가시광선을 이용한다. 또한 CD롬은 개구율 0.45의 대물렌즈로 1.6um의 레이저를 사용하지만 DVD는 0.6의 개구율을 가진 렌즈에 1um의 미세한 레이저를 사용한다. 즉 디스크에 집광되는 빔의 크기를 작게하여 더 작은 디스크의 정보를 읽을 수 있다.
이런 점 때문에 DVD의 트랙 피치는 CD보다 두 배 이상 촘촘하며, 피트와 랜드 사이도 훨씬 짧다. 이 때문에 저장용량이 CD보다 몇 배나 늘어나는 것이다.

DVD의 섹터당 크기는?

DVD의 데이터 섹터는 2,064바이트로 이중 데이터 섹터는 2,048바이트고 나머지 16바이트는 ECC 블럭으로 사용한다. 남는 16바이트에는 섹터 ID, ID의 패리티로 사용하는 IED, 데이터 전체의 패리티로 사용하는 EDC로 구성한다.

**잠깐: 블루 레이저(Blue Laser)의 중요성

블루 레이저는 레이저의 일종으로 파장이 짧은 것이 특징이다. 따라서 광저장장치에서 좀더 촘촘한 자료 기록과 읽기를 위하여 블루 레이저의 도입을 서두르고 있다. 기존의 CD롬이나 DVD는 붉은색의 레드 레이저를 이용해서 기록하고 읽었다.
그러나 레드 레이저의 파장은 635~650nm정도로, 블루 레이저의 430nm에 비하면 파장이 넓다. 따라서 같은 면적이라면 블루 레이저로 기록하고 읽는 것이 훨씬 더 많은 자료를 저장할 수 있다. 아직 값이 비싼 블루 레이저를 이용한 DVD가 출시되지 않았지만 블루 레이저를 이용한 DVD가 나올 경우에는 현재의 DVD 용량이 1.5배 이상 증가할 것이라는 전망이다.

DVD와 CD를 읽을 때의 성능 차이

DVD롬브라이브는 CD롬드라이브 기능을 겸비
DVD-ROM드라이브는 CD롬드라이브의 기능을 겸하고 있다. 그래서 기능을 표시할 때 DVD-ROM드라이브의 배속과 CD롬드라이브의 배속을 따로 표기한다. 하지만 포장에 적힌 것은 DVD-ROM드라이브의 배속만 적혀있다. 그렇다면 DVD-ROM드라이브가 몇 배속을 지원한 경우 CD롬드라이브의 몇 배속에 해당하는 기능을 지니는지 알아보자.

DVD의 배속과 CD의 배속 기준은 다르다
6배속 DVD-ROM드라이브라면 8,100KB/초의 전송률을 가진다. 그러나 이는 DVD-ROM드라이브로 동작할 때의 전송률이다. 보통 5배속 DVD-ROM드라이브면 24X CD롬드라이브 속도를 지원하며, DVD 6배속 정도 되면 CD롬드라이브로는 약 32배속 전후의 속도를 지원한다. 따라서 6배속 DVD-ROM드라이브를 CD롬드라이브로 사용할 때는 32배속인 4,800KB/초의 전송률을 지원한다.
당연히 미디어의 접근 시간도 각기 다르다. DVD 미디어에 접근하는 시간이 100ms라고 해서 CD를 읽을 때의 접근 시간도 그렇다고 보면 안된다. 더 빠를 수도 있고 더 느릴 수도 있다. 그렇지만 접근 시간은 대체로 큰 차이가 나지 않는 편이다.

**잠깐: DVD-ROM드라이브에서 CD를 읽는 방법

DVD는 개구율이 0.6의 렌즈를 사용하기 때문에 두 배나 두꺼운 CD를 읽는 일이 어렵다. 두께 차이에 의한 레이저 빔의 크기에 차이가 생기기 때문이다. DVD 업체는 이 문제를 해결하는 방법으로 몇 가지 방법을 내놓았다.
가장 손쉬우면서도 바로 사용하고 있는 방법은 렌즈 절환 방식이다. 이 방식은 대물렌즈를 두 개 사용하는 것이다. 즉 CD용과 DVD용 대물렌즈를 각각 하나씩 다는 것이다. 이 방식은 렌즈를 하나 더 달기 때문에 제품 설계가 복잡하고 값이 비싸다는 것이 흠이다. 그러나 가장 확실하게 CD와의 호환 문제를 해결할 수 있는 방법이기도 하다. 현재 도시바와 히타치 등에서 사용하고 있는 방식이 이 방식이다.
렌즈절환 방식의 단점을 보완하기 위해 새로 개발된 방식은 하나의 DVD 렌즈로 두 미디어를 동시에 읽을 수 있는 방식이다. 이 방식에는 개구수 조절 방식과 아눌라(Annular)방식이 있는데 렌즈를 하나만 사용하므로 설계가 단순해지고 생산가격도 저렴해진다. 이 방식은 국내 업체인 삼성전자와 LG전자에서 채용하고 있다.
또 다른 방식으로는 DVD 렌즈 하나로 두 개의 초점을 사용하는 홀로그램방식과 두 미디어의 개구율에 대응할 수 있는 비구면 렌즈를 이용하는 방법 등이 있으나 아직 상용화되지는 않은 기술이다.

출처: [하드웨어 팔만대장경] (혜지원 출간) 본문

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