Cesta do hlubin CD-R a CD-RW

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.