Jak funguje CD-R a CD-RW?

Kompaktní disky jsou vynálezem starým už téměř dvacet let. Provotně byly určeny pouze jako hudební nosiče, ale post...


Kompaktní disky jsou vynálezem starým už téměř dvacet let. Provotně byly určeny
pouze jako hudební nosiče, ale postupem času se zjistilo, že je možné použít
jich také jako nosiče datové. Na začátku 90. let pak technologie postoupila tak
daleko, že bylo možné vytvořit CD bez lisování, speciálním zápisem na "prázdné"
médium. Tato technika se záhy začala nazývat CD Recordable (CD-R).

Compact Disk
Na kompaktním disku jsou z historických důvodů data uložena ve formě spirály,
která začíná u středu disku a odvíjí se k jeho obvodu. Kvůli adresaci jsou
použity 3 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 kontrolních bajtů. Na logické úrovni je
sektor dále dělen v závislosti na formátu CD. Zatímco CD-DA má všechny bajty v
logickém sektoru věnovány na audiodata, pro data ve formátu CD-ROM zbývá jen 2
048 bajtů v jeden datový 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 CD-ROM médiím. Na už zpracovaném ("vypáleném") disku jsou
data uložena prostřednictvím malých prohlubní ve vrstvě, která může 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. Tato
fólie se vyrábí ze zlata nebo ze stříbra, stříbro se poslední dobou prosazuje
zejména kvůli své nižší ceně. Fólie je také částečně zodpovědná za zabarvení
spodní, datové oblasti média.
Zápis na disk se provádí výkonným argonovým laserem, jenž je schopen dostatečně
poškodit vrstvu organického barviva tak, aby čtecí světlo nemohlo pronikat až k
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 médií typická, protože
se přímo podílí na tom, jak odolně budou data na CD-R zapsána. Jako organické
barvivo se používá cyanin, ftalocyanin a Azo. CD-R média s aktivní vrstvou
cyaninu jsou z datové strany zabarvena do zelena nebo světlezelena. Dalším
používaným barvivem je ftalocyanin (phthalocyanine). Jeho hlavní předností
proti cyaninu je deklarovaná vyšší odolnost proti slunečnímu UV zážení, které
data na CD-R poškozuje. Phthalocyanin je materiál bezbarvý a proto jsou taková
CD-R zlatá či stříbrná. Z jiných technologií médií typu WORM (Write Once Read
Many) byl převzat další materiál na výrobu aktivní vrstvy, kterým 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 stříbrnou reflexní
vrstvu.
Výrobci CD-R médií ve svých laboratořích dovedně kombinují různé materiály a
tloušťky aktivní a reflexní vrstvy tak, aby dosáhly možnosti zápisu vysokou
rychlostí (někdy až 8násobně), velké odolnosti proti vnějším vlivům, zvlášť
slunečnímu světlu, a kompatibility se CD-R zapisovačkami, stejně jako s CD-ROM
mechanikami pro čtení zapsaných médií. Proto jsou dnes všechna používaná
barviva přibližně na stejné úrovni.
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 60 Kč (při odběru 20 ks) a zřejmě to ještě není cena
konečná. Za poslední 2 roky tak došlo k více než 4násobnému snížení cen, což se
samozřejmě muselo projevit v jejich oblibě.

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 v materiálu.
Při zápisu laserovým paprskem s vlnovou délkou 780 nebo 650 nm je ohřívána
slitina aktivní vrstvy na teplotu 500-700 ?C. Slitina tak velmi rychle přejde
do tekutého stavu a při následném ochlazení dojde k fázové přeměně do amorfního
stavu. Při čtení pak v místech s krystalickou fází slitiny laser prostoupí až k
reflexní vrstvě a odrazí se, zatímco v místech s amorfní fází se rozptýlí.
Mazání média se provádí zahřátím slitiny pod teplotu tání, avšak nad
krystalizační teplotu (200 ?C) po dostatečně dlouhou dobu. Poté se slitina
navrátí zpět z amorfní struktury do základní krystalické a médium se chová jako
prázdné. Tato technologie se nazývá Phase Change (změna fáze).
Většina vypalovacích programů dovede disk vymazat nejen jako celek, což trvá
několik desítek minut, ale umí smazat pouze TOC, což způsobí chování média jako
prázdného už po několika minutách.
Následné čtení je stejné, jako čtení disků CD-ROM nebo CD-R jen s tím rozdílem,
že čtecí mechanika musí zvládnout práci s médii s nižší odrazivostí. To však
dnes pro většinu prodávaných (nikoliv všech) mechanik CD-ROM není problém.
Pokud se proto chystáte koupit novou mechaniku, pozorně si přečtěte její
technické parametry.
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 značně snížily jejich dnešní ceny se
pohybují kolem 300 korun za kus. CD-RW disky se výborně hodí na dlouhodobé
zálohování, neboť garantovaná doba životnosti je 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, jsou CD-RW disky tím pravým. Zkontrolujte si ale, zda CD-RW média
můžete číst ve všech počítačích, ve kterých to budete potřebovat.

Životnost
Jak už bylo řečeno, 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 vetší množství disků časem "zkazilo".

Závěrem
Technologie CD-R a CD-RW jsou obrovským průlomem do oblasti osobního i
firemního zálohování. Jejich velkou výhodou je až na řídké výjimky skvělá
kompatibilita se stávajícími mechanikami CD-ROM. Také cena zapisovacích
mechanik, CD-R a CD-RW médií, vysoká kvalita (obvykle zdarma přibalovaného)
"vypalovacího" softwaru nahrává jejich většímu rozšíření. Velmi vysoká
životnost záznamů je dalším trumfem v boji o zákazníka, který si cení svých dat
a zálohuje o nutnosti zálohovat se každým dnem poměrně nepříjemným způsobem
přesvědčuje stále více lidí. 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 disku dostatečně velký volný prostor.
2.Odstraňte všechny rezidentní programy a šetřiče obrazovky.
3.Jestliže pracujete 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 ve Wordu nebo libovolném
jiném programu. Raději odinstalujte všechny nepotřebné programy. Optimální je
spustit vypalování, na počítač napsat obrovskou ceduli "!!! NESAHAT !!!" a jít
na oběd.
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 audiostop si zajistěte CD-ROM mechaniku, která umí kvalitně
stahovat audio velkou rychlostí a hlavně bez chyb.
9.Multi-session 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 paprsku.
DVD Digital Versatile (dříve Video) Disc - moderní verze CD, kapacita 4-17 GB.
DVD-RAM/RW - přepisovatelná verze 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 (zvané též DAE Digital Audio Extraction). Je
vyžadováno při kopírování audio CD.
ISO 9660 - tradiční formát dat na CD-ROM. 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) u pevných
disků.
WORM Write Once Read Many - technologie zápisu, kdy data lze zaznamenat jednou
a už se nedají změnit. Typickým příkladem je CD-R.

9 0225 / or









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