Cesta do hlubin CD-R a CD-RW

Hardware | 01.10.00

Ač je to k nevíře, kompaktní disky jsou vynálezem starým už téměř dvacet let.Prvotně byly určeny pouze jako hudební nosiče, ale postupem času se zjistilo, že je možné použít jich...





Ač je to k nevíře, kompaktní disky jsou vynálezem starým už téměř dvacet let.
Prvotně byly určeny pouze jako hudební nosiče, ale postupem času se zjistilo,
že je možné použít jich také jako nosičů datových. Na začátku 90. let pak
technologie postoupila tak daleko, že bylo možné vytvořit CD bez lisování,
speciálním zápisem na prázdné medium. Tato technika se záhy začala nazývat CD
Recordable (CD-R).


CD-ROM

Na kompaktním disku jsou data uložena ve formě spirály, která začíná u otvoru
ve středu disku a krouží směrem k jeho okraji. Kvůli adresaci jsou použity tři
úrovně sektorů. Na nejvyšší, fyzické úrovni, má sektor délku 3 234 bajtů.
Obsahuje v sobě jednak logický sektor o délce 2 352 bajtů, a pak také 784 bajtů
korekčních kódů EDC/ECC a 98 bajtů kontrolních. Na logické úrovni je sektor
dále dělen v závislosti na formátu CD. Zatímco CD-DA (hudební CD) má všechny
bajty v logickém sektoru věnovány audiodatům, pro data ve formátu CD-ROM zbývá
jen 2 048 bajtů na jeden sektor.


CD-R

Technologie zapisovatelných disků CD-R byla definována v dokumentu nazvaném
Orange Book Part II firmou Philips roku 1990. Princip CD-R médií je velmi
podobný klasickým médiím CD-ROM. Na už zpracovaném ("vypáleném") CD jsou data
uložena prostřednictvím malých prohlubní ve vrstvě, která je schopná vlivem
tepla ztratit schopnost průchodu světla. Zatímco na zapsaných místech se čtecí
paprsek rozptýlí, z nezasažených míst se odráží, neboť mu nic nebrání v
přístupu k reflexní fólii, kterou je pokryta jedna strana CD-R média. Kvůli
požadavkům na vysokou odrazivost je tato fólie vyráběná ze zlata či stříbra.
Zlato se používalo jako první, avšak nepříjemně se projevovalo na ceně CD-R
médií. Stříbro bylo velmi oblíbené před několika roky, jeho reflexe je však
nižší než odrazivost zlata. Dnes je velmi často užíván tzv. "silvergold", tedy
slitina zlata se stříbrem. Zlato takové vrstvě propůjčuje dostatečnou
odrazivost, zatímco příměs stříbra snižuje výrobní náklady. Reflexní fólie se
spolupodílí na výsledném zbarvení spodní, datové oblasti média.

Zápis na disk se provádí výkonným argonovým laserem, jenž je schopen dostatečně
narušit vrstvu organického barviva tak, aby čtecí světlo nemohlo pronikat až ke
reflexní vrstvě. Slovo "světlo" je zde však míněno poněkud nadneseně, neboť
vlnová délka, kterou používá čtecí laser, je mimo rozsah vnímání lidského oka.

Vrstva organického barviva je téměř pro každého výrobce těchto médií typická,
protože se přímo podílí na tom, jak odolně budou data na CD-R disk zapsána.
Jako organické barvivo se používají cyanin, ftalocyanin a Azo. CD-R média, s
aktivní vrstvou cyaninu, jsou z datové strany zabarvena do zelena nebo
světlezelena. Dalším používaným barvivem je normálně bezbarvý ftalocyanin
(phthalocyanine). Jeho hlavní předností proti cyaninu je deklarovaná vyšší
odolnost proti slunečnímu UV záření, které data na CD-R poškozuje. CD-R média s
vrstvou ftalocyaninu mívají barvy odpovídající barvě samotné reflexní vrstvy,
tedy zlaté, stříbrné či stříbrozlaté. Z jiných technologií médií typu WORM
(Write Once Read Many) byl převzat další materiál na výrobu aktivní vrstvy,
jímž je modré Azo. Jak lze očekávat, CD-R média používající vrstvu Azo jsou z
datové strany zabarvena modře. CD-R média s vrstvou Azo často používají právě
stříbrnou či "silvergold" reflexní vrstvu.

Výrobci CD-R médií ve svých laboratořích dovedně kombinují různé materiály a
tloušťky aktivní a reflexní vrstvy, tak aby dosáhli možnosti zápisu vysokou
rychlostí (dnes někdy až 12násobně), velké odolnosti pro vnějším vlivům,
zvláště slunečnímu světlu, a kompatibility s CD-R zapisovačkami stejně jako s
mechanikami CD-ROM pro čtení zapsaných médií. Proto jsou dnes všechna používaná
barviva přibližně na stejné úrovni a záleží na konkrétní továrně, kde je CD-R
médium vyráběno, jak bude pro uživatele kvalitní.

Vyrobené CD-R disky mají mnoho možností užití. Od prostého zálohování přes
přenášení velkých objemů dat mezi počítači až po premastering, tedy přípravu
CD-ROMu pro lisování.

CD-R disky se výborně hodí na dlouhodobé zálohování, stejně jako na tvorbu
záložních kopií softwaru či kopií audiodisků pro vlastní použití.

Hlavní devizou CD-R médií je kompatibilita se stávajícími jednotkami CD-ROM.
Odrazivost CD-R médií je v porovnání s CD-ROM disky jen asi 60 80%, přesto je
však naprostá většina dnes používaných mechanik v PC, stejně jako velké
množství CD mechanik ve spotřební elektronice, schopna vypálené disky přečíst.

Druhou výhodou je velmi nízká cena médií. Dnes se obvyklé náklady na jedno CD-R
médium pohybují kolem 30 Kč (při odběru 20 ks), a zřejmě to ještě není cena
konečná. Za poslední tři roky tak došlo k více než pětinásobnému snížení cen,
což se samozřejmě muselo projevit oblibě tohoto typu zálohování.


CD-RW

Přepisovatelné disky CD-RW jsou dalším pokračováním úspěšné ságy kompaktních
disků. Stejně jako u jiných kompaktních disků je jako nosné médium použit
drážkovaný polykarbonátový substrát, na kterém je naneseno několik vrstev, z
nichž ta nejdůležitější je slitina Ag-In-Sb-Te. Protože princip jejich čtení je
shodný s jinými typy CD, i zde se musí využívat různé odrazivosti materiálu.
Slitina při běžné teplotě může setrvávat ve dvou stavech amorfním a
krystalickém. Při čtení míst s krystalickou fází laser prostoupí až k reflexní
vrstvě a odrazí se, zatímco v místech s amorfní fází se rozptýlí.

Zápis na CD-RW se provádí laserovým paprskem s vlnovou délkou 780 nebo 650 nm,
který ohřeje slitinu aktivní vrstvy na teplotu 500-700 st. Celsia. Slitina se
tak velmi rychle začne tavit a při následném ochlazení dojde k fázové přeměně
do amorfního stavu.

Mazání média se provádí zahřátím slitiny pod teplotu tání avšak nad
krystalizační teplotu (200 st. Celsia) po dostatečně dlouhou dobu. Po ochlazení
se fáze slitiny navrátí zpět z amorfní do základní krystalické, a médium se
chová jako prázdné. Tato technologie opakovaných, teplem vyvolaných změn fáze
slitiny Ag-In-Sb-Te se nazývá "Phase Change".

Většina vypalovacích programů dovede disk vymazat buď vcelku, což trvá několik
desítek minut, nebo je možné za pár minut smazat z disku pouze TOC. Také to
způsobí, že se médium chová jako prázdné, avšak zbytky dat na povrchu CD-RW
mohou být bezpečnostním problémem v místech s požadovaným utajením.

Následné čtení je stejné jako čtení disků CD-ROM nebo CD-R, jen s tím rozdílem,
že čtecí mechanika musí být uzpůsobena k práci s médii s nižší odrazivostí.
Touto vlastností jsou vybaveny všechny nově prodávané CD-ROM mechaniky.

S CD-RW přišel také nový způsob zápisu. Aby bylo možné použít CD-RW stejně jako
disketu, používá se tzv. Packet Writing. Při zápisu touto metodou se
nevytvářejí tracky a sessions stejně jako při klasickém zapisování, ale data se
ukládají do malých paketů s různou nebo stejnou velikostí (podle typu Packet
Writingu). Pakety jsou uzavřeny pouze v bajtech servisních kódů, a proto se
výrazně omezují nepříjemné ztráty prostoru na CD při zápisu metodou
Multi-session. Jestliže je však potřeba takto zapsané médium číst v klasické CD
mechanice, software uzavře paketový zápis do několika sessions běžného zápisu
ISO 9660.

Také ceny CD-RW médií se od svého uvedení posunuly směrem dolů a dnes je možné
koupit jeden kus v cenách kolem 100 Kč. CD-RW disky se výborně hodí na
dlouhodobé zálohování, neboť garantovaná doba životnosti bývá uváděna nad 30
let. Bohužel však v tomto případě vychází cena uloženého megabajtu dat dost
vysoko, a proto je pro dlouhodobé zálohy lepší použít levnější, avšak stejně
odolná média CD-R. Na krátkodobé zálohy, případně zálohy, které se musejí často
nahrazovat novými verzemi, zvlášť s důrazem na možnost čtení v moderních CD-ROM
mechanikách, jsou CD-RW disky tím pravým.


Zivotnost

Jak jsme již poznamenali, u CD-RW médií je běžně udávaná doba životnosti 30
let. CD-R média se poslední dobou v tomto parametru dost zlepšila, a dnes se
odhaduje životnost vypálených dat na 70 až 200 let. Velké rozdíly v tomto směru
jsou způsobeny různými metodami matematické modelace životnosti materiálu,
které provádějí různí výrobci. V současnosti se vyvíjí norma ANSI pro přesnější
a porovnatelnější odhady životnosti dat na CD-R. V každém případě ještě dnes
nelze s jistotou tvrdit, jak dlouho data na CD-R vydrží, neboť technologie je
to příliš mladá, než aby se nějaké větší množství disků již stihlo "zkazit".


Závěrem

Technologie CD-R a CD-RW jsou obrovským průlomem do oblasti osobního i
firemního zálohování. Jejich velkou výhodou je až na výjimky skvělá
kompatibilita se stávajícími mechanikami CD-ROM. Také cena zapisovacích
mechanik, CD-R a CD-RW médií i kvalitního softwaru nahrává jejich většímu
rozšíření. Velmi dobře vypadající životnost záznamů je dalším trumfem v boji o
zákazníka, který si cení svých dat a zálohuje. Jestli se na obzoru rýsuje
nějaká hrozba pro CD, pak je to jedině DVD a DVD-RAM/RW. Na to si však budeme
muset ještě nějakou dobu počkat.

Za spolupráci děkuji CDR serveru (www.cdr.cz).




10 rad jak úspěšně zapisovat na CD-R a CD-RW

1. Defragmentujte disk a udržujte na něm dostatečně velký volný prostor.

2. Odstraňte všechny rezidentní programy a screen savery.

3. Jestliže jste v síti, odpojte se, nebo alespoň odstraňte službu Sdílení
souborů a tiskáren.

4. Pokud už vypalujete na IDE sběrnici, mějte zdrojový disk a cílovou
vypalovačku na rozdílných kanálech, jinak zvolte raději SCSI sběrnici.

5. Při vypalování neskenujte, netiskněte ani nepracujte v textovém editoru.
Raději odinstalujte všechny nepotřebné programy.

6. Pokud kazíte příliš mnoho CD-R médií, nevypalujte On-The-Fly, ale připravte
si obraz (image) na disku.

7. Při kopírování z CD na CD-R/RW si raději vytvořte obraz na disku, a
nekopírujte přímo na CD-R/RW.

8. Na grabování audio stop si zajistěte CD-ROM mechaniku, která umí kvalitně
stahovat audio velkou rychlostí, a hlavně bez chyb.

9 .Multisession používejte pouze v odůvodněných případech platíte 24 MB
prostoru za začátek první session, 15 MB za každou další.

10. Packet-writing je sice hezká věc, ale jen pro malé soubory. U velkých se
velmi špatně uzavírá do ISO 9660.




Slovníček pojmů a zkratek

ANSI - American National Standards Institute americká instituce zabývající se
standardizací a normami

CD-DA - CD-Digital Audio "hudební" CD

CD-I - CD-Interactive multimediální CD určené do CD-I přehrávačů připojovaných
k televizi. Většinou lze přečíst také v CD-ROM mechanikách na PC.

CD-ROM - klasické datové CD

CD-ROM XA - CD-ROM eXtended Architecture zvláštní druh CD, kombinace CD-ROM a
CD-DA.

Drážkovaný polykarbonát - podobný plast, z jakého se vyrábějí plastové čočky do
brýlí. Drážkování zaručuje správné vedení laserového paprsku.

DVD - Digital Versatile (dříve Video) Disc moderní verze CD, kapacita 4-17 GB
DVD-RAM/RW - přepisovatelná verze 4 GB DVD. Doposud však není zcela jasno ve
standardech, proto se zatím nerozšířila.

Grabování - způsob, jak přes sběrnici přenést audiodata z CD do počítače bez
jakékoliv ztráty kvality (proces je nazýván též DAE Digital Audio Extraction).
Je vyžadováno při kopírování audio CD.

ISO 9660 - tradiční formát dat na CD-ROMu. Při použití na CD-R a CD-RW
zajišťuje širokou kompatibilitu.

Médium - prázdný CD-R nebo CD-RW disk

Multi-session - způsob zápisu, kdy je možné v dalších sessions přidávat na už
vypálené CD další data. Uzavření a otevření nové stopy stojí asi 15 24 MB
prostoru na CD.

Obraz (- image) soubor, který zcela věrně zobrazuje kompletní CD včetně
hlaviček a pomocných dat. Nejjistější způsob vypalování.

On-The-Fly - vypalovaní z adresářové struktury nebo z jiného CD přímo na
CD-R/RW, bez vytvoření obrazu na disku. Vyžaduje defragmentovaný a rychlý disk.

Sektor - nejmenší adresovatelná jednotka

TOC - Table Of Contents tabulka na začátku CD, kde jsou zapsány odkazy na
jednotlivé soubory a stopy. Obdoba alokační tabulky souborů (FAT).

WORM - Write Once Read Many technologie zápisu, kdy data lze zaznamenat jednou
a už se nedají změnit. Typickým příkladem je CD-R.












Komentáře

K tomuto článku není připojena žádná diskuze, nebo byla zakázána.